Способ дезактивации металлических поверхностей

 

СПОСОБ ДЕЗАКТИВАЦИИ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ путем попеременной обработки окисляющим раствором , и комплексующим реагентом, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности процесса дезактивации, снижения скорости коррозии оборудования, исключения образования вторичных отложений, получения совместимых отработанных растворов, пригодных к непосредственному захоронению в глубинные геологические формации, в качестве комплексующего реагента используют 2-10 вес.% раствор динатриевой соли хромотроповой кислоты. (Л

„,SU„„730156

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

g(gg G 21 Р 9/28

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНЯТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTGPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 2685953/18-25 (22) 17. 11.78 . (46) 30.10.84. Бюп. N - 40 (72) В.Д. Балукова, Е. В. Захарова, С.И. Кулаков, Э. Г.Лимно, О.M.Ðÿçàíîâ, В.Ф.Газизов, А.Б.Зинченко, Н.Ф.Петриченко и В.И.Веселов (71) Ордена Трудового Красного Знамени институт физической химии

АН СССР, Научно-исследовательское объединение "Энергия" и Кольская атомная электростанция (53) 621.384.2 (088.8)

{56) 1. Патент США Н 3496017, кл. 134-2, опублик. 1966.

2. Регламент безактивации контурного и съемного оборудования. Кольс кая АЭС, исх. Р 502, т. 2.12.77

{прототип). (54)(57) СПОСОБ ДЕЗАКТИВАЦИИ METAJIЛИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ путем попеременной обработки окисляющим раствором, и комплексующим реагентом, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности процесса дезактивации, снижения скорости коррозии оборудования, исключения образования вторичных отложений, получения совместимых. отработанных растворов, пригодных к непосредственному захоронению в глубинные геологические формации, в качестве комплексующего реагента используют

2-10 вес.Ж раствор динатриевой соли хромотроповой кислоты.

1 73015

Изобретение относится к области дезактивации и может быть использо. вано при удалении радиоактивных коррозионных отложений с поверхности оборудования, изготовленного из нержавеющих и хромистых сталей.

Для дезактивации первого контура ядерных энергетических установок и съемного оборудования в настоящее время широко используется двухванный метод, основанный на попеременной обработке загрязненных поверхностей в дезактивирующих окисляющих и восстанавливающих растворах 1 3.

В первом окисляющем растворе проис- ходит разрыхление коррозионной пленки, что облегчает ее растворение во втором растворе. В состав второго восстанавливающего раствора могут входить различные кислоты, комплексообразующие реагенты, ингибиторы коррозии и т.д.

Наиболее близким к предлагаемому является способ безактивации металлических поверхностей путем попере— менной обработки окисляющим раство— ром и комплексующим реагентом 23.

Способ заключается в последовательной обработке изделий растворами:

1. 27. КОН + 57. KMn04, t — 95 С, ь — 1,5 ч

2. 3% Н. С О,; t — 95ОС; ь — 1,5 ч.

Однако при обработке поверхностей оборудования оксалатным раство- З5 ром наблюдается значительная коррозия конструкционных материалов и образование вторичных отложений оксалата двухвалентного железа. В результате снижается. эффективность 4o дезактивации и происходит вывод из рабочего состояния различных частей оборудования. Кроме того, отработанные окисляющие и восстанавливающие растворы при совмещении дают допол- 45 нительные осадки (двуокись марганца, оксалаты металлоидов коррозионного происхождения), что затрудняет переработку и обезвреживание жидких ра— диоактивных отходов, как методом 50 упаривания, так и методом подземного захоронения.

Целью изобретения является повышение эффективности процесса дезак-. тивации, снижение скорости коррозии 55 оборудования, исключение образования вторичных отложений, получение совместимых отработанных первого и второго растворов, пригодных к непосредственному захоронению в глубинные геологические формации.

Эта цель достигается тем, что в качестве комплексующего реагента вместо оксалатного раствора используют 2-10 вес.7 раствор динатриевой соли хромотроповой кислоты (C„H<0>Na>) . Динатриевая соль хромотроповой кислоты — твердое кристаллическое вещество серого цвета, кристаллизуется с двумя молекулами воды, растворяется в воде (140 r на

1 л при 25 С) .

При дезактивации раствором с концентрацией динатриевой соли хро- мотроповой кислоты ниже 2. вес.% коэф-. фициент дезактивации не достигает своего опгимального значения. Увеличение концентрации динатриевой соли хромотроповой кислоты свыше 10 вес.% не приводит к значительному повышению эффективности дезактивации.

Разрыхленная в щелочно-перманганатном растворе коррозионная пленка растворяется при обработке раствором, содержащим динатриевую соль хромотроповой кислоты с образованием растворимых комплексных соединений металлов, входящих в состав радиоактивных отложений. При этом на стальных поверхностях после дезактивации не происходит образования вторичных отложений. Комплексы ионов металлов с динатриевой солью хромотроповой кислоты устойчивы в водных растворах в широком диапазоне значений рН, что позволяет совмещать кислые и щелочные отработанные растворы после дезактивации и обезвреживать их без дополнительной подготовки методом подземного захоронения.

Пример 1. Дезактивировались . образцы из нержавеющей стали 1Х18Н10Т

Ф выдержанные в условиях первого контура Кольской АЗС в течение 2 месяцев. Образцы сначала погружались в щелочно-перманганатный рас твор состава: 2% КОН + 0,57 Мп04 при 95 С и выдерживались в течение 1,5 ч, затем образцы выдерживались в 27-ном растворе динатриевой соли хромотроповой кислоты при 95 С в течение 1,5 ч.

Такой цикл обработки проводился дважды. Эффективность дезактивации за цикл обработки оценивалась коэффи циентами дезактивации по р и у-излучениям (К, К ). Результаты опытов

j усреднены и представлены в табл.1. з 730156 4

Пример 2. Выполняется по На подшипнике, обработанном по примеру 1. Концентрация динатриевой предлагаемому способу, не наблюдаетсоли хромотроповой кислоты в раст- ся появления вторичных отложений воре составляет 3Х. Для сравнения и подшипник после дезактивации ра4 такие же образцы были очищены по ботает нормально. прототипу. Результаты опытов усред- Как следует из результатов иены и представлены в табл.1. табл.2, корродирующее действие дезПример 3. Выполняется по активирующего раствора, которое ко примеру 1. Концентрация динатриевой личественно может быть охарактеризосоли хромотроповой кислоты в раство- 1О вано как скорость коррозии, в десять ре составляет 57. Результаты опытов раз меньше при обработке поверхносусреднены и представлены в табл.1. тей раствором динатриевой соли хромо—

Пример 4. Выполняется по троповой кислоты по сравнению с примеру 1. Концентрация динатриевой прототипом при прочих равных услосоли хромотроповой кислоты в раство- 15 виях. Кроме того на образцах, изгоре составляет 107.; Результаты опы- товленных из хромистых сталей. при тов усреднены и представлены в дезактивации по предлагаемому табл. 1. способу, не образуется вторичных

Из приведенных в таблице значе- . отложений. ний коэффициентов очистки (К и К,) 2р видно, что эффективность дезактива- Таким образом, предлагаемый споции при использовании динатриевой соб дезактивации металлических посоли хромотроповой кислоты выше верхностей от радиоактивных корров полтора-два раза по сравнению с зионных отложений обеспечивает по прототипом при прочих равных усло- 2 сравнению с прототипом следующие виях. преимущества: увеличивается коэффиПроведены испытания коррозион- циент дезактивации поверхности в ной стойкости на конструкционных 1,5-2 раза, снижается скорость коратериалах редукторов приводов C7= розин в десять раз, не образуется дезактивирующих растворах динат- на стальных поверхностях вторичных иевой соли хромотроповой кислоты. отложений, обеспечивается совместиРезультаты представлены в табл.2 ° мость отработанных щелочноперманПри дезактивации подшипника ганатного раствора и раствора динатмарки 7В20610Т, изготовленного из риевой соли хромотроповой кислоты, стали 95Х18Ш, по.способу-прототипу загрязненных радиоактивными изотоего поверхность покрылась светло-, 35 пами, что позволяет осуществить их зеленым слоем оксалата железа, что подземное захоронение без предвариприводит к заклиниванию подшипника. тельной подготовки.

Таблица 1

Коэффициенты дезактивации образцов из нержавеющей стали, . выдержанные в условиях первого контура Кольской АЭС в течение 2 месяцев

М примера

Концентр ация динатриевой соли хромотроповой кисло ты, вес..Ж я цикл

1 цикл.

5,2

3,0

6,3

11,5

7,4

4,9

19,9 11,5

9,6 6,0

5,4

3 (НСО) 3,1

Прототип.9,0

6,1

21,1 12,9

22,0 13,5

10,1

6,4

730)56

Т а б л и ц а 2

Коррозия поверхности шестерни, изготовленной из стали 1Х13ЕЗ, после обработки дезактивирувщими растворами

Примечание.

-20,60

2,57

Прототип

Предлагаемый способ

Образцы остались без изменения

-2,06

0,26

Корректор В.Синицкая

Техред .С, Мигунова

Редактор П.Горькова

Заказ 7087/3 Тираж 413 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Способ об- Потери в весе за Скорость коррозии, работки цикл, r Мк/цикл

Образцы покрылись светло-зеленым слоем оксалата железа