一种采用无气喷涂方式进行可剥离膜去污的方法与流程

1.本发明属于核设施去污技术领域，具体涉及一种采用无气喷涂方式进行可剥离膜去污的方法。


背景技术：

2.在核生产及乏燃料后处理过程中，会在核设施表面产生放射性污染。核反应堆退役期间，退役人员不仅需要拆除放射性设备、系统和建筑物，对反应堆运行期间产生的各种放射性废物进行清点、归类、集中存放、清理处置，还需要去除或减低核设施和厂址范围内放射性核素的沾附物。
3.传统的核设施表面去污机理包括物理去污、化学去污、电化学去污。核设施表面放射性污染去除的具体方法包括吸尘法、机械擦拭法、高压喷射法和浸泡法等，这些方法均存在的主要问题在于：(1)设备表面较复杂就难以去污；(2)用水冲洗会导致设备锈蚀，缩短它们的使用寿命，甚至引起设备故障和事故；(3)往往会存在二次污染的问题。
4.可剥离膜去污法是一种较为优良的表面放射性去污方法，将具有多种官能团的高分子化合物(成膜剂)与各种添加剂(如络合剂、增稠剂、增塑剂、表面活性剂等)混合制成具有强去污能力和优良物理化学性质的去污膜，在成膜过程中通过表面吸附、粘附或化学络合的方式将设备表面的松散污染物，或将某些表面的固态污染物富集在去污膜上，剥离去污膜即可去除这些污染物，达到核设施放射性去污的目的。但是，在现有的采用可剥离膜去除放射性污染物的过程中，退役人员会长时间处于放射性环境中，不可避免的会产生职业性辐照，造成健康隐患。
5.因此，为了让受放射性污染的核设施、设备和材料降低废物等级或变放射性废物为非放射性废物，同时降低退役人员的受辐照剂量，势必需要研究操作简便、效果明显、不腐蚀设备、二次污染少的核设施表面放射性去污方法。


技术实现要素：

6.针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的是提供一种采用无气喷涂方式进行可剥离膜去污的方法，以缩短现有相关技术中慢速反应阶段的反应时间，从而解决慢速反应阶段反应速度慢、反应时间长的问题，同时实现快速、精确地达到调制终点的目标。
7.为达到以上目的，本发明采用的技术方案是：一种采用无气喷涂方式进行可剥离膜去污的方法，所述方法包括如下步骤：
8.s1、调制可剥离膜去污喷涂试剂：将水系可剥离型去污剂与去离子水在试剂桶中进行混合，然后水浴加热所述试剂桶，再充分搅拌调制得到可剥离膜去污喷涂试剂；
9.s2、安装无气喷涂机配件、调试喷涂机：在无气喷涂机出口上安装高压输送管，并在高压输送管另一端安装喷枪、在喷枪上安装喷嘴；然后将吸料管与回流管放入所述试剂桶内，确认无气喷涂机正常运转、可剥离膜去污喷涂试剂按预设要求喷出；
10.s3、喷涂可剥离膜去污试剂、并干燥、养护成膜：
11.s4、整体剥离成膜干燥的地方，剥离膜作为废物装桶。
12.进一步，所述水系可剥离型去污剂为丙烯酸酯类可剥离型去污剂；
13.所述水系可剥离型去污剂与去离子水的体积比为1:1；
14.所述水浴加热温度为70℃。
15.进一步，所述可剥离膜去污喷涂试剂粘度为4000mpa
·
s。
16.进一步，所述高压输送管包括多段长度为15m的高压软管，且相邻的所述高压软管之间的管道连接处用保鲜膜进行包裹。
17.进一步，所述喷枪采用人工调压喷枪，所述喷枪的固定方式为手持方式。
18.进一步，所述可剥离膜去污喷涂试剂按预设要求喷出时，所述无气喷涂机的喷涂压力为18mpa，所述喷嘴与被污染核设施表面、墙面、底面之间的喷涂距离为30cm。
19.进一步，所述干燥、养护成膜的时间为24h以上。
20.进一步，所述设定顺序为自北向南、从上至下的喷涂顺序。
21.进一步，所述步骤s3中，所述喷涂可剥离膜去污试剂包括如下步骤：按照所述设定顺序在被污染核设施表面、墙面、底面上喷涂两层所述可剥离膜去污喷涂试剂。
22.进一步，所述步骤s4还包括如下步骤：若被污染核设施表面、墙面、底面有未被可剥离膜覆盖的地方，则返回步骤s3，进行二次喷涂并养护。
23.本发明的有益效果在于：采用本发明所提供的采用无气喷涂方式进行可剥离膜去污的方法，可以通过调制合适粘度的剥离膜去污喷涂试剂，采用无气喷涂顺利实现雾化过程，并在短时间内进行大范围喷涂，且可获得较厚的涂膜，比传统刷涂的工作效率高10倍以上，比有气喷涂的工作效率高3倍；从而可以减少喷涂次数、提高喷涂效率，同时可以让受放射性污染的核设施、设备和材料快速高效的披覆足够厚度的可剥离膜去污喷涂试剂；待可剥离膜去污喷涂试剂成膜后再进行整体剥离并装桶，从而可以尽可能地缩短退役人员在辐射场中的暴露时间，实现受放射性污染的核设施、设备和材料高效、快速、安全去污。而且，本发明所提供的方法不采用空气雾化，雾化液滴飞溅少，大大减少了放射性环境中气溶胶的产生，有利于环境保护。
附图说明
24.图1是本发明所述一种采用无气喷涂方式进行可剥离膜去污的方法的流程示意图。
25.图2是本发明实施方式所述无气喷涂原理示意图；
26.1—试剂桶，2—高压泵，3—高压输送管，4—喷枪，5—喷嘴。
具体实施方式
27.为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行进一步清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。
28.本发明实施方式提供一种采用无气喷涂方式进行可剥离膜去污的方法。本实施方式在可剥离膜去污法实施过程中，采用无气喷涂的方式进行可剥离膜去污，相比于现有的人工刷涂方式，可以提高效率，尽量减少人员暴露在含有放射性物质的放射性环境中的时
间。
29.本实施方式提供的一种采用无气喷涂方式进行可剥离膜去污的技术方案为：将无气喷涂机通电，调整好喷涂压力、喷涂距离、喷涂角度，调制可剥离膜去污试剂使其雾化，通过无气喷涂方式将可剥离膜试剂喷涂于设备表面、墙壁表面、水泥地面、瓷砖地面、混凝土地面，待可剥离膜试剂干燥后成膜揭下，实现整体剥离，剥离下的固体作为放射性废物装桶。
30.如图1、图2所示，本实施方式提供一种采用无气喷涂方式进行可剥离膜去污的方法，所述方法包括如下步骤：
31.s1、调制可剥离膜去污喷涂试剂：将桶装的水系可剥离型去污剂与去离子水按1:1的体积比在试剂桶1中进行混合，然后水浴加热所述试剂桶1中的试剂至70℃左右，再电动搅拌所述试剂桶1中的试剂20min，此时试剂桶1中的试剂充分搅拌均匀、且流动性良好，即调制得到可剥离膜去污喷涂试剂，其可以实现雾化喷涂；
32.本实施方式中，所述水系可剥离型去污剂为丙烯酸酯类可剥离型去污剂，主要成分包括丙烯酸酯、聚乙烯醇、水杨酸等，粘度为12000mpa
·
s，调制得到的所述可剥离膜去污喷涂试剂粘度为4000mpa
·
s。
33.s2、安装喷涂机配件、调试喷涂机，以确认喷涂机可以正常运转、可剥离膜去污喷涂试剂按预设要求喷出；
34.在待去污核设施附近底面上预先铺设塑料布，将喷涂机及相关配件、所述试剂桶1、以及去污工器具等运送至所述塑料布上，以防止所述可剥离膜去污喷涂试剂洒溅、方便施工。
35.首先，在喷涂机出口上安装高压输送管3，并在高压输送管3另一端安装喷枪4、在喷枪4上安装喷嘴5；然后将吸料管与回流管放入试剂桶1内，同时将高压输送管3进行无障碍铺设；调节喷涂工作压力、喷涂工作距离等实验条件，将喷涂机压力控制扭设定在中压范围。
36.喷涂机出口上安装有压力表。
37.然后，确认喷涂机通过电源线与外部电路呈电性连接，打开回流阀，接通电源开关，排出喷涂机的高压泵2内的残余气体，直到所述可剥离膜去污喷涂试剂从回流阀流出后，关闭回流阀。
38.最后，将喷枪4对准废物桶内，扣动扳机，调节喷涂机的喷涂压力，确保喷涂流程可以正常进行、管道连接处无泄漏；关闭设备电源，关闭喷枪保险。
39.在本实施方式中，所述高压输送管3包括多段长度为15m的高压软管，相邻高压软管之间的管道连接处用保鲜膜进行包裹，起到密封、防沾污的作用，防止高压输送管3中的可剥离膜去污喷涂试剂泄漏。所述吸料管从试剂桶1中将所述可剥离膜去污喷涂试剂吸入喷涂机的高压泵2内；再通过高压输送管3将可剥离膜去污喷涂试剂从高压泵出口输送至喷枪4中。
40.在本实施方式中，所述喷涂机采用无气喷涂机，具体的，所述无气喷涂机为金戈jg-3695智能调压喷涂机。所述喷枪4采用人工调压喷枪，具体的，所述人工调压喷枪为岩田w-71系列小型空气喷枪；所述喷枪4的固定方式为手持方式。
41.在一个优选的实施例中，选用的喷嘴5型号为539、543或339；喷嘴5与被污染核设
施表面、墙面、底面之间的喷涂距离30cm为最佳；喷涂压力调节至18mpa最佳，此时可剥离膜去污喷涂试剂按所述预设要求喷出：可剥离膜去污喷涂试剂雾化效果良好，且喷涂后形成的可剥离膜均匀、边界清晰；可剥离膜去污喷涂试剂喷出量保持6-7l/min；喷枪4喷幅:50-55cm。
42.s3、喷涂可剥离膜去污试剂：手持所述喷枪4按照设定顺序在被污染核设施表面、墙面、底面进行喷涂，进行24h以上干燥、养护成膜。
43.本实施方式中，所述设定顺序为自北向南、从上至下的喷涂顺序。
44.在一个优选的实施例中，退役人员手执喷枪4按照设定顺序在被污染核设施表面、墙面、底面上喷涂两层所述可剥离膜去污喷涂试剂：即将可剥离膜去污喷涂试剂按照自北向南、从上至下的设定顺序喷涂在被污染核设施表面、墙面、底面，直至全部被污染核设施表面、墙面、底面喷涂完毕；然后再按照所述设定顺序，将可剥离膜去污喷涂试剂再次喷涂在上述被污染核设施表面、墙面、底面，直至全部被污染核设施表面、墙面、底面再次喷涂完毕。
45.在被污染核设施表面、墙面、底面喷涂两层可剥离膜去污喷涂试剂，可以防止出现第一层彭涂覆膜存在缝隙、拐角处没有被覆盖到的情况；同时，喷涂两层可剥离膜去污喷涂试剂，经24h养护成膜后，形成的可剥离膜结构更加致密、膜体具有更高的剥离强度(喷涂两层可剥离膜去污喷涂试剂形成的可剥离膜膜体180
°
剥离强度为0.8n/m，喷涂单层可剥离膜去污喷涂试剂形成的可剥离膜膜体180
°
剥离强度为0.3n/m)，从而能够保证成膜具有足够的剥离强度，更易于整体剥离操作，同时缩短退役人员在辐射场中的暴露时间，实现高效去污。
46.s4、整体剥离成膜干燥的地方，剥离膜作为废物装桶；
47.目视检查可剥离膜成膜情况，对成膜干燥的地方进行整体剥离，剥离膜作为废物装桶。
48.输送养护时间可视具体环境条件而定，在18℃以上养护温度、40％相对湿度的条件下，养护时间达到24h后可以进行一次揭膜。
49.所述步骤s4还包括如下步骤：若被污染核设施表面、墙面、底面有未被可剥离膜覆盖的地方，则返回步骤s3，进行二次喷涂并养护。
50.在一个具体的实施例中，采用本发明实施方式所提供的方法对热室后区走廊高点进行表面放射性去污后，根据gb/t 14057-2008检验去污效果：采用α、β表面沾污仪检测热室后区走廊高点进行表面放射性去污率如表1所示。可以看出，通过本发明实施方式提供的方法对热室后区走廊高点进行表面放射性去污后，其总β放射性污染浓度显著降低，且低于总β放射性污染浓度的下限值。
51.表1热室后区走廊高点进行表面放射性去污率
52.53.其中，lld
α
＝0.02bq/cm2，为总α放射性污染浓度的下限；lld
β
＝0.22bq/cm2，为总β放射性污染浓度的下限。
54.本发明实施方式所提供的一种使用无气喷涂进行可剥离膜去污的方法，可剥离膜去污较其他去污方法对墙面、地面、设备表面的损害程度较低，以最简单的方式包容被污染物表面的放射性沾染物，最大可能减小二次污染，从而减少去污过程中放射性废物的产生量，同时使后续去污过程中产生的固体污染物达到放射性物质的豁免水平值，且此方法容易操作，将可剥离膜试剂喷涂至污染表面，然后整体剥离成膜干燥的地方，剥离膜作为废物装桶即可。
55.本发明实施方式所提供的方法采用无气喷涂方式进行可剥离膜去污试剂喷涂，无气喷涂的雾化液滴中不含压缩空气，避免了压缩空气中的水、油、灰尘进入涂膜，涂膜质量好；而且无气喷涂可获得较厚的涂膜，从而可以减少喷涂次数，提高喷涂效率。同时，无气喷涂方法相较于传统刷涂，可以短时间内进行大范围喷涂，工作效率大大提高，无气喷涂效率可达到400m2/h，比有气喷涂高3倍，比传统的刷涂高10倍以上，特别适宜喷涂大型工件和大面积墙面、地面，从而可以尽量缩短退役人员在辐射场中的暴露时间，进而实现高效、快速、安全去污。另外，可剥离膜去污试剂本身具有较高固含量，粘度极大，在保证去污效果的前提下还需要调配至合适的粘度，有气喷涂经常堵塞管口、喷嘴，雾化效果极差，无气喷涂可顺利实现雾化过程。而且，无气喷涂不采用空气雾化，雾化液滴飞溅少，大大减少了放射性环境中气溶胶的产生，有利于环境保护。
56.本发明所述的方法并不限于所述具体实施方式，上述实施方式只是对本发明的举例说明，本发明也可以以其他的特定方式或其他的特定形式实施，而不偏离本发明的要旨或本质特征。因此，描述的实施方式从任何方面来看均应视为说明性而非限定性的。本发明的范围应由附加的权利要求说明，任何与权利要求的意图和范围等效的变化也应包含在本发明的范围内。