JP2002224875A

JP2002224875A - 配管内表面処理方法

Info

Publication number: JP2002224875A
Application number: JP2001024073A
Authority: JP
Inventors: Tetsuo Teramae; 哲夫寺前; Hironobu Kimura; 博信木村; Hajime Sato; 一佐藤; Motohiko Kimura; 元比古木村
Original assignee: Toshiba Corp; Tokyo Electric Power Co Inc
Current assignee: Toshiba Corp; Tokyo Electric Power Co Holdings Inc
Priority date: 2001-01-31
Filing date: 2001-01-31
Publication date: 2002-08-13

Abstract

(57)【要約】【課題】パルスレーザ光を用いて配管内表面に形成され
ているスケールを遠隔操作により、短期間で能率よく、
確実に除去する。【解決手段】処理対象となる金属性配管１の内面にパル
スレーザ光を照射し、その配管１の内表面に形成されて
いるスケールに熱変化を与えることにより、スケールを
配管１の内表面から剥離させる。パルスレーザ光として
Ｎｄ・ＹＡＧレーザ光の基本波もしくは２倍波以上の逓
倍波、または銅蒸気レーザ光を適用する。照射ヘッド２
１は、処理対象となる配管１内で自走する自走ロボット
７に搭載する。自走ロボット７は、配管内で走行および
停止可能な匍匐装置２４を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば火力発電プ
ラントの主蒸気管、再熱蒸気管等の内面に水蒸気酸化に
よって発生するスケールをレーザ光照射により効率よく
剥離除去する配管内表面処理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】火力発電プラントの主蒸気管や再熱蒸気
管等の内面には、水蒸気酸化によって発生するスケール
が成長し、このスケールがプラント運転中に剥離して後
段のタービンに悪影響を及ぼすことがある。このため、
プラント休止中のメンテナンス期間にスケールを除去す
ることが望まれ、従来種々の手法が試みられている。

【０００３】一例として、スケールが配管内表面に高温
で固着している点に着目したショットブラスト法や、ウ
オータジェット法等の機械的なスケール除去が試みられ
ている。しかし、これらの方法では必ずしも効果的な剥
離が行なえず、いずれも実機への適用は困難である。

【０００４】そこで現在、実機に対しては主として化学
洗浄法が適用されている。この方法では、ボイラ等の機
器保護のために主蒸気配管（例えば内径２２０〜３２０
ｍｍ、全長〜１００ｍ）を一部切断し、この状態で薬液
として化学溶剤を導入し、これによりスケール除去を行
なう。そして、施工後には現状復帰のため、一旦切断し
た配管の再溶接を行なう。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述した化学洗浄法に
おいては、大径配管の切断という多大な手間を必要とす
るうえ、薬液がボイラやタービン等の機器部に流れ込ま
ないように流路を閉止する等の養生が必要であり、しか
も施工後に主蒸気配管を再溶接しなければならない。し
たがって、スケール除去作業のためにプラントを長期に
亘って休止させなければならず、多くの手間や時間、コ
ストを要する問題がある。

【０００６】これに対し、近年では、例えば特開平８−
１１２６８３号公報に見られるように、レーザ光を用い
て金属材料表面の酸化物や塗装膜の除去、母材の表面改
質を行なう技術、あるいは特開平９−２２２４９８号公
報に見られるように、レーザ光を用いて汚染部材の汚染
表面層清浄化する技術等が開発されている。

【０００７】しかし、これらの技術においては、レーザ
光の照射により酸化物、汚染物質および母材を溶融また
は蒸発させる手法を採用している。このため、作業が大
掛かりとなり、長時間を要して効率が悪く、各種の方向
に配置される多数の配管を有する実際のプラントに対し
ては、実際の適用が困難である。

【０００８】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、火力発電プラントの主蒸気管や再熱蒸気管等の
内面のスケールを、レーザ光を有効に利用して、短期間
で効率よく剥離除去することができ、低コスト化も有効
に図れる配管内表面処理方法を提供することを目的とす
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】発明者においては、配管
内表面のスケールをレーザ光の照射によって効率よく剥
離除去する研究を行なってきた。この結果、一定の条件
でスケールにパルスレーザ光を集光照射すると、パルス
レーザ光の光エネルギーが急激にスケールに吸光される
ことがわかった。そして、スケールは熱膨張を来たして
伸張するが、配管の母材は非加熱で冷たいため膨張せ
ず、配管の母材金属とスケールとの間に亀裂が発生し、
スケールのみが剥離することを見出した。

【００１０】本発明はかかる現象に着目して完成したも
のであり、パルスレーザ光を配管内表面に照射して急激
な熱変化を繰り返して起こさせ、これにより配管内表面
からスケールのみを剥離させ、高性能のスケール除去・
配管内表面処理を行なうものである。

【００１１】すなわち、請求項１に係る発明では、処理
対象となる金属性配管の内面にパルスレーザ光を照射
し、その配管の内表面に形成されているスケールに熱変
化を与えることにより、前記スケールを前記配管の内表
面から剥離させることを特徴とする配管内表面処理方法
を提供する。

【００１２】請求項２に係る発明では、請求項１記載の
配管内表面処理方法において、パルスレーザ光としてＮ
ｄ・ＹＡＧレーザ光の基本波もしくは２倍波以上の逓倍
波、または銅蒸気レーザ光を適用し、そのパルスレーザ
光の発振繰り返し数を１Ｈｚ〜１００ＭＨｚ、パルス幅
を０．００５〜３００ｎｓｅｃ、パルスエネルギー密度
を２００ｍＪ／ｃｍ^２〜１００００ｍＪ／ｃｍ^２、ピー
クパワー密度を１００Ｗｃｍ^２〜１０ＫＷｃｍ^２の条件
に設定する配管内表面処理方法を提供する。

【００１３】請求項３に係る発明では、請求項１または
２記載の配管内表面処理方法において、パルスレーザ光
は、処理対象となる配管の外部に設置したパルスレーザ
発振器から集光光学系を有する光ファイバ導光装置を介
して出射した後、前記配管内に挿入した伝送用光ファイ
バにより処理対象位置まで導き、その伝送用光ファイバ
の先端に設けた集光光学系を有する照射ヘッドから処理
対象となる配管内表面に照射する配管内表面処理方法を
提供する。

【００１４】請求項４に係る発明では、請求項３記載の
配管内表面処理方法において、レーザ光は、照射ヘッド
に設けた回転装置により、処理対象となる配管内面の周
方向に沿って回転照射する配管内表面処理方法を提供す
る。

【００１５】請求項５に係る発明では、請求項３または
４記載の配管内表面処理方法において、照射ヘッドは、
処理対象となる配管内で自走する自走ロボットに搭載す
る配管内表面処理方法を提供する。

【００１６】請求項６に係る発明では、請求項５記載の
配管内表面処理方法において、自走ロボットは、配管内
で走行および停止可能な匍匐装置を備える配管内表面処
理方法を提供する。

【００１７】請求項７に係る発明では、請求項５または
６記載の配管内表面処理方法において、自走ロボット
は、スケール除去状況を監視するスケール除去状況監視
用モニタ、レーザ光照射制御を行なうための照射制御用
モニタ、管内挿入機器へのスケール付着を防止するスケ
ール付着防止機構、および剥離されたスケールを回収す
るスケール回収機構の少なくともいずれか１以上を備え
る配管内表面処理方法を提供する。

【００１８】請求項８に係る発明では、請求項７記載の
配管内表面処理方法において、スケール除去状況監視用
モニタは、照射ヘッドに設けられた回転機構により回転
するカメラおよび照明装置を有する配管内表面処理方法
を提供する。

【００１９】請求項９に係る発明では、請求項７または
８記載の配管内表面処理方法において、スケール回収機
構は、配管内面の洗浄用として、配管内面に摺動して回
転するブラシ、洗浄液を噴射するスプレイノズル、剥離
スケールを吸引する吸引口、および剥離スケールを管外
に排出するホースを備える配管内表面処理方法を提供す
る。

【００２０】請求項１０記載の発明では、請求項１から
９までのいずれかに記載の配管内表面処理方法におい
て、処理対象となる配管外に、パルスレーザ発振機、ス
ケール除去状況監視装置、照射制御装置およびスケール
回収装置の少なくともいずれかを備え、かつ前記各装置
および自走ロボットは統括制御用の制御盤によって制御
する配管内表面処理方法を提供する。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る配管内表面処
理方法の実施形態について図面を参照して説明する。

【００２２】図１〜図３は本発明の一実施形態を示すも
ので、図１はシステム全体の概略系統図であり、図２は
配管内への挿入機器およびスケール除去状況を示す構成
図である。図３は作用効果を示すグラフである。

【００２３】図１に示すように、配管内表面処理システ
ムは大別して、配管１の外部に設置されるベース機器類
と、配管１内に挿入される装置本体部分とからなる。ベ
ース機器類としては、パルスレーザ発振器２、スケール
回収装置３、スケール除去状況監視装置４、照射制御装
置５、およびこれらとタイミングケーブル６ａによって
接続された統括制御用の制御盤６等を備える。配管１内
に挿入される装置本体部分は、配管内を間欠的に走行で
きる自走ロボット７としている。この自走ロボット７
は、上記の配管外部機器に光ファイバ８および信号ケー
ブル９、ホース１０等を介して接続される。以下、詳説
する。

【００２４】パルスレーザ発振器２には、Ｎｄ・ＹＡＧ
レーザ装置、または銅蒸気レーザ装置を適用する。発振
するレーザ光は、発振繰り返し数約１Ｈｚ〜１００ＭＨ
ｚ、パルス幅約０．００５〜３００ｎｓｅｃのＮｄ・Ｙ
ＡＧレーザ基本波もしくは２倍波以上の逓倍波もしくは
銅蒸気レーザ光とする。このレーザ光の出力条件は、パ
ルスエネルギー密度２００ｍＪ／ｃｍ^２〜１００００ｍ
Ｊ／ｃｍ^２、ピークパワー密度１００Ｗｃｍ^２〜１０Ｋ
Ｗｃｍ^２に設定する。具体例としては、レーザ出力：５
０〜１５０Ｗ（〜３０ｍＪ／パルス）、波長：５１１ｎ
ｍおよび５７８ｎｍ（比率１．２：１）、繰り返し周波
数：４．６ｋＨｚの出力条件に設定する。このような条
件のパルスレーザの照射により、鉄鋼系配管内表面に発
生する酸化物スケールのみが加熱され、非加熱状態の配
管母材から剥離される。

【００２５】スケール回収装置３は、配管１の内表面か
ら剥離したスケールを吸引して回収するもので、図示し
ない吸引ポンプ、フィルタ、ホースリール等を備え、配
管１内に挿入した自走ロボット７にホース１０を介して
接続される。

【００２６】スケール除去状況監視装置４は、蛍光分析
装置等を備えた構成とされ、自走ロボット７に設けたモ
ニタ等による配管内表面の光量に基づいて配管温度を監
視し、配管１の健全性が害される温度とならないよう、
所定のレーザ光照射停止信号発生等を行なう。

【００２７】照射制御装置５は、パルスレーザ光の照射
強度、自走ロボット７に搭載される後述する光学系機器
の制御等を行なう。

【００２８】これらのパルスレーザ発振機２、スケール
回収装置３、スケール除去状況監視装置４、照射制御装
置５および自走ロボット７等を制御盤６によって統括的
に制御する。

【００２９】次に、図２によって自走ロボット７の構成
を説明する。なお、この図２においては、垂直に配置さ
れた配管１に自走ロボット７を挿入して上下方向に移動
させる状態を示している。

【００３０】この自走ロボット７は、上下配置の照射部
１１および自走機構部１２と、これらの間に配置したス
ケール回収部１３とを、自在継手１４によって連結した
構成とされている。

【００３１】照射部１１は細長い筒状のケース１５を有
し、このケース１５の周囲３箇所に等間隔で、かつ上下
２段配置でパンタグラフ１６が設けられ、この各パンタ
グラフ１６の先端に配管１の内面に接して配管１の軸方
向に走行できる車輪１７が取付けられている。そして、
これらの車輪１７の位置をパンタグラフ１６の伸縮によ
り調整し、ケース１５の中心が配管１の中心に一致する
状態にしてケース１５を配管１内の軸方向（上下方向）
に走行させるようにしている。

【００３２】ケース１１内の中心線位置には下部から上
方に順次に、出射光学系１８、集光光学系としてのレン
ズ１９、および照射方向設定用のミラー２０が設けら
れ、これにより照射ヘッド２１が構成されている。出射
光学系１８は伝送用光ファイバ８を介して、図１に示し
たパルスレーザ発振器６に接続されている。

【００３３】なお、図示しないが、パルスレーザ発振器
６側には、集光光学系を有する光ファイバ導光装置が設
けられている。そして、パルスレーザ発振器６で発振
し、出射光学系１８から出射され、レンズ１９で集光さ
れたパルスレーザ光は、ミラー２０で反射され、配管１
の内面の処理対象位置、すなわちレーザ照射点２２に達
する。

【００３４】ミラー２０は、図示しないモータ等の回転
装置により、ケース１５の中心線まわりに回転できるよ
うになっており、これによりレーザ照射点２２は、配管
１内面の周方向に沿って回転することができる。モータ
の回転速度等は、図１に示した照射制御装置５により、
信号ケーブル９を介して遠隔制御される。

【００３５】また、ミラー２０の隣接位置には、スケー
ル除去状況を監視するスケール除去状況監視用モニタと
して、例えばＣＣＤカメラ２３が設けられている。この
ＣＣＤカメラ２３はレーザ照射点２２を撮像するもので
あり、図示しないモータ等の回転装置によりミラー２０
と同期して回転する。そして、このＣＣＤカメラ２３で
捉えられた映像データは信号ケーブル９により、図１に
示したスケール除去制御装置５に送信される。

【００３６】なお、ＣＣＤカメラ２３には、図示しない
分光フィルタが付設され、これによりＣＣＤカメラ２３
は、スケール除去状況を監視するスケール除去状況監視
用モニタを兼用する構成となっている。すなわち、分光
フィルタでは配管１の構成材料である鉄系金属の発光成
分のみを抽出することができ、その発光成分データが信
号ケーブル９を介し、図１に示したスケール除去監視装
置４に送信され、配管１の内面温度等が監視できるよう
になっている。なお、スケール除去状況監視モニタとし
ては、テレビカメラ、照明、電源および信号用スリップ
リング等を用いて構成することもできる。

【００３７】次に、自走ロボット７の下部構成要素であ
る自走機構部１２は、図２に示すように、例えば２体の
略同一構成の匍匐装置２４を、自在継手１４により上下
に連結した構成とされている。これらの匍匐装置２４
は、装置ケース２５の周囲部に、等間隔で例えば３体の
リンク式の匍匐脚２６を突出させたものであり、各匍匐
脚２６の先端には配管１の内面に接触するパッド２７が
設けられている。装置ケース２５の内部には、図示しな
いモータ等の駆動機構により回転する駆動軸２８が設け
られ、この駆動軸２８を駆動源とするねじ伝動機構２９
等によって、匍匐脚２６の伸縮および回動等による上向
き推進動作が行なえるようになっている。

【００３８】この自走機構部１２のモータ等は、信号ケ
ーブル９およびタイミングケーブル６ａを介して制御盤
６に接続され、この制御盤６により遠隔制御できる。本
実施形態では、例えばミラー２０等の一回転ごとに対応
させて停止し、次いで一定距離の上昇を行なうという間
欠的な動作で配管１内を上昇する設定にしてある。

【００３９】また、スケール回収部１３は上述したよう
に、照射部１１と自走機構部１２との間に自在継手１４
を介して連結されている。このスケール回収部１３は、
大径なケース体３０の上側部に、配管１と同軸かつその
内径と略同一径の回転ブラシ３１を有し、この回転ブラ
シ３１はケース体３０に設けたブラシ回転モータ３２お
よび図示しないギア等の伝動機構により回転駆動される
ようになっている。そして、配管１の内面に摺動して回
転することにより、スケール除去後の配管内面を洗浄す
るようになっている。回転ブラシ３１の下側位置には、
配管１の内面に向って洗浄液を噴射するスプレイノズル
３３が設けられ、回転ブラシ３１と協働して配管洗浄を
行なうようになっている。洗浄液は図１に示したスケー
ル回収装置３から給液用のホース１０を介して供給され
る。

【００４０】ケース体３０の下部には、配管１の内面に
気密接触するリング状のシール部３４が設けられるとと
もに、その上側位置には洗浄液および剥離スケール等を
吸引するための吸引口３５が設けられている。そして、
吸引口３５が吸引用ホース３６を介してスケール回収装
置３の図示しない吸引ポンプに接続され、その吸引によ
ってシール部３４の上側に位置する配管１内の空間部か
ら洗浄液および剥離スケール等が配管１の外部に排出さ
れるようになっている。

【００４１】次に、作用を説明する。

【００４２】本実施形態では、例えば配管１に取り付け
られている図示しないバルブを外し、その開口部から配
管１内に自走ロボット７を導入する。自走ロボット７は
匍匐装置２４の匍匐動作により、図２に示すように、垂
直配管１内を自走で上昇する。これにより、以下のスケ
ール除去作業を、配管の切断等を必要とすることなく行
える。

【００４３】パルスレーザ発振器より発せられたパルス
レーザ光は、集光光学系（図示せず）を有する光ファイ
バー導光装置（図示せず）により光ファイバー８に入光
される。パルスレーザ光は、光ファイバー８により遠距
離伝送され、スケールが付着している配管１内を自走す
る自走ロボット７を介し、照射ヘッド２１まで送られ
る。

【００４４】照射ヘッド２１は匍匐装置２４の上方に搭
載されているので、光ファイバ８により伝搬されたパル
スレーザ光は、出射光学系１８を通り、レンズ１９で集
光されつつ、配管１の中心部を通り、ミラー２０により
反射されて配管１の内周面のレーザ光照射点２２に照射
される。この場合、上述した出力条件で、スケールにパ
ルスレーザ光が照射されると、パルスレーザ光の光エネ
ルギーが急激にスケールに吸光され、スケールは熱膨張
を来たして伸張するが、母材はまだ冷たいため膨張せ
ず、母材金属とスケールとの間に亀裂が生じ、スケール
のみが剥離する。すなわち、このような現象によりパル
スレーザ光の配管１内表面における急激な熱変化が繰り
返され、スケールが配管１の内表面から剥離する。

【００４５】そこで、ミラー２０の回転によりレーザ照
射点２２を配管１の内周面に沿って周方向に一周させる
ことにより、スケールを周方向に沿う一定幅の領域から
剥離する。なお、ＣＣＤカメラ２３は、ミラー２０と同
期して回転し、スケール剥離状況をモニタする。高繰り
返しで発振し、レーザ照射点２２に集光されるパルスレ
ーザ光の集光点の幅は、例えば３〜５ｍｍ程度である。
ミラー２０の回転によりレーザ照射点２２が配管内面を
１周すると、スケールはレーザ光照射幅３〜５ｍｍより
広い範囲で剥離する。この剥離状況をＣＣＤカメラ２３
でモニタし、剥離の健全性を同時に確認する。

【００４６】この時、パルスレーザが強過ぎて廃刊の母
材を浸食した場合には、母材金属（たとえば鉄）による
強い紫外発光が観察されるため、ＣＣＤカメラ２３に設
けた分光フィルタにより鉄の発光成分のみをモニタして
おく。もし、この鉄成分の発光が強くなったら、レーザ
光照射を停止する。これにより配管１の母材の健全性を
確保することができる。

【００４７】配管１の一周分だけスケールが剥離された
後は、自走ロボット７を匍匐装置２４によりスケールの
剥離幅に相当する距離だけ上昇させ、次のスケール除去
作業を前記同様に実施していく。剥離されたスケール
は、回転ブラシ３１によって掻き落とされ、スケール剥
離後の配管の内表面はスプレイノズル３３からの洗浄液
噴射により洗浄される。掻き落とされたスケールおよび
使用された洗浄液は、スケール回収部１３の吸引口３５
から吸引用ホース３６を介してスケール回収装置２に回
収され、配管１内には残しない。

【００４８】このように、ミラー回転と匍匐動作を繰り
返し行い、パルスレーザ光を光ファイバー８を介してス
ケールに照射することにより、遠隔にて火力発電プラン
ト等の例えば主蒸気管内面に付着したスケールを除去す
ることができる。

【００４９】特に、本実施形態によれば、パルスレーザ
光の配管１内表面における急激な熱変化を繰り返し起こ
してスケールを剥離することにより、スケール除去性能
の向上が図れる。

【００５０】図３は、代表的なパルスレーザである銅蒸
気レーザ（ＣＶＬ）を使用して、実際の火力発電プラン
トにおける主蒸気管のスケールを剥離させたときの実験
データを示している。

【００５１】この場合、上述したように、レーザ装置仕
様としては、レーザ出力：５０〜１５０Ｗ（〜３０ｍＪ
／パルス）、波長：５１１ｎｍおよび５７８ｎｍ（比率
１．２：１）、繰り返し周波数：４．６ｋＨｚである。

【００５２】パルスレーザ光であるＣＶＬ出力を５０
Ｗ、１００Ｗ、１５０Ｗと変化させ、スケールに照射し
たところ、図３に２重丸印で示したように、照射表面の
パワー密度（１０３〜１０４Ｗ／ｃｍ^２）のもとで、略
完全にスケールを剥離できることが確認された。

【００５３】図４は、本発明の他の実施形態による自走
ロボット７の構成を示している。

【００５４】この図４に示す自走ロボット７は、図２に
示した照射部１１と自走機構部１２とを直接連結し、ス
ケール回収部１３を省略した構成とされている。なお、
この実施形態において、図２に示した構成と同一部分に
は、図４に図２と同一の符号を付して説明を省略する。

【００５５】この実施形態によっても、ミラー回転と匍
匐動作を繰り返し行い、パルスレーザ光を光ファイバー
８を介してスケールに照射することにより、遠隔にて火
力発電プラント等の例えば主蒸気管内面に付着したスケ
ールを除去することができ、パルスレーザ光の配管１内
表面における急激な熱変化を繰り返し起こしてスケール
を剥離することにより、スケール除去性能の向上が図れ
る等の基本的な効果が奏される。スケール回収機能につ
いては種々の態様で実施することができる。

【００５６】なお、以上の各実施形態においては、垂直
な配管１を処理対象としたが、水平または傾斜した配置
の配管の内表面処理についても、種々適用できることは
勿論である。また、自走ロボット７を自在継手１４によ
り屈曲可能な構成とすることにより、曲管についても適
用することができる。

【００５７】また、パルスレーザ光の照射経路の光学的
機器の種類や配置については、上記実施形態と同様の基
本構成のもとで種々変形または応用することが可能であ
り、さらに匍匐装置の構成変更等、機械的構成について
も種々変更しすることが可能である。

【００５８】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、パルス
レーザ光を用いて配管内表面に形成されているスケール
を遠隔操作により、短期間で能率よく、確実に除去する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る配管内表面処理方法の一実施形態
を示す配管内表面処理システム全体の系統図。

【図２】前記実施形態における自走ロボットを示す構成
図。

【図３】前記実施形態におけるスケール剥離処理の実験
結果を示すグラフ。

【図４】本発明に係る配管内表面処理方法の他の実施形
態における自走ロボットを示す構成図。

【符号の説明】

１配管２パルスレーザ発振器３スケール回収装置４スケール除去状況監視装置５照射制御装置６ａタイミングケーブル６制御盤７自走ロボット８光ファイバ９信号ケーブル１０ホース１１照射部１２自走機構部１３スケール回収部１４自在継手１５ケース１６パンタグラフ１７車輪１８出射光学系１９レンズ２０ミラー２１照射ヘッド２２レーザ照射点２３ＣＣＤカメラ２４匍匐装置２５装置ケース２６匍匐脚２７パッド２８駆動軸２９ねじ伝動機構３０ケース体３１回転ブラシ３２ブラシ回転モータ３３スプレイノズル３４シール部３５吸引口３６吸引用ホース

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｂ０８Ｂ 9/049 Ｂ６１Ｂ 13/10 Ｂ２３Ｋ 26/02 Ｆ０１Ｄ 25/00 Ｑ 26/08 Ｂ２３Ｋ 101:06 Ｂ６１Ｂ 13/10 Ｂ０８Ｂ 9/02 ＢＦ０１Ｄ 25/00 Ｃ // Ｂ２３Ｋ 101:06 9/04 Ａ (72)発明者木村博信神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地株式会社東芝横浜事業所内 (72)発明者佐藤一神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地株式会社東芝横浜事業所内 (72)発明者木村元比古神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地株式会社東芝横浜事業所内Ｆターム(参考） 3B116 AA13 AB54 BA02 BA12 BA35 BB22 BB72 BC01 4E068 CA01 CA17 CD05 CD15 CE06 CE08

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】処理対象となる金属性配管の内面にパル
スレーザ光を照射し、その配管の内表面に形成されてい
るスケールに熱変化を与えることにより、前記スケール
を前記配管の内表面から剥離させることを特徴とする配
管内表面処理方法。
【請求項２】請求項１記載の配管内表面処理方法にお
いて、パルスレーザ光としてＮｄ・ＹＡＧレーザ光の基
本波もしくは２倍波以上の逓倍波、または銅蒸気レーザ
光を適用し、そのパルスレーザ光の発振繰り返し数を１
Ｈｚ〜１００ＭＨｚ、パルス幅を０．００５〜３００ｎ
ｓｅｃ、パルスエネルギー密度を２００ｍＪ／ｃｍ^２〜
１００００ｍＪ／ｃｍ^２、ピークパワー密度を１００Ｗ
ｃｍ^２〜１０ＫＷｃｍ^２の条件に設定する配管内表面処
理方法。
【請求項３】請求項１または２記載の配管内表面処理
方法において、パルスレーザ光は、処理対象となる配管
の外部に設置したパルスレーザ発振器から集光光学系を
有する光ファイバ導光装置を介して出射した後、前記配
管内に挿入した伝送用光ファイバにより処理対象位置ま
で導き、その伝送用光ファイバの先端に設けた集光光学
系を有する照射ヘッドから処理対象となる配管内表面に
照射する配管内表面処理方法。
【請求項４】請求項３記載の配管内表面処理方法にお
いて、レーザ光は、照射ヘッドに設けた回転装置によ
り、処理対象となる配管内面の周方向に沿って回転照射
する配管内表面処理方法。
【請求項５】請求項３または４記載の配管内表面処理
方法において、照射ヘッドは、処理対象となる配管内で
自走する自走ロボットに搭載する配管内表面処理方法。
【請求項６】請求項５記載の配管内表面処理方法にお
いて、自走ロボットは、配管内で走行および停止可能な
匍匐装置を備える配管内表面処理方法。
【請求項７】請求項５または６記載の配管内表面処理
方法において、自走ロボットは、スケール除去状況を監
視するスケール除去状況監視用モニタ、レーザ光照射制
御を行なうための照射制御用モニタ、管内挿入機器への
スケール付着を防止するスケール付着防止機構、および
剥離されたスケールを回収するスケール回収機構の少な
くともいずれか１以上を備える配管内表面処理方法。
【請求項８】請求項７記載の配管内表面処理方法にお
いて、スケール除去状況監視用モニタは、照射ヘッドに
設けられた回転機構により回転するカメラおよび照明装
置を有する配管内表面処理方法。
【請求項９】請求項７または８記載の配管内表面処理
方法において、スケール回収機構は、配管内面の洗浄用
として、配管内面に摺動して回転するブラシ、洗浄液を
噴射するスプレイノズル、剥離スケールを吸引する吸引
口、および剥離スケールを管外に排出するホースを備え
る配管内表面処理方法。
【請求項１０】請求項１から９までのいずれかに記載
の配管内表面処理方法において、処理対象となる配管外
に、パルスレーザ発振機、スケール除去状況監視装置、
照射制御装置およびスケール回収装置の少なくともいず
れかを備え、かつ前記各装置および自走ロボットは統括
制御用の制御盤によって制御する配管内表面処理方法。