Образование высокотемпературной окислины и способы ее удаления

Химическая абсорбция – атомы метала заменяются на атомы катионов (радиоактивный или нет)

Методы разрушения окислины:

– гидродинамическое воздействие

– воздействие твердыми телами

– химическая очистка (разрушение)

– специальная очистка с применением ультразвука

– эл.-гидравлические удары

– термическая и огневая зачистка

Гидродинамическое воздействие, если оборудование съемное или его можно поместить в бак (от 2 м³). Специальные насосы создают гидродинамический удар при Т = 80-90 ⁰С. Скорость циркуляции максимальна и иногда меняется. Разрушают окислину на поверхности, радионуклиды выводят вместе с окислиной. Для очистки воды используют различные фильтры.

При механическом воздействии используют пескоструйные аппараты. Вместо песка иногда используют соли (сульфат натрия, хлорид натрия) – удар с той же силой, но частицы более мягкие. Если метал идет на переплавку, то используется песок. В процессе работы идет большое выделение пыли (необходимы средства индивидуальной защиты). Если обрабатывается радиоактивная поверхность, то обработка ведется только в закрытом помещении.

Химическая очистка. Окалина состоит из трех слоев:

1. метал бюстит FeO

2. смесь магнетита и гемотита Fe₂O₃, Fe₂O₄

3. магнетит FeO₄

2, 3 слои – прочные соединения. В кислоте растворяются слабо, а 1-ый легко подвергается воздействию кислот.

В основном используют Н₂So₄, НCl создает дырочную коррозию.

1-ый слой распадается, а 2-ой и 3-ий удаляют механически.

Ультразвуковое удаление окалины. При ультразвуковой дезактивации применяют слабые кислоты или сильные, но разбавленные. Kd достаточно высок, в отличии от химической.

Эл.-гидравлические удары. Дезактивирующие материалы подключают отрицательный знак.

q_I< 10А/см² – удары гидродинамические.

Термическая и огневая зачистка. Метал нагревают до высоких температур, стекает верхний слой метала с окалиной. Прибегают к ней редко (если надо отправить чистый метал). Быстро и эффективно очищает большие поверхности метала.

Окалина распространяется неравномерно.
16. Рецептура растворов и режимы при снятии и окислины

Назначение	Режим очистки	Операции и состав раствора
Снятие тонкого слоя окалины с нержавеющих сталей	Т = 60-70 0С t = 10-30 мин	1. Разрыхление окалины (Н2So4, 10-15%) 2. Удаление окислины (НNO3, 10-20%; 1-4% НР, Т = 50-60 0С, t = 20 мин) 3. Снятие???? водой и пассивация поверхности (НNO3, 30%; Т = 50-60 0С, t = 10-15 мин)
Снятие окалины со стали 1Х18Н9Т	Т = 30-45 0С t = 30-60 мин	1. Травление (30% HCl, 10% НNO3, 3% Н2So4) 2. Удаление?? с одновременно пассивацией метала (Н2O2 10-20% Т = 18-23 0С, иногда делают промыку)
Удаление окалины с высокопрочных сталей	Т = 18-20 0С t = 10-30 мин	1. Травление (15% HCl, ингибитор БА-6 30 г/литр и уротропин 30 г/литр)
Снятие окислины с 1Н18Н9Т до получения зеркальной поверхности		1. Травление (Н2So4 5%, НNO3 1%, Н2(PO4) 3 1% до полного удаления окислины, Т = 80-90 0С)
Снятие окислины с поверхностей углеродистых сталей	Т = 45-55 0С t = 60 мин   Т = 18-23 0С t = 5-10 мин Т = 18-23 0С t = 1-5 мин	1. Травление (125-250 г/л Н2So4, 20-25 г/л NaCl, 0,5-2 г/л НNO3) 2. Разрыхление??????? (70-90 г/л CrO3+6, 20-50 г/л Н2So4, 2-5 г/л NaCl) 3. Удаление???????? (2% Н2So4) 4. Струйная водная промывка

При низкотемпературной окислине процесс разрушения идет медленно (бюстит не образуется)

Испаряются кислоты Н₂So₄, НNO₃