專利名稱：一種在線超聲波去污方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于超聲波去污技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)是涉及一種在線去除金屬容器或管線內(nèi)表面 污染的方法以及適合于該方法使用的超聲波裝置。
背景技術(shù)：
在核工業(yè)或其它行業(yè)的設(shè)備中有許多被放射性元素嚴(yán)重污染的容器或管線，這些放射性 污染物大多積存在設(shè)備腔體內(nèi)表面，在檢修過(guò)程中會(huì)對(duì)檢修人員形成強(qiáng)烈的外照射源項(xiàng)；另 外，由于設(shè)備跑冒滴漏或開放性操作，也存在著放射性污染擴(kuò)散的風(fēng)險(xiǎn)。因此，為了保護(hù)檢 修人員、保護(hù)環(huán)境，就必須去除此類污染。
超聲波是一種交變聲壓，在液體中傳播時(shí)能使液體出現(xiàn)稀疏狀態(tài)和密集狀態(tài)，在密集狀 態(tài)區(qū)，液體承受壓力，而在稀疏狀態(tài)區(qū)則承受拉力，在拉力集中的地方會(huì)形成空穴?？昭ú?斷地產(chǎn)生和閉合、消失，在空穴的周圍立即出現(xiàn)高達(dá)數(shù)百個(gè)大氣壓的巨大壓力，并伴隨著強(qiáng) 大的沖擊波。這種空穴的產(chǎn)生、消失不斷反復(fù)的過(guò)程，稱之為空化現(xiàn)象?？昭ǖ钠屏选⑾?而產(chǎn)生的巨大壓力和沖擊波稱為空化效應(yīng)。幾千個(gè)真空泡在1秒鐘內(nèi)快速破裂幾千次，其空 化效應(yīng)是十分巨大的。利用空化效應(yīng)可以對(duì)工件表面進(jìn)行清洗，使污染物從工件表面上被剝 離。由于超聲波具有衍射、透射、繞射的特點(diǎn)，故表面復(fù)雜工件的污垢也能清除干凈，同時(shí) 由于空化泡的直徑僅為微米數(shù)量級(jí)，所以在去污過(guò)程中不會(huì)對(duì)工件表面造成任何可以察覺(jué)的 損傷。在目前所有的去污方法中，超聲波是效率最高、效果最好的一種去污方法。
目前，超聲波去污技術(shù)已商用于核工業(yè)放射性污染的去污，其基本方法是采用槽式浸泡 去污，僅適用于小型離線金屬部件外表面污染的去除。如一種超聲波/化學(xué)聯(lián)合去污工藝及其 設(shè)備專利申請(qǐng)(200710123096.0)，對(duì)于小型離線金屬部件外表面污染的去除效果很好，但這 種工藝也存在以下不足
1) .污染的設(shè)備部件需拆除解體后才能進(jìn)行去污操作，然而拆除解體是一種開放性操作方 法，會(huì)大大增加放射性污染物擴(kuò)散的風(fēng)險(xiǎn)。
2) .去污的整體工藝裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜龐大。
3) .去污產(chǎn)生的二次廢物量較大。
4) .當(dāng)內(nèi)表面被污染的設(shè)備部件應(yīng)用這種裝置去污時(shí)，有可能增加設(shè)備部件外表面二次污 染的風(fēng)險(xiǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的旨在克服上述現(xiàn)有 術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種在線超聲波去污方法，以及適合于該方法的去污裝置，以實(shí)現(xiàn)在線操作，降低放射性污染擴(kuò)散的風(fēng)險(xiǎn)。
本發(fā)明的在線超聲波去污方法所采取的技術(shù)方案是在待去污的容器或管道內(nèi)充滿去污
介質(zhì)，外表面上固定以超聲波換能器，在超聲波作用下，使待去污容器或管道內(nèi)的污染物進(jìn)
入去污介質(zhì)中，隨去污介質(zhì)排出容器或管道。
進(jìn)一步地，本發(fā)明所述的超聲波換能器是通過(guò)一個(gè)異形變幅桿固定在待去污容器或管道
的外表面。
本發(fā)明在線超聲波去污方法中所使用的一種去污介質(zhì)為清水。
本發(fā)明在線超聲波去污方法中所使用的另外一種去污介質(zhì)為氧化還原性溶液，該溶液分 別由氧化性溶液和還原性溶液組成，依次向待去污容器或管道內(nèi)充滿氧化性溶液和還原性溶 液。
其中，所述的氧化性溶液是含有0. 1% 5%高錳酸鉀和0. 1% 5%氫氧化鈉的水溶液，還原
性溶液是含有0. 1% 5%草酸和0. 1% 5%檸檬酸的水溶液。
進(jìn)一步地，所述的氧化性溶液是含有0.5%高錳酸鉀和0.5%氫氧化鈉的水溶液，還原性溶 液是含有0. 5%草酸和0. 5%檸檬酸的水溶液。
本發(fā)明還提供了一種用于上述去污方法的在線超聲波去污裝置，包括有
一個(gè)可移動(dòng)的超聲波發(fā)生器；
一個(gè)換能器，通過(guò)電線與超聲波發(fā)生器連接；
一個(gè)用于固定在待去污容器或管道外表面的異形變幅桿，該異形變幅桿活動(dòng)連接在換能 器的前面，且前端面具有與待去污容器或管道外形相配套的曲率。
本發(fā)明的在線超聲波去污裝置還包括有
一個(gè)固定座，固定安裝在換能器上，以及，
一個(gè)緊固裝置，活動(dòng)連接在固定座上，用于將異形變幅桿壓緊在待去污容器或管道的外表面。
在線去除容器或管道內(nèi)表面污染的操作方法是首先探測(cè)確認(rèn)待去污容器或管道的熱點(diǎn)
位置，然后用緊固裝置將超聲波換能器和異形變幅桿壓緊固定在待去污容器或管道的外表面 上，啟動(dòng)超聲波發(fā)生器進(jìn)行清洗。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的在線超聲波去污方法和裝置具有以下有益效果 1)可在線操作
本發(fā)明突破了現(xiàn)有超聲波清洗方法和清洗裝置的槽式浸泡清洗模式，無(wú)需對(duì)設(shè)備部件進(jìn) 行解體離線，就可針對(duì)在線放射性污染部件(管線或容器)的內(nèi)表面污染進(jìn)行去污操作，大大降低了放射性污染擴(kuò)散的風(fēng)險(xiǎn)，增強(qiáng)了輻射防護(hù)的安全性和可靠性。
2) 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單
本發(fā)明的在線超聲波去污裝置包括三部分能夠控制超聲波發(fā)生的車載可移動(dòng)式超聲波 發(fā)生器；超聲波換能器和與其連接的異形變幅桿；用于將超聲波換能器和異形變幅桿夾緊在 待去污部件表面的固定裝置。整個(gè)裝置體積小，重量輕，安裝快速、簡(jiǎn)便，相比200710123096. 0 專利大大減小了去污設(shè)備的體積，可適用于各種復(fù)雜現(xiàn)場(chǎng)的去污需求。
3) 高效定位去污
本發(fā)明可以針對(duì)待去污設(shè)備部件的放射性污染熱點(diǎn)，依據(jù)待去污部件的外形曲率更換相 應(yīng)的超聲波異形變幅桿頭，對(duì)污染熱點(diǎn)進(jìn)行定點(diǎn)或掃描去污，增強(qiáng)了去污效果，提高了工作 效率。
4) 二次廢物量小
本發(fā)明使用的去污介質(zhì)為待去污容器內(nèi)充滿的溶液(對(duì)于碳鋼部件使用清水；對(duì)于不銹 鋼部件使用氧化還原溶液)，因此，二次廢物僅是管線或容器內(nèi)的溶液，不增加額外廢物量。
5) 無(wú)二次污染
本發(fā)明在去污時(shí)，去污溶液不與待去污設(shè)備部件的外表面接觸，因而不會(huì)對(duì)待去污部件 的外表面產(chǎn)生二次污染。


圖l為本發(fā)明在線超聲波去污裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1
在線超聲波去污裝置的結(jié)構(gòu)如圖1，包括超聲波發(fā)生器1和換能器3，超聲波發(fā)生器1為 車載可移動(dòng)式的，超聲波發(fā)生器1與換能器3之間通過(guò)電線2連接，在換能器3的前端活動(dòng) 連接有一可更換的異形變幅桿5，所述異形變幅桿5的前端面具有與待去污部件外形相配套 的曲率。
在換能器3上固定安裝有固定座4，緊固裝置6活動(dòng)連接在固定座4上，用于將異形變 幅桿5壓緊在待去污部件的外表面。 實(shí)施例2
針對(duì)在線碳鋼容器或管線內(nèi)表面放射性污染的去除-
首先在待去污部件內(nèi)充滿去離子水(如有條件，水溫控制在50 8(TC更佳)，選定待去污 部件的熱點(diǎn)部位，通過(guò)緊固裝置將超聲波換能器和異形變幅桿緊密固定在待去污部件的外表面，啟動(dòng)超聲波發(fā)生器，控制超聲波頻率為20 40kHz、功率密度10 30W/cm2，通過(guò)容器外 壁在容器內(nèi)的去離子水中形成空化和加速度效應(yīng)，將待去污部件內(nèi)表面的放射性污染物溶入 清水中，關(guān)閉超聲波，排空廢液，用清水循環(huán)沖洗容器0.5 1小時(shí)。 實(shí)施例3
針對(duì)在線不銹鋼容器或管線的內(nèi)表面放射性污染的去除
首先在待去污部件內(nèi)充滿氧化性去污液(1°/。高錳酸鉀和2%氫氧化鈉水溶液，水溫控制在 50 8(TC更佳)，選定待去污部件的熱點(diǎn)部位，通過(guò)緊固裝置將超聲波換能器和異形變幅桿緊 密固定在待去污部件的外表面，啟動(dòng)超聲波發(fā)生器，控制超聲波頻率20 40kHz、功率密度 10 30W/cm2，通過(guò)容器外壁在容器內(nèi)的溶液中形成空化和加速度效應(yīng)，將部件內(nèi)表面沉積的 放射性污染溶解入溶液中，關(guān)閉超聲波，排空廢液，用清水循環(huán)沖洗容器0.5 1小時(shí)。
再將容器里充滿還原性溶液(1%草酸和1%檸檬酸水溶液，水溫控制在50 8(TC更佳)，啟 動(dòng)超聲波發(fā)生器，控制超聲波頻率20 40kHz、功率密度10 30W/cm2，通過(guò)容器外壁在容器 內(nèi)溶液中形成空化和加速度效應(yīng)，將部件內(nèi)污染物(不溶性高價(jià)污染物還原為可溶性低價(jià)離子) 剝離后進(jìn)入溶液中，關(guān)閉超聲波，排空廢液，用清水循環(huán)沖洗容器0.5 1小時(shí)。
實(shí)施例4
針對(duì)在線不銹鋼容器或管線的內(nèi)表面放射性污染的去除-
首先在待去污部件內(nèi)充滿氧化性去污液(0.5%高錳酸鉀和0.5%氫氧化鈉水溶液，水溫控 制在50 8(TC更佳)，選定待去污部件的熱點(diǎn)部位，通過(guò)緊固裝置將超聲波換能器和異形變 幅桿緊密固定在待去污部件的外表面，啟動(dòng)超聲波發(fā)生器，控制超聲波頻率20 40kHz、功 率密度10 30W/cm2，通過(guò)容器外壁在容器內(nèi)的溶液中形成空化和加速度效應(yīng)，將部件內(nèi)表面 沉積的放射性污染溶解入溶液中，關(guān)閉超聲波，排空廢液，用清水循環(huán)沖洗容器O. 5 1小時(shí)。
再將容器里充滿還原性溶液(0.5%草酸和0.5%檸檬酸水溶液，水溫控制在50 8(TC更 佳)，啟動(dòng)超聲波發(fā)生器，控制超聲波頻率20 40kHz、功率密度10 30W/cm2，通過(guò)容器外 壁在容器內(nèi)溶液中形成空化和加速度效應(yīng)，將部件內(nèi)污染物(不溶性高價(jià)污染物還原為可溶性 低價(jià)離子)剝離后進(jìn)入溶液中，關(guān)閉超聲波，排空廢液，用清水循環(huán)沖洗容器0.5 1小時(shí)。
權(quán)利要求
1、一種在線超聲波去污方法，是在待去污的容器或管道內(nèi)充滿去污介質(zhì)，外表面上固定以超聲波換能器，在超聲波作用下，使待去污容器或管道內(nèi)的污染物進(jìn)入去污介質(zhì)中，隨去污介質(zhì)排出容器或管道。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的在線超聲波去污方法，其特征是所述超聲波換能器通過(guò)一個(gè)異 形變幅桿固定在待去污容器或管道的外表面。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的在線超聲波去污方法，其特征是所述的去污介質(zhì)為清水。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的在線超聲波去污方法，其特征是所述的去污介質(zhì)為依次充滿待 去污容器或管道內(nèi)的氧化性溶液和還原性溶液。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的在線超聲波去污方法，其特征是所述的氧化性溶液是含有 0. 1% 5%高錳酸鉀和0. 1% 5%氫氧化鈉的水溶液；所述的還原性溶液是含有0. 1% 5%草酸和 0. 1% 5°/。檸檬酸的水溶液。
6、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的在線超聲波去污方法，其特征是所述的氧化性溶液是含有0. 5% 高錳酸鉀和0.5%氫氧化鈉的水溶液；所述的還原性溶液是含有0.5%草酸和0.5%檸檬酸的水 溶液。
7、 一種在線超聲波去污裝置，包括有一個(gè)可移動(dòng)的超聲波發(fā)生器(1);一個(gè)換能器(3)，通過(guò)電線(2)與超聲波發(fā)生器(1)連接；一個(gè)用于固定在待去污容器或管道外表面的異形變幅桿(5)，活動(dòng)連接在換能器(3)的 前端。
8、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的在線超聲波去污裝置，其特征是還包括有一個(gè)固定座(4)，固定安裝在換能器(3)上，以及，一個(gè)緊固裝置(6)，活動(dòng)連接在固定座(4)上，用于將異形變幅桿(5)壓緊在待去污 容器或管道的外表面。
9、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的在線超聲波去污裝置，其特征是所述的異形變幅桿(5)的前 端面具有與待去污容器或管道外形相配套的曲率。
全文摘要
一種在線超聲波去污方法，是在待去污的容器或管道內(nèi)充滿去污介質(zhì)，外表面上固定超聲波換能器，在超聲波作用下，使待去污容器或管道內(nèi)的污染物進(jìn)入去污介質(zhì)中，隨去污介質(zhì)排出容器或管道。用于該去污方法的在線超聲波去污裝置包括超聲波發(fā)生器和通過(guò)電線與其連接的超聲波換能器，在超聲波換能器的前端活動(dòng)連接有一可更換的異形變幅桿，異形變幅桿的前端面具有與待去污部件外形相配套的曲率。本發(fā)明解決了現(xiàn)有超聲波無(wú)法解決的大型設(shè)備及管線內(nèi)表面在線去污的難題，免除了污染設(shè)備拆除解體操作程序，降低了污染擴(kuò)散的風(fēng)險(xiǎn)，減少了二次廢物產(chǎn)生量，縮短了檢修工期，提高了工作效率。
文檔編號(hào)B08B9/02GK101602057SQ20091007481
公開日2009年12月16日 申請(qǐng)日期2009年7月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月2日
發(fā)明者崔慧玲, 袁志江, 強(qiáng) 鄔 申請(qǐng)人:蘇 婕