JP2006126177A - 光硬化型耐強度樹脂による放射性物質取扱い施設の補修及び予防保全処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】放射性物質取扱い施設の補修及び予防保全処理において、工程短縮と被ばく低減を図り、専門技能を不要とし、通常の作業環境下で施工を容易にする。
【解決手段】原子力プラント及び放射線物質を取り扱っている設備等において、耐放射線性，耐熱性，引張強度の仕様を満たす光硬化型ビニルエステル樹脂をあらかじめシート状に成型加工し、該加工品を気中でＳＵＳ鋼，一般鋼材及びコンクリート等に直接貼り付け処理する方法である。
【選択図】 図１

Description

本発明は耐放射線性，耐熱性，付着力，耐圧性を有する耐強度樹脂による原子燃料取扱い施設、放射性物質取扱い施設、原子炉再処理施設、放射線医療施設、放射線発生装置施設、核物理学実験施設、宇宙産業及び原子力発電施設等の放射線及び放射性物質を取扱っている施設の構造物におけるＳＵＳ鋼、一般鋼材及びコンクリートの補修ならびに予防保全処理方法に関するものである。

一般的なビニルエステル樹脂は従来より各種構造物の補修や予防保全処理に多く適用されているが、油脂成分の除去、表面粗さ調整、表面処理剤塗布等の下地処理が必要であり、粘度が高く時間及び温度で変化し、可使時間が短い樹脂の取扱いに専門的な技能及び複雑な工程管理が必要である。膜厚及び施工面の調整のため、マスキングテープ及びガラス等の繊維の埋め込み、重ね塗り等が必要である。耐放射線性については１ＭＧｙ程度で強度及び接着性等が劣化し耐熱温度も８０℃〜９０℃が限度である。また一般的なビニルエステル樹脂成型品においても、耐放射線性については１ＭＧｙ程度で接着強度が劣化する。

また下地処理において、施工表面が微細(Ｒａ＝０．１ミクロンメータ程度)な表面に対し塗布はできずブラスト等で表面を粗く(Ｒａ≧０．５ミクロンメータ)する必要がある。

しかしながら、上記のような従来の方法を原子燃料取扱い施設、放射性物質取扱い施設、原子炉再処理施設、放射線医療施設、放射線発生装置施設、核物理学実験施設、宇宙産業及び原子力発電施設等の放射線及び放射性物質を取扱っている施設で使用するには耐放射線性及び温度に対し適用範囲に制限がある上に、施工するにも特殊な技能及び複雑な工程管理が必要となり、施工に当たり作業範囲に制約が生じる。また、樹脂成分に有機溶剤を含むため、２液混合及び施工には換気空調が必要となり、膜厚及び施工面の調整のために複雑なマスキング処理が必要である。

本発明は上記の如き実状をふまえ、これに対処するため、特に工場で光硬化型ビニルエステル樹脂を半製品化し、現地及び工場等でパッチ式(貼り付け)とすることを見出し、かつ具備する特性を規定することにより施工手順の工程短縮と被ばく低減を図り、取扱いを簡単にすると共に、専門技能者による施工を不要にし、有機溶剤を使用せず、通常の作業環境(５℃〜４０℃)での気中施工を容易かつ可能ならしめることを目的とするものである。

上記目的に適合し、この課題を解決するために、本発明は以下の処理方法を開発した。即ち、請求項１に係る発明は、光硬化型ビニルエステル樹脂にグラスファイバー，フレーク状無機材料，不活性充填材，ウイスカーを混合してシート状に成形加工し、該成形加工したシート状物を気中においてＳＵＳ鋼，一般鋼材，コンクリートよりなる放射性物質取扱い施設の補修部又は予防保全処理部に直接貼り付けて硬化させ、硬化後の該補修処理部が耐放射線性；２０ＭＧｙ以上，耐熱温度；１５０℃，耐圧性；２ＭＰａ以上，接着強度；２ＭＰａ以上，耐薬品性；ほう酸水に対し３０００ｐｐｍ以上であり、かつ不純物濃度がイオン溶出性で・Ｓ０₄ ^2-＜０．２ｐｐｍ， ・Ｃｌ^-＜０．２ｐｐｍ， ・Ｆ^-＜０．２ｐｐｍ、低融点金属の溶出性で・Ｈｇ＜０．５ｐｐｍ， ・Ｓｎ＜０．５ｐｐｍ， Ｚｎ＜０．５ｐｐｍ， Ｐｂ＜０．５ｐｐｍのすべての条件を満足する特性を具備することを特徴とする。

ここで、前記気中用に開発した光硬化型ビニルエステル樹脂はあらかじめ工場にて３ｍｍ以上、数ｃｍ程度に加工し、要求の巾、厚みに製造し、光硬化防止フィルムを取り付ける。なお、工場加工製造するこの製品は現場で使用するまで硬化せず、製品開封後、気中での光硬化が図られる。このため、他の製品は現場(施工対象物)の近くで混合，塗布，重ね塗り等、時間管理が必要であるのに対し、本発明では樹脂製造工場で成形加工して硬化せず、現場で貼り付け作業のみでよい。

また、前記ビニルエステル樹脂をもって、被対象物の面(金属をはじめコンクリート等接着面)に接着材を塗布しなくとも接着に関する接着面の粗さ、特にＳＵＳ板でＲａ≧０．１ミクロンメータであればいずれの気中施工とも接着可能である。従って、接着対象物の表面粗さがＲａ≧０．１ミクロンメータであればブラスト等加工が不要である。

上記本発明は前記ビニルエステル樹脂の耐放射線性及び温度に対し気中施工の場合、耐放射線性は２０ＭＧｙ、温度１５０℃に耐え、従来品に比し(従来品、放射線性、１ＭＧｙ、温度９０℃）性能が高いため原子力プラントにおける可使範囲のニーズに適合するものである。なお、前記光硬化型ビニルエステル樹脂において硬化時間は１０分程度である。そして、前記ビニルエステル樹脂において塗布対象の凹凸面から曲面、突起物、ＸＹＺ方向の隅での内外面等すべてに接着可能で性能も保持することができる。

また前記ビニルエステル樹脂はその表面において工場で成形加工し貼り付けることができ、特殊な技能は不要である。また、狭溢部であっても手が届く範囲であれば貼り付けが可能で、性能が保持でき、硬化するまでの補強材、支持金具は不要であるために、他製品とは大きく異なる。前記ビニルエステル樹脂においては通常の作業環境(５℃〜４０℃）にて作業可能である。

以上、説明したように本発明はグラスファイバー，フレーク状無機材料，不活性充填材，ウイスカーを混合し耐強度性を向上させたビニルエステル樹脂を用いて、あらかじめシート状に半製品化し、現地及び工場などでＳＵＳ鋼，一般鋼材，コンクリートに直接貼り付ける方法であり、現地及び工場等でパッチ式貼り付けとするため、施工手順が１又は２工程の工程短縮と被ばく低減を図ると共に専門技能者による施工を不要として、しかも通常の作業環境(５℃〜４０℃)で施工可能であり、更に有機溶剤を使用しないため、特別な換気空調を不要とするなどの顕著な効果を有している。殊に本発明では樹脂の成型品を作業現場にて任意の形状に成形加工できるため、複雑な形状にも対応可能である。

また、本発明の樹脂は工場加工されている上に製品は硬化していないため自由に曲げることもでき、取扱いも簡単で平滑部をはじめどのような突起物や隅にも適用することができる。このため他の製品と違い熟練者が不要で１日の作業量も多く安全でしかも合理化、工程短縮、耐放射線性に優れ耐圧力、シール性も有するため、経済性にも富んでいる。しかも、これらの樹脂は工場にて成形加工ができ、厚さ０．１ｍｍ以上〜数ｃｍの厚さも可能で光遮断袋で保護されたシート状のため運搬取扱いも簡単である。

更に前記ビニルエステル樹脂はすべての作業環境に及び設備に適合できるようにされたもので、作業員が作業できる範囲で構造物設備を取り外すことなく全てに適用できる。また他の製品と違い、本製品は有機溶剤を使用していないため、取り扱い時にマスク等も不要で、人体にも無害である。

作業面においてもパッチ式に対応し、対象物の表面もＲａ≧０．１ミクロンメータであれば接着力を有している。念の為、表面の油脂類は除去する（水洗かウエスで除く程度）方が接着力が強い。パッチ当てが可能で取扱いが容易であるため他の製品と違い熟練者が不要で、1日の作業量が多く経済性に優れている。更にこのビニルエステル樹脂は、作業環境にも適し５℃〜４０℃程度の人が作業できる範囲であれば取扱いが可能である。気中施工の光硬化型パッチ式は、温度に関係なく、貼り付け後１０分程度で硬化し、湿気の多い箇所でも接着できる。

以下本発明に係る耐強度樹脂による放射性物質取扱い施設の補修，予防保全処理方法の具体的態様を上記の構造物におけるＳＵＳ鋼，一般鋼材及びコンクリートの補修及び予防保全処理方法について説明する。

本発明は耐放射線性の環境、設備に対し腐食及び表面保護を目的とした予防保全と補修材に取扱性、耐寿命化、安全で成分が溶解せず作業取扱いが簡単で強度があり、シール性能がある樹脂を開発し原子力施設等放射線性物質を取り扱っている設備で耐熱気中１５０℃，耐放射線性は２０ＭＧｙで施工面に対する平滑部のみならず曲面部凹凸面等表面粗さＲａ≧０．１ミクロンメータに適用できる処理方法である。

以下、更に本発明において、耐放射線性ビニルエステル樹脂からなる耐強度樹脂による気中施工用について説明する。
（１）気中施工
光硬化型ビニルエステル樹脂に強度を向上させるため、グラスファイバー，フレーク状無機材料、不活性充填材，ウイスカーを混合し、該樹脂を工場であらかじめシート状に成形加工しておく。光硬化型は通常１０分程度で完全硬化する。

耐熱温度は１５０℃、耐放射線性は２０ＭＧｙである。平滑部のみならずコーナー部、狭隘部、局面部で施工可能で、施工工程が簡素なため、１直あたりの作業員は責任者を含め５〜６名で1日３直あたりの施工速度は溶接線長さで１５０ｍ相当になる。オーバーラップ部分での連結作業工程も不要である。施工面粗さは電解研磨程度（Ｒａ≧０．１ミクロンメータ)の鏡面でも接着強度に問題がなく施工時に施工面に付着している油脂分等を通常のクリーナーで除去するだけでよい。耐圧強度も２ＭＰａの内圧、外圧に十分耐えうる。

次に、この発明による気中施工技術における光硬化型樹脂の特徴について説明する。
(１)光硬化型樹脂では１０分程度で硬化する。
(２)工場であらかじめシート状に成形加工する。
(３)耐熱温度１５０℃、耐放射線性２０ＭＧｙ、接着強度２ＭＰａ以上、耐圧性(外圧，内圧)２ＭＰａの仕様を保証する。
(４)平滑部、コーナー部、狭隘部、局面部で施工可能である。
(５)対象面の粗さがＲａ≧０．１ミクロンメータ程度の鏡面でも接着強度を保証する。
(６)対象面の清浄度は通常のクリーナーによるふき取りで十分である。
(７)オーバーラップ部での連結作業が不要である。
(８)施工環境面において温度条件は５℃≦Ｔ≦４０℃と作業者が作業可能な範囲で利用できる。

添付図面は本発明に係る補修及び予防保全の具体的な態様例であり、図１は耐強度樹脂による成型加工例及びその施工態様である。即ち、気中施工用として（イ）に示す如く耐放射線性の光硬化型ビニルエステル樹脂３の上面に遮光フィルム１，透明フィルム２，下面に遮光フィルム４を重ねてシート状に形成している。そして、（ロ）は上記成形されたシート９を用い、ＳＵＳ板等溶接線８上に貼り付け施工している状態である。

図２は、更に本発明による他の施工例を示し、配管に対し前記本発明におけるシートを適宜、貼り付けている状態を示している。

以下、本発明の実施例を説明する。さきに記載した放射線量２０ＭＧｙを照射した気中用ビニルエステル樹脂で厚さ４ｍｍにて性能試験を実施した。
・接着試験 ５℃≦Ｔ≦３０℃の室内で製作、照射試験期間を含む１５日後、２０℃ ≦Ｔ≦２５℃で引張、4ヶ所平均２ＭＰａ以上
・硬度試験 ２０℃≦Ｔ≦２５℃で実施。ショアＤ硬度５０ＳｈＤ以上
・耐熱性 最高使用温度、気中１５０℃
・耐放射線性 ２０ＭＧｙ以上
・耐久性 ４０年以上の熱劣化に耐える
・耐圧性 ２ＭＰａ以上
・不純物 塩化物イオン溶出性制限値以下・ＳＯ₄ ^2-＜０．２ｐｐｍ
・Ｃｌ^- ＜０．２ｐｐｍ
・Ｆ^- ＜０．２ｐｐｍ
・及び低融点金属検出限界以下
・Ｈｇ ＜０．５ｐｐｍ
・Ｓｎ ＜０．５ｐｐｍ
・Ｚｎ ＜０．５ｐｐｍ
・Ｐｂ ＜０．５ｐｐｍ
・耐薬品性 ３０００ｐｐｍほう酸水
・硬化時間 気中５℃≦Ｔ≦４０℃で１０分程度
以上の各特性を具備することにより本発明処理方法は、放射線取扱い施設の補修及び予防保全処理に充分な性能を有している。

かくして本発明処理方法は、前述したように原子燃料取扱い施設、放射性物質取扱い施設、原子炉再処理施設、放射線医療施設、放射線発生装置施設、核物理学実験施設、宇宙産業及び原子力発電施設の放射線及び放射性物質を取扱っている施設の放射線を取扱っている構造物のすべてに構成される材料(ＳＵＳ鋼、一般鋼材、コンクリート）に対応することができる。

また前記した樹脂についてはビニルエステル樹脂の気中施工が可能であり、作業環境においては通常人が作業できる範囲以上に機械やロボット等使用できれば更に作業範囲も大きくできる。更に本発明は、他の製品と違い熟練者が不要で1日の作業量も多く安全でしかも合理化、工程短縮、耐放射線性に優れ耐圧力、シール性も有し、経済性にも富んでいる。

本発明に係る耐強度樹脂の補修及び保全処理方法の概要図であり、(イ)は成形されたシート、（ロ）は施工例を示す。 本発明に係る処理方法の他の施工例で、配管に施工する状態を示す説明図である。

符号の説明

１：遮光フィルム
２：透明フィルム
３：光硬化型ビニルエステル樹脂（耐放射線性）
４：遮光フィルム
８：ＳＵＳ板等溶接線
９：成形されたシート

Claims (1)

1. 光硬化型ビニルエステル樹脂にグラスファイバー，フレーク状無機材料，不活性充填材，ウイスカーを混合してシート状に成形加工し、該成形加工したシート状物を気中においてＳＵＳ鋼，一般鋼材，コンクリートよりなる放射性物質取扱い施設の補修部又は予防保全処理部に直接貼り付けて硬化させ、硬化後の該補修処理部が耐放射線性；２０ＭＧｙ以上、耐熱温度；１５０℃，耐圧性；２ＭＰａ以上，接着強度；２ＭＰａ以上，耐薬品性；ほう酸水に対し３０００ｐｐｍ以上であり、かつ不純物濃度がイオン溶出性で・Ｓ０₄ ^2-＜０．２ｐｐｍ， ・Ｃｌ^-＜０．２ｐｐｍ， ・Ｆ^-＜０．２ｐｐｍ，低融点金属の溶出性が・Ｈｇ＜０．５ｐｐｍ， ・Ｓｎ＜０．５ｐｐｍ， ・Ｚｎ＜０．５ｐｐｍ， ・Ｐｂ＜０．５ｐｐｍのすべての条件を満足する特性を具備することを特徴とする光硬化型耐強度樹脂による放射性物質取扱い施設の補修及び予防保全処理方法。

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