JPH0518917B2 - - Google Patents
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- JPH0518917B2 JPH0518917B2 JP4567583A JP4567583A JPH0518917B2 JP H0518917 B2 JPH0518917 B2 JP H0518917B2 JP 4567583 A JP4567583 A JP 4567583A JP 4567583 A JP4567583 A JP 4567583A JP H0518917 B2 JPH0518917 B2 JP H0518917B2
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- JP
- Japan
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- cleaned
- metal oxides
- anode
- cathode
- cleaning liquid
- Prior art date
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- Cleaning And De-Greasing Of Metallic Materials By Chemical Methods (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は表面金属酸化物の除去方法に係り、特
に、母材である金属に対して腐食性の少ないPHが
中性付近の洗浄溶液を用いて金属酸化物のみを溶
解するようにした表面金属酸化物の除去方法に関
する。
に、母材である金属に対して腐食性の少ないPHが
中性付近の洗浄溶液を用いて金属酸化物のみを溶
解するようにした表面金属酸化物の除去方法に関
する。
火力発電プラント、原子力発電プラント、化学
プラント等のプラントの機器や配管の内面には稼
動年数の経過に伴つて金属酸化物が付着あるいは
成長する。このような金属酸化物は機器や配管の
機能を阻害する恐れがあるので、これを除去する
ことが望まれる。特に、原子力プラントにおいて
は、機器や配管の内面に付着あるいは成長した金
属酸化物に冷却水中の放射性イオンが取り込まれ
るため、表面線量率が上昇してプラントの保守点
検が困難となるので、機器や配管内面の金属酸化
物を除去する必要が特に大きい。
プラント等のプラントの機器や配管の内面には稼
動年数の経過に伴つて金属酸化物が付着あるいは
成長する。このような金属酸化物は機器や配管の
機能を阻害する恐れがあるので、これを除去する
ことが望まれる。特に、原子力プラントにおいて
は、機器や配管の内面に付着あるいは成長した金
属酸化物に冷却水中の放射性イオンが取り込まれ
るため、表面線量率が上昇してプラントの保守点
検が困難となるので、機器や配管内面の金属酸化
物を除去する必要が特に大きい。
本発明の表面金属酸化物の除去方法は、このよ
うな機器や配管の内面上の金属酸化物を母材金属
を溶解させることなく溶解させるに好適なもので
ある。
うな機器や配管の内面上の金属酸化物を母材金属
を溶解させることなく溶解させるに好適なもので
ある。
従来しばしば実施されている金属表面から金属
酸化物を除去する方法は酸、錯化剤及び還元剤を
混合した洗浄液を用いるものである。このような
洗浄液は強い酸性を持つため母材の金属を腐食し
易い。一方、腐食性の弱いPHが中性に近い洗浄液
を用いると酸化物を溶解する力が著しく弱くな
る。
酸化物を除去する方法は酸、錯化剤及び還元剤を
混合した洗浄液を用いるものである。このような
洗浄液は強い酸性を持つため母材の金属を腐食し
易い。一方、腐食性の弱いPHが中性に近い洗浄液
を用いると酸化物を溶解する力が著しく弱くな
る。
そこで、本発明者らは、先に、腐食性の弱いPH
が中性付近の洗浄液を用いても表面金属酸化物の
溶解を可能とする方法として、母材金属の表面に
金属酸化物を有する被洗浄物を錯化剤を含む溶液
中に浸漬し、外部エネルギーの供給によつて金属
酸化物に電子を注入することにより酸化物の溶解
を促進する方法（特開昭57−85980号参照）を発
明した。この方法は、更に具体的には、酸化物に
電子を注入する手段として、光を照射する方法、
被洗浄物をカソード分極させる方法及び洗浄液を
電解還元することにより液の還元力を向上させる
方法等を含んでいる。
が中性付近の洗浄液を用いても表面金属酸化物の
溶解を可能とする方法として、母材金属の表面に
金属酸化物を有する被洗浄物を錯化剤を含む溶液
中に浸漬し、外部エネルギーの供給によつて金属
酸化物に電子を注入することにより酸化物の溶解
を促進する方法（特開昭57−85980号参照）を発
明した。この方法は、更に具体的には、酸化物に
電子を注入する手段として、光を照射する方法、
被洗浄物をカソード分極させる方法及び洗浄液を
電解還元することにより液の還元力を向上させる
方法等を含んでいる。
これらの方法は優れた方法であるが、光を照射
する方法や被洗浄物をカソード分極させる方法は
長い配管系への適用が困難という欠点があり、ま
た洗浄液を電解還元する方法は、酸化物へ電子を
注入するという意味では間接的な方法であるた
め、還元された液から酸化物に電子を注入するに
は還元力がやや不足するという欠点がある。
する方法や被洗浄物をカソード分極させる方法は
長い配管系への適用が困難という欠点があり、ま
た洗浄液を電解還元する方法は、酸化物へ電子を
注入するという意味では間接的な方法であるた
め、還元された液から酸化物に電子を注入するに
は還元力がやや不足するという欠点がある。
本発明の目的は母材金属に対する腐食性が弱い
中性付近の洗浄液を用いながら長い配管系に対し
ても十分にその内面の金属酸化物を溶解させるこ
とが可能な表面金属酸化物の除去方法を提供する
にある。
中性付近の洗浄液を用いながら長い配管系に対し
ても十分にその内面の金属酸化物を溶解させるこ
とが可能な表面金属酸化物の除去方法を提供する
にある。
本発明による表面金属酸化物の除去方法の特徴
は、錯化剤又は還元剤を含有する洗浄液を電解還
元により還元力を強めて被洗浄物に接触させると
ともに、被洗浄物をカソード極としてアノード極
を対極として直流電圧を直接これに印加すること
により、洗浄液の電解還元と被洗浄物のカソード
分極との相互作用で母材金属を溶解させることな
くその表面の金属酸化物のみの溶解を著しく促進
するようにしたことにある。このようにすれば、
被洗浄物をカソード分極させる際に被洗浄物に流
れる電流が著しく小さくてそれだけではとても金
属酸化物の溶解を促進できないような低電流密度
の領域でも、単に洗浄液を電解還元して被洗浄物
に接触させるだけの場合に比して、金属酸化物の
溶解が著しく促進される。このことは、配管系を
カソードとして直流を印加した場合、それだけで
はとても金属酸化物の溶解を促進できない小さな
電流しか流れないような、対極からかなり離れた
部分まで金属酸化物溶解促進作用を及ぼすことが
可能となることを意味している。なお、被洗浄物
をカソードとして直流電圧を印加するためのアノ
ードとなる対極及び洗浄液を電解還元するための
アノードとなる対極に被洗浄物を接触する洗浄液
が接触すると、洗浄液が酸化されて、還元力が低
下してしまうので、これを防ぐために、これらの
アノードとなる対極に被洗浄物と接触する洗浄液
が接触しないように、これら対極と接触する液を
イオン交換膜のような隔膜で被洗浄物と接触する
洗浄液から隔離することが重要である。
は、錯化剤又は還元剤を含有する洗浄液を電解還
元により還元力を強めて被洗浄物に接触させると
ともに、被洗浄物をカソード極としてアノード極
を対極として直流電圧を直接これに印加すること
により、洗浄液の電解還元と被洗浄物のカソード
分極との相互作用で母材金属を溶解させることな
くその表面の金属酸化物のみの溶解を著しく促進
するようにしたことにある。このようにすれば、
被洗浄物をカソード分極させる際に被洗浄物に流
れる電流が著しく小さくてそれだけではとても金
属酸化物の溶解を促進できないような低電流密度
の領域でも、単に洗浄液を電解還元して被洗浄物
に接触させるだけの場合に比して、金属酸化物の
溶解が著しく促進される。このことは、配管系を
カソードとして直流を印加した場合、それだけで
はとても金属酸化物の溶解を促進できない小さな
電流しか流れないような、対極からかなり離れた
部分まで金属酸化物溶解促進作用を及ぼすことが
可能となることを意味している。なお、被洗浄物
をカソードとして直流電圧を印加するためのアノ
ードとなる対極及び洗浄液を電解還元するための
アノードとなる対極に被洗浄物を接触する洗浄液
が接触すると、洗浄液が酸化されて、還元力が低
下してしまうので、これを防ぐために、これらの
アノードとなる対極に被洗浄物と接触する洗浄液
が接触しないように、これら対極と接触する液を
イオン交換膜のような隔膜で被洗浄物と接触する
洗浄液から隔離することが重要である。
本発明による表面金属酸化物の除去方法を配管
内面上の金属酸化物の除去に適用した場合の実施
例を第１図に示す。内面の金属酸化物を除去すべ
き配管すなわち被洗浄物１は、洗浄液を電解還元
するための電解槽２、及び被洗浄物１をカソード
分極させるための電解槽３と連結管４で連結され
る。連結管４の途中にポンプ５が挿入されてお
り、錯化剤又は還元剤を含有する洗浄液６を循環
させる。電解槽２はアノード７とカソード８を有
し、このアノード７とカソード８に接続された直
流電源１０から直流電流を流して洗浄液６を電解
還元する。電解槽３は電極としてはアノード１１
のみを有し、このアノード１１と被洗浄物１とが
直流電源１３と接続されて被洗浄物１がカソード
となり、これにアノード１１を対極としてカソー
ド電流が流れ、被洗浄物１をカソード分極させ
る。電解槽２，３は夫々イオン交換膜９，１２で
仕切られており、これにより、被洗浄物１に流れ
る洗浄液はアノード７，１１に接触して還元力を
失うことのないようにこれらアノードから隔離さ
れている。
内面上の金属酸化物の除去に適用した場合の実施
例を第１図に示す。内面の金属酸化物を除去すべ
き配管すなわち被洗浄物１は、洗浄液を電解還元
するための電解槽２、及び被洗浄物１をカソード
分極させるための電解槽３と連結管４で連結され
る。連結管４の途中にポンプ５が挿入されてお
り、錯化剤又は還元剤を含有する洗浄液６を循環
させる。電解槽２はアノード７とカソード８を有
し、このアノード７とカソード８に接続された直
流電源１０から直流電流を流して洗浄液６を電解
還元する。電解槽３は電極としてはアノード１１
のみを有し、このアノード１１と被洗浄物１とが
直流電源１３と接続されて被洗浄物１がカソード
となり、これにアノード１１を対極としてカソー
ド電流が流れ、被洗浄物１をカソード分極させ
る。電解槽２，３は夫々イオン交換膜９，１２で
仕切られており、これにより、被洗浄物１に流れ
る洗浄液はアノード７，１１に接触して還元力を
失うことのないようにこれらアノードから隔離さ
れている。
上述の実施例では洗浄液を電解還元するための
電解槽２と被洗浄物をカソード分極させるための
電解槽３とを洗浄液６の流れに関して直列に連結
しているが、第２図に示すようにこれらを並列に
連結し、ポンプ１４を追加した実施例も可能であ
りこれによつても本発明の目的を達成することが
できる。
電解槽２と被洗浄物をカソード分極させるための
電解槽３とを洗浄液６の流れに関して直列に連結
しているが、第２図に示すようにこれらを並列に
連結し、ポンプ１４を追加した実施例も可能であ
りこれによつても本発明の目的を達成することが
できる。
次に、本発明の作用効果を実証するために行な
つた実験的一実施例を第３図及び第４図により説
明する。
つた実験的一実施例を第３図及び第４図により説
明する。
第３図はこの実験に用いた試験装置を示すもの
で、装置の構成は第１図に示したものと基本的に
ほぼ同じであり、第１図中の要素と対応する要素
には同じ符号を付してある。この図においては、
第１図の被洗浄物１に相当するものは試験片１６
であり、これを溶解槽１５中に浸漬し、直流電源
１３の負側に接続してカソードとした。溶解槽１
５には洗浄液を第１図と同様にして循環させた。
なお、溶解槽１５にはヒータ１７を挿入し、これ
により洗浄液を加温し、また溶解槽１５にはガス
噴射管１８を挿入し、これにアルゴンガスを吹込
んで洗浄液を脱気した。
で、装置の構成は第１図に示したものと基本的に
ほぼ同じであり、第１図中の要素と対応する要素
には同じ符号を付してある。この図においては、
第１図の被洗浄物１に相当するものは試験片１６
であり、これを溶解槽１５中に浸漬し、直流電源
１３の負側に接続してカソードとした。溶解槽１
５には洗浄液を第１図と同様にして循環させた。
なお、溶解槽１５にはヒータ１７を挿入し、これ
により洗浄液を加温し、また溶解槽１５にはガス
噴射管１８を挿入し、これにアルゴンガスを吹込
んで洗浄液を脱気した。
第４図はその実験結果を示す。実験には原子力
発電プラントのステンレス鋼配管より切り出した
部片を試験片１６として用いた。この試験片１６
には酸化物が付着しており、これに放射性の核種
が取り込まれている。洗浄液としては純水に
EDTA−2NH4、クエン酸２アンモニウム及びＬ
−アスコルビン酸をそれぞれ0.002mol／溶解
させた混合液をアンモニウム水でPH5.5に調整し
たものを用いた。温度は80℃とした。
発電プラントのステンレス鋼配管より切り出した
部片を試験片１６として用いた。この試験片１６
には酸化物が付着しており、これに放射性の核種
が取り込まれている。洗浄液としては純水に
EDTA−2NH4、クエン酸２アンモニウム及びＬ
−アスコルビン酸をそれぞれ0.002mol／溶解
させた混合液をアンモニウム水でPH5.5に調整し
たものを用いた。温度は80℃とした。
第４図の曲線Ａ１及びＡ２が本発明に基づいた
場合の結果である。即ちこれら曲線は洗浄液を電
解槽２で電解還元して循環させるとともに試験片
１６に3μA／cm2（曲線Ａ１の場合）及び15μA／
cm2（曲線Ａ２の場合）のカソード電流を電解槽３
から流したときの結果を示す。曲線Ａ３，Ａ４，
Ａ５は本発明との比較例を示したものである。曲
線Ａ３は試験片を単に洗浄液に浸漬しただけの場
合曲線Ａ４は試験片に15μA／cm2のカソード電流
を流しただけの場合、曲線Ａ５は洗浄液を電解還
元しただけの場合を示している。第４図からわか
るように、試験片の放射能は、単なる浸漬（曲線
Ａ３）やカソード分極のみ（曲線Ａ４）の場合で
は殆んど除去されず、洗浄液を電解還元したたけ
の場合Ａ５でも16時間で30％の除去率にすぎな
い。しかるに、本発明に基づく場合では、カソー
ド電流が3μA／cm2の場合（曲線Ａ１）では60％、
15μA／cm2の場合（曲線Ａ２）では75％を越える
放射能除去率が得られ、本発明の効果が著しいこ
とが判明した。
場合の結果である。即ちこれら曲線は洗浄液を電
解槽２で電解還元して循環させるとともに試験片
１６に3μA／cm2（曲線Ａ１の場合）及び15μA／
cm2（曲線Ａ２の場合）のカソード電流を電解槽３
から流したときの結果を示す。曲線Ａ３，Ａ４，
Ａ５は本発明との比較例を示したものである。曲
線Ａ３は試験片を単に洗浄液に浸漬しただけの場
合曲線Ａ４は試験片に15μA／cm2のカソード電流
を流しただけの場合、曲線Ａ５は洗浄液を電解還
元しただけの場合を示している。第４図からわか
るように、試験片の放射能は、単なる浸漬（曲線
Ａ３）やカソード分極のみ（曲線Ａ４）の場合で
は殆んど除去されず、洗浄液を電解還元したたけ
の場合Ａ５でも16時間で30％の除去率にすぎな
い。しかるに、本発明に基づく場合では、カソー
ド電流が3μA／cm2の場合（曲線Ａ１）では60％、
15μA／cm2の場合（曲線Ａ２）では75％を越える
放射能除去率が得られ、本発明の効果が著しいこ
とが判明した。
他方、実際の配管系の場合において、配管をカ
ソードとしてこれにカソード電流を流すとその電
流密度が対極１１からの距離に応じてどの程度に
なるかを試算した。その試算結果を第５図に示
す。ここでは配管の内経を20cm、洗浄液の電気伝
導度は104μ／cm、配管と対極１１の間の印加
電圧を100Vとして試算してある。
ソードとしてこれにカソード電流を流すとその電
流密度が対極１１からの距離に応じてどの程度に
なるかを試算した。その試算結果を第５図に示
す。ここでは配管の内経を20cm、洗浄液の電気伝
導度は104μ／cm、配管と対極１１の間の印加
電圧を100Vとして試算してある。
配管をカソードとして直流を流すだけの場合
は、その内表面の金属酸化物を十分に除去するに
は0.1mA／cm2以上の電流密度が必要であることが
別の実験からわかつた。したがつて、この事実と
第５図とから、この場合には対極から20cm以上離
れた場所の酸化物は除去できないことがわかる。
しかるに本発明の方法によれば、流れるカソード
電流の密度が3μA／cm2あれば十分に表面酸化物除
去の効果があることは第４図で述べた通りである
から、これと第５図を勘案すれば、対極から30ｍ
離れた場所まで配管内表面金属酸化物を除去でき
ることが明らかである。
は、その内表面の金属酸化物を十分に除去するに
は0.1mA／cm2以上の電流密度が必要であることが
別の実験からわかつた。したがつて、この事実と
第５図とから、この場合には対極から20cm以上離
れた場所の酸化物は除去できないことがわかる。
しかるに本発明の方法によれば、流れるカソード
電流の密度が3μA／cm2あれば十分に表面酸化物除
去の効果があることは第４図で述べた通りである
から、これと第５図を勘案すれば、対極から30ｍ
離れた場所まで配管内表面金属酸化物を除去でき
ることが明らかである。
本発明によれば、母材金属に対する腐食性が弱
い中性付近の洗浄液でも表面金属酸化物の溶解を
促進することができ、かつその溶解促進作用がか
なり遠くまで及ぶ効果があり、これを配管系の洗
浄に用いれば、配管系のかなりの距離に亘つて配
管の母材金属を溶解させることなくその内表面の
金属酸化物を有効に除去し得る効果がある。
い中性付近の洗浄液でも表面金属酸化物の溶解を
促進することができ、かつその溶解促進作用がか
なり遠くまで及ぶ効果があり、これを配管系の洗
浄に用いれば、配管系のかなりの距離に亘つて配
管の母材金属を溶解させることなくその内表面の
金属酸化物を有効に除去し得る効果がある。
第１図、第２図は本発明方法を配管内表面金属
酸化物の除去に適用した場合の実施例を図解した
概要図、第３図は本発明の効果を実証するために
行つた実験的実施例を図解した概要図、第４図は
本発明の効果を示す実験結果のグラフ、第５図は
本発明の効果が及ぶ範囲を推定するためのカソー
ド電流分布の試算結果を示すグラフである。 １……被洗浄物（配管）、２……電解還元用電
解槽、３……カソード分極用電解槽、５……ポン
プ、６……洗浄液、７……アノード、８……カソ
ード、９……イオン交換膜、１０……直流電源、
１１……アノード、１２……イオン交換樹脂、１
３……直流電源、１４……ポンプ、１５……溶解
槽、１６……試験片、１７……ヒータ、１８……
アルゴンガス噴射管。
酸化物の除去に適用した場合の実施例を図解した
概要図、第３図は本発明の効果を実証するために
行つた実験的実施例を図解した概要図、第４図は
本発明の効果を示す実験結果のグラフ、第５図は
本発明の効果が及ぶ範囲を推定するためのカソー
ド電流分布の試算結果を示すグラフである。 １……被洗浄物（配管）、２……電解還元用電
解槽、３……カソード分極用電解槽、５……ポン
プ、６……洗浄液、７……アノード、８……カソ
ード、９……イオン交換膜、１０……直流電源、
１１……アノード、１２……イオン交換樹脂、１
３……直流電源、１４……ポンプ、１５……溶解
槽、１６……試験片、１７……ヒータ、１８……
アルゴンガス噴射管。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 母材金属の表面に酸化物が形成されている被
洗浄物に錯化剤および／または還元剤を含有する
洗浄液を電解還元により還元力を強めて接触させ
ると共に、被洗浄物をカソードとしてアノードを
対極としてこれに直流電圧を直接印加することに
より、母材金属の溶解なしにその表面の酸化物を
溶解させることを特徴とする表面金属酸化物の除
去方法。 ２ 被洗浄物に上記洗浄液を循環させる液路を設
け、該液路中に設けられたカソードとアノードと
を具備した少くとも一つの電解槽によつて上記洗
浄液の電解還元を行うと共に、該液路中にアノー
ドのみを具備する少くとも１つの他の電解槽を設
け、被洗浄物をカソードとしてこれと上記後者の
アノードとの間に直流電圧を印加することを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載の表面金属酸化
物の除去方法。 ３ 被洗浄物に循環する洗浄液は上記二種の電解
槽中において夫々のアノードから隔膜で隔離され
ることを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の
表面金属酸化物の除去方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4567583A JPS59170300A (ja) | 1983-03-18 | 1983-03-18 | 表面金属酸化物の除去方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4567583A JPS59170300A (ja) | 1983-03-18 | 1983-03-18 | 表面金属酸化物の除去方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59170300A JPS59170300A (ja) | 1984-09-26 |
| JPH0518917B2 true JPH0518917B2 (ja) | 1993-03-15 |
Family
ID=12725963
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4567583A Granted JPS59170300A (ja) | 1983-03-18 | 1983-03-18 | 表面金属酸化物の除去方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59170300A (ja) |
-
1983
- 1983-03-18 JP JP4567583A patent/JPS59170300A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59170300A (ja) | 1984-09-26 |
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