БН - натрий Опции

[AtomInfo.Ru]

Давно хотел процитировать один старый (1957) отчёт о том, как в то время видели очистку контуров и оборудования от остатков щелочных металлов.

Руководителем темы был В.И.Субботин, руководитель работ - П.Л.Кириллов.
Исполнители - М.Ф.Троянов, Н.М.Турчин, Ф.А.Козлов
Имена-то все какие!

Отчёт в наше время разгрифовали (точнее, то, что от него осталось - сохранился не весь текст, увы!) и издали в одном из юбилейных сборников.

[AtomInfo.Ru]

Очистка водяным паром.

Небольшая скорость реакции (как следствие этого, малое повышение давления водорода), неогнеопасность, доступность и экономичность являются главными преимуществами этого способа очистки.

Недостатки метода - малая теплоёмкость пара (как следствие, возможность перегревов), возможность закупорки труб продуктами реакции.

В производственных условиях этот метод применялся нами неоднократно и при правильной организации всегда успешно.

Были опробованы два метода.

1. Подача пара в холодный участок без протечки инертного газа.

2. Подача пара в предварительно разогретый участок при постоянной протечке инертного газа.

[AtomInfo.Ru]

Первым методом промывались объёмы ёмкостью 250 литров. Образующийся водород с избытком пара выходил в атмосферу.

Прим. - В цитатах из отчёта сразу убираются отсылки на рисунки, чтобы не забивать текст. Рисунки не сохранились!

После 4-5 минутного пропускания пара в бак остатки металлов и водород в нём загорались. При прекращении подачи пара горение через 3-5 минут прекращалось. Небольшие хлопки не вносили особых осложнений.

После того, как из ёмкости при пропускании пара выделялся только один пар (без дыма), подачу пара прекращали и приступали к промывке водой.

Попытки промыть паром тракты без предварительного разогрева и без подачи инертного газа приводили к сильным взрывам с образованием большого количества дыма.
По-видимому, конденсация паров и последующая реакция натрия с этой водой приводила, в конечном счёте, к взрыву гремучей смеси в трубопроводе.

Если при этой операции одновременно пропускать инертный газ, не допуская образования гремучей смеси, то взрывов и хлопков не отмечалось.

[AtomInfo.Ru]

Очистка бака с трубопроводами после предварительного разогрева производилась паром при постоянном протоке инертного газа.
В баке содержалось 5 кг натрия, перед впуском пара бак разогревали до 120C, продули аргоном и поддерживали протечку аргона со скоростью 100 л/ч на протяжении всего процесса.

Весь процесс очистки прошёл за 2 часа спокойно, без хлопков, загораний. Температура в баке за время очистки повысилась до 290C, а затем стала спадать. После очистки паром бак промывался водой.

[AtomInfo.Ru]

Далее в отчёте описывается конкретный пример промывки крупной системы (большого стенда). Самым сложным оказалось определять моменты, когда натрий из того или иного узла прореагировал полностью. Без хлопков не обошлось.

Но в целом опыт был признан удачным. Большой стенд промыли без повреждений, и только в местах хлопков оборудование было забрызгано щёлочью.

По итогам были подготовлены рекомендации. Самая первая из них была такая:

Промывка водяным паром является хоть и простой в принципе, но при разработке проекта требует к себе особого внимания.

Из доступной нашим на тот момент западной литературы по предмету была всего одна статья. Некоторые явления, происходящие при промывке водяным паром, были в ней упомянуты, но до остальных обнинским экспериментаторам пришлось додумываться самим.

[generalissimus19...]

а почему ацетоном не промывали, слишком дорого?
ацетон или ацетоно-спиртовая смесь, регулируя содержание спирта, можно получить любую желаемую скорость растворения.

[LAV48]

а почему ацетоном не промывали, слишком дорого?
ацетон или ацетоно-спиртовая смесь, регулируя содержание спирта, можно получить любую желаемую скорость растворения.

Спирт, видимо, просто жалко было

[generalissimus19...]

Спирт, видимо, просто жалко было

так его надо 1/10 - 1/5 от ацетона! Больше нельзя, слишком быстро водород выделяется.

[AtomInfo.Ru]

Водяной пар - самый простой вариант, поэтому за него и везде и брались.

В том же отчёте (а ещё раз, это отчёт по итогам по сути первой в нашей стране НИР по отмывке от натрия) рассматривался спирт.

По спирту был сделан вывод, что наиболее подходящим является этиловый спирт (меньшая токсичность и приемлемая скорость реакции).

Далее - цитата.

"Спиртом рекомендуется промывать небольшие узлы, точные механизмы, приборы. Производить промывку должен сотрудник, имеющий опыт работы с натрием. Перед началом работы спирт необходимо опробовать кусочком натрия на отсутствие воды.

Преимущества этого способа:

1. Отсутствие высоких температур при промывке. Большая теплота испарения спирта приводит к тому, что при реакции температура не повышается выше температуры кипения спирта.

2. Спирт, алкоголаты растворимы в воде, и поэтому продукты реакции легко вымываются водой.

К недостаткам этого способа можно отнести:

1. Огнеопасность и взрывоопасность (паров спирта и гремучей смеси).

2. При реакции могут развиваться высокие давления.

3. Требуется специальный реактив (спирт, очищенный от воды 96%)".

[AtomInfo.Ru]

Ещё один рассматривавшийся вариант - жидкий аммиак.

В отчёте ему посвящён один абзац:

"Жидкий аммиак предпочтительнее использовать в условиях сложных очертаний контуров. Аммиак должен находиться под давлением 8 атм (при 20C) или при пониженных температурах. Кроме того, токсичность аммиака и необходимость специальных мер против коррозии и против утечек делают использование аммиака, по нашему мнению, малопривлекательным в производственных условиях, хотя опыт такого использования имеется".

Опыт, о котором здесь говорится - это отсылка к английскому докладу на Женевской конференции 1955 года.

[AtomInfo.Ru]

И всё, других материалов в этом отчёте нет.

[AtomInfo.Ru]

То есть, если посмотреть, то итог НИРа был - надо пробовать водяным паром, хотя будут сложности.

В отчёте есть ТК из 13 пунктов по пару. Без времён если, то выглядит она примерно так:

дренаж -> продувка инертным газом -> предварительный разогрев -> непрерывная подача инертного газа -> подача водяного пара -> собственно очистка -> выключение разогрева -> определение окончания реакции -> продувка газом -> промывка водой -> промывка 30% HNO3 -> промывка дистиллятом -> осушка и продувка воздухом.

[alex_bykov]

А почему бы дорогой инертный газ (как пассиватор для гремучки) не заменить более дешёвым азотом?

[Татарин]

А почему бы дорогой инертный газ (как пассиватор для гремучки) не заменить более дешёвым азотом?

А разве азот - не инертный газ?

Подразумевали бы благородный - так и написали бы.

[AtomInfo.Ru]

А почему бы дорогой инертный газ (как пассиватор для гремучки) не заменить более дешёвым азотом?

Сань, это отчёт 1957 года. Ему 60 лет

Почему на него не обратили внимание тогда? Попробую спросить, если вспомнит народ.

Сейчас на БР-10 для нейтрализации натрия в оборудовании используют веселящий газ. Этот вариант поддержал в своё время Багдасаров.

[generalissimus19...]

3. Требуется специальный реактив (спирт, очищенный от воды 96%)".

96% - это не специальный реактив, это обычный ректификат. Требуется именно что абсолютированный спирт, в котором воды нет вовсе. Его нельзя получить перегонкой, нужно сушить.
Альтернативой, как раз, и служит спирто-ацетоновая смесь. В ней спирта 1/5, а ацетона 4/5. Тогда спирт можно брать обычный. Воды, соответственно, 1-2% (ацетон тоже может содержать воду). Скорость вполне приемлемая. При 20 градусах цельсия слишком медленно, но уже при 50 - всё отлично. Под давлением можно и при 100.

[AtomInfo.Ru]

Да, кстати, действительно. Конкретный газ-то не написан в отчёте!

На Первой в мире были азот и гелий. Так как площадка одна, то, возможно, и газ брали с одного и того склада.

[AtomInfo.Ru]

96% - это не специальный реактив, это обычный ректификат.

И почему 60 лет назад нашего форума не было?

Чёрт знает, может, тогда он был слишком дорогим по сравнению с обычной водой.

[AtomInfo.Ru]

Ещё один недостаток, который удалось вскрыть в ходе этой НИР.

Респираторы и противогазы марки "Г", которыми снабжали тогда работавших с натрием, пропускали образовывавшийся дым.

Стенд, о котором речь в отчёте, промывало двое человек. К сожалению, фамилии в отчётах в те времена писать было не принято. А зря, люди настоящие герои, отработали, несмотря ни на что.

После промывки их отправили в больницу на обследование, у обоих обнаружили "лёгкий ожог верхних дыхательных путей".

[AtomInfo.Ru]

Этот же отчёт, видимо, первый в СССР отчёт, где всерьёз затрагивалась тема пробок натрия.

Видимо, работать пробки не сильно мешали, а вот когда их начали мыть, вот тут-то и пришла та фея.
Самое "веселье" было при попытке помыть бак насоса: "...последовала серия взрывов, сопровождавшихся выбросом пламени и вспененной щёлочи через отверстие в баке насоса и через линию в монжус. Бурная реакция продолжалась около 5 минут". По её завершению, пробка исчезла.

Поэтому в отчёте есть разные рекомендации конструкторам, что нужно сделать и предусмотреть, чтобы избежать образования пробок на действующих установках.
Чуть ли не самое главное - дренаж из нижних точек!