JPH055079B2 - - Google Patents
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- JPH055079B2 JPH055079B2 JP58231395A JP23139583A JPH055079B2 JP H055079 B2 JPH055079 B2 JP H055079B2 JP 58231395 A JP58231395 A JP 58231395A JP 23139583 A JP23139583 A JP 23139583A JP H055079 B2 JPH055079 B2 JP H055079B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pipe
- decontamination
- oxide film
- iron oxide
- treated
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Epoxy Compounds (AREA)
- 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〕
本発明は通水される配管や機器の内側に付着、
堆積する酸化鉄皮膜の溶解法に関するもので、特
に原子力発電プラントの冷却水等の通る配管や機
器の内側に付着、堆積する放射能を有する酸化鉄
皮膜を溶解させるに適する方法に関する。
堆積する酸化鉄皮膜の溶解法に関するもので、特
に原子力発電プラントの冷却水等の通る配管や機
器の内側に付着、堆積する放射能を有する酸化鉄
皮膜を溶解させるに適する方法に関する。
原子力発電プラントの１次冷却水が接する配
管、機器等の内側には放射性の酸化鉄皮膜が形成
され、これがプラントの表面線量率を高める原因
になつており、これを除去することが望まれる。
殊に線量率が許容値を越える場合、更には原子力
発電所そのものの解体の場合には、プラントの配
管、機器系統の放射能を帯びた酸化鉄皮膜を除去
するいわゆる系統除染が必要になつてくる。この
系統除染は国内では実績がなく、僅かにカナダ、
アメリカの原子力発電所で実施されただけであ
る。この除染のむづかしさは配管、機器の母材で
ある炭素鋼又はステンレス鋼を溶解させないで表
面の放射性イオンを含む、２、３酸化鉄、４、３
酸化鉄の皮膜だけを溶解させなければならないこ
とにあり、これに適切な除染法を用いるとともに
除染剤の残留による母材への影響を考慮する必要
がある。除染法としては、酸化鉄皮膜の特性を考
慮して選定した酸、還元剤、錯化剤、インヒビタ
ーをブレンドした除染剤を使用する方法である。
この方法は酸化鉄比膜の溶解速度の点では優れて
いるが、母材をも溶解する危険性及び残留液によ
る腐食の心配が残る。他方、電気化学的除染法は
２つに大別できる。１つはカソード分極法、他の
１つの電解還元により還元液を作成し、電子を酸
化皮膜を付与する方法である。前者は酸化鉄皮膜
の電位を調整するために対極との間で分極し自身
に電子を付与する方法である。この方法では被溶
解皮膜に対向して対極を必要とするので大規模な
除染あるいは複雑な配管系統での除染がむづかし
いことがあげられる。後者の電子付与法は原理的
に酸化鉄皮膜のみの選択的溶解を可能とする優れ
た方法であるが、還元力を強化する電解槽とその
カソード材が限定され、除染性能の安定性、信頼
性に問題が残されている。
管、機器等の内側には放射性の酸化鉄皮膜が形成
され、これがプラントの表面線量率を高める原因
になつており、これを除去することが望まれる。
殊に線量率が許容値を越える場合、更には原子力
発電所そのものの解体の場合には、プラントの配
管、機器系統の放射能を帯びた酸化鉄皮膜を除去
するいわゆる系統除染が必要になつてくる。この
系統除染は国内では実績がなく、僅かにカナダ、
アメリカの原子力発電所で実施されただけであ
る。この除染のむづかしさは配管、機器の母材で
ある炭素鋼又はステンレス鋼を溶解させないで表
面の放射性イオンを含む、２、３酸化鉄、４、３
酸化鉄の皮膜だけを溶解させなければならないこ
とにあり、これに適切な除染法を用いるとともに
除染剤の残留による母材への影響を考慮する必要
がある。除染法としては、酸化鉄皮膜の特性を考
慮して選定した酸、還元剤、錯化剤、インヒビタ
ーをブレンドした除染剤を使用する方法である。
この方法は酸化鉄比膜の溶解速度の点では優れて
いるが、母材をも溶解する危険性及び残留液によ
る腐食の心配が残る。他方、電気化学的除染法は
２つに大別できる。１つはカソード分極法、他の
１つの電解還元により還元液を作成し、電子を酸
化皮膜を付与する方法である。前者は酸化鉄皮膜
の電位を調整するために対極との間で分極し自身
に電子を付与する方法である。この方法では被溶
解皮膜に対向して対極を必要とするので大規模な
除染あるいは複雑な配管系統での除染がむづかし
いことがあげられる。後者の電子付与法は原理的
に酸化鉄皮膜のみの選択的溶解を可能とする優れ
た方法であるが、還元力を強化する電解槽とその
カソード材が限定され、除染性能の安定性、信頼
性に問題が残されている。
さらに機械的あるいは物理的方法として高圧水
でフラツシングする方法、超音波振動を加える方
法がある。これらは付着物の性状あるいは被付着
物の面積、距離等の幾何学的因子に除染効果が大
きく影響される。特にフラツシング法は比較的軟
質の付着物には効果がある。また超音波振動法は
超音波の振動到達距離に制限がある。
でフラツシングする方法、超音波振動を加える方
法がある。これらは付着物の性状あるいは被付着
物の面積、距離等の幾何学的因子に除染効果が大
きく影響される。特にフラツシング法は比較的軟
質の付着物には効果がある。また超音波振動法は
超音波の振動到達距離に制限がある。
本発明の目的は、これら既存あるいは開発中の
方法に比べて、配管、機器の系統除染を効率よく
行なわせることにある。
方法に比べて、配管、機器の系統除染を効率よく
行なわせることにある。
本発明の目的は、被処理材である配管の内表面
に付着堆積した放射能を帯びた鉄酸化物皮膜を除
染液と接触させて該酸化物皮膜を溶解除去する原
子力プラントの除染法において、前記被処理材で
ある配管内に配管内表面に対向する電極を設置し
て、該配管内に錯化剤を主体とした除染液を循環
させ、前記被処理材を陰極とするとともに前記対
向電極を陽極として両極の間で前記鉄酸化物皮膜
の電解還元を行ない、該電解還元した後又は該電
解還元と同時に前記被処理材である配管の外表面
から該配管に対して超音波振動をあたえることに
より達成される。
に付着堆積した放射能を帯びた鉄酸化物皮膜を除
染液と接触させて該酸化物皮膜を溶解除去する原
子力プラントの除染法において、前記被処理材で
ある配管内に配管内表面に対向する電極を設置し
て、該配管内に錯化剤を主体とした除染液を循環
させ、前記被処理材を陰極とするとともに前記対
向電極を陽極として両極の間で前記鉄酸化物皮膜
の電解還元を行ない、該電解還元した後又は該電
解還元と同時に前記被処理材である配管の外表面
から該配管に対して超音波振動をあたえることに
より達成される。
次に本発明について総括的に説明する。原子力
プラントの冷却水配管、機器に付着する酸化鉄皮
膜の成分はマグネタイト（Fe3O4）とヘマタイト
（α−Fe2O3）であり、この皮膜の中に放射性Co、
Mn等が含まれる。これらの酸化物と母材の炭素
鋼あるいはステンレス鋼の錯化剤（Y4-）と電子
（e-）が関与する溶解機構は次のようになる。
プラントの冷却水配管、機器に付着する酸化鉄皮
膜の成分はマグネタイト（Fe3O4）とヘマタイト
（α−Fe2O3）であり、この皮膜の中に放射性Co、
Mn等が含まれる。これらの酸化物と母材の炭素
鋼あるいはステンレス鋼の錯化剤（Y4-）と電子
（e-）が関与する溶解機構は次のようになる。
Fe→Fe2+＋2e- ……(1)
Fe3O4＋8H＋3Y4-＋2e-
→3Fe：Y2-＋4H2O ……(2)
Fe2O3＋6H+＋2Y4-
＋2e-→2Fe：Y2-＋3H2O ……(3)
すなわち、金属鉄では(1)式が示すように電子を
放す酸化反応が進む。これに対してFe3O4、
Fe2O3では(2)、(3)式のように錯化剤の存在の下に
電子を取入れる還元反応が進行する。このように
酸化鉄では還元溶解反応を利用するために皮膜形
成金属を陰極すなわちカソード分極すればよいこ
とになる。ところでこのカソード分極を行なわせ
しめるには金属側を直接分極させるために対極と
の間で直流電流を流す方法をとるのが効果的であ
る。しかしながら皮膜あるいは付着物は金属材に
均一に付着していない場合が多い。特にステンレ
スの鋼の場合には酸洗浄等の前処理が施こされて
いることがあり、これによる表面の粒界腐食によ
るクレビス部が発生していることが予想され、こ
のクレビス部での付着物は先のカソード分極では
十分溶解させることが出来ない。ここに次の工程
として金属材に振動を与えることにある。これに
は金属材外面より周波数の高い超音波振動を加え
るとクレビス部を中心にして付着物を効果的に剥
離させることができ、除染効果を大巾に改善する
ことが可能となる。しかしながら金属外表面から
の超音波振動は局部的に加わるので、付着物の分
布に対応して振動を順次移動させていくことが必
要となる。
放す酸化反応が進む。これに対してFe3O4、
Fe2O3では(2)、(3)式のように錯化剤の存在の下に
電子を取入れる還元反応が進行する。このように
酸化鉄では還元溶解反応を利用するために皮膜形
成金属を陰極すなわちカソード分極すればよいこ
とになる。ところでこのカソード分極を行なわせ
しめるには金属側を直接分極させるために対極と
の間で直流電流を流す方法をとるのが効果的であ
る。しかしながら皮膜あるいは付着物は金属材に
均一に付着していない場合が多い。特にステンレ
スの鋼の場合には酸洗浄等の前処理が施こされて
いることがあり、これによる表面の粒界腐食によ
るクレビス部が発生していることが予想され、こ
のクレビス部での付着物は先のカソード分極では
十分溶解させることが出来ない。ここに次の工程
として金属材に振動を与えることにある。これに
は金属材外面より周波数の高い超音波振動を加え
るとクレビス部を中心にして付着物を効果的に剥
離させることができ、除染効果を大巾に改善する
ことが可能となる。しかしながら金属外表面から
の超音波振動は局部的に加わるので、付着物の分
布に対応して振動を順次移動させていくことが必
要となる。
本発明の実施例を説明する。第１図は本発明の
方法を実施する酸化鉄皮膜除去のフローの一例を
概略的に示した図である。酸化鉄皮膜を除去した
いプラントの配管１に対して除染液を循環させる
系統２が接続されている。循環系統２の両端には
脱気兼用原水槽３、送液ポンプ４、イオン交換樹
脂槽５が配置されている。一方、配管の内部には
フレキシブル陽極６が設置され、配管を陰極７に
して外部からの直流電源８で電圧調整できる。さ
らに配管外面に超音波振動器９が付属している。
以上の配置、構造に対して、除染系統いついては
まず原水槽３に錯化剤を主成分とする除染液を加
温するとともに不活性ガスで溶液酸素を除去して
調整する。この除染液を被除染体の配管１を除染
して元の原水槽３に戻す。原水槽からの液中の溶
解金属イオンの分離にはカチオン交換樹脂塔５を
使う。常に溶存酸素を少なく、溶解成分を分離し
た除染液を使用する。電解還元除染には配管中の
陽極６と配管を陰極７にして先の除染液を電解を
行なわせしめる。陰極になつている配管付着物は
還元されて溶解が進行する。次に除染が進行して
いく過程あるいは終了時に配管外面から超音波振
動器９を順次移動させることにより残留付着物を
除去する。除染が完了するとアニオン交換樹脂５
で除染液を回収する。
方法を実施する酸化鉄皮膜除去のフローの一例を
概略的に示した図である。酸化鉄皮膜を除去した
いプラントの配管１に対して除染液を循環させる
系統２が接続されている。循環系統２の両端には
脱気兼用原水槽３、送液ポンプ４、イオン交換樹
脂槽５が配置されている。一方、配管の内部には
フレキシブル陽極６が設置され、配管を陰極７に
して外部からの直流電源８で電圧調整できる。さ
らに配管外面に超音波振動器９が付属している。
以上の配置、構造に対して、除染系統いついては
まず原水槽３に錯化剤を主成分とする除染液を加
温するとともに不活性ガスで溶液酸素を除去して
調整する。この除染液を被除染体の配管１を除染
して元の原水槽３に戻す。原水槽からの液中の溶
解金属イオンの分離にはカチオン交換樹脂塔５を
使う。常に溶存酸素を少なく、溶解成分を分離し
た除染液を使用する。電解還元除染には配管中の
陽極６と配管を陰極７にして先の除染液を電解を
行なわせしめる。陰極になつている配管付着物は
還元されて溶解が進行する。次に除染が進行して
いく過程あるいは終了時に配管外面から超音波振
動器９を順次移動させることにより残留付着物を
除去する。除染が完了するとアニオン交換樹脂５
で除染液を回収する。
次に本発明の特徴である移動式超音波振動器の
構造と操作について述べる。超音波振動器の配管
表面にとりつけた状態を第２図に示す。超音波振
動器９が配管１に設置されている。振動器は発振
器１０からの振動を伝える振動子１１から成つて
いる。これが配管に接続するには、リング１２と
接続端子１３が働く。配管径に合わせた固定がで
きるために振動子の反対側に２本の端子で長さを
調整して固定する。これを移動させるには接続端
子の車輪部を動かすようにする。これらの超音波
振動器の作動は振動器作動、移動速度等を自由に
調整できる機構を備えるとともに遠隔操作も可能
とする。
構造と操作について述べる。超音波振動器の配管
表面にとりつけた状態を第２図に示す。超音波振
動器９が配管１に設置されている。振動器は発振
器１０からの振動を伝える振動子１１から成つて
いる。これが配管に接続するには、リング１２と
接続端子１３が働く。配管径に合わせた固定がで
きるために振動子の反対側に２本の端子で長さを
調整して固定する。これを移動させるには接続端
子の車輪部を動かすようにする。これらの超音波
振動器の作動は振動器作動、移動速度等を自由に
調整できる機構を備えるとともに遠隔操作も可能
とする。
以下に本発明の有効性を示す実験例を説明す
る。まず超音波振動の管内面での強度変化に対す
る特性を実験で求めた結果を示す。試験装置を第
３図に示す。長さ90cmの２インチガス管１４厚さ
3.5mmの両端と管上部に音圧測定センサーが挿入
できる測定孔１５を多数設けている。この管に水
を入れ防振ゴム付の支持架台１６の上に設置して
いる。超音波振動の測定には発振器１７の振動子
１８を管に密着するようにして振動させ、水中の
各測定孔からのフエライト型音圧測定センサー１
９からの出力を電圧測定器２０で測定する。測定
は管中心部を振動子の左右での変化を求めた。結
果を第４図に示す。超音波振動器は100W出力、
28KHzであり、振動子は先端の面積0.8cm2のステ
ンレス棒で構成されている。管内には水を入れ各
測定孔での電圧を管の中心部から左右において測
定している。これより中心部で6Vを示し、左右
でほぼ対称に減衰している。このことは超音波振
動があたる部分が大きくこれより離れた場所では
減衰が大きくなることである。
る。まず超音波振動の管内面での強度変化に対す
る特性を実験で求めた結果を示す。試験装置を第
３図に示す。長さ90cmの２インチガス管１４厚さ
3.5mmの両端と管上部に音圧測定センサーが挿入
できる測定孔１５を多数設けている。この管に水
を入れ防振ゴム付の支持架台１６の上に設置して
いる。超音波振動の測定には発振器１７の振動子
１８を管に密着するようにして振動させ、水中の
各測定孔からのフエライト型音圧測定センサー１
９からの出力を電圧測定器２０で測定する。測定
は管中心部を振動子の左右での変化を求めた。結
果を第４図に示す。超音波振動器は100W出力、
28KHzであり、振動子は先端の面積0.8cm2のステ
ンレス棒で構成されている。管内には水を入れ各
測定孔での電圧を管の中心部から左右において測
定している。これより中心部で6Vを示し、左右
でほぼ対称に減衰している。このことは超音波振
動があたる部分が大きくこれより離れた場所では
減衰が大きくなることである。
次に超音波振動により除染効果についての実験
結果を述べる。実験は放射能を有する鉄酸化物が
付着した配管を切断した試験片を使用した。試験
片はSUS304にFe3O4、α−Fe2O3が30μｍ程度付
着しており、付着物の中にCo−60を主体に0.8ｍ
Ｒ／ｈの放射性イオンが均一に分散している。こ
の試片をまず電解還元を行なつた。条件は
0.002M／EDTA・2NH4液、80℃で−1.0V
（VS.SCE）でカソード分極を5h行なつた。その
結果、放射能除去率50％がえられた。次に第５図
に示す超音波振動器の中に入れて放射能の除去特
性を求めた。超音波振動時間5minで90％前後の
放射能除去率がえられた。このように短時間で除
去率が向上する理由は付着物は溶解ではなく剥離
によるものである。なお試験片の設定位置での音
圧は電圧で5Vがえられている。以上の実験では
電解還元後に超音波振動を付与する方法をとつて
いるが、超音波振動を先に行なつても第６図の電
解還元しないで超音波振動を加えた結果が示すよ
うに鉄酸化物の剥離には有効でない。これは均一
な付着層には振動は有効でなく、電解還元による
凸凹部を有する付着層で振動が効果的に作用す
る。
結果を述べる。実験は放射能を有する鉄酸化物が
付着した配管を切断した試験片を使用した。試験
片はSUS304にFe3O4、α−Fe2O3が30μｍ程度付
着しており、付着物の中にCo−60を主体に0.8ｍ
Ｒ／ｈの放射性イオンが均一に分散している。こ
の試片をまず電解還元を行なつた。条件は
0.002M／EDTA・2NH4液、80℃で−1.0V
（VS.SCE）でカソード分極を5h行なつた。その
結果、放射能除去率50％がえられた。次に第５図
に示す超音波振動器の中に入れて放射能の除去特
性を求めた。超音波振動時間5minで90％前後の
放射能除去率がえられた。このように短時間で除
去率が向上する理由は付着物は溶解ではなく剥離
によるものである。なお試験片の設定位置での音
圧は電圧で5Vがえられている。以上の実験では
電解還元後に超音波振動を付与する方法をとつて
いるが、超音波振動を先に行なつても第６図の電
解還元しないで超音波振動を加えた結果が示すよ
うに鉄酸化物の剥離には有効でない。これは均一
な付着層には振動は有効でなく、電解還元による
凸凹部を有する付着層で振動が効果的に作用す
る。
第１図は本発明の方法を実施する系統図、第２
第３図は超音波振動器の取付状態説明図、第４図
は音圧測定結果を示す線図、第５図は試験片によ
る実験状態を示す説明図、第６図は実験結果を示
す線図である。 １……配管、２……循環系統、５……イオン交
換樹脂槽、６……陽極、８……直流電源、９……
超音波振動器。
第３図は超音波振動器の取付状態説明図、第４図
は音圧測定結果を示す線図、第５図は試験片によ
る実験状態を示す説明図、第６図は実験結果を示
す線図である。 １……配管、２……循環系統、５……イオン交
換樹脂槽、６……陽極、８……直流電源、９……
超音波振動器。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 被処理材である配管の内表面に付着堆積した
放射能を帯びた鉄酸化物皮膜を除染液と接触させ
て該鉄酸化物皮膜を溶解除去する原子力プラント
の除染法において、 前記被処理材である配管内に配管内表面に対向
する電極を設置して、該配管内に錯化剤を主体と
した除染液を循環させ、 前記被処理材を陰極とするとともに前記対向電
極を陽極として両極の間で前記酸化物皮膜の電解
還元を行ない、 該電解還元した後又は該電解還元と同時に前記
被処理材である配管の外表面から該配管に対して
超音波振動を与えることを特徴とする原子力プラ
ントの除染法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23139583A JPS60123800A (ja) | 1983-12-09 | 1983-12-09 | 原子力プラントの除染法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23139583A JPS60123800A (ja) | 1983-12-09 | 1983-12-09 | 原子力プラントの除染法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60123800A JPS60123800A (ja) | 1985-07-02 |
| JPH055079B2 true JPH055079B2 (ja) | 1993-01-21 |
Family
ID=16922929
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23139583A Granted JPS60123800A (ja) | 1983-12-09 | 1983-12-09 | 原子力プラントの除染法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60123800A (ja) |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5515009A (en) * | 1978-07-19 | 1980-02-01 | Hitachi Ltd | Method of removing radioactive clad |
| JPS5785980A (en) * | 1980-11-17 | 1982-05-28 | Hitachi Ltd | Method for removal of oxide on metallic surface |
| JPS6145171Y2 (ja) * | 1981-01-17 | 1986-12-19 | ||
| JPS5837078A (ja) * | 1981-08-28 | 1983-03-04 | Sony Corp | フオトクロミツク感光性組成物 |
| JPS58117500A (ja) * | 1982-01-06 | 1983-07-13 | 株式会社日立製作所 | 電解還元除染方法 |
-
1983
- 1983-12-09 JP JP23139583A patent/JPS60123800A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60123800A (ja) | 1985-07-02 |
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