[發明專利]用于模擬高放廢物處置金屬罐腐蝕環境和行為的方法有效

申請號：	201811613034.2	申請日：	2018-12-27
公開（公告）號：	CN109738349B	公開（公告）日：	2020-05-12
發明（設計）人：	高克瑋;劉超;林玉彤;袁澤浩;龐曉露;顏魯春;楊會生	申請（專利權）人：	北京科技大學
主分類號：	G01N17/00	分類號：	G01N17/00
代理公司：	北京金智普華知識產權代理有限公司 11401	代理人：	皋吉甫
地址：	100083***	國省代碼：	北京;11
權利要求書：	查看更多	說明書：	查看更多
摘要：
搜索關鍵詞：	用于模擬廢物處置金屬罐腐蝕環境行為方法
鉆瓜網技術展會專利詞庫專利權人專利榜在售專利公布日期熱門專利

【說明書】：

本發明屬于輻照環境下金屬腐蝕領域，具體涉及一種用于模擬高放廢物處置金屬罐腐蝕環境和行為的方法。該方法采用石墨為承載容器，并進行密封處理；先裝入一部分膨潤土，再將測試金屬片試樣平行插入容器卡槽中，使膨潤土和金屬片緊密接觸，進行縫隙密封，露出金屬片試樣表面，先加熱然后裝置置于鈷源γ射線輻照環境下輻照；將輻照之后的樣品取出，用掃描電鏡觀察去除腐蝕產物膜前后的樣品形貌，獲得腐蝕產物成分信息，利用腐蝕失重法計算高溫環境中的腐蝕速率。本發明為研究高放廢物地質處置實驗室條件下的實驗提供了可靠的實驗方法和可行的樣品承載容器。方法較全面的對高放廢物處置罐金屬所處的環境進行了模擬，其實驗結果具有一定參考價值。

技術領域

本發明屬于輻照環境下金屬腐蝕領域，具體涉及一種用于模擬高放廢物處置金屬罐腐蝕環境和行為的方法。

背景技術

目前，國內研究輻照對鋼腐蝕行為影響的報道較少，對研究鋼在膨潤土和輻照共同作用下的腐蝕行為的研究更是非常少。調查國外高放廢物處置方法發現，較為系統且成熟的是日本采用的利用壓實膨潤土包裹高放廢物處置罐的方法，且我國也正在研究利用該技術。影響金屬腐蝕的因素有很多，高放廢物處置罐體金屬的腐蝕環境則更為復雜，要面對內部高劑量的輻射、外部水環境以及膨潤土吸水導致的土的膨脹力影響。

另外，目前在進行輻照相關實驗時多使用有鉛板夾層的金屬容器，這種金屬容器雖然可以對某些種類的輻照起到一定的屏蔽作用，但是在腐蝕實驗研究過程中碳鋼容器自身的腐蝕、不銹鋼容器高昂的造價以及點蝕破壞的風險等等因素使得金屬材料不適宜在此應用，而且由于鉛有一定的毒性，且鉛質地較軟，不可能單獨作為結構件使用；混凝土可以對輻照有屏蔽作用，但需要較大量混凝土才能實現，實驗裝置會略顯笨重；另外高分子材料耐輻照老化性能不盡如人意；所以權衡利弊，急需選擇合適容器作為承載容器。

發明內容

為了解決上述問題，本發明的目的是提供一種實驗方法較好較全面的對高放廢物處置罐金屬所處的環境進行了模擬，其實驗結果具有一定參考價值的用于模擬高放廢物處置金屬罐腐蝕環境和行為的方法。

本發明的目的通過以下技術方案實現：

一種用于模擬高放廢物處置金屬罐腐蝕環境和行為的實驗方法及石墨承載容器的制備方法，主要包括以下步驟：

步驟1：首先按照預設尺寸設計制作承載容器，并對承載容器進行預處理，并烘干；

步驟2：在步驟1處理后的承載容器進行密封處理；

步驟3：將濕度為10-20%的膨潤土裝入經過步驟2處理后的承載容器中，裝滿并壓實；

步驟4：將尺寸與承載容器的卡槽配合的多種測試金屬片試樣平行插入承載容器的卡槽中，使膨潤土和金屬片的表面緊密接觸；

步驟5：將待測試樣和卡槽之間的縫隙密封,得到樣品；

步驟6：將加熱裝置用保溫層包裹，中部倒入導熱介質，將步驟5制得的至少一個樣品插入導熱介質中，露出金屬片表面，加熱至85-95℃溫度；

步驟7：將步驟6加熱后的裝置置于鈷源γ射線輻照環境下輻照，輻照劑量率為1.8-2.2kGy/h，輻照總劑量為2.8-3.2MGy，樣品平行于放射源放置，輻照時間為28-32天；

步驟8：將輻照之后的樣品取出，用掃描電鏡觀察去除腐蝕產物膜前后的樣品形貌，用EDS能譜儀獲得腐蝕產物成分方面的信息，利用腐蝕失重法計算樣品在高溫環境中的腐蝕速率。