[发明专利]一种在线超声波去污方法及其装置

说明书

技术领域

本发明属于超声波去污技术领域，具体地说是涉及一种在线去除金属容器或管线内表面污染的方法以及适合于该方法使用的超声波装置。

背景技术

在核工业或其它行业的设备中有许多被放射性元素严重污染的容器或管线，这些放射性污染物大多积存在设备腔体内表面，在检修过程中会对检修人员形成强烈的外照射源项；另外，由于设备跑冒滴漏或开放性操作，也存在着放射性污染扩散的风险。因此，为了保护检修人员、保护环境，就必须去除此类污染。

超声波是一种交变声压，在液体中传播时能使液体出现稀疏状态和密集状态，在密集状态区，液体承受压力，而在稀疏状态区则承受拉力，在拉力集中的地方会形成空穴。空穴不断地产生和闭合、消失，在空穴的周围立即出现高达数百个大气压的巨大压力，并伴随着强大的冲击波。这种空穴的产生、消失不断反复的过程，称之为空化现象。空穴的破裂、消失而产生的巨大压力和冲击波称为空化效应。几千个真空泡在1秒钟内快速破裂几千次，其空化效应是十分巨大的。利用空化效应可以对工件表面进行清洗，使污染物从工件表面上被剥离。由于超声波具有衍射、透射、绕射的特点，故表面复杂工件的污垢也能清除干净，同时由于空化泡的直径仅为微米数量级，所以在去污过程中不会对工件表面造成任何可以察觉的损伤。在目前所有的去污方法中，超声波是效率最高、效果最好的一种去污方法。

目前，超声波去污技术已商用于核工业放射性污染的去污，其基本方法是采用槽式浸泡去污，仅适用于小型离线金属部件外表面污染的去除。如一种超声波/化学联合去污工艺及其设备专利申请(200710123096.0)，对于小型离线金属部件外表面污染的去除效果很好，但这种工艺也存在以下不足：

1).污染的设备部件需拆除解体后才能进行去污操作，然而拆除解体是一种开放性操作方法，会大大增加放射性污染物扩散的风险。

2).去污的整体工艺装置结构复杂庞大。

3).去污产生的二次废物量较大。

4).当内表面被污染的设备部件应用这种装置去污时，有可能增加设备部件外表面二次污染的风险。

发明内容

本发明的目的旨在克服上述现有技术的缺点，提供一种在线超声波去污方法，以及适合于该方法的去污装置，以实现在线操作，降低放射性污染扩散的风险。

本发明的在线超声波去污方法所采取的技术方案是：在待去污的容器或管道内充满去污介质，外表面上固定以超声波换能器，在超声波作用下，使待去污容器或管道内的污染物进入去污介质中，随去污介质排出容器或管道。

进一步地，本发明所述的超声波换能器是通过一个异形变幅杆固定在待去污容器或管道的外表面。

本发明在线超声波去污方法中所使用的一种去污介质为清水。

本发明在线超声波去污方法中所使用的另外一种去污介质为氧化还原性溶液，该溶液分别由氧化性溶液和还原性溶液组成，依次向待去污容器或管道内充满氧化性溶液和还原性溶液。

其中，所述的氧化性溶液是含有0.1％～5％高锰酸钾和0.1％～5％氢氧化钠的水溶液，还原性溶液是含有0.1％～5％草酸和0.1％～5％柠檬酸的水溶液。

进一步地，所述的氧化性溶液是含有0.5％高锰酸钾和0.5％氢氧化钠的水溶液，还原性溶液是含有0.5％草酸和0.5％柠檬酸的水溶液。

本发明还提供了一种用于上述去污方法的在线超声波去污装置，包括有：

一个可移动的超声波发生器；

一个换能器，通过电线与超声波发生器连接；

一个用于固定在待去污容器或管道外表面的异形变幅杆，该异形变幅杆活动连接在换能器的前面，且前端面具有与待去污容器或管道外形相配套的曲率。

本发明的在线超声波去污装置还包括有：

一个固定座，固定安装在换能器上，以及，

一个紧固装置，活动连接在固定座上，用于将异形变幅杆压紧在待去污容器或管道的外表面。

在线去除容器或管道内表面污染的操作方法是：首先探测确认待去污容器或管道的热点位置，然后用紧固装置将超声波换能器和异形变幅杆压紧固定在待去污容器或管道的外表面上，启动超声波发生器进行清洗。

与现有技术相比，本发明的在线超声波去污方法和装置具有以下有益效果：

1)可在线操作

本发明突破了现有超声波清洗方法和清洗装置的槽式浸泡清洗模式，无需对设备部件进行解体离线，就可针对在线放射性污染部件(管线或容器)的内表面污染进行去污操作，大大降低了放射性污染扩散的风险，增强了辐射防护的安全性和可靠性。