Пленкообразующий состав для дезактивации металлических поверхностей

Скачать PDF файл.

Текст

Смотреть все

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ ПЛЕНКООБРАЗУЮЩИЙ СОСТАВ ДЛЯ ДЕЗАКТИВАЦИИ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ(71) Заявитель Государственное научное учреждение Объединенный институт энергетических и ядерных исследований - Сосны Национальной академии наук Беларуси(72) Авторы Давыдов Юрий Петрович Вороник Надежда Ивановна Сапрунова Наталья Анатольевна(73) Патентообладатель Государственное научное учреждение Объединенный институт энергетических и ядерных исследований - Сосны Национальной академии наук Беларуси(57) Пленкообразующий состав для дезактивации металлических поверхностей, содержащий поливиниловый спирт, глицерин, этанол и воду, отличающийся тем, что дополнительно содержит тетрафторборную кислоту при следующем соотношении компонентов, мас.поливиниловый спирт 11-13 глицерин 3-5 этанол 3-5 тетрафторборная кислота 5-10 вода остальное. Изобретение относится к области ядерной техники, в частности к дезактивации оборудования ядерных энергетических установок. Изобретение может использоваться также для очистки металлических поверхностей от продуктов коррозии. Известен состав для дезактивации зараженных радиоактивными веществами металлических изделий, содержащий фтороборную кислоту, окислитель и воду 1. Недостатками данного изобретения являются сложный состав дезактивирующего раствора, а также большое количество жидких отходов дезактивации, требующих дальнейшей переработки и утилизации. Серьезной альтернативой жидкостным составам являются составы для сухой дезактивации, основанные на различных пленкообразующих композициях. Применение этих составов позволяет многократно снизить объемы вторичных отходов по сравнению с водными дезактивирующими растворами 2. Однако этот пленкообразующий состав, содер 16314 1 2012.08.30 жащий только пленкообразующие компоненты, можно использовать при дезактивации больших поверхностей с загрязнениями преимущественно адгезионного характера, но не для удаления прочнофиксированных загрязнений. Наиболее близкой по технической сущности является композиция для дезактивации оборудования от компонентов и продуктов деления ядерного топлива, включающая фосфорную кислоту, винную кислоту, 1-гидроксиэтилидендифосфоновую кислоту, глицерин,этанол, поливиниловый спирт и воду 3. Наличие большого количества химически агрессивных компонентов приводит к малой стабильности жидкой композиции и хрупкости образующейся пленки, удорожает рецептуру. Задачей настоящего изобретения является создание пленкообразующего состава для дезактивации металлических поверхностей, позволяющего достигнуть высокой степени дезактивации поверхностей металлов, сократить объем жидких радиоактивных отходов дезактивации, а также количество компонентов рецептуры. Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что пленкообразующий состав для дезактивации металлических поверхностей, содержащий поливиниловый спирт,глицерин, этанол и воду, дополнительно содержит тетрафторборную кислоту при следующем соотношении компонентов, мас.поливиниловый спирт 11-13 глицерин 3-5 этанол 3-5 тетрафторборная кислота 5-10 вода остальное. Дезактивирующее действие пленкообразующего состава основано на растворении оксидных отложений с включенными в них радионуклидами, связывании радионуклидов с компонентами системы, проникновении их вглубь и фиксации в толще затвердевшей пленки. Повышение технологичности и снижение дозы облучения персонала достигаются за счет уменьшения времени пребывания персонала возле дезактивируемого оборудования,так как требуется только нанести состав на поверхность, а затем снять пленку. В течение нескольких часов в отсутствии персонала предлагаемый состав затвердевает с образованием однородной прочной пленки, не требующей дальнейшей переработки перед отправкой на захоронение и пригодной для сжигания. Предлагаемый пленкообразующий состав получали следующим образом. В отмеренное количество воды добавляли 5-10 мас.тетрафторборной кислоты, 3-5 мас.глицерина и 3-5 мас.этанола. Смесь перемешивали при помощи магнитной мешалки до полного растворения компонентов. Затем также при энергичном перемешивании раствора в него добавляли навеску 11-13 мас.поливинилового спирта. Смесь нагревали до 6080 С при постоянном перемешивании до полного растворения поливинилового спирта. Оценка дезактивирующей способности полученных пленкообразующих составов проводилась измерением коэффициента дезактивации, определяемого отношением уровней радиоактивного загрязнения образцов до дезактивации и после нее дез.исх./кон. Исходная радиоактивность образцов до дезактивации и остаточная радиоактивность после дезактивации измерялась с помощью -анализатора МКС-АТ-1315 производства Атомтех. Ошибка определения исходной активности образцов - (3,1-6,1) , конечной (4,3-10,1) . Для испытаний основания из стали марок 1810 и Ст 3 обезжиривали этиловым спиртом и обрабатывали в последовательности раствором гидроокиси натрия с массовой концентрацией 50 г/дм 3 при температуре 95 С в течение 30 мин дистиллированной водой раствором азотной кислоты с массовой концентрацией 50 г/дм 3 при температуре 95 С в течение 30 мин дистиллированной водой. 2 16314 1 2012.08.30 Подготовленные основания укладывались на нагретую до 35-45 С поверхность, и в центре горячего основания восковым карандашом вычерчивался круг диаметром 15-25 мм для предотвращения растекания радиоактивного раствора. В центр каждого круга наносили пипеткой по 0,1 см 3 загрязняющего радиоактивного раствора - смеси 24 кБк 137 и 15 кБк 60 в 0,1 моль/л 3. Загрязняющий радиоактивный раствор находился на поверхности основания в виде одной капли. Загрязненные образцы сушились в вытяжном шкафу в течение 21 суток для образования на поверхности углеродистой стали коррозионной пленки и более глубокого проникновения радионуклидов в коррозионный слой. Нанесение жидкого пленкообразующего состава на основания производилось кистью или наливом до толщины 0,5-1,5 мм. Обработанные образцы сушились в вытяжном шкафу в потоке воздуха в течение 4 часов. Снятие затвердевшего покрытия проводилось через 20 часов путем надрезания края покрытия до подложки скальпелем или бритвенным лезвием и удаления покрытия с помощью пинцета - захвата. Полученные результаты представлены в табл. 1 и 2. Таблица 1 Зависимость эффективности дезактивации образцов нержавеющей стали Х 18 Н 10 Т от рецептуры пленкообразующих составов Загрязнение Загрязнение дез. Рецептура пленкообразующих исходное, кБк конечное, кБк составов, мас.137 60 137 60 137 60 1. Кислота тетрафторборная - 5,22,006 14,849 0,092 0,012 239,19 1237,41 глицерин - 3,20,662 13,699 0,147 0,011 140,55 1245,36 этанол - 3,поливиниловый спирт - 11,вода - 78 Среднее значение коэффициента дезактивации (дез.погрешность, ) 19026 12411 2. Кислота тетрафторборная - 7,21,718 13,885 0,056 0,015 глицерин - 4,23,057 14,314 0,055 0,012 этанол - 4,поливиниловый спирт - 12,вода - 73 Среднее значение коэффициента дезактивации (Кдез.погрешность, ) 3. Кислота тетрафторборная - 10, 21,431 13,024 0,097 0,010 глицерин - 5,24,028 15,228 0,070 0,009 этанол - 5,поливиниловьй спирт - 13,вода - 67 Среднее значение коэффициента дезактивации (Кдез.погрешность, ) 28222 149713 4. Кислота о-фосфорная - 4,23,866 14,320 0,109 0,015 218,95 954,67 кислота оксиэтилидендифос 24,015 13,869 0,101 0,013 237,77 1066,85 фоновая - 0,5,кислота винная - 5,глицерин - 5,этанол - 30,поливиниловый спирт - 13,вода - 42,5 (прототип) Среднее значение коэффициента дезактивации (дез.погрешность, ) 2294 10116 3 16314 1 2012.08.30 Таблица 2 Зависимость эффективности дезактивации образцов углеродистой стали Ст 3 от рецептуры пленкообразующих составов Загрязнение ис- Загрязнение коКдез. Рецептура пленкообразующих ходное, кБк нечное, кБк составов, мас.137 60 137 60 137 60 1. Кислота тетрафторборная - 5,22,217 13,834 0,627 0,432 35,43 32,02 глицерин -3,21,681 13,156 0,785 0,470 27,62 27,99 этанол -3,поливиниловый спирт - 11,вода - 78 Среднее значение коэффициента дезактивации (дез.погрешность, ) 31,512 30,07 2. Кислота тетрафторборная - 7,23,836 14,920 0,579 0,390 41,17 38,25 глицерин - 4,24,163 13,582 0,670 0,454 36,06 29,92 этанол - 4,поливиниловый спирт - 12,вода - 73 Среднее значение коэффициента дезактивации (дез.погрешность, ) 38,67 34,112 3. Кислота тетрафторборная - 10, 25,037 14,068 0,415 0,520 60,33 27,05 глицерин -5,24,742 12,989 0,577 0,435 42,88 29,86 этанол -5,поливиниловый спирт - 13,вода - 67 Среднее значение коэффициента дезактивации (дез.погрешность, ) 51,617 28,55 4. Кислота о-фосфорная - 4,23,227 14,074 0,446 0,404 52,08 34,84 кислота оксиэтилидендифосфо 22,635 13,279 0,525 0,447 43,11 29,75 новая - 0,5,кислота винная - 5,глицерин - 5,этанол - 30,поливиниловый спирт - 13,вода - 42,5 (прототип) Среднее значение коэффициента дезактивации (дез.погрешность, ) 47,69 32,38 Как видно из представленных в таблицах данных, эффективность дезактивации при применении предлагаемого пленкообразующего состава выше эффективности дезактивации при применении состава по рецептуре прототипа. Наименьшее содержание компонентов в пленкообразующем составе ограничено необходимостью достижения приемлемой эффективности дезактивации. Увеличение содержания компонентов выше указанных величин нецелесообразно экономически из-за повышенного расхода реактивов и ухудшения качества пленки. Таким образом, использование предлагаемого пленкообразующего состава для дезактивации оборудования позволяет увеличить эффективность дезактивации улучшить технологичность процесса за счет упрощения утилизации отходов дезактивации уменьшить экологическую опасность процесса дезактивации за счет сокращения количества жидких радиоактивных отходов и операций с радиоактивными объектами повысить экономические показатели процесса дезактивации за счет снижения затрат на переработку отходов дезактивации. 4 Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 5

МПК / Метки

МПК: G21F 9/34

Метки: металлических, поверхностей, пленкообразующий, состав, дезактивации

Код ссылки

<a href="http://bypatents.com/5-16314-plenkoobrazuyushhijj-sostav-dlya-dezaktivacii-metallicheskih-poverhnostejj.html" rel="bookmark" title="База патентов Беларуси">Пленкообразующий состав для дезактивации металлических поверхностей</a>

Похожие патенты