Способ электрохимической дезактивации углеродистых сталей
Изобретение относится к технике очистки поверхностей от радиоактивных загрязнений, более конкретно к способам электрохимический дгч ктяваиик углеродистых сталей. Целью изобрстеНИП ЯВЛЯПТСЯ ndKJ КТНВИОСТИ дезактивации и улучшсшн; качества поверхности. Цель достигается осуществлением электрохимичпской обработки - в поле асимметричного переменного тока промьшшенной частоты с определенными углами отсечки анодного и катодного полупериодов в йодном растворе азотной кислоты при определе1 ной плотности тока. При этом o6tспечиваетсп повышение эффективности дьняктнвацин в 10-150 раз при хорошем кпчестве обработанной поверхности. 4 табл.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
COUHAЛИСТИЧЕСНИХ
PECflYSfIHH
1 442 А1 (191 (II) (5l)5 0 21 F 9 34
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К А STOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ
f10 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР (46) 30.04.91. Бюл. 1(16 (21) 4325563/25 (22) 08.10.87 (72) Р, Â, Áàëóêîí, Г. A. 3axap 1ук, А.Н.Платонов., Н.Н.Смирнов, В,Е.Уланов и А.К.Юрьевский (53) 621.039 ° 7(088.8) (56) Справочник химика. т. 5, И.:
Химия, 1968, с, 942.
Патент США 1(t 4.481,089, кл. 204-129.43, 1984. (54) СПОСОБ ЭЛЕКТРОХИИИЧЕСКОИ ДЕЗАКТИВАЦИИ УГЛЕРОДИСТЬИ CTAJlEA (57) Изобретение относится к технике очистки поверхностей от радиоактивных загрязнений, более конкретно к спосоПредлагаемый способ относится к области атомной техники и может быть использован в атомной энергетике, судоремонтной, химической, машино- строительной промышленности для электрохимической обработки (удаление радиоактивных загрязнений> окалины и коррозионных отложений) оборудования и иэделий, изготовленных из углеродистых сталей, Целью изобретения является повышение эффективности дезактивации и улучшение качества обработанной поверхности, В предлагаемом способе дезактивацию осуществляют в иоле асимметричного переменного тока промышленной частоты, Углы отсечки анодного полупериода 108-144, катодного — 54-90
Процесс осуществляют н 2-3 мас.X растворе азотной кислоты при общей плотности тока 1,0-1 8 A/см . бам электрохимиче< K<ч< дезактивации углеродистых сталей. Целью изобретеHit/I Я ВЛЯЕ I C ft It НрпМЕНЕНИЕ аСИММЕтрИЧКОГо 11ЕОЕМЕНного тока промышленной частоты является существенным признаком, так как при использовании постоянного или и<ременного тока промышленной частоты пол<жительный эффект при обработке углеродистой стали в packet.ope азотной кислоты не достигается (над< статочная эффективность, плохое качест-- 4 Во обработанной поверхности). Положи- ю4Ь тельный эффект также не достигается, если углы отсечки анодного или катодного полупериодов отлича« тся от указанных. Так, при увеличении углов отсечки анодного и катодного полупериодов:более 144 и 90 соотнетстненно, наблюдается снижение ско- Э рости электрохимического растворения поверхностей пленки углеродистой стали и коэффициентов дезактивации. При уменьшении углов отсечки ухудшается качество обработан151944? ной поверхности (,растранлилание). В указанном интервале обеспечилаются достагочн высокие скорости элсктрохимнческого растворения и коэффи5 циенты дезактивации и, кроме того, обработанная поверхность по ка<<еству приближается к полуполиронанной. Укаэанный интервал концентраций азотной кислоты также янляется существенным признаком. Так, экспериментально установлено, что при снижении концентрации азотной кислоты н электролите менее 2 мас.7. наблюдается уменьшение эффектггнг<ости дезактивации и образование налета гидратиронанных оксидов железа на обработанной поверхности, а при увеличении концентрации более 3 мас.7 снижается качество обработанной поверхности (ра20 стравливание) . Указанный интервал плотности тока также является существенным, При уменьшении плотности тока менее 1,0 A/ñì снижается скорость и эф- 25 фективность дезактивации в 10 раэ, а при увеличении более 1,8 Л/см вследствие изменения концентрационного режима н приэлектродном слое также наблюдае<ся образование налета гидратированных оксидов железа. Это приводит к ухудшению качества поверхности и снижению эффективности дезактивации. Пример. Проводили сравни35 тельные испытания но дезактивации модельных образцов из углеродистой стали (ст, 3) площадью 9 см и 3 см, покрытых плотными корроэионными отложениями. Радиоактивное эагряэне- 40 ние образцов осуществляли по известной методике раствором радионуклидон («, гЗг Се и Сы,f:5) с объемной активностью 2-4 ИБк/л. После высыхания радиоактивного раствора образ- 45 цы выдерживались в течение 2-3 ч при температуре 30<1 ?О С, Слабофиксированную фракцию загрязнения удаляли деэактинирующими растворами с помощью капроновь<х щеток. Подготовленные таким образом образцы под-, вергались электрохимической дезактивации (ЗХДА). Эффективность деэактинации оценивалась по коэффициентам дезактивации, которые определялись по ГОСТ 25146-82. Радиометрические измерения проводили по известным метоликам на радиометре КРК-1. Скорость электрохимического растворения определялась по потере массы образца с точностью + 0,0001 r. Состояние поверхности определяли визуально с помощью микроскопа ИИИ вЂ” 7, Каждая серия опь<тог< состояла иэ 5-6 образцов, результаты которых усреднялись. Из табл, 1 следует, что эа одинак ное время обработки эффективность дезактивации предпагаемым способом в 10-150 раэ вьш<е, чем иэнестным, при хорошем качестве обработанной поверхности. Иэ табл, 2 видно, что в выделенной области, органической углами отсечки анодного и катодного полупериодов соответственно 108-144 и 54-90 ско» о о рость электрохимнческого растворения составляет 390-460 мг/а, отложения полностью удаляются, поверхность с мг-.тагглическим блеском, полуполирован ная. По данным табл, 3 оптимальная плот. ность тока, обеспечивающая высокую эффективность дезактивации при хорошем качестве обработанной поверхности, составляет 1,0-1,8 А/см . а По результатам табл. 4 оптимальная концентрация азотной кислоты выбрана 2-3 мас,Х ° Таким образом, при использовании предлагаемого способа по сравнению с известным обеспечивается повьппение эффективности дезактинации в !О150 раэ; значительное улучшение качества обработанной поверхности (до полуполированной). формула изобретения Способ электрохимической дезактивации углеродистых сталей, включающий обработку переменным током промышленной частоты в кислотном электролите, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности дезактивации и улучшения качества поверхности, обработку осу1пествляют в поле асимметричного переменного тока с углами отсечки катодного и анодного полупериодон, равными соответственно 54-90 и 108-144 эл.rp. и 2-3 мас. водном растворе азотной кислоты при..среднем значении плотности тока 1,0- 1,8 А/см . 1519442 Та блица 1 Эффек THBHoctb злектрохимической дезактивации углеродистой стали ст. 3 (А„„„= 2,5-1,5 1О имп./с, время обработки — 300 с) Состояние обработанной поверхности Эффективность дазлктивяцин, к Способ дезактивации Матовая, без Металлического блеска 1, Известный (1,7 И Йа SO, ток постоянный с реверсом с 30 с, с 20 с, плотность тока 0,3 А/см ) 2. Предлагаемый (2,0 мас.X HN03, асимметричный, о S0 Гц, угол отсечки — анод 108 катод 54, общая плотность о тока 1,8 А/см ) 3 мас.Х ННОЕ, асимметричный, 50 Гц, угол отсечки — анод 144, катод 90, общая плотность тока 1,0 А/см 14 4 Беэ отложений, металлический блеск, полуполированная 2,2-10 150 Ьеэ отсох.ннй, металлический блеск, полуполированная 1 3 10 9 Таблица 2 Влияние углов отсечки анодных и катодных полупериодов знакоперсменного тока (50 Гц) на скорость электрохимического растворения (мг/А ч) и состояние обработанной поверхности углеродистой стали,(ст, 3) (электролит 2,5мас.Х HNO плотность тока 1,0 А/см, время обработки 15 мин). 108 1ЕО 144 126 90 581 684 643 44,5 50 Растрав. Растрав. Растрав. Отложен, Отложен, Отложен, 64 587 517 736 72., 4 70,2 Сильное растрав, Сильное растрав. Час тичн. растрав ° Отложен. Отложен. Отложен, 407 448 458 305 440 362 Частичн. растрав:, Частичн, Без отло- Чистая полурастрав. жений полированная Частичн. отложен. 389 446 412 197 251 338 Частичн, отложен. Частичн, Без отложений полуполиотложен. рованная Частичн. отложен. 192 229 251 126 277 Частичн, Частичн. Частичн. отложен. отложен. отложен, Частичн. отложен. 1519442 Таблица 3 Влияние плотности тока на эффективность электрохимической дезактивации углеродистой стали (ст, 3) (А нд„ 1,5-2,5 10 имп/с, электролит М 2,5 мас.% НКО, время обработки — 300 с, углы отсечки - анод 126 катод 72 ) 0 65 1,0 1,8 1,5 2,0 0 25 2,2 10 380 26,8 2,8 25,1 Частичн, отложен, Частичи. Беэ отложений отложен. Отлож. Теми. налет Таблица 4 Влияние концентрации азотной кислоты на эффективность электрохимической дезактивации и качество обработанной поверхности углеродистой стали I (ст. 3) (А „д„ 1,5-2,5 10 имп/с, время обработки - 300 с, углы отсечь ки — анод 126, катод 72, плотность тока - f,5 А/см1) b Концентрация кислоты, мас.% 0,5 1,5 2,5 3,0 2,0 4,0 820 1,3 10 2200 1800 1500 23,3 Составитель Б.Рахманов Редактор О.Филиппова Техред Л,Олийнык Корректор Т,Малец Заказ 2145 Подписное Тираж 278 ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Произволстненно-изпяте. ь< кий комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101 Общая плотность тока Коэффициенты дезактивации, Kg Состояние поверхности Коэффициент дезактивации, Ку Состояние поверхности Отлож. Частич. Частич. Беэ отложений отлож отлож Частич. растрав.
