JP2006224260A - ブラスト媒体の使用寿命判断方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、研削材が多孔質弾性体内に包含されたスポンジ片状のブラスト媒体の使用寿命を判断することができるブラスト媒体の使用寿命判断方法を提供する。
【解決手段】スポンジブラスト供給装置５０の運転中において、研削加工に供したブラスト媒体２６を吸引口６０から吸引機５４を介して粒径測定機５６に回収する。そして、粒径測定機５６によってブラスト媒体２６中の研削材２２の粒径を測定し、粒径分布を作成する。１回使用後の粒径分布のピーク値はｂであり、使用限界径Ｄに対してｂ＞Ｄであるためそのロッドのブラスト媒体２６は再使用可能と判断される。そして、２回目の研削に使用されたブラスト媒体２６の粒径が、粒径測定機５６によって測定されるとともに粒径分布が作成される。２回使用後の粒径分布のピーク値はｃであり、使用限界径Ｄに対してｃ＜Ｄであるためそのロッドのブラスト媒体２６は再使用不可能と判断される。
【選択図】 図４

Description

本発明はブラスト媒体の使用寿命判断方法に係り、特に研削材が多孔質弾性体内に包含されたスポンジ片状のブラスト媒体の使用寿命を、ブラスト媒体の使用中に判断する方法に関する。

例えば、原子力発電設備の定期点検には防蝕作業が必要であり、この防蝕作業には再塗装作業が含まれている。また、再塗装工事の事前作業として、再塗装対象機器の塗膜を研削し、塗装面を粗面化する研削作業が行われる。

一方、原子力発電所の原子炉格納施設の一部であるサプレッションチェンバ及びサプレッションチェンバ内に配設されたベント管は、その外周面が耐食性、除染性等に優れた複数の塗料を重ね塗りすることにより塗装されている。その再塗装工事は、運転開始後１０年前後を目安に実施されるが、再塗装工事の事前工事として、放射線物質を含む塗膜を研削し、塗装面を粗面化して素地調整する研削・除染作業が行われる。

従来、上述した研削作業及び除染作業は、特許文献１等に記載されているようなサンドブラスト工法により行われている。サンドブラスト工法とは、高速エアーで噴射したサンド、スチールグリット等のブラスト材を被加工物に衝突させ、その衝撃力で被加工物の表面を研削し粗面化及び除染する工法である。

しかしながら、サンドブラスト工法では、ブラスト材が強力な力で跳ね返るため、粉塵が飛散するという問題があった。また、作業者は、強力な力で跳ね返るブラスト材から身を守るために重装備を強いられ、作業性が悪いという欠点があった。更に、作業者は、飛散した粉塵によって視界が曇り視野が劣悪となるため、研削・除染を均一な品質で行うことが困難であった。

そこで、このような問題を解消するために本願出願人は、研削材が多孔質弾性体内に包含されたスポンジ片状のブラスト媒体を使用した工法、いわゆるスポンジブラスト工法を提案している。

このスポンジブラスト工法によれば、ブラスト媒体が塗膜に衝突するとブラスト媒体が偏平になり、混入した研削材が塗膜に直接高速で衝突する。これにより、サンドブラスト工法と同様に、塗膜を研削材によって研削、除染することができる。また、通常では空中に漂うことになる粉塵がスポンジ片の中に取り込まれてそのまま落下するので、粉塵飛散を防止できるという利点がある。更に、反発力もスポンジ片によって吸収されるため跳ね返りが激減し、よって、作業者の装備も軽くすむという利点がある。
特開平９−１０９０２９号公報

しかしながら、従来では、スポンジブラスト工法で使用するブラスト媒体の使用寿命について定量的に評価する評価方法がない。このため、ブラスト媒体の性能をどこまで担保できるか使用者に提示することができず、使用者は、再使用可能なブラスト媒体であることに気づかずにそのブラスト媒体を廃棄してしまったり、再使用不能なブラスト媒体であることに気づかずにその再使用不能なブラスト媒体を再使用して作業効率を低下させたりする原因になっていた。

また、このようなブラスト媒体の寿命評価は、ブラスト媒体の使用中に判断することが望まれていた。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、研削材が多孔質弾性体内に包含されたスポンジ片状のブラスト媒体の使用寿命を判断することができるブラスト媒体の使用寿命判断方法を提供することを目的とする。

本願請求項１に記載の発明は、前記目的を達成するために、研削材が多孔質弾性体内に包含されたスポンジ片状のブラスト媒体を被加工物に投射し、被加工物を研削加工するブラスト媒体の使用寿命判断方法において、前記研削加工に供した前記ブラスト媒体を回収し、回収した前記ブラスト媒体中の前記研削材の粒径を測定し、測定した粒径に基づいてそのブラスト媒体の再使用可、不可を判断することを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、ブラスト媒体の使用中において、研削加工に供したブラスト媒体を回収し、このブラスト媒体中の研削材の粒径を測定し、測定した粒径に基づいてそのブラスト媒体の再使用可、不可を判断する。例えば、測定した粒径が元の粒径に対して３０％以下になった際にブラスト媒体の寿命が尽きたと判断し、再使用不可であることを警告する。寿命評価の粒径は前記３０％に限らず、被研削材の種類、性質に基づいて設定される。すなわち、被研削材が軟質の場合には、元の粒径に対して３０％以下であっても使用上問題がなく、これに対して被研削材が硬質の場合には、４０％以下であると作業効率が落ちるため、４０％に設定されることもある。

このようにブラスト媒体の寿命判断を行うことにより、最適な素地を提供（品質担保）することができる。よって、寿命が尽きたブラスト媒体を交換することは、素地の品質を同一にすることにつながるので、寿命が尽きたブラスト媒体を廃棄して新たなブラスト媒体を随時投入することが好ましい。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記粒径は、多数の前記研削材の粒径を測定して得られた粒径分布のピーク値の粒径であることを特徴とする。

請求項２に記載の発明によれば、多数の研削材の粒径を測定して得られた粒径分布のピーク値の粒径に基づいて判断を行う。そのピーク値が評価値を下回った際に、そのロッドで使用している多数のブラスト媒体の寿命が尽きたと判断し、新たなブラスト媒体と交換する。

請求項３に記載の発明は、前記目的を達成するために、研削材が多孔質弾性体内に包含されたスポンジ片状のブラスト媒体を被加工物に投射し、被加工物を研削加工するブラスト媒体の使用寿命判断方法において、前記研削加工に供した前記ブラスト媒体を回収し、回収した前記ブラスト媒体の質量を測定し、測定した質量に基づいてそのブラスト媒体の再使用可、不可を判断することを特徴としている。

請求項３に記載の発明によれば、ブラスト媒体の使用中において、研削加工に供したブラスト媒体を回収し、このブラスト媒体中の研削材の質量を測定し、測定した質量に基づいてそのブラスト媒体の再使用可、不可を判断する。例えば、測定した質量が元の質量に対して３０％以下になった際にブラスト媒体の寿命が尽きたと判断し、再使用不可であることを警告する。寿命評価の質量は前記３０％に限らず、被研削材の種類、性質に基づいて設定される。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、前記質量は、多数の前記ブラスト媒体の質量を測定して得られた質量分布のピーク値の質量であることを特徴としている。

請求項４に記載の発明によれば、多数のブラスト媒体の質量を測定して得られた質量分布のピーク値の質量に基づいて判断を行う。そのピーク値が評価値を下回った際に、そのロッドで使用している多数のブラスト媒体の寿命が尽きたと判断し、新たなブラスト媒体と交換する。

請求項５に記載の発明は、前記目的を達成するために、研削材が多孔質弾性体内に包含されたスポンジ片状のブラスト媒体を被加工物に投射し、被加工物を研削加工するブラスト媒体の使用寿命判断方法において、前記研削加工に供した前記ブラスト媒体を回収し、回収した前記ブラスト媒体の面積を測定し、測定した面積に基づいてそのブラスト媒体の再使用可、不可を判断することを特徴としている。

請求項５に記載の発明によれば、研削加工に供したブラスト媒体を回収し、このブラスト媒体の面積を測定し、測定した面積に基づいてそのブラスト媒体の再使用可、不可を判断する。例えば、測定した面積が元の面積に対して３０％以下になった際にブラスト媒体の寿命が尽きたと判断し、再使用不可であることを警告する。寿命評価の質量は前記３０％に限らず、被研削材の種類、性質に基づいて設定される。また、Ｓａ２・１／２以上で判断してもよい。

請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の発明において、前記面積は、多数の前記ブラスト媒体の面積を測定して得られた面積分布のピーク値の面積であることを特徴としている。

請求項６に記載の発明によれば、多数のブラスト媒体の面積を測定して得られた面積分布のピーク値の質量に基づいて判断を行う。そのピーク値が評価値を下回った際に、そのロッドで使用している多数のブラスト媒体の寿命が尽きたと判断し、新たなブラスト媒体と交換する。

請求項７に記載の発明は、前記目的を達成するために、研削材が多孔質弾性体内に包含されたスポンジ片状のブラスト媒体を汚染物に投射し、汚染物を除染するブラスト媒体の使用寿命判断方法において、前記除染に供した前記ブラスト媒体を回収し、回収した前記ブラスト媒体の前記多孔質弾性体の有無に基づいてそのブラスト媒体の再使用可、不可を判断することを特徴としている。

請求項７に記載の発明は、ブラスト媒体を汚染物に投射して汚染物を除染するブラスト媒体の使用寿命判断方法であり、除染に供したブラスト媒体を回収し、このブラスト媒体の多孔質弾性体の有無に基づいてそのブラスト媒体の再使用可、不可を判断する。ブラスト媒体は、多孔質弾性体が存在する限り除染能力を有しているので、除染の場合には、孔質弾性体の有無に基づいてブラスト媒体の使用寿命を判断する。

本発明に係るブラスト媒体の使用寿命判断方法によれば、研削加工に供したブラスト媒体を回収し、回収したブラスト媒体中の研削材の粒径を測定し、測定した粒径に基づいてそのブラスト媒体の再使用可、不可を判断するので、研削材が多孔質弾性体内に包含されたスポンジ片状のブラスト媒体の使用寿命を判断することができる。

また、本発明に係るブラスト媒体の使用寿命判断方法によれば、研削加工に供したブラスト媒体を回収し、回収したブラスト媒体の質量を測定し、測定した質量に基づいてそのブラスト媒体の再使用可、不可を判断するので、研削材が多孔質弾性体内に包含されたスポンジ片状のブラスト媒体の使用寿命を判断することができる。

更に、本発明に係るブラスト媒体の使用寿命判断方法によれば、研削加工に供したブラスト媒体を回収し、回収したブラスト媒体の面積を測定し、測定した面積に基づいてそのブラスト媒体の再使用可、不可を判断するので、研削材が多孔質弾性体内に包含されたスポンジ片状のブラスト媒体の使用寿命を判断することができる。

更にまた、本発明に係るブラスト媒体の使用寿命判断方法によれば、除染に供したブラスト媒体を回収し、回収したブラスト媒体の多孔質弾性体の有無に基づいてそのブラスト媒体の再使用可、不可を判断するので、ブラスト媒体の使用寿命を判断することができる。

以下添付図面に従って、本発明に係るブラスト媒体の使用寿命判断方法の好ましい実施の形態について詳説する。

図１は、実施の形態のブラスト媒体の使用寿命判断方法が適用されるスポンジブラスト装置２０の全体を示した構造図である。まず、スポンジブラスト装置２０を用いたスポンジブラスト工法について説明すると、この工法で使用するブラスト媒体２６は、図２に示すように用途に応じて異なる材質（スチールグリット、アルミナ、スターライト、ユリア樹脂等）の研削材（ユニア樹脂の場合には研掃材ともいう）をスポンジ片（多孔質弾性体）２４に包含させたものであり、このブラスト媒体２６を高圧エアによって塗膜２８に投射し、塗膜２８を研削するとともに塗装面３０を粗面化して素地調整を行う工法である。また、塗膜２８が放射線により汚染されている場合には、ブラスト媒体２６によって塗膜２８を除染することができる。

スポンジブラスト工法によれば、図２（Ａ）の如くブラスト媒体２６が塗膜２８に衝突すると、図２（Ｂ）の如くブラスト媒体２６が偏平になり、混入した研削材２２、２２…が塗膜２８に直接高速で衝突する。これにより、サンドブラスト工法と同様に、図２（Ｃ）の如く塗膜２８を研削することができる。また、通常では空中に漂うことになる粉塵３２、３２…がスポンジ片２４の中に取り込まれてそのまま落下するので、粉塵飛散も防止することができる。また、反発力もスポンジ片２４によって吸収されるため、ブラスト媒体２６の跳ね返りは発生しない。

したがって、図３の如くスポンジブラスト装置２０を取り扱う作業者３４の装備３６も軽くすむ。図３は、スポンジブラスト装置２０のノズル３８及びその近傍のホース３９を作業者３４が両手で把持し、加工対象物４０に向けてブラスト媒体２６を投射している図が示されている。この作業者３４は、サンドブラスト工法のように鉄板等のプロテクタを全身に装備する必要はなく、また、ヘルメット４２についても、頭部、顔部全てを覆うフルフェイス型のヘルメットではなく、作業現場で使用する通常のヘルメットに透明アクリル板からなるフェイスプロテクタ４３が取り付けられた簡易なものが使用され、いたって軽量な装備３６となっている。これにより、装備の質量が軽くなるので、作業者３４の労力を大幅に低減することができる。

スポンジブラスト装置２０は図１の如くスポンジブラスト供給装置５０、コンプレッサ５２、ノズル３８、吸引機５４、粒径測定機５６及びホッパ５８から構成されている。

スポンジブラスト供給装置５０には、コンプレッサ５２から高圧エアが供給されるとともに、ホッパ５８からブラスト媒体２６（図２参照）が供給される。このブラスト媒体２６は、コンプレッサ５２からの高圧エアによりホース３９を介してエア搬送されてノズル３８の先端から加工対象物４０に向けて高速で投射される。そして、研削に使用されたブラスト媒体２６は、粉塵３２、３２…（図２（Ｃ）参照）を取り込んだ状態でそのまま落下し、その落下位置近傍に設置された吸引口６０から吸引機５４に吸引され、粒径測定機５６に送り込まれる。

粒径測定機５６は、たとえばブラスト媒体２６にＸ線を照射するＸ照射部、Ｘ線透過画像を三次元処理してブラスト媒体に包含されている研削材２２の粒径を測定する粒径測定部、粒径測定部によって測定された粒径に基づいてそのブラスト媒体の再使用可、不可を判断する制御部から構成されている。

制御部は、測定した粒径に基づき図４に示す粒径分布を作成するとともに、その記憶部には、ブラスト媒体の再使用可、不可を判断するための粒径しきい値（使用限界粒径）が記憶されている。また、制御部は、作成した粒径分布のピーク値と使用限界粒径とを比較して、ピーク値が使用限界粒径以下になると、警告灯６２を点灯制御する。

また、粒径測定機５６で再使用可能と判断されたブラスト媒体２６は、粒径測定機５６に隣接されたエア搬送装置６４によってホッパ５８にエア搬送される。

次に、スポンジブラスト供給装置５０の運転時におけるによるブラスト媒体２６の寿命評価方法について説明する。

スポンジブラスト供給装置５０の運転中において、研削加工に供したブラスト媒体２６を吸引口６０から吸引機５４を介して粒径測定機５６に回収する。そして、粒径測定機５６によってブラスト媒体２６中の研削材２２の粒径を測定し、図４に示した粒径分布を作成する。

図４に示す粒径分布は、新品のブラスト媒体２６の研削材２２の粒径分布、１回使用後の粒径分布、及び２回使用後の粒径分布を示している。同図によれば、新品のブラスト媒体２６の粒径分布のピーク値はａであり、１回使用後の粒径分布のピーク値はｂである。このとき、使用限界径Ｄに対して前記ｂはｂ＞Ｄであるためそのロッドのブラスト媒体２６は再使用可能と判断され、エア搬送装置６４によりホッパ５８にエア搬送されて戻される。

この後、ブラスト媒体２６はスポンジブラスト供給装置５０によってエア搬送され、ノズル３８から加工対象物４０に再投射される。そして、２回目の研削に使用されたブラスト媒体２６は、吸引口６０から吸引機５４に再び吸引され、粒径測定機５６に送り込まれる。そして、粒径測定機５６によって粒径が測定されるとともに粒径分布が作成される。このときに作成された粒径分布が図４に示した２回使用後の粒径分布である。同図に示す粒径分布のピーク値はｃであり、使用限界径Ｄに対してｃ＜Ｄであるためそのロッドのブラスト媒体２６は再使用不可能と判断される。これにより、警告灯６２が点灯するので、作業者３４はそのロッドのブラスト媒体２６が寿命であることを確認でき、そのブラスト媒体２６を廃棄して新品のブラスト媒体２６と交換する。

このように実施の形態によれば、研削加工に供したブラスト媒体２６を回収し、回収したブラスト媒体２６中の研削材２２の粒径を測定し、測定した粒径に基づいてそのブラスト媒体２６の再使用可、不可を判断するので、研削材２２がスポンジ片２４内に包含されたブラスト媒体２６の使用寿命を判断することができる。

なお、実施の形態では粒径分布のピーク値に基づいて寿命を判断したが、これに限定されず、ランダムに取り出した複数個のブラスト媒体２６の粒径に基づいて判断するようにしてもよい。

また、ブラスト媒体２６の寿命評価は、研削材２２の粒径に基づくものの他、図５に示すブラスト媒体２６の質量に基づく評価、図６に示すブラスト媒体２６の投影面積による評価、及び除染の場合にはスポンジ辺４の有無による評価方法がある。

図５に示す質量分布によれば、使用限界質量Ｗに対して１回使用後の質量分布のピーク値ｂがｂ＞Ｗであるため、そのブラスト媒体２６は再使用され、また、２回使用後の質量分布のピーク値ｃがｃ＞Ｗであるため、そのブラスト媒体２６は再度使用される。そして、３回使用後の質量分布のピーク値ｄがｄ＜Ｗとなり、使用限界質量Ｗ以下となるので、そのロッドのブラスト媒体２６は再使用不可能と判断される。これにより、警告灯６２が点灯し、作業者３４はそのロッドのブラスト媒体２６が寿命であることを確認でき、そのブラスト媒体２６を廃棄して新品のブラスト媒体２６と交換する。

また、図６に示す面積分布によれば、使用限界面積Ｓに対して１回使用後の面積分布のピーク値ｂがｂ＞Ｓであるため、そのブラスト媒体２６は再使用される。そして、２回使用後の面積分布のピーク値ｄがｄ＜Ｓとなり、使用限界面積Ｓ以下となるので、そのロッドのブラスト媒体２６は再使用不可能と判断される。これにより、警告灯６２が点灯し、作業者３４はそのロッドのブラスト媒体２６が寿命であることを確認でき、そのブラスト媒体２６を廃棄して新品のブラスト媒体２６と交換する。

なお、前記実施の形態では質量分布、面積分布のピーク値に基づいて寿命を判断したが、これに限定されず、ランダムに取り出した複数個のブラスト媒体２６の質量、面積に基づいて判断するようにしてもよい。

一方、ブラスト媒体２６を放射線汚染物に投射して放射線汚染物を除染するブラスト媒体の使用寿命判断方法においては、除染に供したブラスト媒体２６を回収し、このブラスト媒体２６のスポンジ片２４の有無に基づいてそのブラスト媒体２６の再使用可、不可を判断する。ブラスト媒体２６は、スポンジ片２４が存在する限り除染能力を有しているので、除染の場合には、このようにスポンジ片２４の有無に基づいてブラスト媒体２６の使用寿命を判断する。

スポンジブラスト装置の全体構成図 スポンジブラストのメカニズムを説明した図 スポンジブラストの作業者装備を説明した図 ブラスト媒体の研削材の粒径分布を示した図 ブラスト媒体の研削材の質量分布を示した図 ブラスト媒体の研削材の面積分布を示した図

符号の説明

２０…スポンジブラスト装置、２２…研削材、２４…スポンジ片、２６…ブラスト媒体、２８…塗膜、３０…塗装面、３４…作業者、３６…装備、３８…ノズル、４４…メッシュシート、４５…ベント管、４６…メッシュ状の袋体、４７…ダブルファスナ、４８…通気性のないシート状の袋体、５０…スポンジブラスト供給装置、５２…コンプレッサ、５４…吸引機、５６…粒径測定機、５８…ホッパ、６２…警告灯、６４…エア搬送装置

Claims (7)

1. 研削材が多孔質弾性体内に包含されたスポンジ片状のブラスト媒体を被加工物に投射し、被加工物を研削加工するブラスト媒体の使用寿命判断方法において、
   前記研削加工に供した前記ブラスト媒体を回収し、回収した前記ブラスト媒体中の前記研削材の粒径を測定し、測定した粒径に基づいてそのブラスト媒体の再使用可、不可を判断することを特徴とするブラスト媒体の使用寿命判断方法。
2. 前記粒径は、多数の前記研削材の粒径を測定して得られた粒径分布のピーク値の粒径であることを特徴とする請求項１に記載のブラスト媒体の使用寿命判断方法。
3. 研削材が多孔質弾性体内に包含されたスポンジ片状のブラスト媒体を被加工物に投射し、被加工物を研削加工するブラスト媒体の使用寿命判断方法において、
   前記研削加工に供した前記ブラスト媒体を回収し、回収した前記ブラスト媒体の質量を測定し、測定した質量に基づいてそのブラスト媒体の再使用可、不可を判断することを特徴とするブラスト媒体の使用寿命判断方法。
4. 前記質量は、多数の前記ブラスト媒体の質量を測定して得られた質量分布のピーク値の質量であることを特徴とする請求項３に記載のブラスト媒体の使用寿命判断方法。
5. 研削材が多孔質弾性体内に包含されたスポンジ片状のブラスト媒体を被加工物に投射し、被加工物を研削加工するブラスト媒体の使用寿命判断方法において、
   前記研削加工に供した前記ブラスト媒体を回収し、回収した前記ブラスト媒体の面積を測定し、測定した面積に基づいてそのブラスト媒体の再使用可、不可を判断することを特徴とするブラスト媒体の使用寿命判断方法。
6. 前記面積は、多数の前記ブラスト媒体の面積を測定して得られた面積分布のピーク値の面積であることを特徴とする請求項５に記載のブラスト媒体の使用寿命判断方法。
7. 研削材が多孔質弾性体内に包含されたスポンジ片状のブラスト媒体を汚染物に投射し、汚染物を除染するブラスト媒体の使用寿命判断方法において、
   前記除染に供した前記ブラスト媒体を回収し、回収した前記ブラスト媒体の前記多孔質弾性体の有無に基づいてそのブラスト媒体の再使用可、不可を判断することを特徴とするブラスト媒体の使用寿命判断方法。

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