JPS62214200A

JPS62214200A - ステンレス管内面の電解研磨方法

Info

Publication number: JPS62214200A
Application number: JP5645186A
Authority: JP
Inventors: Kazutoshi Shimobe; 下部　一利; Kazuo Fujiwara; 藤原　和雄; Haruo Tomari; 泊里　治夫; Akihiro Fukuda; 福田　秋広
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1986-03-14
Filing date: 1986-03-14
Publication date: 1987-09-19
Also published as: JPH0548319B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〈産業上の利用分野〉本発明は金属管内面の電解研磨方法に関するものであり
、前記管内に対極と電解液を押入し、管に陽極電流を流
して管内面を電解研磨する際に、前記陽極電流を特定の
範囲内でパルス化し、光沢のある平滑表面を効率よく迅
速に得ることに関する。

〈従来の技術〉食品プラント、薬品プラント、化学プラントあるいは半
導体製造プラントなどに用いられる長尺細径ステンレス
鋼管においてはその内面に雑菌、ゴミ等が付着残存する
と、プラントによって製造しようとする製品の品質を悪
化させたり、場合によっては全くの不良品にしてしまう
と言われている。そこで、付着抑制あるいは洗浄の容易
化のために、それら管内面は０．５ｐｍ　Ｒｍ　ａ　ｘ
　、以下の表面粗度に仕上げることが要求され始めてい
る。

ところで、金属の表面仕上げ方法としては、研削やパフ
などの機械研磨による方法が知られている。

しかしながら、研削やパフなどの機械研磨方法により長
尺細径管内面にそのような平滑表面を付与することは、
生産性、コス）　ｉｔどを考慮すると工業的には不可能
に近い。

そこで最近では電解研磨が適用され始めている。

長尺管の内面に対する電解研磨法としては、■特開昭５
４−４８３９９号に記載の方法が知られている。すなわ
ち、この方法は、第８図に示すように、金属管ｌの内径
より小なる外径を有する円筒状の電極４の両端面を、絶
縁物で被覆し、電極４を管１内に移動自在に設け、管１
を陽極性に、電極４を陰極性にそれぞれ接続し、管ｌ内
に電解液を圧送するとともに、電極４を移動し、かつ、
金属管１と電極４間に、第２図に示すような不動態領域
と過不動態領域を交互に繰り返す脈流電圧あるいはパル
ス電圧を印加し、電解溶出により、金属管ｌの内面を研
磨する方法（脈流電流電解法）である。

■また、特開昭５４−４８３９９号における脈流電流に
代え、第３図に示すようなく形波電流を陽極と陰極を反
転させつつ通電する反転電流電解法も知られている（特
開昭６Ｏ−１５９２００）。

■さらに、特開昭５４−４８３９９号における脈流電流
に代え第４図に示すような直流電流を通電させる直流定
電流電解法も知られている。

く゛発明が解決しようとする問題点〉ところで、金属管内面を電解研磨する場合には、管内に
押入する電極の表面積が管内面の表面積よりも本質的に
必ず小さくならざるを得ないため、流し得る電解電流が
限定される。そのため、電流密度を高くして電解研磨効
率を上げようとすれば、管内に押入した対極の通電部分
の面積、すなわち通電部分長さを短かくせねばならず、
従って長尺管内面を全長に渡って平滑表面にするために
は長時間を要するし、逆に、電極の通電部分長さを長く
して、長尺管の移動距離を相対的に短かくすることによ
って１時間の短縮をしようとすると、電流密度が高く出
来ず、電解□研磨効率が下り、結局長時間を要する。

しかるに、従来の研磨方法では、０．５ＪＬｍＲｗａｘ
の表面粗度に達するまでの時間が長いという問題という
問題点があった。

なお、従来の方法では、高い表面粗度を良好な研磨効率
をもって得ることは困難であった。

く問題点を解決するための手段〉発明者らは、金属管管内に、通電部以外は絶縁被覆を施
した、金属管の内径より径の小さい電極を押入し、電解
液を循環させながら種々のパルス電流等により電解研磨
を行った結果、特定条件下での短形波による電解研磨に
より、著しく短時間で一定の平滑鏡面が得られることを
発見した。この発見に基づいて、更に種々検討を重ね、
本発明を構成するに至った。

すなわち、本発明は、金属管内に、該金属管内を長手方
向に移動自在であり通電部以外は絶縁皮膜を施した電極
棒を押入し、該金属管内に電解液を送り込み、かつ、該
金属管内を該電極棒を移動させつつ、該金属管と該電極
棒との間に短形波の電流を通電することにより前記金属
管内面を電解研磨する方法において、平均陽極電流密度
を６０Ａ／ｄｍ２以上とし、その時の平均電流密度に対
する高電流の電流密度および低電流の電流密度の比が１
０〜８０％の範囲内とすることを特徴とする電解研磨方
法である。

本発明め対象となる金属管管の材質は導電性のものなら
ば特に問わない、ただ、ステンレス鋼管、アルミ管等の
不動態化しやすい金属管に対してより好適である。また
その形状にも限定されないが、陰極面積に制限を受けて
流し得る電流密度に制限を受けるような金属管、たとえ
ば長尺細径金属管等、に対して特に好適である。

電極棒は導電性材料よりなるものならばその種類は問わ
ない、電極棒は電流密度を高めるために通電部以外は絶
縁されている。そして、電極棒を長手方向に移動させつ
つ電極棒と金属管との間に通電する。

電解液は電解研磨しようとする金ＫＢ管の種類に応じて
適宜選択すればよい。

通電する電流は短形波の電流である。

本発明においては、この電流の平均陽極電流密度ｉ―は
６０Ａ／ｄｒｎ’以上とする。また、平均電流密度ｉ、
に対する高電流の電流密度ｆｈおよび低電流の電流密度
１１の比は１０〜８０％の範囲内とすることを特徴とす
る。

なお、ｌパルスあたりの高電流の通電時間（ＴＩ　）お
よび低電流の通電時間（Ｔ２）をそれぞれ０．１〜３０
秒とすることが好ましい。この場合には、研磨効率が高
くなるばかりでなく得られる金属管の内面の表面粗度は
０　、２　ｇｍＲ、ａ、以下であり、極めて高い平滑表
面が得られる。

〈実施例〉以下、本発明を一実施例によってより詳細に説明する。

外径６．４φｍｍ、内径４．４φｍｍ、長さ４．０００
ｍｍの５ＵＳ３１６Ｌステンレス鋼管で、管内面粗度が
２〜３　ｇ　ｍ　Ｒｍ　ａ　ｘの鋼管内に、６０℃に保
持した燐酸、硫酸および水の混合した電解液をポンプに
より循環させた状態で、通電部分長さを３００　ｍ　ｍ
にし、他の部分を絶縁被覆処理した外径３φｍｍの銅線
を、そめ通電部分に対応する管内面への通電時間の合計
が、それぞれの試験において所定の時間となる速度で管
内を移動させながら、第１表に示す種々の電解条件で電
解研磨を行った。

それぞれの電解条件下での、上記の通電時間は３０秒間
隔で、５分間まで実施した。すなわち、第１表に示す各
電解条件ＮＯ０のそれぞれにおいて、９条件の電解研磨
を実施した。

電解研磨後、管内面の表面粗度を粗さ測定器で測定した
。

それぞれの試験において、得られた表面粗度が０．３　
ＪＪ、ｍＲｍａｘを達成する時間で整理したものを第５
図に示す、これらの試験におけるＴＩおよびＴ２は全て
５秒とした。

第５図より明らかなように１本発明による電解研磨方法
である電解条件ＮＯ，１６〜２３は、　　０　、３　ｇ
ｍＲｓａｘの表面粗度を得るまでの電解時間が３分以内
であり、従来法の直流定電流電解、陽極と陰極の反転電
流電解あるいは脈流電流電解法に比べて、著しい電解時
間の短縮となっている。

第６図に従来法である第１の電解条件Ｎｏ。

２および本発明法である同じく第１表の電解条件ＮＯ，
２２における電解時間と電解後表面粗度の関係を示す、
従来法では、５分間電解にも□　到達表面粗度は約０　
、３１ＬｍＲｓａｘであるが、本発明法においては、わ
ずか２分間の電解によりＯ、ｌ　５　ｇｍＲａａｘ　と
なり、更に、３分間以上で０　、１０　ｇｍＲａａｘｍ
５ａＸ以下られ。

本発明による電解法の著しい研磨効率が明らかである。

更に、第７図に、第１表に示した本発明法である電解条
件ＮＯ，２２において、電解時間が４分間の場合におけ
る、ＴＩおよびＴ２のパルス電流間隔時間に対する電解
研磨後の表面粗度を示す。第７図より明らかなように、
矩形波電流間隔時間が０．１秒未満では、到達表面粗ｉ
がＱ　、３　’ｇ　ｍ５ａＸ以下となり、また３０秒を
超えると０　、３１Ｌｍ＠４．以上と、研磨効果が劣化
してくる。従って、望ましくは、本発明法における電解
研磨法において、その矩形波電流の間隔時間は、０．１
〜３０秒の範囲である。

以上の実施例が示すように、本発明による電解研磨法の
効果は長尺側径の内面電解研磨のように、陰極面積に制
限を受けて、流し得る電流密度に制限を受ける場合にお
いて極めて有効である。なお、本発明は長尺細径以外の
形状のもの、あるいは、材質が異っても、同様の効果が
あることは言うまでもない。

〈発明の効果〉本発明によれば長尺細径ステンレス鋼管内面を所定の表
面粗度を有する表面に仕上げる電解時間が大幅に短縮さ
れること、従って生産性が著しく向上すると共に使用電
力も大幅に減少すること等による工業的価値は極めて大
きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における電流波形を示すグラ
フである。第２図から第４図までは従来例における電流
波形を示すグラフである。第５図は０　、３　＃Ｌｍ　Ｒ＊ａｘまでの到達電解時
間を示すグラフである。第６図は電解時間と電解研磨後
の表面粗度との関係を示すグラフである。第７図はパル
ス電流間隔と電解研磨後の表面粗度との関係を示すグラ
フである。第８図は電解研磨方法例を示すための金属管
内の断面図である。１・・金属管、４・・電極、７・・電解液。ｌ　３第１図第３図一う時間第２図第４図第６図電解研磨後表面粗度Ｒｍａｘ、、（ｐｍ）電解時間（分
）第７図パルス電流間隔（ｓｅｅ）第８図手続補正書１、事件の表示特許願昭和６１年０５６４５１号２、発明の名称金属管内面の電解研磨方法３、補正をする者事件との関係　特許出願人住　　所　兵庫県神戸市中央区脇浜町１丁目３番１８号名　　称　（１１９）株式会社神戸製鋼所代表者　　牧
　　冬　彦４、代　理　人　〒１６０電話０３（３５Ｂ）８８４０
住　　所　東京都新宿区本塩町　１２５、補正により増加する発明の数　　　　　０６、補正
の対象明細書の特許請求の範囲及び発明の詳細な説明の欄７、
補正の内容（１）特許請求の範囲を別紙のとおり補正する。（２）明細書第５頁第６行目の「問題という問題点」を
ｒ問題点」と補正する。（３）明細書第５頁第１５行目、第７頁第６行目、第１
Ｏ頁第４行目及び第１０頁第９行目の「短形波」を「矩
形波」と補正する。（４）明細書第６頁第１１行目の「金属管管」を「金属
管」と補正する。８、前記以外の代理人（１）代理人　〒１１３０電話０３（３５８）８８４０
住所　　東京都新宿区本塩町　１２、特許請求の範囲（１）金属管内に、該金属管内を長手方向に移動自在で
あり通電部以外は絶縁皮膜を施した電極棒を押入し、該
金属管内に電解液を送り込み、かつ、該金属管内を該電
極棒を移動させつつ、該金属管と該電極棒との間に粗形
波の電流を通電することにより前記金属管内面を電解研
磨する方法において、平均陽極電流密度を６０Ａ／ｄｒ
ｎ’　　以上とし、その時の平均電流密度に対する高電
流の電流密度および低電流の電流密度の比が１０〜８０
％の範囲内とすることを特徴とする電解研磨方法。（２）高電流および低電流の通電時間がそれぞれｌパル
スあたり０．１〜３０秒である特許請求の範囲第１項記
載の電解研磨方法。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）金属管内に、該金属管内を長手方向に移動自在で
あり通電部以外は絶縁皮膜を施した電極棒を押入し、該
金属管内に電解液を送り込み、かつ、該金属管内を該電
極棒を移動させつつ、該金属管と該電極棒との間に短形
波の電流を通電することにより前記金属管内面を電解研
磨する方法において、平均陽極電流密度を６０Ａ／ｄｍ
＾２以上とし、その時の平均電流密度に対する高電流の
電流密度および低電流の電流密度の比が１０〜８０％の
範囲内とすることを特徴とする電解研磨方法。
（２）高電流および低電流の通電時間がそれぞれ１パル
スあたり０．１〜３０秒である特許請求の範囲第（１）
項記載の電解研磨方法。