Ekologiczne i ekonomiczne rozwi zania w radiografii b onowej

Transkrypt

1 Ekologiczne i ekonomiczne rozwi zania w radiografii b onowej K. Marstboom, GE Inspection Technologies, Belgia Streszczenie Radiografia b onowa mo e by postrzegana jako technologia budz ca zastrze enia ekologiczne, wi ca si z zastosowaniem chemikaliów i spuszczaniem wód ciekowych o wysokiej zawarto ci srebra. Legislacja ekologiczna dotycz ca zawarto ci srebra w wodzie p ucz cej jest ró na w ró nych krajach. Firma GE Inspection Technologies oferuje obecnie u ytkownikom radiografii przemys owej szereg mo liwo ci spe nienia ogranicze legislacyjnych w wodach ciekowych. Na rynek bada nieniszcz cych wprowadzono zupe nie nowe wywo ywarki b on: Agfa NDT S i Agfa NDT M eco oraz Agfa Nova. Maszyny te s wyposa one w technologi utrwalania kaskadowego, która obni a zawarto srebra w wodzie p ucz cej i zwi ksza zdolno do spe nienia coraz ostrzejszych norm dotycz cych cieków. Nast pnie zaprezentowano nowy system b onowy eco. System ten bazuje na nowych maszynach, specjalnie dostosowanych b onach i starannie opracowanych nowych odczynnikach. Eco oznacza ekologiczne i ekonomiczne cechy systemu. Radiolog mo e teraz obrabia b ony w bardzo krótkim cyklu, oszcz dzaj c pieni dze przy jednoczesnym zwi kszeniu zdolno ci do spe nienia ogranicze ekologicznych dotycz cych wprowadzania srebra do wód ciekowych. Niniejszy referat odnosi si tak e do innych technologii redukcji przenoszenia srebra do wody p ucz cej. Przedstawiono mo liwo ci, ale przede wszystkim problemy zwi zane ze stosowaniem tych technologii. Wykazane zostanie w jaki sposób radiografia b onowa reaguje na wymagania ekologiczne nie powoduj c dodatkowych obci e finansowych dla u ytkownika. Wprowadzenie Cz steczki przenosz ce jony srebra s podstawowym materia em czu ym stosowanym w dzisiejszych b onach radiograficznych. Podczas obróbki b ony srebro zostaje uwolnione i mo e si przedosta do kanalizacji. Lokalne i/lub krajowe prawa lub dyrektywy oraz przepisy i zezwolenia cz sto wymagaj starannego monitorowania st enia srebra w wodach ciekowych. Niektóre przepisy okre laj bezwzgl dn ilo srebra, jaka mo e by uwalniana na jednostk obrabianej b ony (obci enie maksymalne), podczas gdy wi kszo podaje maksymalne st enie srebra na litr wody przedostaj cej si do kanalizacji. Ta druga wielko jest najcz ciej wyra ana jako ilo srebra uwalnianego z ka dym litrem wody (g/l lub ppm). Typowa tradycyjna wywo ywarka uwalnia z wod p ucz c oko o 20 ppm srebra. Srebro jest przenoszone do wody p ucz cej przez b on wychodz c z roztworu utrwalacza. Aby 1

2 ograniczy ilo srebra w wodzie p ucz cej mo na stosowa pó niejsze uzdatnianie wody, takie jak elektroliza, wymiana jonowa, wymiana metali, wytr canie lub destylacja. Metody te nie tylko wi si z wysokimi kosztami inwestycyjnymi i eksploatacyjnymi, ale tak e przep yw wody p ucz cej jest zbyt du y dla tych technologii [1]. Lepszym sposobem dotrzymania granicznych st e srebra jest zmniejszenie ilo ci srebra wynoszonego z utrwalacza przez ograniczenie zawarto ci srebra w samym utrwalaczu. Czy zamkni ty obieg odzysku srebra mo e obni y zawarto srebra w utrwalaczu? Tak, mo e. Odzysk srebra w obiegu zamkni tym, w którym utrwalacz przep ywa przez ogniwo elektrolityczne w celu odzysku srebra przed przepompowaniem go z powrotem do zbiornika utrwalacza, mo e obni y zu ycie utrwalacza a o 50 %. Jest tu jednak istotna trudno, któr trzeba uwzgl dni. Aby odzyska dostateczn ilo srebra, trzeba stopniowo zwi ksza pr d w procesie elektrolizy. Powoduje to jednak zu ycie ca ego siarczynu w utrwalaczu, co zwi ksza kwasowo roztworu a do wytr cania si siarki. Ponadto nast puje przemiana siarczanu, co nie tylko zanieczyszcza elektrody i niszczy ogniwo elektrolityczne, ale tak e obni a zdolno b on radiograficznych do archiwacji przez zatrzymanie w b onie nierozpuszczalnych soli. Mo e tu pomóc wymuszona regeneracja roztworu utrwalacza przez prawie dwukrotne zwi kszenie tempa uzupe niania, ale jest ona mniej korzystna ekonomicznie. Jak obni y zawarto srebra w roztworze utrwalacza? Ró ne parametry okre laj rzeczywist zawarto srebra w utrwalaczu i zwi zane z ni st enie srebra w wodzie p ucz cej. Pierwszym i g ównym czynnikiem decyduj cym o ca ej zawarto ci srebra jest g sto optyczna obrabianej b ony. Rysunek 1 przedstawia zale no mi dzy redni g sto ci optyczn obrabianej b ony a wynikowym st eniem srebra w wodzie p ucz cej. Oczywi cie g sto ci optycznej obrabianej b ony nie mo na swobodnie dobiera i jest ona niezale na od charakterystyk danej ekspozycji radiograficznej. Przy pewnej danej g sto ci optycznej mo na wp ywa na st enie srebra w wodzie przez rozcie czenie utrwalacza wie ym roztworem. Mo na to wykona przez zwi kszenie tempa regeneracji utrwalacza. Rysunek 2 przedstawia zale no mi dzy tymi wielko ciami. Mo na wywnioskowa, e dostatecznie niskie st enie srebra wymaga uzupe niania utrwalacza w tempie ponad dwadzie cia razy wi kszym od zwyk ej nastawy (1200 ml/m 2 )! 2

3 Zawarto srebra w wodzie p ucz cej (ppm - g/l) po obróbce 200 m 2 b ony. Rys. 1: Zale no mi dzy redni g sto ci optyczn a st eniem srebra Ag + w wodzie p ucz cej Zawarto srebra w wodzie p ucz cej Rys. 2: Zale no mi dzy tempem regeneracji utrwalacza a st eniem srebra w wodzie p ucz cej Poniewa ca e srebro jest wprowadzane do zbiornika p ucz cego przez b on przechodz c ze zbiornika utrwalacza, a zatem koniecznym jest obni enie st enia srebra w zbiorniku utrwalacza. Optymalnym rozwi zaniem jest zastosowanie kaskadowego systemu 3

4 utrwalania. Taki system, zastosowany w wywo ywarkach Agfa NDT S i M eco, sk ada si z dwóch kolejnych zbiorników utrwalacza. Uzupe nianie utrwalacza odbywa si w sposób przeciwpr dowy, regeneruj c drugi zbiornik utrwalacza, z którego przelew regeneruje pierwszy zbiornik utrwalacza. Wynikowe st enie srebra w wodzie p ucz cej zostaje znacznie obni one, jak pokazano na rysunku 3. Po czone dzia anie utrwalania kaskadowego i regeneracji przeciwpr dowej znacznie obni a zawarto srebra w wodzie p ucz cej. Dla tego modelu matematycznego dobrano obj to zbiorników utrwalacza w taki sposób, eby ich ca kowita obj to by a równa obj to ci w przyk adzie bez systemu kaskadowego. W rzeczywisto ci obj to ci te s wi ksze, a przez to st enie srebra jest jeszcze znacznie ni sze. Zawarto srebra przy zastosowaniu utrwalania kaskadowego Rys. 3: Wp yw utrwalania kaskadowego na zawarto srebra System b onowy Agfa NDT eco System b onowy eco powstaje przez zastosowanie opisanych wy ej wywo ywarek Agfa, b on Agfa NDT i nowo opracowanych odczynników ecodev i ecofix. Dzi ki technice utrwalania kaskadowego zostaj spe nione rodowiskowe ograniczenia emisji srebra. Nie jest widoczne, w jaki sposób dodatek boru wp ywa na charakterystyki ekologiczne, poniewa wed ug przepisów bor jest tak e substancj zanieczyszczaj c rodowisko. Bardziej spektakularna jest jednak korzy ekonomiczna, jak daje zastosowanie tego systemu. Zarówno ecodev jak i ecofix umo liwiaj znaczn redukcj uzupe niania przy zastosowaniu krótkiego cyklu 5-minutowego. Przy tempie uzupe niania wywo ywacza i 4

5 utrwalacza wynosz cym odpowiednio 550 i 700 ml/m 2 system ma wydajno odpowiadaj c standardowemu 8-minutowemu cyklowi z nastawami tempa uzupe niania 900 i 1200 ml/m 2! Zatem u ytkownik uzyskuje jednocze nie wiele korzy ci. Dzi ki systemowi b onowemu Agfa NDT eco mo na atwiej spe ni coraz ostrzejsze ograniczenia emisji bez potrzeby stosowania dodatkowych odczynników. U ytkownik ma nawet mo liwo znacznej redukcji zu ycia odczynników. Najwi ksz zalet tego systemu b onowego jest to, e mimo tych wszystkich korzy ci i oszcz dno ci u ytkownik nie musi si liczy z obni eniem jako ci. System b onowy eco jest w pe ni certyfikowanym systemem b onowym spe niaj cym wymagania wszystkich norm mi dzynarodowych dotycz cych klasyfikacji systemów b ony: EN 584-1; ASTM E1815; ISO Mo na zatem powiedzie, e "eco" nie oznacza tylko ekologii, ale ten system oferuje tak e korzy ci ekonomiczne, pozwalaj c u ytkownikowi na utrzymanie jako ci certyfikowanego systemu przy krótszych czasach cyklu, zmniejszonym zu yciu odczynników i wi kszej przepustowo ci. Literatura [1] Susan M. Morgan, "Potrzeba i skuteczno odzysku srebra lub b dy w pobieraniu próbek srebra oraz podstawowe wnioski", 16 Uniwersytecka Konferencja nt. Niebezpiecznych Odpadów, 20 czerwca 1998, Nowy Orlean, Luizjana, USA 5