JP2013120025A - 伝熱管の修繕方法 - Google Patents

Abstract

【課題】液化天然ガスを気化させるオープンラック式ベーパライザの入り組んだ形状である伝熱管の表面に存在する既存のメタリコン層を、伝熱管の母材に悪影響を及ぼさずに完全に除去することができ、工程が少なく除去効率に優れ、作業前の養生が簡便で、作業環境や自然環境に優しい伝熱管の修繕方法を提供すること。
【解決手段】液化天然ガスを気化させるオープンラック式ベーパライザの伝熱管パネルを構成する伝熱管の外面に金属溶射法によって施されている既存のメタリコン層を除去し、新たなメタリコン層を施す伝熱管の修繕方法であって、該既存のメタリコン層の除去を、超高圧水を噴射ノズルから伝熱管の外面に噴射することによって行なうことを特徴とする伝熱管の修繕方法。
【選択図】図７

Description

本発明は、液化天然ガスを気化させるオープンラック式ベーパライザの伝熱管の表面に施されたメタリコン層を除去し、新たなメタリコン層を施す伝熱管の修繕方法に関する。

液化天然ガスは、産出国で液化され、タンカで液化天然ガスの需要国まで輸送される。その後、受け入れ地では、ベーパライザ（気化器）で気化し、燃焼させて、生成した蒸気をタービンに送り込み、タービンと連動している発電機を回転させて発電をする。
ベーパライザ（気化器）には、オープンラック式ベーパライザ（ＯＲＶ）（Open rack vaporizer）、サブマージド・コンバション・ベーパライザ（ＳＭＶ）（Submerged combustion vaporizer）等、種々の形式があり、液化天然ガスの主成分であるメタンの沸点−１６２℃から昇温させて液化天然ガスを気化させる。

上記ベーパライザ（気化器）のうち、オープンラック式ベーパライザ（ＯＲＶ）は、昇温のための熱源として常温の海水を利用するため、ランニングコストが安価である、単純な構造のため信頼性が高い等の特長があるため、多くの液化天然ガスの受け入れ地で使用されている。

オープンラック式ベーパライザ１１（ＯＲＶ）は、図１及び図２に概略図を示すように、多くの伝熱管１３が縦に並列されて伝熱管パネル１２を構成しており、その上から海水供給手段１６によって、常温の海水を伝熱管１３の外壁に流す構造になっている。
液化天然ガスは、液化天然ガス入口１４から伝熱管１３の下部ヘッダ１３ａに送り込まれ、下部ヘッダ１３ａから環状部１３ｂに移動するが、この環状部１３ｂにおいて、伝熱管１３の内部を流れる液化天然ガスは、伝熱管１３の外部を上から下に落下する海水から熱をもらい、メタンの沸点−１６２℃以上となり気化して天然ガスとなる。
液化天然ガスが気化した天然ガスは、伝熱管１３の上部ヘッダ１３ｃを経由して、天然ガス出口１５から排出され、最終的に燃焼される。

その際、熱源となる海水は、オープンラック式ベーパライザ１１の上部に設けられた海水供給手段１６から、伝熱管パネル１２に沿って均一な水層を形成しながら、重力によって伝熱管上部の上部ヘッダ１３ｃから伝熱管１３の外壁を自由落下する。その後、海水はオープンラック式ベーパライザ１１の下部に設けられた集水溝を経て海水排出口から排出される。

オープンラック式ベーパライザ１１に用いられる伝熱管１３は、伝熱管本体の材質（以下、「母材」と略記する）として、限定はされないが通常はアルミニウム、アルミニウム合金等の熱伝導性に優れた金属が用いられ、伝熱管１３の外壁の構造は、伝熱面積を向上させ、海水からの熱が効率良く伝熱管１３を通じて液化天然ガスに伝わるように、通常は伝熱管１３の環状部１３ｂの周囲に縦にフィンが存在する構造となっている。

伝熱管１３を形成する下部ヘッダ１３ａ、環状部１３ｂ及び上部ヘッダ１３ｃの表面は、主に伝熱管１３の母材が海水により腐食されることを防止するために、限定はないが通常は、アルミニウム・亜鉛合金等のアルミニウム合金等、伝熱管本体の材質（母材）に対してカソード側となるような金属又は合金で被覆されている（例えば、特許文献１〜４）。そして、かかる「伝熱管の母材を保護する金属又は合金」は、金属溶射法（メタリコン）によって伝熱管１３の母材の表面に施され、メタリコン層が形成されている。

該メタリコン層は、常にその表面を流れる海水によって腐食等の損傷を受け易く、また、海水中の貝等の異物が付着することもあり、数年ごとに定期的に修繕する必要が生じるが、伝熱管パネルは１００本以上の伝導管で構成されており極めて大きなものであるため、メタリコン層を新たなものに代える等の修繕は、オープンラック式ベーパライザ１１の設置現場でする必要がある。

該メタリコン層は厚く強固に伝熱管１３の母材に付着しており、また、伝熱管１３の表面には熱効率向上のためにフィンが付いていること等の点から、新たなメタリコン層を施すに際し、現場で既存のメタリコン層を母材から除去することは容易ではなかった。
しかも、現場で既存のメタリコン層を母材から除去するときに、伝熱管１３の母材表面を変形させたり傷つけたり減肉させたりしてはいけないので、そのことも、既存のメタリコン層を母材から完璧に除去することを困難にしていた。

そこで、ケイ砂、アルミナ、ガーネット等を用いるブラスト法を用いて現場で既存のメタリコン層を母材から除去する方法も考えられるが、ブラスト法は、伝熱管１３の母材表面に形成されたアンカーパターンを消失させたり、母材表面に傷をつけたり、母材を減肉させたりして、多くの問題点があった。また、ブラスト法は、作業開始から新たなメタリコン層を施すまでの工程が多くならざるを得ず、実用的ではなかった。

一方、超高圧水を利用して、構造物を切断したり、構造物表面の塗膜を剥離したりする方法は知られている。例えば、特許文献５には、超高圧水を利用して煙突等の内部に設けられた石綿管を除去する方法が記載されている。
しかしながら、メタリコン層を、超高圧水を利用して除去する方法は知られておらず、しかも、上記したように除去に多くの条件があるオープンラック式ベーパライザ１１の伝熱管１３の表面のメタリコン層をブラスト法以外の方法で除去することは全く知られていなかった。

オープンラック式ベーパライザ１１の修繕に際し、伝熱管パネル１２を構成する伝熱管１３の表面に存在する既存のメタリコン層を、該伝熱管１３の母材の表面を変形させたり傷つけたり減肉させずに、少ない工程で効率良く除去することは極めて重要であるが、公知技術では不十分であり改善の余地があった。

特開２００５−２６５３９３号公報 特開２００８−２４００７０号公報 特開２０１０−１５１３３６号公報 特開２０１１−１１２２９４号公報 特開２０１１−２０８３６８号公報

本発明は上記背景技術に鑑みてなされたものであり、その課題は、入り組んだ形状である伝熱管の表面に存在する既存のメタリコン層を、伝熱管の母材に悪影響を及ぼさずに完全に除去することができ、工程が少なく除去効率に優れ、作業前の養生が簡便で、作業環境や自然環境に優しい伝熱管の修繕方法を提供することにある。

本発明者は、上記の課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、オープンラック式ベーパライザの伝熱管の外面に施されている既存のメタリコン層の除去を、超高圧水を噴射ノズルから伝熱管の外面に噴射することによって行なえば、伝熱管の母材表面の凹凸を消失させず、表面に傷をつけず、母材を減肉させず、工程も少なく、極めて簡便に効率よく安全に既存のメタリコン層を完璧に除去できることを見出し、本発明に至った。

すなわち、本発明は、液化天然ガスを気化させるオープンラック式ベーパライザの伝熱管パネルを構成する伝熱管の外面に金属溶射法によって施されている既存のメタリコン層を除去し、新たなメタリコン層を施す伝熱管の修繕方法であって、該既存のメタリコン層の除去を、超高圧水を噴射ノズルから伝熱管の外面に噴射することによって行なうことを特徴とする伝熱管の修繕方法に存する。

また、本発明は、液化天然ガスを気化させるオープンラック式ベーパライザの伝熱管パネルを構成する伝熱管の外面に金属溶射法によって施されている既存のメタリコン層を、超高圧水を噴射ノズルから伝熱管の外面に噴射することによって除去することを特徴とする伝熱管の外面のメタリコン層の除去方法に存する。

本発明の伝熱管の修繕方法によれば、作業前の養生が簡単でよく、熱効率向上のためにフィンが設けられ入り組んだ形状である伝熱管の環状部の表面の既存のメタリコン層を、母材に悪影響を及ぼさずに完全に除去することができる。金属溶射法によって形成されたメタリコン層は容易には除去できないと思われていたが、意外にも超高圧水の噴射によって除去できた。
また、既存のメタリコン層の除去効率に優れ、作業環境も改善され、産業廃棄物も少なく自然環境にも優しい伝熱管の修繕方法を提供できる。

一般に、メタリコン層を伝熱管の母材の表面に強固に密着させるために、母材の表面には粗面化処理が施されている。言い換えれば、伝熱管の母材の表面にはアンカーパターンが施されている。かかるアンカーパターンの形状は極めて特殊であり、その形状等については多くの検討がなされている（例えば、特開２００６−１８３０８７号公報）。
本発明における超高圧水の噴射によれば、噴射条件を適切なものとすれば、母材上のかかるアンカーパターンを消滅させることがない。従って、既存のメタリコン層の除去が終了した後、新たなメタリコン層を溶射する前に、アンカーパターンを形成し直す必要がなく、工程の大幅な簡略化と低コスト化が図れる。

既存のメタリコン層又は異物が残存すると、上塗りした新たなメタリコン層がそこから剥離することがあるが、本発明によれば、超高圧水の噴射により、伝熱管の表面の既存のメタリコン層又は異物の除去が完全になされる。

伝熱管の環状部には、フィンが設けられ入り組んだ形状をしているので、そこのメタリコン層を除去する方法は極めて限定される。
その中で、ブラスト法も考えられる。しかしながら、水以外の、ケイ砂、アルミナ粒子、ガーネット粒子等のメディア（除去材料）を用いた場合、伝熱管の母材に最後まで強固に付着している異物を取り除くため、そこだけにメディア（除去材料）を集中させると、その周囲の母材を減肉させたり、その周囲の母材上のアンカーパターンを消滅させたりすることがある。
しかしながら、本発明における超高圧水の噴射によれば、噴射条件を適切なものとすれば、異物を取り除くためにそこだけに噴射を集中させても、周囲の母材を減肉させて母材にマクロな凹凸を作ることもなく、母材上の微細なアンカーパターンを消滅させることもない。

液化天然ガスを気化させる熱源として伝熱管パネルの上から供給される常温の海水は、表面温度−１６２℃の伝熱管に異物があると、そこに凍り付き、伝熱管パネルをフィルム状になって落下することができなくなり熱交換効率が悪化する。
従って、伝熱管の表面の異物の除去は極めて重要であり完全にしなくてはならないが、超高圧水の噴射によれば、上記した通り、異物の周辺に噴射を集中させても、周囲の母材を減肉させることもなく、母材上のアンカーパターンを消滅させることもない。

メディア（除去材料）を用いたブラスト法では、伝熱管に当たらなかった粒子が周囲の物を直撃しその物を損傷させたり、また、周囲の作業者に対しても危険であったりするため、養生をして周囲を囲う必要があるが、超高圧水はノズルから５０ｃｍを超える距離になると周囲の物を破損するだけの力がないので、周囲の物を損傷させるおそれもなく作業者に対しても安全である。
従って、オープンラック式ベーパライザの伝熱管の修繕は現場でしかできないので、超高圧水を利用した本発明の伝熱管の修繕方法は、現場修繕に特にマッチングした修繕方法となる。

ブラスト法はメディア（除去材料）の飛散や直撃を防止するための養生が必須であるが、本発明によれば、メディア（除去材料）の飛散や直撃を防止するための養生が不要であるため、作業時間の短縮が実現できる。

ブラスト法等ではメタリコン層が上から削られるだけであるが、超高圧水を噴射する方法では、超高圧水が母材とメタリコン層の間にも噴射できるので、メタリコン層が伝熱管の母材から剥離によって除去されることがあり、除去効率の向上が可能となる。

ブラスト法では、ケイ砂、アルミナ粒子、ガーネット粒子等のメディア（除去材料）の粉塵が、作業者や環境に悪影響を与えるおそれがあるが、水はそのおそれが全くない。
従って、飛散防止のための養生が簡便でよく、養生に時間がかからない。
また、ブラスト法では、最後に、メディア（除去材料）とメタリコン層の粉砕物の混合したものの回収や清掃に多くの日数を必要とするが、本発明においては、除去されたメタリコン層の粉砕物が分散された廃水を、既存のメタリコン層の除去の工程中に、並行して吸引ポンプ等で抜き取っていれば、最後にそれらの回収の時間が不要であり、清掃の必要も殆どない。

本発明において超高圧水の噴射を行なうと、毎分１０Ｌ前後の量の廃水が排出されるが、オープンラック式ベーパライザの海水の排出に比較すれば遥かに少ないので、本発明に必須の「廃水の受け止め（流出防止）や抜き取り」が短所にはならない。

ブラスト法ではケイ砂、アルミナ粒子、ガーネット粒子等のメディア（除去材料）が大量に産業廃棄物となるが、本発明の伝熱管の修繕方法によれば、除去されたメタリコン層の粉砕物が分散された廃水を吸引ポンプ等沈殿槽に送付し、水とメタリコン層の粉砕物を沈殿槽で分離させ、上澄みの水を除けば、殆どメタリコン層の粉砕物のみからなる沈殿だけが産業廃棄物となるため、環境負荷が大幅に低減できる。

オープンラック式ベーパライザの全体を示す概略斜視図である。 伝熱管パネルを構成する伝熱管の外壁のみの縦断面概略図である。 伝熱管の下部ヘッダと環状部の形態を示し、本発明によって既存のメタリコン層を除去した部分と、既存のメタリコン層が残存する部分との差異を示す写真である。 本発明で用いられる超高圧水噴射ガンの一例の縦断面概略図である。 本発明で用いられる超高圧水噴射ガンの先端に位置する噴射ノズルヘッドの一例の縦断面概略図である。 伝熱管を保護するために、超高圧水噴射ガンの噴射ノズルヘッドをカバーする噴射ノズルヘッドカバーの一例を示す写真である。 本発明の伝熱管の修繕方法における装置の全体を示す説明図である。 超高圧水を噴射することによって、伝熱管の母材から既存のメタリコン層が剥離した状態を示す写真である。 本発明によって剥離した既存のメタリコン層の破片を示す写真である（スケールの目盛の数字の単位はｍｍ）。

本発明の伝熱管の修繕方法は、液化天然ガスを気化させるオープンラック式ベーパライザ１１（以下、「ＯＲＶ」と略記する）の伝熱管パネル１２を構成する伝熱管１３の外面に、金属溶射法によって施されている既存のメタリコン層を除去し、新たなメタリコン層を施す伝熱管１３の修繕方法であって、該既存のメタリコン層の除去を、超高圧水Ｗを噴射ノズル２３から伝熱管１３の外面に噴射することによって行なうことを特徴とする。

本発明で用いられる超高圧水噴射ガン２１の一例の縦断面概略図を図４に示す。図４に示された超高圧水噴射ガン２１にはグリップ２６が存在し、作業者が手で持って伝熱管１３の表面に超高圧水Ｗを噴射するものであるが、超高圧水噴射ガン２１は、作業者が手で持って作業をするものでも、噴射装置に設置され無人で作業ができるものであってもよい。
図７に示したように、噴射ノズル自動移動手段３３を用いて、そこに設置された超高圧水噴射ガン２１から伝熱管１３の外面に自動で超高圧水Ｗが噴射できるようになっていることも好ましい。

図４及び図５に示したように、超高圧水噴射ガン２１は、その先端に噴射ノズルヘッド２２を有しており、噴射ノズルヘッド２２は噴射ノズル２３を有している。噴射ノズルヘッド２２に存在する噴射ノズルの個数は特に限定はないが、１〜１０個が好ましく、２〜６個が特に好ましい。
噴射ノズルの個数が複数であると、一定の時間に広い面積を処理でき、また、均一にメタリコン層に噴射できるために好ましい。噴射ノズル２３は、噴射ノズルヘッド２２の真中を中心に点対象の位置に存在することが超高圧水Ｗの噴射の反力が偏らないために好ましい。

噴射ノズル２３の直径は特に限定はないが、０．２ｍｍ〜１ｍｍが好ましく、０．３５ｍｍ〜０．６５ｍｍが特に好ましい。噴射ノズル２３の直径が小さすぎると、メタリコン層の除去の効率が低下し、一方、噴射ノズル２３の直径が大きすぎると、母材に悪影響を与える場合がある。

本発明において、「超高圧水」の圧力とは、超高圧水発生装置３１内の閉塞空間内において、単位面積（例えば、１ｃｍ^２、１ｍ^２）あたりにかかる力（例えば単位は「Ｎ」）をいう。該圧力は、超高圧水発生装置３１の後ろで、耐圧ホース３２の前にて測定され、圧力ゲージに表示される。
超高圧水の圧力は、５０ＭＰａ以上５００ＭＰａ以下に設定されることが好ましく、７０ＭＰａ以上３５０ＭＰａ以下に設定されることがより好ましく、１００ＭＰａ以上３００ＭＰａ以下に設定されることが特に好ましい。
超高圧水の圧力が低すぎる場合は、既存のメタリコン層の除去に時間がかかったり、メタリコン層の除去が完全にはできなかったりする場合があり、超高圧水の圧力が高すぎる場合は、母材に悪影響を与える場合がある。

超高圧水は、図７に示した通り、超高圧水発生装置３１から耐圧ホース３２で超高圧水噴射ガン２１まで送水されるが、「超高圧水の圧力」は、上記した通りに測定され、そのように測定されたものとして定義される。

超高圧水Ｗの噴射水量は、既存のメタリコン層が効率良く完全に除去できれば特に限定はないが、３Ｌ／分以上１００Ｌ／分以下にして超高圧水Ｗを噴射ノズル２３から伝熱管１３の外面に噴射することが好ましい。超高圧水Ｗの噴射水量は、５Ｌ／分以上６０Ｌ／分以下がより好ましく、１０Ｌ／分以上４０Ｌ／分以下が特に好ましい。

本発明の伝熱管の修繕方法では、特に限定はないが、噴射ノズル２３の先端と伝熱管１３との距離を１ｃｍ以上５０ｃｍ以下にして超高圧水Ｗを噴射ノズル２３から伝熱管１３の外面に噴射することが好ましい。特に好ましい噴射ノズル２３の先端と伝熱管１３との距離は１ｃｍ以上１０ｃｍ以下である。
通常、噴射ノズル２３の直径の３０倍まで超高圧水としての機能を発揮するので、噴射ノズル２３の先端と伝熱管１３との距離と、噴射ノズル２３の直径は、作業性等を勘案して決められる。
超高圧水としての機能は、噴射ノズル２３の直径の３０倍までなので、ブラスト法に比較して周囲に対して安全であり、また、安全性確保や飛散防止の養生の簡易化ができる。

噴射ノズル２３が複数存在する場合、噴射ノズル２３の方向、すなわち超高圧水Ｗの噴射方向は、図５に示したように中心軸に対して互いに角度αをもって、それぞれ外側に向いていることが好ましい。

超高圧水噴射ガン２１は、噴射ノズル２３を有する噴射ノズルヘッド２２を、「該噴射ノズルヘッドを先端に有する超高圧水噴射ガンの中心軸」を中心に回転させつつ、超高圧水を噴射ノズル２３から伝熱管１３の外面に噴射できるようになっていることが特に好ましい。
この場合は、回転による広範囲への噴射を実現させるために、噴射ノズルヘッド２２には複数の噴射ノズル２３が存在することが必要である。

噴射ノズルヘッド２２の回転速度は、特に限定はないが、１００ｒｐｍ以上１２０００ｒｐｍ以下が好ましく、３００ｒｐｍ以上１００００ｒｐｍ以下がより好ましく、９００ｒｐｍ以上８０００ｒｐｍ以下が特に好ましく、１５００ｒｐｍ以上７０００ｒｐｍ以下が更に好ましい。
回転数が低すぎると、伝熱管１３の表面に均一に超高圧水Ｗを噴射できない場合があり、また、メタリコン層の除去残しや、母材に悪影響を与える場合があり、一方、回転数が高すぎると、モータに負荷がかかる場合やメタリコン層の除去ができない場合がある。

噴射ノズルヘッド２２の回転には、電気モータを用いてもよいが、エアモータ２４を用いることが、本発明のように水が多い環境でも漏電やそれによる感電のおそれがない、軽量化や小型化が達成できる等の点で好ましい。
エアモータ２４の位置は特に限定はないが、図４に示したように、超高圧水噴射ガン２１の後部にあって、超高圧水噴射ガン２１内の超高圧水の送水管ごと回転させることが特に好ましい。

本発明の伝熱管の修繕方法において、噴射ノズル２３を有する噴射ノズルヘッド２２を、除去すべきメタリコン層より硬度が低い材料で形成された噴射ノズルヘッドカバー２７で覆って、超高圧水Ｗを噴射ノズル２３から伝熱管１３の外面に噴射すれば、作業中に誤って噴射ノズルヘッド２２が伝熱管１３の表面に当たっても、伝熱管１３の表面に傷を付けることがないために好ましい。
図６に噴射ノズルヘッドカバー２７の一例の写真を示す。噴射ノズルヘッドカバー２７には、噴射ノズル２３に対応する部分に、超高圧水Ｗが通過する穴が開けられている。噴射ノズルヘッドカバー２７の材料は、メタリコン層より硬度が低い材料であれば特に限定はないが、ゴム、合成樹脂等の有機材料であることが、硬度が低い、加工性に優れる等の点から好ましい。

ブラスト法等では、主にメタリコン層が上から削られるだけであるが、本発明を用いて、超高圧水Ｗを母材とメタリコン層の間に噴射すれば、例えば、図８に示したように、メタリコン層が伝熱管１３の母材から剥離することがあり、上から削っていくだけの方法に比較して除去効率の向上が可能となる。図９に剥離した既存のメタリコン層の破片の一例を示す。
超高圧水を利用した方法は、ケイ砂、アルミナ粒子、ガーネット粒子等、何れのメディア（除去材料）を用いたブラスト法よりも前記した点で優れている。

図１に、ＯＲＶ１１の全体概略斜視図を示す。１つのＯＲＶ１１には、通常複数枚の伝熱管パネル１２が存在しており、例えば図１のＯＲＶ１１には数枚の伝熱管パネル１２が存在している。１枚の伝熱管パネル１２には、通常約１００本程度の伝熱管１３が並列しており、１本の伝熱管１３は、概略、図２に示したような形状をしている。伝熱管１３の長さは、通常数ｍであり、伝熱管１３は、下から、下部ヘッダ１３ａ、環状部１３ｂ及び上部ヘッダ１３ｃからなっている。
伝熱管１３の下部と上部には、隣接する伝熱管１３を互いにつなぐように、下部ヘッダ１３ａと上部ヘッダ１３ｃがあるが、下部ヘッダ１３ａの中を液化天然ガスが通り、それぞれの伝熱管１３に供給され、環状部１３ｂで気化された天然ガスは、上部ヘッダ１３ｃの中を通って移送される。

メタリコン層は、海水が接触するところ、すなわち、伝熱管１３の下部ヘッダ１３ａ、環状部１３ｂ及び上部ヘッダ１３ｃの全てに施されている。従って、本発明の伝熱管の修繕方法において、超高圧水Ｗを噴射する対象は、伝熱管１３の下部ヘッダ１３ａ、環状部１３ｂ及び上部ヘッダ１３ｃの全てである。

伝熱管１３の表面に施されたメタリコン層の厚さは、通常１００μｍ〜１２００μｍであり、２００μｍ〜４００μｍであることが多いが、本発明における超高圧水の噴射を用いれば、何れの層厚のメタリコン層に対しても適用（除去）可能である。
また、メタリコン層の材質は、海水による腐食防止のために、伝熱管１３の母材に対して犠牲陽極として働くもの、例えばアルミニウム・亜鉛合金等が用いられるが、本発明における超高圧水の噴射は、メタリコン層の材質を選ばず除去可能である。

伝熱管１３の環状部１３ｂの周囲には、海水からの熱伝導を効率的に行うために、縦にフィンが設けられている。本発明の伝熱管の修繕方法によれば、フィンが設けられて入り組んだ形状になっている伝熱管１３の環状部１３ｂのメタリコン層であっても、完全に除去することができる。すなわち、超高圧水Ｗは、フィンとフィンの間にも同一の圧力で噴射可能なので、メタリコン層を除去できない部分がない。

既存のメタリコン層を除去したはずの伝熱管１３に、メタリコン層の取り残しや異物が残存すると、上塗りした新たなメタリコン層がそこから剥離することがあるが、本発明によれば、メタリコン層や異物の除去が完全になされるので信頼性が向上する。

メタリコン層の密着性を上げるために、一般に、伝熱管１３の母材の表面は粗面化処理によってアンカーパターンが施されている。
アルミナブラスト法等のブラスト法では、既存のメタリコン層を除去する際に、母材の表面のアンカーパターンをも破壊してしまう。そのため、新たなメタリコン層を施す前に、母材の表面にアンカーパターンを形成し直さなくてはならず面倒であった。しかも、ブラスト法の場合、メタリコン層を除去するためのメディア（除去材料）と、アンカーパターンを形成するためのメディア（材料）とは、粒径、番手、材質、硬度等が異なるので、確実に１工程増えてしまう。

しかし、本発明における超高圧水の噴射によれば、アンカーパターンを破損することがないので、既存のメタリコン層の除去が終了した後に再度アンカーパターンを形成する工程を省略でき、工程の簡略化と共に低コスト化が達成できる。
本発明の１つの態様は、超高圧水Ｗを噴射ノズル２３から伝熱管１３の外面に噴射することによって、既存のメタリコン層を除去した後に、伝熱管１３の表面にアンカーパターンを再形成することなく、新たなメタリコン層を施す上記の伝熱管の修繕方法でもある。

また、水以外の硬度の高いケイ砂、アルミナ粒子、ガーネット粒子等のメディア（除去材料）を用いた場合、異物を取り除くため、そこだけにメディア（除去材料）を集中させると、その部分の母材を減肉させたり、アンカーパターンを消滅させたりすることがある。
しかしながら、本発明によれば、異物を取り除くためにそこだけに噴射を集中させても、周囲の母材を減肉させることもなく、アンカーパターンを消滅させることもない。

その後、同様のメタリコン層を金属溶射法によって施して伝熱管の修繕を終了する。

図７に全体の概略図を示すが、超高圧水発生装置３１によって加圧された水は、耐圧ホース３２を通って超高圧水噴射ガン２１に送られる。超高圧水噴射ガン２１の操作は、作業者が手で持って噴射させる等の手動方式でも、噴射ノズル自動移動手段３３等を用いた自動方式でもよい。

伝熱管１３から既存のメタリコン層を除去した後、伝熱管パネル１２の下には、「除去されたメタリコン層の粉砕物が水に分散した廃水Ｗａ」が滞留する。かかる廃水Ｗａは、吸引ホース等によって抜き出すが、ＯＲＶ１１自体が大量の海水を捕集する構造になっているので（例えば、伝熱管パネル１２の下には、海水を受け止めるプールがある。）、超高圧水に起因する廃水Ｗａの捕集がし易く、また廃水Ｗａの抜き出しも容易である。
すなわち、本発明の好ましい態様は、超高圧水の噴射により除去されたメタリコン層の粉砕物が、噴射された超高圧水に起因する水に分散された廃水を、ＯＲＶが本来有する海水を受け止めるためのプールからホースによって抜き出す上記の伝熱管の修繕方法である。

伝熱管の修繕方法においては、「超高圧水Ｗの噴射により除去されたメタリコン層の粉砕物」が「噴射された超高圧水に起因する水」に分散されてなる廃水Ｗａを、ＯＲＶ１１付近を通っている消火栓等から、ホースによって抜き出すことが可能であり、またそうすることが好ましい。
そうすることによって、本発明に必須の廃水抜き出しが殆ど短所にならず、すなわち、「超高圧水の噴射」と「ＯＲＶ」との組み合わせには相乗効果がある。

ブラスト法では、アルミナ等の粉塵が、作業者や環境に悪影響を与えるおそれがあり、それを防止すための養生に時間とコストがかかるが、水は上記悪影響を与えるおそれが全くないので、作業前の養生は簡便でよく養生に時間とコストがかからない。

図７に示したように、廃水Ｗａを吸引ポンプ４１によって移送し、一旦、沈殿槽４２に溜め、「メタリコン層の粉砕物を主とする沈殿４３」を沈殿槽４２の底部に残し、上澄みの水を除き、該沈殿のみを産業廃棄物として廃棄する方法が好ましい。
すなわち、本発明の１つの態様は、超高圧水Ｗの噴射により除去されたメタリコン層の粉砕物が、噴射された超高圧水に起因する水に分散された廃水Ｗａを一旦沈殿槽４２に溜め、該メタリコン層の粉砕物が沈殿した時点で上澄み水を廃棄し、沈殿した該メタリコン層の粉砕物を回収する上記の伝熱管の修繕方法である。

ブラスト法では、ケイ砂、アルミナ粒子、ガーネット粒子等のメディア（除去材料）が大量に産業廃棄物となるが、本発明の伝熱管の修繕方法によれば、除去されたメタリコン層の粉砕物が分散された廃水Ｗａを吸引ポンプ４１で沈殿槽４２に送付し、沈殿槽４２において、自然分離する。上澄みの水を除けば、殆どメタリコン層の粉砕物のみからなる沈殿だけが産業廃棄物となるため、環境負荷が大幅に低減できる。
本発明は、既存のメタリコン層の除去効率に優れ、作業環境も改善されているのみならず、作業後に出る産業廃棄物の量が少なく、自然環境に優しい伝熱管の修繕方法である。

以下に、実施例及び比較例を挙げて本発明を更に具体的に説明するが、本発明は、その要旨を超えない限りこれらの実施例に限定されるものではない。

実施例１
１つの伝熱管パネルが約１００本の伝熱管で構成されており、ＯＲＶが５枚の伝熱管パネルで構成されているＯＲＶにおいて、既存のメタリコン層（材質：アルミニウム・亜鉛合金、平均層厚：３００μｍ程度）で被覆されている伝熱管の修繕を以下の通り行った。
装置一式を搬入し、超高圧水の圧力を２００ＭＰａに設定し、超高圧水の噴射水量を１０〜２０Ｌ／分に設定して、作業者が超高圧水噴射ガンを手に持って、超高圧水を噴射ノズルから伝熱管の外面に噴射した。その間、噴射ノズルの先端と伝熱管との距離は、１ｃｍ〜１０ｃｍにした。

図３に、既存のメタリコン層を除去した後の、伝熱管を構成する下部ヘッダ１３ａと環状部１３ｂ（下方の一部のみ）の写真を示す。下部ヘッダ１３ａの左側は「既存のメタリコン層の存在部分１３ｐ」であり、右側は「既存のメタリコン層の除去部分１３ｑ」である。
完全に既存のメタリコン層を除去できた。また、環状部のフィンの間も完全に除去できた。更に、伝熱管の母材を減肉させたり、母材上のアンカーパターンを消滅させたりすることがなかった。

超高圧水を噴射することによって、図８に示したように、伝熱管の母材から既存のメタリコン層を剥離によって除去することもできた。図９に剥離した既存のメタリコン層の剥離片を示す。図９の剥離片は長さ約４５ｍｍもあった。

超高圧水の噴射前（作業開始前）の養生は殆ど必要がなかった。また、超高圧水の噴射前（作業開始前）の伝熱管パネルの水洗は当然不要であった。
装置一式を搬入してから、既存のメタリコン層を除去し、メタリコン層の粉砕物が分散された廃水を一旦沈殿槽に溜めた時点までの時間は７日であった。
廃水の回収は、メタリコン層の除去と並行して行なわれたので、廃水の吸引回収によって増加した作業時間は実質的になかった。
従って、「新たなメタリコン層の溶射工程」を除く全工程で、合計７日を費やしたのみであった。

その後、沈殿槽において、除去したメタリコン層の粉砕物が沈殿した時点で上澄み水を廃棄し、沈殿しているメタリコン層の粉砕物を回収し、産業廃棄物として処分した。
養生の解体撤去には殆ど時間がかからなかった。
その後、同様のメタリコン層を金属溶射法によって施して伝熱管の修繕を終了した。

比較例１
実施例１と同様のＯＲＶで、アルミナブラスト法を用いて既存のメタリコン層を除去した。アルミナ粒子は＃５４（５４番手）を用いた。
完全には既存のメタリコン層を除去できなかった。また、伝熱管の母材を減肉させ、母材上のアンカーパターンを消滅させた。

「廃棄アルミナ粒子とメタリコン層の粉砕物の合計容量」は、「メタリコン層の粉砕物のみの容量」の約４倍であり、産業廃棄物が多く出た。

装置の搬入と伝熱管パネルの水洗とアルミナ粒子の飛散防止の養生に４日を費やした。既存のメタリコン層の除去に９日、その後、別の番手のアルミナ粒子を用いたアンカーパターンの再形成に７日、アルミナ粒子と「除去されたメタリコン層の粉砕物」との混合物の回収に６日、養生解体撤去作業に１日を費やした。従って、その後の「新たなメタリコン層の溶射工程」を除く全工程で、合計２７日を費やした。

表１に、実施例１と比較例１の工程の相違点及び要した日数をまとめた。

実施例１では、作業前の養生が極めて簡単で、フィンが設けられ入り組んだ形状である伝熱管の環状部の表面のメタリコン層を、母材に悪影響を及ぼさずに完全に除去することができた。
また、メタリコン層の除去効率に優れ、作業環境も改善され、産業廃棄物も少なかった。新たなメタリコン層を溶射形成するまでの作業時間は、７日であった。
一方、アルミナブラスト法を用いた比較例１では、伝熱管パネルの水洗と作業前の養生に４日を費やし、伝熱管の表面のメタリコン層を９日で除去した後、アンカーパターンの再形成に７日も必要であった。
更に、アルミナ粒子とメタリコン層の粉砕物の回収と養生解体撤去に７日必要であった。

また、メタリコン層の除去効率や作業環境も悪く、産業廃棄物もメタリコン層の粉砕物の４倍にも達した。新たなメタリコン層を溶射形成するまでの作業時間は、２７日を要した。
実施例１では、対応する全工程で７日であるから、それに比べて比較例１では約４倍の時間が必要であった。

本発明の超高圧水の噴射を利用した伝熱管の修繕方法は、入り組んだ形状である伝熱管表面の既存のメタリコン層を、母材に悪影響を及ぼさずに完全に除去することができ、工程が少なく除去効率に優れ、養生が簡便で作業環境や自然環境に優しいので、ＯＲＶのメンテナンスに広く利用されるものである。

１１ オープンラック式ベーパライザ
１２ 伝熱管パネル
１３ 伝熱管
１３ａ 下部ヘッダ
１３ｂ 環状部
１３ｃ 上部ヘッダ
１３ｐ 既存のメタリコン層の存在部分
１３ｑ 既存のメタリコン層の除去部分
１４ 液化天然ガス入口
１５ 天然ガス出口
１６ 海水供給手段
２１ 超高圧水噴射ガン
２２ 噴射ノズルヘッド
２３ 噴射ノズル
２４ エアモータ
２５ ロータリジョイント
２６ グリップ
２７ 噴射ノズルヘッドカバー
３１ 超高圧水発生装置
３２ 耐圧ホース
３３ 噴射ノズル自動移動手段
４１ 吸引ポンプ
４２ 沈殿槽
４３ メタリコン層の粉砕物を主とする沈殿
Ｗ 超高圧水
Ｗａ 廃水

Claims (9)

1. 液化天然ガスを気化させるオープンラック式ベーパライザの伝熱管パネルを構成する伝熱管の外面に金属溶射法によって施されている既存のメタリコン層を除去し、新たなメタリコン層を施す伝熱管の修繕方法であって、該既存のメタリコン層の除去を、超高圧水を噴射ノズルから伝熱管の外面に噴射することによって行なうことを特徴とする伝熱管の修繕方法。
2. 噴射ノズルを有する噴射ノズルヘッドを、該噴射ノズルヘッドを先端に有する超高圧水噴射ガンの中心軸を中心に、１００ｒｐｍ以上１２０００ｒｐｍ以下で回転させつつ、超高圧水を噴射ノズルから伝熱管の外面に噴射する請求項１に記載の伝熱管の修繕方法。
3. 超高圧水の圧力を５０ＭＰａ以上５００ＭＰａ以下に設定し、超高圧水の噴射水量を３Ｌ／分以上１００Ｌ／分以下にして、超高圧水を噴射ノズルから伝熱管の外面に噴射する請求項１又は請求項２に記載の伝熱管の修繕方法。
4. 噴射ノズルの先端と伝熱管との距離を１ｃｍ以上５０ｃｍ以下にして超高圧水を噴射ノズルから伝熱管の外面に噴射する請求項１ないし請求項３の何れかの請求項に記載の伝熱管の修繕方法。
5. 超高圧水の噴射により除去されたメタリコン層の粉砕物が、噴射された超高圧水に起因する水に分散された廃水を、オープンラック式ベーパライザが本来有する海水を受け止めるためのプールからホースによって抜き出す請求項１ないし請求項４の何れかの請求項に記載の伝熱管の修繕方法。
6. 噴射ノズルを有する噴射ノズルヘッドを、除去すべきメタリコン層より硬度が低い材料で形成された噴射ノズルヘッドカバーで覆って、超高圧水を噴射ノズルから伝熱管の外面に噴射する請求項１ないし請求項５の何れかの請求項に記載の伝熱管の修繕方法。
7. 超高圧水を噴射ノズルから伝熱管の外面に噴射することによって、既存のメタリコン層を除去した後に、伝熱管の表面にアンカーパターンを再形成することなく、新たなメタリコン層を施す請求項１ないし請求項６の何れかの請求項に記載の伝熱管の修繕方法。
8. 超高圧水の噴射により除去されたメタリコン層の粉砕物が、噴射された超高圧水に起因する水に分散された廃水を一旦沈殿槽に溜め、該メタリコン層の粉砕物が沈殿した時点で上澄み水を廃棄し、沈殿した該メタリコン層の粉砕物を回収する請求項１ないし請求項７の何れかの請求項に記載の伝熱管の修繕方法。
9. 液化天然ガスを気化させるオープンラック式ベーパライザの伝熱管パネルを構成する伝熱管の外面に金属溶射法によって施されている既存のメタリコン層を、超高圧水を噴射ノズルから伝熱管の外面に噴射することによって除去することを特徴とする伝熱管の外面のメタリコン層の除去方法。