JPS6339680B2 - - Google Patents

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JPS6339680B2
JPS6339680B2 JP57196396A JP19639682A JPS6339680B2 JP S6339680 B2 JPS6339680 B2 JP S6339680B2 JP 57196396 A JP57196396 A JP 57196396A JP 19639682 A JP19639682 A JP 19639682A JP S6339680 B2 JPS6339680 B2 JP S6339680B2
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JP
Japan
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cleaned
counter electrode
liquid
tank
cover
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JP57196396A
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JPS5985899A (ja
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Masato Kobayashi
Nobuo Sumida
Hisao Ito
Takashi Saito
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Hitachi Ltd
Hitachi Industry and Control Solutions Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Engineering Co Ltd Ibaraki
Hitachi Ltd
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Publication date
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin

Landscapes

  • Cleaning By Liquid Or Steam (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、表面金属酸化物の電解除去方法に関
する。
火力発電プラント、原子力発電プラント、化学
プラント等の液体を扱う各種機器、装置、配管等
においては、液体と接する金属表面上に腐食生成
物等の金属酸化物が付着あるいは蓄積し、これら
の機器、装置、配管等の機能を阻害する恐れがあ
る。特に原子力発電プラントにおいては、原子炉
の一次冷却水中の放射性イオンが機器、配管等の
表面金属酸化物中にとり込まれることにより、こ
れらの機器、配管の放射能が増大し、保守点検等
に支障をきたす。
このため、これら装置、機器あるいは配管の表
面に付着している金属酸化物の除去が必要である
が、本発明の方法はそのような場合に好適に利用
することができる。
[従来技術] 金属表面から金属酸化物を除去する方法とし
て、本出願人の先出願に係る特開昭55−162458号
(特開昭57−85980号)に記載されている如く、溶
液に接触させた金属酸化物に外部より電流を供給
し、該金属酸化物を電解還元して溶液中に溶出さ
せる方法がある。この方法は、金属表面上の金属
酸化物をその下に存在する金属母材の腐食をおさ
えつつ、溶解除去することができる。しかしなが
ら、この方法を適用する場合、以下のような問題
がある。すなわち、上記方法に従い、第1図に示
すように電解槽2中に電解用対極3と表面金属酸
化物を除去したい被洗浄物4とを浸漬し、外部直
流電源1および電線5により被洗浄物4をカソー
ド分極し、その表面上の金属酸化物を還元溶解す
る場合において、被洗浄物4が電解用対極3に比
べて大きいとき、また特に被洗浄物が浸漬された
液体の電気伝導度が小さいときには、該液体の電
気抵抗に起因するオーム損により金属酸化物の電
解還元効果が低下する。すなわち、被洗浄物4の
電解用対極3に近い部分(第1図中のA部分)の
表面金属酸化物の電気化学的な電位(以下単に電
位と称する)を当該金属酸化物の還元溶解に対し
ての最適値に設定しても、被洗浄物4の電解用対
極3より離れた部分(第1図中のB部分)の電位
は、電解用対極3と当該部分間の液体の電気抵抗
によりオーム降下、すなわち抵抗分極により、還
元溶解のための最適値よりずれこととなり、ひい
ては被洗浄物4の表面金属酸化物除去の効率が低
下する。また、ここで生じたオーム損はその分だ
けエネルギー損失となり、系全体の電流効率の低
下をもたらす。
上記問題点を解決するには、電解用対極3を被
洗浄物4と同程度まで大きくすること、及び被洗
浄物4が浸漬されている液体に各種の塩を添加し
該液体の電気伝導度を上げることなどが考えられ
るが、電解用対極3はアノード分極時に難溶性で
ある白金等を電極材料として使用するものである
から、電解用対極3を大きくすることはコスト高
になるという問題があり、また、被洗浄物4が浸
漬される液中に塩を添加することは、添加された
塩が被洗浄物4の母材金属の腐食を促進する可能
性が大きいという問題がある。
以上に説明した問題点を解決するために、本発
明者らは本発明に先行して第2図ないし第6図に
より説明する表面金属酸化物の電解除去技術を開
発した。
第1図に示した先行技術に対し第2図に示した
先行例の主な相違点は、第2図の如く、電解用対
極3を対極カバー6中に収め、これを被洗浄物4
の表面上を滑らせながら移動させることにより、
電解用対極3を被洗浄物4の表面より一定の間隔
を保ちながら移動できるようにしてある点であ
る。
電極カバー6の詳細は第3図に断面図として示
したとおりであつて、電解用対極3はホルダー7
により電極カバー6内に支持され、対極カバー6
には電解槽2の中の液体を対極カバー6内に流入
させるための孔6′が数個あけられている。また、
電解時の電位設定用の参照電極8が対極カバー6
内に設置してあり、これを用いて第1図に示す如
く電線5を介して接続の電位差計9により被洗浄
物4の電位を測定し、外部電源1の出力電圧を調
整することにより、被洗浄物4の電位を適正値に
設定することができる。対極カバー6及びホルダ
ー7の材質は適当な強度および化学的安定性を持
つ絶縁体であれば何でもよいが、硬質ゴム、テフ
ロン等が最適である。電解用対極3は、電解時に
アノード分極されるので、不溶性の白金、白金−
パラジウム合金等を用いるのが適当である。参照
電極8としては、飽和甘こう電極または銀−塩化
銀電極を使用する。
第4図は、溶出した金属イオンを取り込み錯イ
オンを形成する錯化剤として機能する蓚酸2アン
モニウム塩((NH42C2O4)の0.1M/水溶液中
で四三酸化鉄Fe3O4をカソード分極して還元溶解
させたときのFe3O4の溶解量(実線)および電解
の電流効率(点線)をFe3O4の電位に対して示し
たものである。図中Fe3O4の溶解量は、Fe3O4
還元反応が進行するときにFe3O4に与えられる電
子の移動量に対応する電流密度で示してあり、ま
た電位は飽和甘こう電極(SCEと略称する)を基
準として示してある。ここで、(NH42C2O4は、
還元溶解した金属イオンを捕捉し錯イオンとして
安定化するために添加しているものでこの溶液は
還元溶解用の溶液としては最も適したものの1つ
である。
第4図より、Fe3O4の還元溶解を最も効率よく
行なうためには、Fe3O4の電位を−1.1〜−0.8V
(vs SLE)に設定し、Fe3O4の溶解量が0.011〜
0.015mA/cm2、電流効率20%となるようにして
電解還元すればよいことが分る。このとき、外部
の電源より供給する電流は0.06〜0.08mA/cm2
なる。
0.1M/(MH42C2O4水溶液の抵抗率は約103
Ωcmであるため、0.015mA/cm2の電流が該溶液
中を流れる場合のオーム降下は、0.015mA/cm2
×103Ωcm=0.015V/cmとなる。従つて、例えば
第1図に示した先行技術の方法を用いて被洗浄物
4の表面上に蓄積したFe3O4を0.1M/
(NH42C2O4水溶液で電解還元する場合には、被
洗浄物4の電解用対極3に近い部分(第1図のA
部分)の電位を−1.1V(vs SCE)に設定しても、
被洗浄物4上でこの部分から近似値的に
(1.1−0.8)V/0.015V/cm=20cm以上離れた部分の電
位は− 0.8Vより貴となり、第4図より明らかなように、
この部分のFe3O4電解還元溶解の効率は低下す
る。従つて、現実的に被洗浄物4の数m以上の大
きさである場合には、電解用対極3と同程度の大
きさの被洗浄物4の部分しか表面金属酸化物を除
去できないこととなる。
これに対して、第2図に示した先行例による方
法では、被洗浄物4の対極カバー6に覆われた部
分の電位を確実に適正な電位範囲におくことがで
き、また対極カバー6を被洗浄物4の表面上を移
動させることにより、被洗浄物4の全表面上の金
属酸化物を効率よく確実に除去できる。
第5図は、第2図に示した装置に、さらに対極
カバー6内に外部の電解質溶液タンク11からポ
ンプ10およびパイプ12により電解質溶液を供
給できるようにした構成を付加した装置を用いる
先行例を示す。この場合、上記の外部から供給す
る電解質溶液としては、前述の(NH42C2O4
液等の錯化剤にその電気伝導度を向上させるため
の各種支持電解質を加えたものを使用する。
この先行例で用いる対極カバー6の詳細を断面
図として第6図に示す。これは第3図と似ている
が、パイプにより供給された電解質溶液が対極カ
バー6にあけられた穴から電解槽2内で放出され
るようになつている。
電解槽2中に満たす液は、対極カバー6内で起
こる被洗浄物4の表面の金属酸化物の還元反応に
影響を及ぼさないから、該液としては被洗浄物4
および電解槽2等の腐食を極力抑える目的で不純
物イオンを含まず電気伝導度の小さいものを使用
するのがよく、特に純水が好適である。またポン
プ13及びパイプ14により電解槽2中の液体を
流動させることにより、対極カバー6より電解槽
2へ漏出する電解質溶液を撹拌稀釈し、電極カバ
ー6の外部近傍の該電解質溶液の濃度を低下させ
て、電解質溶液の被洗浄物4等への影響を軽減さ
せるようにすることも良策である。
第5図に示した先行例によれば、対極カバー6
の外側の被洗浄物4等に殆ど影響を及ぼさずに、
電解還元用電解質として電解還元に適した濃度の
化学種を含む溶液、さらに対極カバー6に覆われ
た被洗浄物4の表面と電解用対極3との間のオー
ム損を軽減すべく高電気伝導度を有する溶液を使
用することができる。従つて、本先行例の方法に
よれば、被洗浄物4の表面上の金属酸化物を効率
よく除去できるとともに、被洗浄物4等の腐食を
抑えることができる。
ところで第5図に示した先行例は、前述説明か
ら明らかなように第2図に示した先行例に比べ一
層効果的であるが、なおつぎのような問題点があ
る。それは、パイプ12を経て供給される電解質
溶液が電解槽2内に漏れ出ることであり、これが
短時間であれば差程問題はないが長時間に及ぶと
きは電解槽2中の液の濃度が次第に高まり、電解
槽2内が高い電気伝導度を有することになるとい
うことである。
[発明の目的] 本発明の目的は、被洗浄物の母材金属の表面に
付着した金属酸化物被洗浄物の浸漬された液体中
で電解還元して該液体中へ溶出させて除去する表
面金属酸化物除去方法において、電解用対極が被
洗浄物に比べ小さい場合にで、又さらには被洗浄
物が浸漬された上記液体の電気伝導度が小さい場
合でも、効率的な表面金属酸化物の電解除去が可
能な方法を提供することある。
[発明の概要] 本発明の表面金属酸化物の電解除去方法の特徴
は、母性金属表面に金属酸化物が付着した被洗浄
物と該被洗浄物表面の大きさに比べて小さい表面
の対極を収めた対極カバーとを、該被洗浄物と該
対極間に所定の表面間距離を保つて槽内の液体中
に浸漬し、前記被洗浄物をカソードとし前記対極
をアノードとして前記表面金属酸化物及び液体間
に外部電源により直流電流を流すことにより前記
対極が対面する前記対極カバー内の限られた部位
の前記表面金属酸化物を電解還元して前記液体中
へ溶出させ、この表面金属酸化物の電解還元中前
記対極を前記被洗浄物表面に沿つて前記液体中で
移動させ前記被洗浄物の任意の表面にわたつてそ
の表面金属酸化物を溶出除去するようにした表面
金属酸化物の電解除去方法において、前記対極カ
バーをさらに外部カバー中に収め、前記対極カバ
ー内に通ずるパイプを介して前記対極と洗浄対象
物の対向表面間の領域に前記被洗浄物が浸潰され
ている槽内の液体よりも高い電気伝導度を有する
電解質溶液を槽外より供給するとともに、前記槽
外より供給した電解質溶液を前記対極と被洗浄物
の対向表面間の領域で流動させた後に前記外部カ
バー内に通ずるパイプを介して槽外へ吸引除去す
ることにある。
上記特徴を有する本発明方法によれば被洗浄物
の全ての部分について当該部分と電解用対極との
間の液体の電気抵抗によるオーム降下を均一に
し、被洗浄物の表面上の各部分の金属酸化物の電
位を最適に保つた状態でこれを還元溶解させるこ
とができる。そしてこの場合、前記対極と被洗浄
物の対向表面間の領域に前記槽内の液体よりも高
い電気伝導度を有する電解質溶液を槽外より供給
するとともに、該供給された電解質溶液を槽外へ
回収しているので、前記オーム降下が更に低減さ
れ、表面金属酸化物の溶解除去が更に効率的にな
つて、上記領域外における被洗浄物の母材金属へ
の腐食作用を抑えることができる。
[発明の実施例] 本発明を平板状の被洗浄物に適用した一実施例
を第7図および第8図により説明する。
第7図は、第5図により説明した先行例に、さ
らに外部の電解質タンク11より供給した電解質
溶液を回収する手段を付加したものを示し、第8
図はこれに用いる対極カバー6の詳細断面を示
す。これにおいては、対極カバー6の外側に外部
カバー17が設けられ、対極カバー6内に電解質
タンク11よりパイプ12を経て供給された電解
質溶液は、外部カバー17より、パイプ16及び
ポナブ15を経て電解質タンク11にもどす。こ
うすると、外部より供給する電解質溶液が電解槽
2内に漏れ出す量は少ないため、第5図に符号1
3,14で示したような電解槽2中の液を撹拌す
る手段は必要でない。また第7図において電解槽
2中の液は、第5図の場合と同様に、不純物イオ
ンを含まない電気伝導性の小さい液がよく、特に
純水が好適である。第7図に示した本発明実施例
においては、被洗浄物4の表面上の金属酸化物の
還元溶解のための電解質溶液が外部カバー17内
領域のみに限られ、該電解質溶液として金属酸化
物の還元に適当な濃度の化学種を含み且つ電気伝
導度の大きい溶液を用いながら対極カバー6の外
側の被洗浄物4等の腐食を促進することが完全に
避けられ、金属表面酸化物の電解還元の効率を上
げることができる。
以上に説明した本発明の実施例は平板状の被洗
浄物を対象としているが、対極カバー6を彎曲面
に当接する形状とすることにより、本発明を彎曲
状の被洗浄物に対し適用しうることは勿論であ
る。
[発明の効果] 本発明によれば、被洗浄物表面の大きさよりも
小さい電解用対極を用いながら、該対極と被洗浄
物の対向表面間のオーム損を常に一定に保ち、被
洗浄物表面上の全ての部分の表面金属酸化物を、
その電解還元溶解を起すに最適な電位を持たせつ
つ、還元溶解して溶出除去することがてき、オー
ム損が減少することによつて所要消費電解エネル
ギーを節約し得ると共に、高価な対極材料が少く
て済み、しかも被洗浄物の母材金属に対する腐食
作用を軽減し得る。
さらに付言すれば、本発明における被洗浄物及
び対極は共に槽内にの液体中に浸漬されているの
で、被洗浄物はその表面金属酸化物が電解還元溶
解された洗浄後においても空気から遮断されて酸
化を防止することができ、特に被洗浄物が放射能
を有する酸化物が覆われていて、これを除去する
場合周囲の空気の放射能汚染及びシール部からの
水もれ、飛散等による周囲の放射能汚染を防止で
き、電気伝導度の大きい溶液を用いながら対極カ
バー外側の被洗浄物等の腐食を防止できる効果が
ある。
【図面の簡単な説明】
第1図は先行技術による金属表面酸化物の電解
除去方法を示す概略図、第2図は本発明に先行す
る第1先行例を示す概略図、第3図は第2図の実
施例に用いる対極カバーの断面図、第4図は
Fe3O4の電位と溶解量及び電解電流効率の関係を
示すグラフ、第5図は本発明に先行する第2先行
例を示す概略図、第6図は第5図の先行例に用い
る対極カバーの断面図、第7図は本発明の方法の
実施例を示す概略図、第8図は第7図の実施例に
用いる対極カバーの断面図である。 1……外部電源、2……電解槽、3……電解用
対極、4……被洗浄物、5……電線、6……対極
カバー、7……ホルダー、8……参照電極、9…
…電位差計、10……ポンプ、11……電解質溶
液タンク、12……パイプ、13……ポンプ、1
4……パイプ、15……ポンプ、16……パイ
プ、17……外部カバー。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 母性金属表面に金属酸化物が付着した被洗浄
    物と該被洗浄物表面の大きさに比べて小さい表面
    の対極を収めた対極カバーとを、該被洗浄物と該
    対極間に所定の表面間距離を保つて槽内の液体中
    に浸漬し、前記被洗浄物をカソードとし前記対極
    をアノードとして前記表面金属酸化物及び液体間
    に外部電源により直流電流を流すことにより前記
    対極が対面する前記対極カバー内の限られた部位
    の前記表面金属酸化物を電解還元して前記液体中
    へ溶出させ、この表面金属酸化物の電解還元中前
    記対極を前記被洗浄物表面に沿つて前記液体中で
    移動させ前記被洗浄物の任意の表面にわたつてそ
    の表面金属酸化物を溶出除去するようにした表面
    金属酸化物の電解除去方法において、 前記対極カバーをさらに外部カバー中に収め、
    前記対極カバー内に通ずるパイプを介して前記対
    極と洗浄対象物の対向表面間の領域に前記被洗浄
    物が浸漬されている槽内の液体よりも高い電気伝
    導度を有する電解質溶液を槽外より供給するとと
    もに、前記槽外より供給した電解質溶液を前記対
    極と被洗浄物の対向表面間の領域で流動させた後
    に前記外部カバー内に通ずるパイプを介して槽外
    へ吸引除去することを特徴とする表面金属酸化物
    の電解除去方法。
JP57196396A 1982-11-09 1982-11-09 表面金属酸化物の電解除去方法 Granted JPS5985899A (ja)

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SE443002B (sv) * 1984-07-04 1986-02-10 Asea Atom Ab Sett for lokal rengoring av med korrosionsprodukter, fremst oxider, belagda metallytor pa en kernreaktor i samband med inspektion
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