Спосіб електролітичної дезактивації металевих поверхонь

Спосіб електрохімічної дезактивації металевих поверхонь, що включає обробку змінним струмом в розчинах мінеральних кислот або їх солей, який відрізняється тим, що дезактивацію здійснюють змінним струмом частотою 20-100 Гц при напруженості UA (21) u200711734 (22) 24.10.2007 (24) 25.02.2008 (72) ОМЕЛЬЧУК АНАТОЛІЙ ОПАНАСОВИЧ, UA, ЮДЕНКОВА ІННА МИКОЛАЇВНА, UA, ЗАХАРЧЕНКО МИКОЛА ФЕДОРОВИЧ, UA, СКРИПТУН ІГОР МИКОЛАЙОВИЧ, UA, БЛИЗНЮК АНТОНІНА ВІКТОРІВНА, UA, КОЗІН ВАЛЕНТИН ХОМИЧ, UA, УСКОВА НАТАЛІЯ МИКОЛАЇВНА, UA (73) ІНСТИТУТ ЗАГАЛЬНОЇ ТА НЕОРГАНІЧНОЇ ХІМІЇ ІМЕНІ В.І. ВЕРНАДСЬКОГО НАЦІОНАЛЬНОЇ АКАДЕМІЇ НАУК УКРАЇНИ, UA 2 (19) 1 3 30368 4 - Зменшення питомих витрат електроліту. При дезактивувати, або концентрувати і направляти у площі робочого протиелектроду 1дм2 і товщині спеціальні "могильники". Високі густини струму 12 2А/см спричиняють підвищені питомі втрати -3 діелектричного матеріалу 0,5мм 5 ×10 дм його електроенергії, локальний перегрів поверхні, що -3 -3 3 3 приводить до більш інтенсивного випаровування об'єм складатиме 1´ 5 ×10 = 5 × 10 дм 5 см . токсичної азотної кислоти, розтравлювання При об'ємній пористості 70% цей матеріал поверхні. 3 Технічне рішення, що пропонується, має за міститиме 5 ´ 0,7= 3,5см дезактивуючого розчину. мету усунення вказаних недоліків, зменшення Цієї кількості розчину вистачить для дезактивації питомих витрат електроенергії та реактивів, 8-10дм2 поверхні. Отже питомі витрати розчину підвищення якості дезактивації. електроліту складатимуть в середньому 0,4см3 на Спільними ознаками з прототипом є те, що 1дм2. У відомих технічних рішеннях цей показник дезактивацію здійснюють змінним струмом в на 2 порядки величини більший. розчинах мінеральних кислот або їх солей. - Зменшення питомих витрат електроенергії. Поставлена задача досягається за рахунок За рахунок дуже малої міжелектродної відстані того, що дезактивація здійснюється змінним (0,5-5,0мм) технічне рішення, що пропонується дає струмом частотою 20-100Гц при напруженості можливість вести дезактивацію при незначних електричного поля (0,1-3,0)х104В/м через пористий падіннях напруги між електродами (не вищих за діелектричний матеріал, насичений електролітом, 15В). Умови електролізу при цьому забезпечують який заповнює міжелектродний простір. ефективне вилучення радіонуклідів при невисоких Експериментально встановлено, що при густинах струму. При густині струму 1А/дм2, поляризації металічних поверхонь змінним падіння напруги між електродами 15В та струмом створюються умови, які перешкоджають тривалості обробки 5хв. питомі витрати переходу металу у пасивний стан, а, значить, електроенергії оцінюються величиною 1.25Вт полегшують вилучення міцно фіксованих год/дм2, що еквівалентно 3К/см2. Згідно прототипу радіоізотопів. Даній обставині сприяє чергування ця величина в 10 разів більша. киснево-водневої функції електроду. Таку зміну - Можливість дезактивації поверхонь значних функцій електроду можна забезпечити тільки при геометричних розмірів при малих питомих поляризації змінним струмом. витратах електроліту та електроенергії. Вище було Оптимальні умови для руйнування міцно відмічено, що при площі робочого протиелектроду фіксованих шарів, що пасивують поверхню 1дм2 можна дезактивувати поверхню площею 8електроду, створює струм частотою 20-100Гц. При 10дм2 при витратах розчину електроліту частотах менше 20Гц не досягається ефект 0,4см3/дм2. Поповнивши втрати розчину в руйнування пасивуючого шару і ефективне пористому діелектричному матеріалі можна очищення поверхні супроводжується більш продовжувати дезактивацію. високими втратами металу (порядку 0,6г/дм2 хв.), Можливість вести дезактивацію в дезактивація поверхонь струмом більш високої електричному полі великої напруженості (0,1частоти, ніж 200Гц, не забезпечує високий ступінь 3,0)х104В/м. Така велика напруженість вилучення радіонуклідів. Коефіцієнт дезактивації електричного поля досягається за рахунок дуже не перевищує 1,5-2,0. малої міжелектродної відстані між поверхнею, що В технічному рішенні, що пропонується, дезактивують, та поверхнею протиелектроду. Так, дезактивацію здійснюють через пористий наприклад при міжелектродній відстані (товщині матеріал, насичений дезактивуючим розчином, що тканини) 5-10-4м та падінні напруги 15В повністю заповнює міжелектродний простір, напруженість електричного поля складає однією стороною контактує з поверхнею, яку -4 -4 15 : 5 × 10 = 3 × 10 В м . дезактивують, а іншою - з протиелектродом. Як Найбільш сприятливі умови для дезактивації в пористий матеріал добре зарекомендували себе області нестабільної пасивності забезпечує поле тканини різного ґатунку та різного складу. Для напруженістю (0,1-3,0)х104В/м. При меншій кислих дезактивуючих розчинів найбільш придатні напруженості електричного поля не досягаються тканини із поліпропілену, кремнезему, базальту, високі коефіцієнти дезактивації. При тощо. Для нейтральних сольових розчинів, окрім напруженостях, що перевищують 3-104В/м названих вище, доцільно використовувати відмічено розігрів електроліту, можливий бавовняні тканини, брезент, товщина яких складає електричний пробій та утворення електричної від 0,5 до 5мм. Об'ємна пористість 60-80%. дуги. Експериментально визначено, що для Відмінами способу, що заявляється від забезпечення стійкого електролітичного процесу прототипу є те, що дезактивація здійснюється дезактивації достатньо тієї кількості розчину, що змінним струмом частотою 20-100Гц при міститься в порах такого матеріалу. В міру витрат напруженості електричного поля (0,1-3,0)х104В/м. дезактивуючого розчину на поверхні металу, який Приклади, що ілюструють заявлений спосіб дезактивують, його можна поповнювати відомими наведено нижче. способами, наприклад, з допомогою дозаторів Приклад 1. Виконували дезактивацію поверхні електроліту. зразка із нержавіючої сталі 12Х18Н10Т Використання пористого діелектричного забрудненої ізотопами 60Со та 137Cs. Рівень матеріалу для заповнення міжелектродного простору в технічному рішенні, що пропонується радіоактивного забруднення до обробки 100 b забезпечує: розпадів/см2 хв. обробку вели змінним струмом ( ) ( ) 5 30368 6 Katsumi Hosaku, Hitoshi Sakal; Hideaki Heki. частотою 100Гц при напруженості електричного Apparatus and Method for Electrochemical 3 поля 1× 10 В/м. через кремнеземну тканину Decontamination of Radioactive Metallic Waste. насичену розчином, мас. %: Н3РО4 - 65, H2SO4 3. Грилихес С. Я. Электрохимическое и 20, решта вода. Тривалість обробки - 5хв. Після химическое полирование. - Л.: Машиностроение, обробки забруднення на поверхні зразка не 1987. - 232 с. виявлено. Знімання основного металу - 0,05г/ дм2 4. А.с. СССР №1349347 C25F 3/02. Способ хв. электрохимической дезактивации нержавеющих Приклад 2. Виконували дезактивацію поверхні сталей / Г.Н. Захарчук, Л.Н. Васильева, Н.Н. зразка із нержавіючої сталі 12Х18Н10Т. Рівень Смирнов, В.Е.Уланов, А.Н. Усолкин, А.К. Юрьевский. - Опубл. 30.07.1991. Бюл. №28. радіоактивного забруднення до обробки 900 b 5. А.с. СССР №1262997 C25F 3/02. Способ розпадів/см2 хв. Дезактивацію вели змінним электрохимической дезактивации нержавеющих струмом частотою 20Гц при напруженості сталей / Н.Н. Ампелогова, Р.В. Болуков, Л.И. 3 × 10 4 В/м. через електричного поля Васильева, Г.А. Захарчук, В.В. Морозов, Б.Ч. поліпропіленову тканину насичену розчином, мас. Пентин, Г.В. Рюмин, Н.А. Смирнов, В.Е. Уланов. %: Н3РО4 - 65, H2SO4 - 20, решта вода + 30г/л Опубл. 15.08.91. Бюл.30. інгібіторної добавки. Тривалість обробки - 5хв. Після обробки забруднення на поверхні зразка складало 3 b -розпади/см2 хв. Знімання основного металу -0,24г/ дм2 хв. Приклад 3. Дезактивували кадмієву трубку. Рівень радіоактивного забруднення до обробки складав 1200 b -розпадів/см2 хв. Дезактивацію вели змінним струмом частотою 50Гц при 4 напруженості електричного поля 1,5 × 10 В/м. через кремнеземну тканину насичену розчином, мас. %: Н3РО4 - 65, H2SO4 - 20, решта вода + 30г/л інгібіторної добавки. Тривалість обробки - 5хв. Після обробки забруднення на поверхні зразка складало 20 b -розпадів/см2 хв. Знімання основного металу - 0,12г/ дм2 хв. Приклад 4. Виконували дезактивацію поверхні зразка із міді. Рівень радіоактивного забруднення до обробки складав 1300 b -розпадів/см2 хв. Дезактивацію вели змінним струмом частотою 50Гц при напруженості електричного поля 1× 104 В/м. через кремнеземну тканину насичену розчином, мас. %: Н3РО4 - 65, H2SO4 - 20, решта вода + 30г/л інгібіторної добавки. Тривалість обробки - 3хв. Після обробки забруднення на поверхні зразка складало 20 b -розпадів/см2 хв. Знімання основного металу - 0,03г/ дм2 хв. Приклад 5. Виконували дезактивацію поверхні зразка із нержавіючої сталі 12Х18Н10Т. Рівень радіоактивного забруднення до обробки складав 900 b -розпадів/см2 хв. Дезактивацію вели змінним струмом частотою 50Гц при напруженості 3 електричного поля 5 × 10 В/м. через брезентову тканину, насичену 1М розчином Na2SO4. Тривалість обробки - 3хв. Після обробки забруднення на поверхні зразка складало 3 b розпади/см2 хв. Знімання основного металу -0,02г/ дм2 хв. Джерела інформації: 1. Патент США 4 481 090, МКІ 3 C25F 3/02; C25F 3/06; C25F 3/0. Опубл. 6.11.1984 / Everett L. Childs. Decontaminating metal surfaces (Дезактивация металлических поверхностей). 2. Патент США 5 877 388 МКІ 6 А620 3/00; С25В 9/00; C25D 17/00. Опубл.2.03.1999 / Masami Enda,