Electrochemical and Sludge Dissolution Behavior During a Copper Removal Process for Chemical Cleaning on the Secondary Side of Nuclear Steam Generators

원전 증기발생기 2차측 화학세정을 위한 제동공정중의 전기화학적 거동 및 슬러지용해 거동

Two major goals for chemical cleaning on the secondary side of nuclear steam generators are to remove sludge effectively and to minimize corrosion of base metals. In this work, electrochemical and sludge dissolution behaviors have been investigated in order to find out which parameters are critical and important during a copper removal process for chemical cleaning and to evaluate safety aspects and effectiveness of two major copper removal processes developed commercially in foreign countries. Hydrogen peroxide is vert effective for the process to use EDTA, NH$_4$OH and EDA at 38$^{\circ}C$ to control the potential of copper in a potential range sood for copper sludge removal. Corrosion rates for carbon steel SA 285 Gr.C and Alloy 600 are very small during this process if it is controlled properly. However, the corrosion rate of SA 285 Gr.C will be increased greatly if its corrosion potential is maintained below -450mV. The process to use EDA and ammonium carbonate is effective at 6$0^{\circ}C$ to dissolve copper sludge if the corrosion potential of copper can be controlled above -200mV. However, it is very difficult to raise the corrosion potential of copper to this range by air blowing and stirring.

원전 증기발생기 2차측 화학세정시 두가지 주요 목표는 슬러지 제거를 효과적으로 하는 것과 모재금속의 부식을 최소화하는데 있다. 본 연구에서는 전기화학 실험과 슬러지 용해 실험을 통하여 제동공정 중에 어떤 인자들이 중요한 역할을 하는지 확인하고 외국에서 개발된 두가지 제동공정에 대하여 안전성 측면과 슬러지 제거 효과를 비교. 평가하고자 하였다. 38$^{\circ}C$에서 EDTA, NH$_4$OH. EDA를 사용하는 제동공정에 있어서 $H_2O$$_2$는 구리슬러지 제거에 적합한 전위구역으로 구리의 전위를 높여주는데 매우 효과적이었다. 이런 전위구역에서 SA 285 Grade C와 Alloy 600 재료의 부식속도는 매우 작았다. 그러나 전위가 -450 mV 이하로 유지될 때 SA 285 Grade C 재료의 부식속도 증가가 예상된다. 6$0^{\circ}C$에서 EDA, (NH$_4$)$_2$CO$_3$를 사용하는 공정은 구리의 부식전위가 -200 mV이상으로 유지될 때 효과적인 제동이 가능하였으나 전위를 공기주입과 용액교반으로 이 구역으로 올리기는 매우 어려웠다.