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核能发电已被纳入我国《电力发展“十三五”规划》(2016-2020年)中，预计5年内我国核电在发电总量中的占比将由现在的3％提升至8％。核电一回路系统设备金属表面的放射性腐蚀氧化物及垢层不但对核反应堆的传热效率产生影响，而且放射性核素的长期积累会导致工作场所放射性水平升高，威胁系统安全，甚至导致核反应堆停运。因此，对一回路在役设备金属表面定期进行放射性腐蚀氧化物及垢层的去除（简称去污）是降低放射性污染水平、保障系统安全运行的必需。目前，我国核电在役设施金属表面放射性核素去污以化学去污工艺为主，存在着工艺复杂、二次废液产生量多难以处理等问题，一定程度上制约了我国核电的发展。基于此，本文所依托的合作单位——沈阳中科腐蚀控制工程技术有限公司，结合核电退役设备电化学、超声等单体去污工艺优点，提出了一回路在役设备金属表面电化学协同超声去污工艺。
本文采用实验方法对在役设备电化学去污技术和电化学协同超声去污技术进行了实验研究。首先，采用不含放射性同位素的304L不锈钢进行了基体腐蚀实验，以确定适宜的碱性电解液和酸性电解液的组成成分及各自的工艺参数。其次，考察了两种电解液中不同超声频率对电化学腐蚀速率的影响。最后，在适宜电解工艺下，采用带有放射性同位素的模拟去污工件进行了模拟去污实验，以确定超声电化学协同去污技术的适宜酸碱性电解液及超声波频率。
主要研究内容与创新如下:
(1)通过电化学基体腐蚀实验，确定了电解液成分及电解工艺参数:碱性电解液配方为70-90g/L硝酸钠，2-4g/L草酸钠，其工艺参数为电流密度500-700A/m2，温度40-60℃，极间距5-8cm;酸性电解液配方为3％低浓度硝酸，10-15g/L草酸钠，15％-20％甘油（体积分数），90-120g/L硝酸钠，其工艺参数为电流密度300-450A/m2，温度25-40℃，极间距5-8cm。通过电化学协同超声基体腐蚀实验可知:酸性电解液中超声波对电解腐蚀起到协同增效作用，且在20kHz时协同增强效果最为显著，腐蚀速率比电化学提高36.4％;碱性电解液中，超声对电解腐蚀起到阻碍作用。
(2)通过电化学模拟去污实验可知:电化学去污可实现均匀腐蚀，模拟去污工件表面的钴元素含量由4％降低至0.5％-0.8％，满足工艺要求;但腐蚀速率0.04μm/min，不满足工艺要求。通过电化学协同超声模拟去污实验可知:酸性电解液中超声波对电化学去污起到协同增效作用，且在20kHz时协同增强效果最为显著，腐蚀速率比电化学提高160％，钴元素含量降至0.2％-0.3％，均满足工艺要求。
本文采用实验方法对在役设备电化学去污技术和电化学协同超声去污技术进行了实验研究。首先，采用不含放射性同位素的304L不锈钢进行了基体腐蚀实验，以确定适宜的碱性电解液和酸性电解液的组成成分及各自的工艺参数。其次，考察了两种电解液中不同超声频率对电化学腐蚀速率的影响。最后，在适宜电解工艺下，采用带有放射性同位素的模拟去污工件进行了模拟去污实验，以确定超声电化学协同去污技术的适宜酸碱性电解液及超声波频率。
主要研究内容与创新如下:
(1)通过电化学基体腐蚀实验，确定了电解液成分及电解工艺参数:碱性电解液配方为70-90g/L硝酸钠，2-4g/L草酸钠，其工艺参数为电流密度500-700A/m2，温度40-60℃，极间距5-8cm;酸性电解液配方为3％低浓度硝酸，10-15g/L草酸钠，15％-20％甘油（体积分数），90-120g/L硝酸钠，其工艺参数为电流密度300-450A/m2，温度25-40℃，极间距5-8cm。通过电化学协同超声基体腐蚀实验可知:酸性电解液中超声波对电解腐蚀起到协同增效作用，且在20kHz时协同增强效果最为显著，腐蚀速率比电化学提高36.4％;碱性电解液中，超声对电解腐蚀起到阻碍作用。
(2)通过电化学模拟去污实验可知:电化学去污可实现均匀腐蚀，模拟去污工件表面的钴元素含量由4％降低至0.5％-0.8％，满足工艺要求;但腐蚀速率0.04μm/min，不满足工艺要求。通过电化学协同超声模拟去污实验可知:酸性电解液中超声波对电化学去污起到协同增效作用，且在20kHz时协同增强效果最为显著，腐蚀速率比电化学提高160％，钴元素含量降至0.2％-0.3％，均满足工艺要求。