JP2021137750A - Ultrasonic cleaning device and ultrasonic cleaning method - Google Patents

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Abstract

【課題】内表面に汚染物質を含む表面付着物が堆積している処理対象鋼管を、より簡便かつ効率的に洗浄すること。【解決手段】本発明は、超音波を用いて、母材鋼管の内表面に汚染物質を含む表面付着物が堆積した処理対象鋼管を洗浄する超音波洗浄装置であって、洗浄液が収容されており、前記処理対象鋼管が浸漬される処理槽と、前記洗浄液に対して超音波を印加する超音波印加機構と、前記洗浄液中の溶存気体量を制御する溶存気体制御機構と、前記洗浄液に対してファインバブルを供給するファインバブル供給機構と、前記処理槽中に位置し、前記超音波が印加されることで、前記母材鋼管と前記表面付着物との界面に前記超音波の高周波成分を作用させる高周波発振材と、を備える。【選択図】図2An object of the present invention is to more easily and efficiently clean a steel pipe to be treated whose inner surface has accumulated surface deposits containing contaminants. The present invention is an ultrasonic cleaning device that uses ultrasonic waves to clean a steel pipe to be treated in which surface deposits containing contaminants have accumulated on the inner surface of a base steel pipe, and the device contains a cleaning liquid. a treatment tank in which the steel pipe to be treated is immersed; an ultrasonic application mechanism that applies ultrasonic waves to the cleaning liquid; a dissolved gas control mechanism that controls the amount of dissolved gas in the cleaning liquid; a fine bubble supply mechanism that supplies fine bubbles by using a fine bubble supply mechanism; and a high frequency oscillation material to act. [Selection diagram] Figure 2

Description

本発明は、超音波洗浄装置及び超音波洗浄方法に関する。 The present invention relates to an ultrasonic cleaning device and an ultrasonic cleaning method.

油田の輸送配管には、土壌に有害物質(特に、水銀、ヒ素を含む重金属汚染物質)が含まれる場合に、かかる有害物質が老朽化した輸送配管内に堆積物として蓄積してしまう。そのため、老朽化した輸送配管を取り扱う際には、環境管理基準以下となるように有害物質を除染する必要がある。特に、有害物質が重金属汚染物質である場合、付着した物質が堆積被膜の内部に取り込まれ、洗浄するには堆積物最下層まで除去する必要があることから、洗浄には多くの洗浄工程とコストが必要となる。 When the soil contains harmful substances (particularly heavy metal pollutants including mercury and arsenic) in the transportation pipes of oil fields, such harmful substances accumulate as deposits in the aged transportation pipes. Therefore, when handling aging transportation pipes, it is necessary to decontaminate harmful substances so that they are below the environmental management standards. In particular, when the harmful substance is a heavy metal pollutant, the adhering substance is taken into the inside of the sedimentary coating, and it is necessary to remove the bottom layer of the deposit to clean it. Therefore, many cleaning steps and costs are required for cleaning. Is required.

土壌汚染の浄化で用いられる洗浄方法の一つに、電気化学的手法を用いて汚染物質を溶出除去する方法がある(例えば、以下の特許文献1及び特許文献2を参照。)。また、汚染物質を、酸や界面活性剤等の薬剤を用いて除染する方法が提案されている(例えば、以下の特許文献3を参照。)。 One of the cleaning methods used in the purification of soil contamination is a method of eluting and removing pollutants by using an electrochemical method (see, for example, Patent Documents 1 and 2 below). Further, a method of decontaminating a pollutant using a chemical such as an acid or a surfactant has been proposed (see, for example, Patent Document 3 below).

また、汚染の種別は異なるが、放射線に汚染された表面被覆層を高圧水で剥離させることで、安全な廃棄物とする方法も検討されている(例えば、以下の特許文献4を参照。)。 Further, although the types of contamination are different, a method of producing safe waste by peeling the surface coating layer contaminated with radiation with high-pressure water is also being studied (see, for example, Patent Document 4 below). ..

一方、除染に用いられることは稀であるが、洗浄に用いられる技術の一つに、超音波洗浄がある。例えば、以下の特許文献5には、大型槽であっても均一に洗浄対象物へ超音波伝播が可能となる装置が提案されている。また、以下の特許文献6には、2種類以上の周波数の超音波を組み合わせて用いる酸洗浄装置が提案されている。 On the other hand, although it is rarely used for decontamination, one of the techniques used for cleaning is ultrasonic cleaning. For example, Patent Document 5 below proposes an apparatus capable of uniformly transmitting ultrasonic waves to a cleaning object even in a large tank. Further, Patent Document 6 below proposes an acid cleaning device that uses a combination of ultrasonic waves having two or more types of frequencies.

特開2007−211315号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2007-21315 国際公開第2005/035149号International Publication No. 2005/0351449 特開2004−33812号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2004-33812 特開平5−19097号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 5-19097 国際公開第2018/169050号International Publication No. 2018/169050 国際公開第2011/067955号International Publication No. 2011/067955

しかしながら、上記特許文献1及び特許文献2に開示されているような電気化学的手法は、土壌、汚泥及び堆積物質を電極間で循環しながら除去する方法であり、配管等に付着した汚染物質を直接除去することは困難である。また、上記特許文献3に開示されている方法は、いわゆる化学洗浄法に属するものであるが、かかる化学洗浄法では薬剤のコストが高く、処理においても長時間運転が必要であった。更に、上記特許文献4に開示されている方法は、油田の輸送配管のような、配管の内面における蓄積物の剥離には効果が小さく、また、大型・複数の洗浄対象物には対応できない。 However, the electrochemical method as disclosed in Patent Document 1 and Patent Document 2 is a method of removing soil, sludge and deposited substances while circulating between electrodes, and removes contaminants adhering to pipes and the like. It is difficult to remove directly. Further, the method disclosed in Patent Document 3 belongs to the so-called chemical cleaning method, but the chemical cleaning method has a high cost of chemicals and requires a long operation even in the treatment. Further, the method disclosed in Patent Document 4 has little effect on peeling of accumulated matter on the inner surface of a pipe such as a transportation pipe in an oil field, and cannot cope with a large-sized and a plurality of objects to be cleaned.

上記特許文献5に開示されている方法では、配管内に蓄積した堆積物(特に、重金属汚染物質のような堆積物の最下層に含有される汚染物質)を除去するためには、その洗浄能力に改良の余地があった。また、上記特許文献6に開示されているような、周波数の異なる超音波の組み合わせは、場合によっては超音波が互いに干渉してしまい、出力バランスが崩れてしまう可能性があり、各周波数の超音波を効率良く利用するという点で、改良の余地があった。 The method disclosed in Patent Document 5 has a cleaning ability for removing deposits accumulated in pipes (particularly, contaminants contained in the bottom layer of deposits such as heavy metal contaminants). There was room for improvement. Further, in the combination of ultrasonic waves having different frequencies as disclosed in Patent Document 6, in some cases, the ultrasonic waves may interfere with each other and the output balance may be lost. There was room for improvement in terms of efficient use of ultrasonic waves.

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、内表面に汚染物質を含む表面付着物が堆積している処理対象鋼管を、より簡便かつ効率的に洗浄することが可能な、超音波洗浄装置及び超音波洗浄方法を提供することにある。 Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to make it easier and more efficient to use a steel pipe to be treated in which surface deposits containing contaminants are deposited on the inner surface. It is an object of the present invention to provide an ultrasonic cleaning apparatus and an ultrasonic cleaning method capable of cleaning.

本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、特定の周波数の超音波が印加されることで超音波の高周波成分を発生させる高周波発振材を用いることに想到した。かかる高周波発振材を処理槽の内部に設けることで、母材鋼管の内表面に汚染物質を含む表面付着物が堆積した処理対象鋼管を洗浄する際に、発生した高周波成分を母材鋼板と表面付着物との界面に作用させ、母材鋼板の表面から表面付着物を除去可能であるとの知見を得ることができた。
かかる知見に基づき完成された本発明の要旨は、以下の通りである。
As a result of diligent studies to solve the above problems, the present inventors have come up with the idea of using a high-frequency oscillator material that generates a high-frequency component of ultrasonic waves by applying ultrasonic waves of a specific frequency. By providing such a high-frequency oscillating material inside the treatment tank, the high-frequency components generated when cleaning the steel pipe to be treated on which surface deposits containing contaminants are deposited on the inner surface of the base steel pipe are separated from the base steel sheet and the surface. It was found that the surface deposits can be removed from the surface of the base steel sheet by acting on the interface with the deposits.
The gist of the present invention completed based on such findings is as follows.

(1)超音波を用いて、母材鋼管の内表面に汚染物質を含む表面付着物が堆積した処理対象鋼管を洗浄する超音波洗浄装置であって、洗浄液が収容されており、前記処理対象鋼管が浸漬される処理槽と、前記洗浄液に対して超音波を印加する超音波印加機構と、前記洗浄液中の溶存気体量を制御する溶存気体制御機構と、前記洗浄液に対してファインバブルを供給するファインバブル供給機構と、前記処理槽中に位置し、前記超音波が印加されることで、前記母材鋼管と前記表面付着物との界面に前記超音波の高周波成分を作用させる高周波発振材と、を備える、超音波洗浄装置。
(2)前記高周波発振材は、前記超音波印加機構から1m以内の範囲に位置する、JIS Z2242で規定される硬度HVが250〜3000の範囲内である浸漬部材である、(1)に記載の超音波洗浄装置。
(3)前記浸漬部材として、平均粒径が0.1〜50.0mmの範囲内である粒状物が、1×10−4〜10体積%の含有量で前記処理槽内に浸漬される、(2)に記載の超音波洗浄装置。
(4)前記超音波印加機構から印加される前記超音波の周波数fは、18〜50kHzの範囲内であり、前記高周波発振材により、周波数f’が50×f以上200×f以下の範囲内である高周波成分が発生する、(1)〜(3)の何れか1つに記載の超音波洗浄装置。
(5)前記超音波印加機構から印加される前記超音波の周波数fは、18〜50kHzの範囲内であり、前記洗浄液に対して、周波数f’が50×f以上200×f以下の範囲内である第2超音波を印加する第2超音波印加機構を更に備え、前記第2超音波印加機構からの前記第2超音波の出力を、周波数fの前記超音波の出力に対して20%以下とする、(1)〜(4)の何れか1つに記載の超音波洗浄装置。
(6)前記洗浄液は、pH8〜10のアルカリ液である、(1)〜(5)の何れか1つに記載の超音波洗浄装置。
(7)前記洗浄液は、硫化ソーダを含有する、(1)〜(6)の何れか一つに記載の超音波洗浄装置。
(8)前記溶存気体制御機構は、前記洗浄液の飽和溶存気体量に対して溶存気体量が1〜40%の範囲内となるように、前記洗浄液の溶存気体量を制御する、(1)〜(7)の何れか1つに記載の超音波洗浄装置。
(9)前記ファインバブル供給機構は、平均気泡径が10nm〜10μmの範囲内であるファインバブルを、気泡密度が10〜10個/mLの範囲内となるように供給する、(1)〜(8)の何れか1つに記載の超音波洗浄装置。
(10)前記超音波印加機構は、デューティ比が0.2〜0.8の範囲内となるように、前記超音波を印加する、(1)〜(9)の何れか1つに記載の超音波洗浄装置。
(11)前記表面付着物中に存在する前記汚染物質は、前記母材鋼管の表面から30μmまでの範囲内に存在する、(1)〜(10)の何れか1つに記載の超音波洗浄装置。
(12)前記表面付着物中に存在する前記汚染物質は、前記母材鋼管の内表面上に位置する黒色酸化被膜(マグネタイト層)中に存在する、(1)〜(11)の何れか1つに記載の超音波洗浄装置。
(13)前記汚染物質は、水銀含有化合物又はヒ素含有化合物の少なくとも何れかである、(1)〜(12)の何れか1つに記載の超音波洗浄装置。
(14)超音波を用いて、母材鋼管の内表面に汚染物質を含む表面付着物が堆積した処理対象鋼管を洗浄する超音波洗浄方法であって、洗浄液が収容されており、前記処理対象鋼管が浸漬される処理槽と、前記洗浄液に対して超音波を印加する超音波印加機構と、前記洗浄液中の溶存気体量を制御する溶存気体制御機構と、前記洗浄液に対してファインバブルを供給するファインバブル供給機構と、前記処理槽中に位置し、前記超音波が印加されることで、前記母材鋼管と前記表面付着物との界面に前記超音波の高周波成分を作用させる高周波発振材と、を備える超音波洗浄装置を用い、前記処理槽内に浸漬された前記処理対象鋼管及び前記高周波発振材に対して、前記超音波を印加する、超音波洗浄方法。
(1) An ultrasonic cleaning device that uses ultrasonic waves to clean the steel pipe to be treated, which has surface deposits containing contaminants deposited on the inner surface of the base steel pipe. A treatment tank in which a steel pipe is immersed, an ultrasonic application mechanism that applies ultrasonic waves to the cleaning liquid, a dissolved gas control mechanism that controls the amount of dissolved gas in the cleaning liquid, and fine bubbles are supplied to the cleaning liquid. A high-frequency oscillating material that is located in the processing tank and is located in the processing tank to act the high-frequency component of the ultrasonic waves on the interface between the base steel pipe and the surface deposits by applying the ultrasonic waves. And, equipped with an ultrasonic cleaning device.
(2) The immersion member, which is located within 1 m from the ultrasonic wave application mechanism and has a hardness HV of 250 to 3000 as defined by JIS Z2242, according to (1). Ultrasonic cleaner.
(3) As the dipping member, granules having an average particle size in the range of 0.1 to 50.0 mm are immersed in the treatment tank with a content of 1 × 10 -4 to 10% by volume. The ultrasonic cleaning device according to (2).
(4) The frequency f of the ultrasonic wave applied from the ultrasonic wave applying mechanism is in the range of 18 to 50 kHz, and the frequency f'is in the range of 50 × f or more and 200 × f or less due to the high frequency oscillating material. The ultrasonic cleaning apparatus according to any one of (1) to (3), wherein a high frequency component is generated.
(5) The frequency f of the ultrasonic waves applied from the ultrasonic wave applying mechanism is in the range of 18 to 50 kHz, and the frequency f'is in the range of 50 × f or more and 200 × f or less with respect to the cleaning liquid. A second ultrasonic application mechanism for applying the second ultrasonic wave is further provided, and the output of the second ultrasonic wave from the second ultrasonic wave application mechanism is 20% of the output of the ultrasonic wave having a frequency f. The ultrasonic cleaning apparatus according to any one of (1) to (4) below.
(6) The ultrasonic cleaning device according to any one of (1) to (5), wherein the cleaning liquid is an alkaline liquid having a pH of 8 to 10.
(7) The ultrasonic cleaning device according to any one of (1) to (6), wherein the cleaning liquid contains sodium sulfide.
(8) The dissolved gas control mechanism controls the amount of dissolved gas in the cleaning liquid so that the amount of dissolved gas is in the range of 1 to 40% with respect to the amount of saturated dissolved gas in the cleaning liquid. The ultrasonic cleaning apparatus according to any one of (7).
(9) The fine bubble supply mechanism supplies fine bubbles having an average bubble diameter in the range of 10 nm to 10 μm so that the bubble density is in the range of 10 4 to 9 cells / mL, (1). The ultrasonic cleaning device according to any one of (8).
(10) The method according to any one of (1) to (9), wherein the ultrasonic wave application mechanism applies the ultrasonic waves so that the duty ratio is within the range of 0.2 to 0.8. Ultrasonic cleaning device.
(11) The ultrasonic cleaning according to any one of (1) to (10), wherein the pollutant present in the surface deposit is present within a range of 30 μm from the surface of the base steel pipe. Device.
(12) The pollutant present in the surface deposit is any one of (1) to (11) present in the black oxide film (magnetite layer) located on the inner surface of the base steel pipe. The ultrasonic cleaning device described in 1.
(13) The ultrasonic cleaning apparatus according to any one of (1) to (12), wherein the pollutant is at least one of a mercury-containing compound and an arsenic-containing compound.
(14) This is an ultrasonic cleaning method for cleaning a steel pipe to be treated in which surface deposits containing contaminants are accumulated on the inner surface of the base steel pipe by using ultrasonic waves. The cleaning liquid is contained and the treatment target is described. A treatment tank in which a steel pipe is immersed, an ultrasonic application mechanism that applies ultrasonic waves to the cleaning liquid, a dissolved gas control mechanism that controls the amount of dissolved gas in the cleaning liquid, and fine bubbles are supplied to the cleaning liquid. A high-frequency oscillating material that is located in the processing tank and is located in the processing tank to act the high-frequency component of the ultrasonic waves on the interface between the base steel pipe and the surface deposits by applying the ultrasonic waves. An ultrasonic cleaning method in which the ultrasonic waves are applied to the steel pipe to be processed and the high-frequency oscillating material immersed in the processing tank by using an ultrasonic cleaning device comprising the above.

以上説明したように本発明によれば、内表面に汚染物質を含む表面付着物が堆積している処理対象鋼管を、より簡便かつ効率的に洗浄することが可能となる。 As described above, according to the present invention, it is possible to more easily and efficiently clean the steel pipe to be treated in which surface deposits containing contaminants are deposited on the inner surface.

本発明の実施形態で着目する処理対象鋼管について説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the steel pipe to be processed which pays attention in embodiment of this invention. 同実施形態で着目する処理対象鋼管について説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the steel pipe to be processed which pays attention in this embodiment. 同実施形態に係る超音波洗浄装置の構成の一例を模式的に示した説明図である。It is explanatory drawing which showed typically an example of the structure of the ultrasonic cleaning apparatus which concerns on this embodiment. 同実施形態に係る超音波洗浄装置について説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the ultrasonic cleaning apparatus which concerns on this embodiment. 同実施形態に係る超音波洗浄装置について説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the ultrasonic cleaning apparatus which concerns on this embodiment.

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the present specification and the drawings, components having substantially the same functional configuration are designated by the same reference numerals, so that duplicate description will be omitted.

(処理対象鋼管について)
本発明の実施形態に係る超音波洗浄装置及び超音波洗浄方法について説明するに先立ち、本発明の実施形態で着目する処理対象鋼管について、図1A及び図1Bを参照しながら簡単に説明する。図1A及び図1Bは、本発明の実施形態で着目する処理対象鋼管について説明するための説明図である。なお、以下では、便宜的に、図1A及び図1Bに示した座標系を適宜利用して、説明を行うものとする。また、処理対象鋼管とあわせて、処理対象鋼管に接続されていたバルブやフランジ等についても、一緒に洗浄処理を実施してもよい。
(About steel pipes to be processed)
Prior to explaining the ultrasonic cleaning apparatus and the ultrasonic cleaning method according to the embodiment of the present invention, the steel pipe to be processed to be focused on in the embodiment of the present invention will be briefly described with reference to FIGS. 1A and 1B. 1A and 1B are explanatory views for explaining the steel pipe to be processed, which is the focus of the embodiment of the present invention. In the following, for convenience, the coordinate systems shown in FIGS. 1A and 1B will be appropriately used for explanation. In addition to the steel pipe to be treated, valves, flanges, etc. connected to the steel pipe to be treated may also be cleaned together.

本発明の実施形態で着目する処理対象鋼管は、油田の輸送配管等に用いられるものであり、図1Aは、図中のy軸方向に延伸している処理対象鋼管を、xz平面で切断した際の断面を模式的に示したものである。 The steel pipe to be treated that is of interest in the embodiment of the present invention is used for a transportation pipe or the like in an oil field, and FIG. 1A shows a steel pipe to be treated extending in the y-axis direction in the figure cut along an xz plane. The cross section of the case is schematically shown.

油田の土壌中に有害物質(特に、水銀(Hg)含有化合物やヒ素(As)含有化合物のような重金属汚染物質)が存在する場合、図1Aに模式的に示したように、油田の輸送配管の内表面には、これら汚染物質を含む表面付着物が堆積し、更に、表面付着物の上には、各種の堆積物が堆積している。本発明の実施形態で着目する処理対象鋼管は、図1Aに模式的に示したような、所定の母材鋼管の内表面に、少なくとも汚染物質を含む表面付着物が堆積したものである。 When harmful substances (particularly heavy metal pollutants such as mercury (Hg) -containing compounds and arsenic (As) -containing compounds) are present in the soil of the oil field, as shown schematically in FIG. 1A, the transportation piping of the oil field. Surface deposits containing these pollutants are deposited on the inner surface of the surface, and various deposits are deposited on the surface deposits. The steel pipe to be treated of interest in the embodiment of the present invention is one in which surface deposits containing at least pollutants are deposited on the inner surface of a predetermined base steel pipe as schematically shown in FIG. 1A.

処理対象鋼管における母材鋼管については、特に限定されるものではなく、油田の輸送配管として求められる各種特性を満たすものであれば、任意の化学組成を有するものであってもよい。また、母材鋼管の外径、内径、肉厚についても特に限定されるものではなく、油田の輸送配管として用いられる各種の鋼管を利用することが可能である。このような母材鋼管の外径は、例えば、30〜500mmの範囲内であり、母材鋼管の内径は、例えば、20〜460mmの範囲内である。また、母材鋼管の肉厚は、例えば、4〜20mmの範囲内である。 The base steel pipe in the steel pipe to be treated is not particularly limited, and may have any chemical composition as long as it satisfies various characteristics required for the transportation pipe of the oil field. Further, the outer diameter, inner diameter, and wall thickness of the base steel pipe are not particularly limited, and various steel pipes used as transportation pipes in oil fields can be used. The outer diameter of such a base steel pipe is, for example, in the range of 30 to 500 mm, and the inner diameter of the base steel pipe is, for example, in the range of 20 to 460 mm. The wall thickness of the base steel pipe is, for example, in the range of 4 to 20 mm.

ここで、図1Aに示した断面では、母材鋼管の内表面の全てに表面付着物及び堆積物が堆積している場合を図示しているが、断面によっては、内表面の一部だけに表面付着物及び堆積物が堆積している場合や、内表面の全てに表面付着物及び堆積物が堆積していない場合も生じうる。 Here, in the cross section shown in FIG. 1A, the case where surface deposits and deposits are deposited on the entire inner surface of the base steel pipe is shown, but depending on the cross section, only a part of the inner surface is shown. It can also occur when surface deposits and deposits are deposited, or when surface deposits and deposits are not deposited on all of the inner surface.

図1Bは、本発明の実施形態で着目する処理対象鋼管を、鋼管の軸方向(図1Bにおけるyz平面)で切断した場合の断面を模式的に示したものである。なお、図1Bでは、表面付着物の上に更に堆積しうる堆積物については、図示を省略している。油田の輸送配管について、本発明者らが検討を行った結果、表面付着物中に存在するHg含有化合物やAs含有化合物のような汚染物質は、母材鋼管の内表面上に位置する黒色酸化被膜(マグネタイト層)中に存在することが多いことが明らかとなった。 FIG. 1B schematically shows a cross section of a steel pipe to be treated, which is of interest in the embodiment of the present invention, when the steel pipe is cut in the axial direction (yz plane in FIG. 1B). In FIG. 1B, the deposits that can be further deposited on the surface deposits are not shown. As a result of studies by the present inventors on the transportation piping of the oil field, pollutants such as Hg-containing compounds and As-containing compounds present in the surface deposits are black oxides located on the inner surface of the base steel pipe. It was revealed that it is often present in the coating (magnetite layer).

一例として、洗浄配管3サンプルの測定結果を、以下の表1に示す。サンプルAは、天然ガス他の使用済配管、サンプルBは、天然ガスの使用済配管、サンプルCは、原油の使用済配管である。各使用済配管を試験片として切り出し、配管内部のHg及びAsの存在を、OLYMPUS製DPO−6000−Cを用いて、XRFの1)Filter Mode、2)GeoChem Modeで確認した。測定1)では、付着物表面2cm×2cmを検出し、測定2)では、更に深さ方向10μmまでを測定する。その結果、測定1)ではAsは検出できたものの、Hgはほぼ検出できず、測定2)ではAsは未検出となり、Hgが検出された。 As an example, the measurement results of the cleaning pipe 3 samples are shown in Table 1 below. Sample A is a used pipe of natural gas and others, sample B is a used pipe of natural gas, and sample C is a used pipe of crude oil. Each used pipe was cut out as a test piece, and the presence of Hg and As inside the pipe was confirmed by 1) Filter Mode and 2) GeoChem Mode of XRF using DPO-6000-C manufactured by OLYMPUS. In the measurement 1), the surface of the deposit 2 cm × 2 cm is detected, and in the measurement 2), the depth is further measured up to 10 μm. As a result, As was detected in measurement 1), but Hg was hardly detected, and As was not detected in measurement 2), and Hg was detected.

Figure 2021137750
Figure 2021137750

表面付着物中のHg含有化合物及びAs含有化合物の分析結果から、図1Bに模式的に示したように、母材鋼管の表面に近い側にHg含有化合物が偏在しており、母材鋼管の表面から遠い側にAs含有化合物が偏在していることが明らかとなった。すなわち、図1Bに模式的に示したように、表面付着物の母材鋼管の表面に近い側には、Hg含有化合物偏在領域が存在し、母材鋼管の表面から遠い側には、As含有化合物偏在領域が存在していることが明らかとなった。 From the analysis results of the Hg-containing compound and the As-containing compound in the surface deposits, as schematically shown in FIG. 1B, the Hg-containing compounds are unevenly distributed on the side close to the surface of the base steel pipe, and the base steel pipe has an uneven distribution. It was clarified that As-containing compounds were unevenly distributed on the side far from the surface. That is, as schematically shown in FIG. 1B, an Hg-containing compound uneven distribution region exists on the side near the surface of the base steel pipe of the surface deposit, and As is contained on the side far from the surface of the base steel pipe. It became clear that the compound uneven distribution region exists.

また、更なる検証の結果、上記のような表面付着物中の汚染物質は、母材鋼管の表面から30μmまでの範囲内(図1Bにおける厚みd=30μmの範囲内)に存在することが多いことが明らかとなった。 Further, as a result of further verification, the contaminants in the surface deposits as described above are often present within a range of up to 30 μm from the surface of the base steel pipe (within a range of thickness d = 30 μm in FIG. 1B). It became clear.

図1A及び図1Bに示したような、表面付着物が内表面に堆積している老朽化した輸送配管を取り扱う際には、環境管理基準以下となるように有害物質を除染する必要がある。特に、図1Bに示したように、Hg含有化合物は、堆積被膜のより内部に取り込まれ、洗浄するには堆積物最下層まで除去する必要があることから、洗浄には多くの洗浄工程とコストが必要となる。 When handling aged transportation pipes with surface deposits accumulated on the inner surface as shown in FIGS. 1A and 1B, it is necessary to decontaminate harmful substances so that they are below the environmental management standards. .. In particular, as shown in FIG. 1B, the Hg-containing compound is taken into the inside of the deposit film and needs to be removed down to the bottom layer of the deposit in order to be cleaned. Therefore, many cleaning steps and costs are required for cleaning. Is required.

以上説明したような、内表面に汚染物質を含む表面付着物が堆積している処理対象鋼管を、より簡便かつ効率的に洗浄することを目的として、本発明者らが鋭意検討した結果、以下で詳述するような本発明の実施形態に係る超音波洗浄装置及び超音波洗浄方法に想到した。以下、本発明の実施形態に係る超音波洗浄装置及び超音波洗浄方法について、詳細に説明する。 As a result of diligent studies by the present inventors for the purpose of more easily and efficiently cleaning the steel pipe to be treated in which surface deposits containing contaminants are accumulated on the inner surface as described above, the following The ultrasonic cleaning device and the ultrasonic cleaning method according to the embodiment of the present invention as described in detail in the above have been conceived. Hereinafter, the ultrasonic cleaning apparatus and the ultrasonic cleaning method according to the embodiment of the present invention will be described in detail.

(超音波洗浄装置について)
以下では、図2〜図4を参照しながら、本発明の実施形態に係る超音波洗浄装置について、詳細に説明する。
(About ultrasonic cleaning equipment)
Hereinafter, the ultrasonic cleaning device according to the embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 2 to 4.

図2は、本実施形態に係る超音波洗浄装置1の構成の一例を模式的に示した説明図であり、超音波洗浄装置1を、z軸上方から俯瞰した場合の様子を示している。なお、図中の各部材の大きさは、説明を容易とするため適宜強調されており、実際の寸法、部材間の比率を示すものではない。 FIG. 2 is an explanatory view schematically showing an example of the configuration of the ultrasonic cleaning device 1 according to the present embodiment, and shows a state when the ultrasonic cleaning device 1 is viewed from above the z-axis. The size of each member in the drawing is emphasized as appropriate for ease of explanation, and does not indicate the actual size or the ratio between the members.

本実施形態に係る超音波洗浄装置1は、図2に模式的に示したように、処理槽10と、超音波印加機構20と、溶存気体制御機構30と、ファインバブル供給機構40と、高周波発振材50と、を少なくとも有している。 As schematically shown in FIG. 2, the ultrasonic cleaning device 1 according to the present embodiment includes a processing tank 10, an ultrasonic application mechanism 20, a dissolved gas control mechanism 30, a fine bubble supply mechanism 40, and a high frequency. It has at least an oscillator 50.

<処理槽10について>
処理槽10には、処理対象鋼管Sを洗浄するために用いられる洗浄液3や、処理対象鋼管Sそのものが収容される。処理槽10に保持される洗浄液3の種類については、特に限定されるものではなく、水等の公知の洗浄液を用いることが可能であるが、pH8〜10のアルカリ液を用いることが好ましい。洗浄液3として、pH8〜10のアルカリ液を用いることで、重金属化合物をアルカリ成分と反応させて重金属の水酸化物へと形態を変化させるとともに、以下で詳述するような超音波の高周波成分を適切な強度でより確実に発生させることで、重金属を除去することが可能となる。また、洗浄液3には、洗浄性の更なる向上を目的として、公知の粒子等が更に添加されていてもよい。例えば、洗浄液3には、硫化ソーダ(硫化ナトリウム)が含有されていてもよい。洗浄液3が硫化ソーダを含有することで、本実施形態で対象とするような処理対象鋼管Sの洗浄性を、硫化ソーダによる選択的吸着により、より一層向上させることが可能となる。
<About processing tank 10>
The treatment tank 10 houses the cleaning liquid 3 used for cleaning the steel pipe S to be treated and the steel pipe S to be treated itself. The type of the cleaning liquid 3 held in the treatment tank 10 is not particularly limited, and a known cleaning liquid such as water can be used, but it is preferable to use an alkaline liquid having a pH of 8 to 10. By using an alkaline solution having a pH of 8 to 10 as the cleaning solution 3, the heavy metal compound is reacted with the alkaline component to change the form into a heavy metal hydroxide, and the high frequency component of ultrasonic waves as described in detail below is obtained. Heavy metals can be removed by generating them more reliably with appropriate strength. Further, known particles or the like may be further added to the cleaning liquid 3 for the purpose of further improving the cleaning property. For example, the cleaning liquid 3 may contain sodium sulfide (sodium sulfide). When the cleaning liquid 3 contains sodium sulfide, the cleaning property of the steel pipe S to be treated as targeted in the present embodiment can be further improved by selective adsorption by the sodium sulfide.

ここで、本実施形態に係る処理槽10を形成するために用いられる素材は、特に限定されるものではなく、鉄、鋼、ステンレス鋼板等といった各種の金属材料であってもよいし、繊維強化プラスチック(FRP)やポリプロピレン(PP)等といった各種のプラスチック樹脂であってもよいし、耐酸レンガ等のような各種のレンガであってもよい。すなわち、本実施形態に係る超音波洗浄装置1を構成する処理槽10として、上記のような素材で形成された処理槽を新たに準備することも可能であるし、各種の製造ラインにおける既設の処理槽を利用することも可能である。 Here, the material used for forming the treatment tank 10 according to the present embodiment is not particularly limited, and may be various metal materials such as iron, steel, stainless steel plate, etc., and fiber reinforced. It may be various plastic resins such as plastic (FRP) and polypropylene (PP), or various bricks such as acid-resistant bricks. That is, as the processing tank 10 constituting the ultrasonic cleaning device 1 according to the present embodiment, it is possible to newly prepare a processing tank made of the above-mentioned material, and existing treatment tanks in various production lines are available. It is also possible to use a treatment tank.

また、処理槽10の大きさについても特に限定されるものではないが、以下で詳述するような超音波の高周波成分を適切な強度でより確実に発生させるために、処理槽10の大きさは、液面深さ0.3〜2.0m程度×全長4〜20m程度であるような、各種形状の大型処理槽であることが好ましい。 Further, the size of the treatment tank 10 is not particularly limited, but the size of the treatment tank 10 is to be generated more reliably with an appropriate intensity in order to more reliably generate a high frequency component of ultrasonic waves as described in detail below. Is preferably a large processing tank having various shapes such that the liquid level depth is about 0.3 to 2.0 m × the total length is about 4 to 20 m.

<超音波印加機構20について>
超音波印加機構20は、処理槽10に収容されている洗浄液3や処理対象鋼管Sや高周波発振材50に対して、所定周波数の超音波を印加するものである。超音波印加機構20は、特に限定されるものではなく、未図示の超音波発振器に接続された超音波振動子など、公知のものを利用することが可能である。
<About ultrasonic wave application mechanism 20>
The ultrasonic wave application mechanism 20 applies ultrasonic waves of a predetermined frequency to the cleaning liquid 3, the steel pipe S to be treated, and the high-frequency oscillator 50 housed in the treatment tank 10. The ultrasonic wave application mechanism 20 is not particularly limited, and known ones such as an ultrasonic vibrator connected to an ultrasonic oscillator (not shown) can be used.

また、図1A〜図1Dでは、超音波印加機構20を処理槽10の壁面に設ける場合について図示しているが、超音波印加機構20の処理槽10への設置位置についても特に限定されるものではなく、処理槽10の壁面や底面に対して、1又は複数の超音波振動子を適宜設置すればよい。なお、処理槽10全体に均一に超音波が伝播されるような条件となれば、個々の超音波振動子の発振負荷のバランスが一様となるため、超音波振動子の個数が複数であったとしても、発生した超音波間で干渉が生じなくなる。また、後述するが、処理層10に保持されている洗浄液3の溶存気体量を制御し、かつ、洗浄液3に対してファインバブルを供給することにより、処理槽10全体に対し、より均一に超音波を伝播することが可能となる。 Further, in FIGS. 1A to 1D, the case where the ultrasonic wave application mechanism 20 is provided on the wall surface of the processing tank 10 is shown, but the installation position of the ultrasonic wave application mechanism 20 in the processing tank 10 is also particularly limited. Instead, one or a plurality of ultrasonic vibrators may be appropriately installed on the wall surface or the bottom surface of the processing tank 10. If the conditions are such that the ultrasonic waves are uniformly propagated throughout the processing tank 10, the balance of the oscillation load of each ultrasonic vibrator becomes uniform, so that the number of ultrasonic vibrators is a plurality. Even so, interference does not occur between the generated ultrasonic waves. Further, as will be described later, by controlling the amount of dissolved gas in the cleaning liquid 3 held in the treatment layer 10 and supplying fine bubbles to the cleaning liquid 3, the entire treatment tank 10 is more uniformly superposed. It becomes possible to propagate sound waves.

図2では、y軸方向に平行な処理槽10の壁面に対して、4個+5個=9個の超音波印加機構20が設けられており、x軸方向に平行な処理槽10の壁面に対して、2個+2個=4個の超音波印加機構20が設けられる場合を図示している。しかしながら、超音波印加機構20の個数及び設置状態については、図2に示した例に限定されるものではなく、処理槽10の形状や大きさ等に応じて、適宜設定すればよい。例えば、超音波印加機構20は、処理槽10の片側だけに設置してもよいし、図2に示したように、両側に設置してもよい。また、処理槽10の両側に設置する場合、図2に示したように千鳥配置としてもよいし、対称に配置するようにしてもよい。また、図2に示したように、x軸方向に平行な処理槽10の壁面に設置してもよいし、x軸方向に平行な処理槽10の壁面に設置しなくともよい。また、超音波印加機構20は、処理槽10の内壁側のみに設けても良いし、外壁側のみに設けてもよい。 In FIG. 2, 4 + 5 = 9 ultrasonic wave application mechanisms 20 are provided on the wall surface of the processing tank 10 parallel to the y-axis direction, and are provided on the wall surface of the processing tank 10 parallel to the x-axis direction. On the other hand, the case where 2 + 2 = 4 ultrasonic wave application mechanisms 20 are provided is shown. However, the number and installation state of the ultrasonic wave application mechanism 20 are not limited to the example shown in FIG. 2, and may be appropriately set according to the shape and size of the processing tank 10. For example, the ultrasonic wave application mechanism 20 may be installed on only one side of the processing tank 10, or may be installed on both sides as shown in FIG. Further, when it is installed on both sides of the processing tank 10, it may be arranged in a staggered arrangement as shown in FIG. 2, or it may be arranged symmetrically. Further, as shown in FIG. 2, it may be installed on the wall surface of the processing tank 10 parallel to the x-axis direction, or may not be installed on the wall surface of the processing tank 10 parallel to the x-axis direction. Further, the ultrasonic wave application mechanism 20 may be provided only on the inner wall side of the processing tank 10 or may be provided only on the outer wall side.

超音波印加機構20から出力される超音波の周波数fは、例えば、18kHz〜50kHzであることが好ましい。超音波の周波数が18kHz未満である場合には、超音波は可聴域へと変化し、液体中への伝播は可能であるが、固体中の伝播で減衰が大きくなる。更には、超音波が騒音として認識され、作業環境悪化につながる可能性がある。また、処理対象鋼管の表面から発生するサイズの大きな気泡により超音波伝播が阻害され、超音波による洗浄性向上効果が低下する場合がある。また、超音波の周波数が50kHzを超える場合には、キャビテーションの発生が少なくなり、堆積物の除去が困難となる可能性がある。超音波印加機構20から出力される超音波の周波数fを18kHz〜50kHzの範囲内とし、以下で詳述するような溶存気体量及びファインバブルの制御を行うことで、より強力なキャビテーションを発生させるとともに、超音波をより広い範囲に伝播させることが可能となり、汚染物質を含む表面付着物の更に上部に積層されている堆積物をより確実に除去して、汚染物質を含む表面付着物をより確実に露出させることが可能となる。 The frequency f of the ultrasonic waves output from the ultrasonic wave application mechanism 20 is preferably, for example, 18 kHz to 50 kHz. When the frequency of the ultrasonic wave is less than 18 kHz, the ultrasonic wave changes to the audible range and can be propagated into the liquid, but the attenuation becomes large by the propagation in the solid. Furthermore, ultrasonic waves are recognized as noise, which may lead to deterioration of the working environment. In addition, ultrasonic propagation may be hindered by large-sized bubbles generated from the surface of the steel pipe to be treated, and the effect of improving the detergency by ultrasonic waves may be reduced. Further, when the frequency of the ultrasonic wave exceeds 50 kHz, the occurrence of cavitation is reduced, and it may be difficult to remove the deposits. By setting the frequency f of the ultrasonic waves output from the ultrasonic wave application mechanism 20 within the range of 18 kHz to 50 kHz and controlling the amount of dissolved gas and fine bubbles as described in detail below, stronger cavitation is generated. At the same time, it becomes possible to propagate ultrasonic waves over a wider range, and more reliably remove the deposits that are laminated on the surface deposits containing pollutants, and to remove the surface deposits containing pollutants more reliably. It is possible to reliably expose it.

また、超音波印加機構20から出力される超音波の周波数fを、18kHz〜50kHzとすることで、以下で詳述する高周波発振材50から、より好ましい状態で、超音波(周波数f)の高周波成分を発生させることが可能となる。かかる高周波成分については、以下で改めて詳述する。 Further, by setting the frequency f of the ultrasonic wave output from the ultrasonic wave application mechanism 20 to 18 kHz to 50 kHz, the high frequency of the ultrasonic wave (frequency f) can be obtained from the high frequency oscillating material 50 described in detail below in a more preferable state. It is possible to generate components. Such high frequency components will be described in detail below.

超音波印加機構20から出力される超音波の周波数fは、より好ましくは18kHz〜40kHzであり、更に好ましくは、18kHz〜35kHzである。 The frequency f of the ultrasonic wave output from the ultrasonic wave applying mechanism 20 is more preferably 18 kHz to 40 kHz, and further preferably 18 kHz to 35 kHz.

また、本実施形態に係る超音波印加機構20は、デューティ比が0.2〜0.8の範囲内となるように、前記超音波を印加することが好ましい。超音波印加機構20のデューティ比を上記の範囲内とすることで、超音波はパルス的に発振されるようになる。すると、疎密波で固定されていた表面付着物上部に積層されている堆積物が、信号がゼロになった際に超音波キャビテーションによって亀裂の入った部分から自重で剥離除去される。更に、以下で詳述する高周波成分の発生もパルス的となり、より効率よく表面付着物を母材鋼管の内表面から除去することが可能となる。デューティ比が0.2未満である場合には、超音波の照射時間が短すぎて十分なエネルギーが水中に伝播せず、キャビテーションが発生しないか、又は、発生するキャビテーションが少ない状態となるため好ましくない。一方、デューティ比が0.8を超える場合には、堆積物の剥離に時間がかかり、それに伴って表面付着物の除去も同様に時間がかかるようになるため好ましくない。超音波印加機構20のデューティ比は、より好ましくは0.3〜0.7の範囲内であり、更に好ましくは0.4〜0.7の範囲内である。 Further, the ultrasonic wave application mechanism 20 according to the present embodiment preferably applies the ultrasonic waves so that the duty ratio is within the range of 0.2 to 0.8. By setting the duty ratio of the ultrasonic wave applying mechanism 20 within the above range, the ultrasonic waves are oscillated in a pulsed manner. Then, when the signal becomes zero, the deposits piled up on the surface deposits fixed by the compressional waves are peeled off and removed from the cracked portion by the ultrasonic cavitation by their own weight. Further, the generation of the high frequency component described in detail below is also pulsed, and it becomes possible to more efficiently remove the surface deposits from the inner surface of the base steel pipe. When the duty ratio is less than 0.2, the ultrasonic irradiation time is too short and sufficient energy is not propagated into the water, so that cavitation does not occur or cavitation that occurs is small, which is preferable. No. On the other hand, when the duty ratio exceeds 0.8, it takes time to peel off the deposits, and it also takes time to remove the surface deposits, which is not preferable. The duty ratio of the ultrasonic application mechanism 20 is more preferably in the range of 0.3 to 0.7, and further preferably in the range of 0.4 to 0.7.

<溶存気体制御機構30について>
溶存気体制御機構30は、処理槽10の内部に保持されている洗浄液3中の溶存気体量を、適切な範囲内に制御するものである。
<Dissolved gas control mechanism 30>
The dissolved gas control mechanism 30 controls the amount of dissolved gas in the cleaning liquid 3 held inside the treatment tank 10 within an appropriate range.

本実施形態に係る超音波洗浄装置1において、より均一な超音波伝搬と高い洗浄性とを両立するためには、洗浄液3中の溶存気体量を適切な値に制御することが好ましい。このような洗浄液3中の適切な溶存気体量は、洗浄液3における溶存飽和量の1%〜40%の範囲内であることが好ましい。溶存気体量が溶存飽和量の1%未満である場合には、超音波によるキャビテーション発生が起こらず、超音波による洗浄性向上能力(表面処理性向上能力)が発揮できないため好ましくない。一方、溶存気体量が溶存飽和量の40%を超える場合には、溶存した気体により超音波の伝搬が阻害され、処理槽10全体への均一な超音波伝搬が阻害されるため、好ましくない。洗浄液3中の溶存気体量は、好ましくは、洗浄液3における溶存飽和量の5%〜35%である。 In the ultrasonic cleaning apparatus 1 according to the present embodiment, it is preferable to control the amount of dissolved gas in the cleaning liquid 3 to an appropriate value in order to achieve both more uniform ultrasonic propagation and high cleaning performance. The appropriate amount of dissolved gas in such cleaning liquid 3 is preferably in the range of 1% to 40% of the dissolved saturation amount in cleaning liquid 3. When the amount of dissolved gas is less than 1% of the amount of dissolved saturation, cavitation does not occur due to ultrasonic waves, and the ability to improve cleanability (ability to improve surface treatment) by ultrasonic waves cannot be exhibited, which is not preferable. On the other hand, when the amount of the dissolved gas exceeds 40% of the dissolved saturation amount, the dissolved gas hinders the propagation of ultrasonic waves and the uniform propagation of ultrasonic waves to the entire treatment tank 10, which is not preferable. The amount of dissolved gas in the cleaning liquid 3 is preferably 5% to 35% of the dissolved saturation amount in the cleaning liquid 3.

ここで、洗浄液3の温度が変化すれば、洗浄液3の溶存飽和量は変化する。また、洗浄液3の温度変化に起因する、洗浄液3を構成する液体の分子運動量(例えば、水分子運動量)の違いが、伝搬性に影響する。具体的には、温度が低ければ、洗浄液3を構成する液体の分子運動量は少なく、超音波を伝搬しやすくなり、洗浄液3の溶存飽和量も高くなる。従って、上記範囲内となるような所望の溶存気体量を実現可能なように、洗浄液3の温度を適宜制御することが好ましい。洗浄液3の温度は、洗浄液3を用いて実施する具体的な処理内容にもよるが、例えば、20℃〜85℃程度であることが好ましい。 Here, if the temperature of the cleaning liquid 3 changes, the dissolved saturation amount of the cleaning liquid 3 changes. Further, the difference in the molecular momentum (for example, water molecular momentum) of the liquids constituting the cleaning liquid 3 due to the temperature change of the cleaning liquid 3 affects the propagating property. Specifically, when the temperature is low, the molecular momentum of the liquid constituting the cleaning liquid 3 is small, the ultrasonic waves are easily propagated, and the dissolved saturation amount of the cleaning liquid 3 is also high. Therefore, it is preferable to appropriately control the temperature of the cleaning liquid 3 so that a desired dissolved gas amount within the above range can be realized. The temperature of the cleaning liquid 3 depends on the specific treatment content to be carried out using the cleaning liquid 3, but is preferably about 20 ° C. to 85 ° C., for example.

具体的には、洗浄液3中の溶存気体量は、例えば、0.1ppm以上11.6ppm以下であることが好ましく、1.0ppm以上10.0ppm以下であることがより好ましい。そのため、溶存気体制御機構30は、処理槽10内に保持された洗浄液3中の溶存気体量が上記のような範囲の値となるように、洗浄液3の温度や洗浄液3中の溶存気体量を制御する。 Specifically, the amount of dissolved gas in the cleaning liquid 3 is, for example, preferably 0.1 ppm or more and 11.6 ppm or less, and more preferably 1.0 ppm or more and 10.0 ppm or less. Therefore, the dissolved gas control mechanism 30 adjusts the temperature of the cleaning liquid 3 and the amount of dissolved gas in the cleaning liquid 3 so that the amount of the dissolved gas in the cleaning liquid 3 held in the treatment tank 10 is within the above range. Control.

溶存気体量の制御方法には、真空脱気、化学薬品による脱気等、様々な方法が存在しており、適宜選択することが可能である。また、洗浄液3中の溶存気体量は、隔膜電極法及び光学式溶存酸素計といった、公知の機器によって測定することが可能である。 There are various methods for controlling the amount of dissolved gas, such as vacuum degassing and degassing with chemicals, which can be appropriately selected. Further, the amount of dissolved gas in the cleaning liquid 3 can be measured by a known device such as a diaphragm electrode method and an optical dissolved oxygen meter.

ここで、水溶液中の溶存気体は、主に、酸素、窒素、二酸化炭素、ヘリウム、アルゴンであり、水溶液の温度や成分に影響を受けるものの、酸素と窒素がその大半を占めている。 Here, the dissolved gases in the aqueous solution are mainly oxygen, nitrogen, carbon dioxide, helium, and argon, and although they are affected by the temperature and components of the aqueous solution, oxygen and nitrogen occupy most of them.

なお、図2では、溶存気体制御機構30が、処理槽10のy軸方向に平行な壁面に設置される場合について図示しているが、溶存気体制御機構30の設置位置は図2に示した例に限定されるものではなく、処理槽10の任意の位置に設置することが可能である。また、溶存気体制御機構30の個数についても特に限定されるものではなく、処理槽10の大きさ等に応じて適宜設定すればよい。 Note that FIG. 2 shows a case where the dissolved gas control mechanism 30 is installed on a wall surface parallel to the y-axis direction of the treatment tank 10, but the installation position of the dissolved gas control mechanism 30 is shown in FIG. The present invention is not limited to the example, and it can be installed at an arbitrary position in the processing tank 10. Further, the number of dissolved gas control mechanisms 30 is not particularly limited, and may be appropriately set according to the size of the treatment tank 10 and the like.

<ファインバブル供給機構40について>
ファインバブル供給機構40は、超音波印加機構20から印加される超音波の周波数に応じた気泡径(平均気泡径)を有するファインバブルを、供給管を介して、処理槽10に保持された洗浄液3中へと供給するものである。ファインバブルとは、平均気泡径が100μm以下である微細気泡である。かかるファインバブルのうち、平均気泡径がμmサイズのファインバブルを、マイクロバブルと称することがあり、平均気泡径がnmサイズのファインバブルを、ナノバブルやウルトラファインバブルと称することがある。ファインバブルは、超音波キャビテーションの核として洗浄性を向上させるものであり、高周波成分を励起させるものである。
<About the fine bubble supply mechanism 40>
The fine bubble supply mechanism 40 is a cleaning liquid in which fine bubbles having a bubble diameter (average bubble diameter) corresponding to the frequency of ultrasonic waves applied from the ultrasonic wave application mechanism 20 are held in the processing tank 10 via a supply pipe. It is to supply to the inside of 3. Fine bubbles are fine bubbles having an average bubble diameter of 100 μm or less. Among such fine bubbles, fine bubbles having an average bubble diameter of μm may be referred to as microbubbles, and fine bubbles having an average bubble diameter of nm size may be referred to as nanobubbles or ultrafine bubbles. Fine bubbles improve detergency as the core of ultrasonic cavitation and excite high-frequency components.

気泡の周囲の圧力を変動させると、気泡は体積振動し、その体積振動は非線形性が強い。体積振動によって音波を発生し、非線形的なふるまいを示す中で、照射する超音波の周波数のn倍(nは2倍以上の整数)の周波数をもつ高調波成分やn分の1倍の周波数をもつ分調波成分などを含んだ音波を返す現象が起こる(日本流体力学学会誌「ながれ」24,振動圧力場における微小気泡の非線形音響特性,405−412(2005)参照。)。本発明者の検討によると、気泡を含まない条件でも超音波照射によりキャビテーション気泡が発生し、微弱な高調波成分の高周波帯が発生することを確認している。ファインバブルを供給すると、上記のような高調波成分が更に発生することを確認した。 When the pressure around the bubble is changed, the bubble vibrates in volume, and the volume vibration has strong non-linearity. While generating sound waves by volumetric vibration and exhibiting non-linear behavior, harmonic components with frequencies n times (n is an integer of 2 times or more) the frequency of the irradiated ultrasonic waves and frequencies 1 / n times. A phenomenon occurs in which a sound wave containing a harmonic component having a harmonic wave is returned (see "Nagare" 24, Journal of the Japanese Society of Fluid Dynamics, Nonlinear Acoustic Characteristics of Microbubbles in an Oscillating Pressure Field, 405-412 (2005)). According to the study of the present inventor, it has been confirmed that cavitation bubbles are generated by ultrasonic irradiation even under conditions that do not contain bubbles, and a high frequency band of weak harmonic components is generated. It was confirmed that when the fine bubble was supplied, the above-mentioned harmonic components were further generated.

しかしながら、高調波成分である高周波帯の発生によって、洗浄に作用しているかは確認されていなかった。本発明者は、ファインバブルを供給することで、キャビテーション核として洗浄性を向上させると共に、ファインバブルの非線形性の体積振動によって発生した高周波が母材鋼管の内表面に作用し、洗浄性が向上することを見出した。 However, it has not been confirmed whether it acts on cleaning due to the generation of the high frequency band which is a harmonic component. By supplying fine bubbles, the present inventor improves the detergency as a cavitation nucleus, and the high frequency generated by the non-linear volumetric vibration of the fine bubbles acts on the inner surface of the base steel pipe to improve the detergency. I found out to do.

本実施形態に係る超音波洗浄装置1において、洗浄液中に供給されるファインバブルの平均気泡径は、10nm〜10μmの範囲内であることが好ましい。ここで、平均気泡径とは、ファインバブルの直径に関する個数分布において、標本数が最大となる直径である。平均気泡径が10nm未満である場合、ファインバブル供給機構40が大型となり、気泡径を整えてのファインバブルの供給が困難になる場合がある。また、平均気泡径が10μmを超える場合には、共振径に膨張するまでの繰り返しの膨張収縮による体積振動回数が少なくなることで高調波成分が得られにくくなり、更には、キャビテーション気泡内部の空気量が増えることで、洗浄に有効な急激な収縮を誘発するキャビテーションの量が減り、超音波エネルギーが有効に作用しない可能性がある。また、気泡径が大きすぎる場合、超音波の伝播がファインバブルによって阻害され、超音波の持つ洗浄力向上効果が低下してしまう場合がある。 In the ultrasonic cleaning device 1 according to the present embodiment, the average bubble diameter of the fine bubbles supplied into the cleaning liquid is preferably in the range of 10 nm to 10 μm. Here, the average bubble diameter is the diameter at which the number of samples is maximized in the number distribution related to the diameter of fine bubbles. When the average bubble diameter is less than 10 nm, the fine bubble supply mechanism 40 becomes large, and it may be difficult to supply fine bubbles with the bubble diameter adjusted. Further, when the average cell diameter exceeds 10 μm, it becomes difficult to obtain a harmonic component because the number of volume vibrations due to repeated expansion and contraction until expansion to the resonance diameter is reduced, and further, the air inside the cavitation bubble. Increasing the amount reduces the amount of cavitation that induces abrupt contractions that are effective for cleaning, and ultrasonic energy may not work effectively. Further, if the bubble diameter is too large, the propagation of ultrasonic waves may be hindered by fine bubbles, and the detergency improving effect of ultrasonic waves may be reduced.

また、洗浄液3中におけるファインバブルの濃度(密度)は、10個/mL〜10個/mLであることが好ましい。ファインバブルの濃度が10個/mL未満である場合には、ファインバブルによる超音波伝播性向上作用が十分得られない場合があり、また、洗浄に必要な超音波キャビテーションの核が少なくなってしまい、好ましくない。また、ファインバブルの濃度が10個/mLを超える場合には、ファインバブルを発生させる装置が大型になったり台数を増やすことになったりして、ファインバブルの供給が現実的ではない場合があり、好ましくない。 The concentration of fine bubbles in the cleaning liquid 3 (density) is preferably 10 4 / ml to 10 9 cells / mL. When the concentration of fine bubbles is less than 10 4 cells / mL are sometimes ultrasonic propagation improving effect by the fine bubbles not sufficiently obtained, also become nuclei of ultrasonic cavitation require less cleaning It is not preferable. Further, when the concentration of fine bubbles exceeds 10 9 cells / mL can be or supposed to apparatus for generating a fine bubble increase the number or large-sized, if the supply of fine bubbles is not realistic Yes, not preferable.

ここで、ファインバブル発生の基本機構には、気泡のせん断、気泡の微細孔通過、減圧によるキャビテーション(気化)、気体の加圧溶解、超音波、電気分解、化学反応等といった様々な機構が存在し、適宜選択することが可能である。本実施形態に係るファインバブル供給機構40では、ファインバブルの気泡径と濃度とを容易に制御することが可能な、ファインバブル発生方式を利用することが好ましい。ファインバブル発生によって溶存気体量も変化することがあるため、気泡径と濃度のどちらも制御可能な、溶存気体を気泡化する減圧によるキャビテーション(気化)でのファインバブル発生が好ましい。 Here, as the basic mechanism for generating fine bubbles, there are various mechanisms such as shearing of bubbles, passage of fine pores of bubbles, cavitation (vaporization) by decompression, pressure dissolution of gas, ultrasonic waves, electrolysis, chemical reaction, etc. However, it can be selected as appropriate. In the fine bubble supply mechanism 40 according to the present embodiment, it is preferable to use a fine bubble generation method capable of easily controlling the bubble diameter and concentration of fine bubbles. Since the amount of dissolved gas may change due to the generation of fine bubbles, it is preferable to generate fine bubbles by cavitation (vaporization) by reducing the pressure to bubble the dissolved gas, in which both the bubble diameter and the concentration can be controlled.

ここで、ファインバブルの平均気泡径や濃度(密度)は、液中パーティクルカウンターや気泡径分布計測装置等といった、公知の機器により測定することが可能である。 Here, the average bubble diameter and concentration (density) of the fine bubbles can be measured by a known device such as a particle counter in a liquid or a bubble diameter distribution measuring device.

以上のようにして発生させたファインバブルは、一般的な洗浄液3の液性条件下では、表面電位が負に帯電していることが多い。一方で、処理対象鋼管の表面に存在している洗浄対象物(例えば、鋼管のスケール、スマット、油分等)は、正に帯電していることが多いため、ファインバブルが洗浄対象物の近傍まで到達すれば、かかる帯電性の違いによって、ファインバブルが洗浄対象物へと吸着することとなる。本実施形態に係る超音波洗浄装置1がファインバブル供給機構40を有することで、ファインバブルが印加された超音波によってキャビテーションを発生させ、洗浄対象物を確実に洗浄することでき、より効率良く洗浄を行うことが可能となる。 The surface potential of the fine bubbles generated as described above is often negatively charged under the liquid conditions of the general cleaning liquid 3. On the other hand, the object to be cleaned (for example, scale, smut, oil, etc. of the steel pipe) existing on the surface of the steel pipe to be treated is often positively charged, so that fine bubbles reach the vicinity of the object to be cleaned. When it reaches, the fine bubbles will be adsorbed on the object to be cleaned due to the difference in chargeability. Since the ultrasonic cleaning device 1 according to the present embodiment has the fine bubble supply mechanism 40, cavitation is generated by the ultrasonic waves to which the fine bubbles are applied, and the object to be cleaned can be reliably cleaned, and the cleaning object can be cleaned more efficiently. Can be done.

なお、図2では、ファインバブル供給機構40が、処理槽10のy軸方向に平行な壁面に設置される場合について図示しているが、ファインバブル供給機構40の設置位置は図2に示した例に限定されるものではなく、処理槽10の任意の位置に設置することが可能である。また、ファインバブル供給機構40の個数についても特に限定されるものではなく、処理槽10の大きさ等に応じて適宜設定すればよい。 Note that FIG. 2 shows a case where the fine bubble supply mechanism 40 is installed on a wall surface parallel to the y-axis direction of the processing tank 10, but the installation position of the fine bubble supply mechanism 40 is shown in FIG. The present invention is not limited to the example, and it can be installed at an arbitrary position in the processing tank 10. Further, the number of fine bubble supply mechanisms 40 is not particularly limited, and may be appropriately set according to the size of the processing tank 10 and the like.

<高周波発振材50について>
本実施形態に係る高周波発振材50は、図2に模式的に示したように、処理槽10中に位置しており、超音波が印加されてファインバブルが供給されることで、母材鋼管と表面付着物との界面に対して、超音波の高周波成分を作用させるものである。先だって説明したように、本発明者は、ファインバブルの供給と合わせて高周波発振材を設けることで、高い高周波帯が発生することを見出した。
<About high frequency oscillator 50>
As schematically shown in FIG. 2, the high-frequency oscillator 50 according to the present embodiment is located in the processing tank 10, and the base steel pipe is supplied with fine bubbles by applying ultrasonic waves. A high-frequency component of ultrasonic waves acts on the interface between the surface and the surface deposits. As described above, the present inventor has found that a high high frequency band is generated by providing a high frequency oscillator in combination with the supply of fine bubbles.

ここで、図2では、4個の高周波発振材50が処理槽10中に設けられる場合を図示しているが、高周波発振材50の設置位置及び設置個数は便宜的に示したにすぎず、その設置位置及び設置個数は、特に限定されるものではない。 Here, FIG. 2 illustrates the case where the four high-frequency oscillators 50 are provided in the processing tank 10, but the installation positions and the number of the high-frequency oscillators 50 are only shown for convenience. The installation position and the number of installations are not particularly limited.

図3に模式的に示したように、超音波印加機構20から出力された超音波(周波数f)が、高周波発振材50に照射されると、高周波発振材50から、照射された超音波の高周波成分が発生する。また、この高周波成分がファインバブルに伝播することで更に高い高周波成分(周波数f’)を励起する。発生した高周波成分は、処理対象鋼管の外部から母材鋼管へと入射し、母材鋼管の内部を透過して、母材鋼管とHg含有化合物偏在領域との界面まで到達する。かかる界面に対して高周波成分が作用して、母材鋼管の表面から表面付着物を剥離させる。母材鋼管側に位置するHg含有化合物偏在領域の部分から表面付着物が剥離していくため、母材鋼管の内表面から表面付着物が効率よく除去されるようになる。 As schematically shown in FIG. 3, when the ultrasonic wave (frequency f) output from the ultrasonic wave applying mechanism 20 is applied to the high frequency oscillating material 50, the ultrasonic waves emitted from the high frequency oscillating material 50 are generated. High frequency components are generated. Further, the high frequency component propagates to the fine bubble to excite a higher high frequency component (frequency f'). The generated high-frequency component enters the base steel pipe from the outside of the steel pipe to be treated, permeates the inside of the base steel pipe, and reaches the interface between the base steel pipe and the region where the Hg-containing compound is unevenly distributed. A high frequency component acts on such an interface to peel off surface deposits from the surface of the base steel pipe. Since the surface deposits are peeled off from the portion of the Hg-containing compound uneven distribution region located on the base steel pipe side, the surface deposits can be efficiently removed from the inner surface of the base steel pipe.

また、表面付着物(より詳細には、Hg含有化合物偏在領域)が母材鋼管の表面から剥離し始めると、表面付着物に亀裂が生じるようになる。この亀裂を介して、洗浄液3中を伝播した超音波(周波数f)及びファインバブルFBが母材鋼管の表面近傍まで浸透していくようになり、母材鋼管の表面近傍でファインバブルFBのキャビテーションが生じるようになるため、表面付着物の剥離がより一層進行するようになる。 Further, when the surface deposit (more specifically, the region where the Hg-containing compound is unevenly distributed) begins to peel off from the surface of the base steel pipe, the surface deposit becomes cracked. Through these cracks, the ultrasonic waves (frequency f) and fine bubble FB propagating in the cleaning liquid 3 permeate to the vicinity of the surface of the base steel pipe, and the cavitation of the fine bubble FB near the surface of the base steel pipe. Will occur, so that the peeling of surface deposits will proceed further.

なお、高周波成分の発生位置及び伝播方向は、図3に示した例に限定されるものではなく、高周波発振材50の形状等に応じて高周波発振材50の様々な場所で発生し、更にはファインバブルに伝播して様々な方向に伝播していく。 The generation position and propagation direction of the high-frequency component are not limited to the example shown in FIG. 3, and are generated at various locations of the high-frequency oscillator 50 depending on the shape and the like of the high-frequency oscillator 50, and further. It propagates to fine bubbles and propagates in various directions.

ここで、上記のような高周波成分を適切な強度でより確実に発生させるために、高周波発振材50は、超音波印加機構20から1m以内の範囲内に位置することが好ましい。すなわち、超音波印加機構20の発振面から、高周波発振材50の表面までの離隔距離(図3における距離D)は、1m以下であることが好ましい。なお、超音波印加機構20との離隔距離が1m超となる位置に存在している高周波発振材50から、高周波成分が一切発生しないというわけではなく、発生した高周波成分は、離隔距離1m以内に存在する高周波発振材50から発生した高周波成分よりも相対的に微弱ながら、表面付着物の母材鋼管の内表面からの剥離に寄与することとなる。 Here, in order to more reliably generate the high-frequency component as described above with an appropriate intensity, the high-frequency oscillator 50 is preferably located within a range of 1 m from the ultrasonic wave application mechanism 20. That is, the separation distance (distance D in FIG. 3) from the oscillation surface of the ultrasonic wave application mechanism 20 to the surface of the high-frequency oscillator 50 is preferably 1 m or less. It should be noted that the high frequency oscillator 50 existing at a position where the separation distance from the ultrasonic wave application mechanism 20 exceeds 1 m does not mean that the high frequency component is not generated at all, and the generated high frequency component is within the separation distance of 1 m. Although it is relatively weaker than the high-frequency component generated from the existing high-frequency oscillator 50, it contributes to the peeling of surface deposits from the inner surface of the base steel pipe.

また、上記のような高周波成分を適切な強度でより確実に発生させるために、高周波発振材50は、JIS Z2242で規定される硬度HVが250〜3000の範囲内である浸漬部材であることが好ましい。上記のような硬度を有する浸漬部材を、高周波発振材50として用いることで、高周波成分を適切な強度でより確実に発生させることができる。浸漬部材の硬度HVは、より好ましくは、500以上2000以下である。上記のような硬度HVを有する素材としては、例えば、ガラス(HV550)、超硬合金(HV1700)、セラミックス(HV2350)等を挙げることができる。また、上記のような硬度HVを有している各種の金属体は、高周波発振材50として機能しうる。 Further, in order to more reliably generate the high frequency component as described above with an appropriate strength, the high frequency oscillator 50 is a dipping member having a hardness HV of 250 to 3000 defined by JIS Z2242. preferable. By using the dipping member having the above hardness as the high frequency oscillator 50, the high frequency component can be generated more reliably with an appropriate strength. The hardness HV of the dipping member is more preferably 500 or more and 2000 or less. Examples of the material having the hardness HV as described above include glass (HV550), cemented carbide (HV1700), ceramics (HV2350) and the like. Further, various metal bodies having the hardness HV as described above can function as the high frequency oscillator 50.

また、上記のような浸漬部材として、平均粒径が0.1〜50.0mmの範囲内である粒状物を、処理槽10に収容される洗浄液3の全体積に対して、1×10−4〜10体積%の含有量で、処理槽10に浸漬させることが好ましい。このような粒状物が処理槽10内に配設されることで、高周波発振材50の取り扱いがより簡便なものとなるに加えて、処理槽10内の各所で反射・散乱し、上記のような超音波の高周波成分を発生させることが可能となり、ファインバブルにも高周波成分が伝播しやすくなることから、より効率よく表面付着物を除去することが可能となる。粒状物の形状に関して、超音波が吸収されるような細孔や気孔が存在するものではなく、反射・散乱させる形状であることが好ましく、球状、更には球状の中空体であることがより好ましい。 Further, as the dipping member as described above, granules having an average particle size in the range of 0.1 to 50.0 mm are 1 × 10 − with respect to the total volume of the cleaning liquid 3 contained in the treatment tank 10. It is preferable to immerse it in the treatment tank 10 with a content of 4 to 10% by volume. By disposing such granules in the treatment tank 10, the handling of the high-frequency oscillator 50 becomes easier, and in addition, the high-frequency oscillator 50 is reflected and scattered in various places in the treatment tank 10 as described above. It is possible to generate high-frequency components of ultrasonic waves, and the high-frequency components are easily propagated to fine bubbles, so that surface deposits can be removed more efficiently. Regarding the shape of the granular material, it is preferable that there are no pores or pores for absorbing ultrasonic waves, but a shape that reflects and scatters the particles, and more preferably a spherical shape or a spherical hollow body. ..

粒状物の平均粒径は、より好ましくは0.1〜5.0mmである。また、粒状物の含有量は、より好ましくは0.1〜1.0体積%である。なお、粒状物の平均粒径は、レーザー回折・散乱法によって求めた粒度分布における積算値50%での粒径を意味する。なお、上記のような粒状物としては、特に硬度の高い物質が、高周波成分の発生をより促進させる。 The average particle size of the granules is more preferably 0.1 to 5.0 mm. The content of the granular material is more preferably 0.1 to 1.0% by volume. The average particle size of the granular material means the particle size at an integrated value of 50% in the particle size distribution obtained by the laser diffraction / scattering method. As the above-mentioned granules, a substance having a particularly high hardness further promotes the generation of high-frequency components.

また、超音波印加機構20から印加される超音波の周波数fが18〜50kHzの範囲内である場合には、上記のような高周波発振材50からファインバブルに作用して得られる、周波数f’が50×f以上200×f以下(すなわち、f’:900kHz以上10MHz以下)の範囲内である高周波成分が発生するようになる。このような周波数f’を有する高周波成分は直進性を有し、より確実に母材鋼管内を透過して、母材鋼管と表面付着物との界面に作用するようになる。これにより、表面付着物がより確実に母材鋼管の内表面から剥離するようになる。 Further, when the frequency f of the ultrasonic wave applied from the ultrasonic wave applying mechanism 20 is within the range of 18 to 50 kHz, the frequency f'obtained by acting on the fine bubble from the high frequency oscillator 50 as described above. A high frequency component in the range of 50 × f or more and 200 × f or less (that is, f': 900 kHz or more and 10 MHz or less) is generated. The high-frequency component having such a frequency f'has straightness, and more reliably permeates through the base steel pipe and acts on the interface between the base steel pipe and the surface deposits. As a result, the surface deposits are more reliably separated from the inner surface of the base steel pipe.

なお、上記のような高周波成分による表面付着物の剥離効果をより一層促進させるために、図4に模式的に示したように、周波数fが18kHz〜50kHzの範囲内の超音波を印加する超音波印加機構20に加えて、周波数f’が50×f以上200×f以下の範囲内である超音波を印加する、第2超音波印加機構25を設けてもよい。この際、第2超音波印加機構25から印加される第2超音波の出力は、周波数がfである超音波(すなわち、超音波印加機構20から印加される超音波)の出力に対して、20%以下とすることが好ましい。第2超音波の出力が20%を超える場合には、堆積物を除去するための超音波印加機構20と干渉が起こり、共に減衰がおこってしまう可能性があるため好ましくない。第2超音波印加機構25から印加される第2超音波の出力は、より好ましくは10%以下である。なお、第2超音波印加機構25の設置位置及び設置個数については、上記の出力に関する条件を満足する範囲内であれば、特に限定するものではない。 In addition, in order to further promote the peeling effect of the surface deposits due to the high frequency component as described above, as shown schematically in FIG. 4, an ultrasonic wave having a frequency f in the range of 18 kHz to 50 kHz is applied. In addition to the sound wave application mechanism 20, a second ultrasonic wave application mechanism 25 that applies ultrasonic waves having a frequency f'in the range of 50 × f or more and 200 × f or less may be provided. At this time, the output of the second ultrasonic wave applied from the second ultrasonic wave applying mechanism 25 is relative to the output of the ultrasonic wave having a frequency f (that is, the ultrasonic wave applied from the ultrasonic wave applying mechanism 20). It is preferably 20% or less. If the output of the second ultrasonic wave exceeds 20%, interference with the ultrasonic wave application mechanism 20 for removing deposits may occur, and both may be attenuated, which is not preferable. The output of the second ultrasonic wave applied from the second ultrasonic wave application mechanism 25 is more preferably 10% or less. The installation position and the number of the second ultrasonic wave application mechanisms 25 are not particularly limited as long as they are within the range that satisfies the above-mentioned output conditions.

以上、図2〜図4を参照しながら、本実施形態に係る超音波洗浄装置について、詳細に説明した。 As described above, the ultrasonic cleaning apparatus according to the present embodiment has been described in detail with reference to FIGS. 2 to 4.

(超音波洗浄方法について)
以上説明したような、本実施形態に係る超音波洗浄装置1を用いた超音波洗浄方法では、超音波洗浄装置1の処理槽10内に浸漬された処理対象鋼管及び高周波発振材に対して、上記のような所定の周波数を有する超音波を印加する。これにより、高周波発振材から、印加した超音波の周波数に応じた高周波成分が発生し、この高周波成分がファインバブルに伝播することで更に高い高周波成分を励起して処理対象鋼管における母材鋼管と表面付着物との界面に、発生した高周波成分が作用する。その結果、母材鋼管と表面付着物との界面の位置から表面付着物が剥離するようになる。
(About ultrasonic cleaning method)
In the ultrasonic cleaning method using the ultrasonic cleaning device 1 according to the present embodiment as described above, the steel pipe to be processed and the high-frequency oscillating material immersed in the processing tank 10 of the ultrasonic cleaning device 1 are subjected to. An ultrasonic wave having a predetermined frequency as described above is applied. As a result, a high-frequency component corresponding to the frequency of the applied ultrasonic wave is generated from the high-frequency oscillator, and this high-frequency component propagates to the fine bubble to excite a higher high-frequency component to form a base steel pipe in the steel pipe to be processed. The generated high-frequency component acts on the interface with the surface deposits. As a result, the surface deposits are peeled off from the position of the interface between the base steel pipe and the surface deposits.

以上、本実施形態に係る超音波洗浄方法について、簡単に説明した。 The ultrasonic cleaning method according to the present embodiment has been briefly described above.

以下では、実施例及び比較例を示しながら、本発明に係る超音波洗浄装置及び超音波洗浄方法について、具体的に説明する。なお、以下に示す実施例は、本発明に係る超音波洗浄装置及び超音波洗浄方法のあくまでも一例にすぎず、本発明に係る超音波洗浄装置及び超音波洗浄方法が以下に示す例に限定されるものではない。 Hereinafter, the ultrasonic cleaning apparatus and the ultrasonic cleaning method according to the present invention will be specifically described with reference to Examples and Comparative Examples. The examples shown below are merely examples of the ultrasonic cleaning device and the ultrasonic cleaning method according to the present invention, and the ultrasonic cleaning device and the ultrasonic cleaning method according to the present invention are limited to the examples shown below. It's not something.

(実験例)
厚みが6mmのSUS材を用いて、幅1m×長さ10m×深さ1mの処理槽を形成した。外径100mm×長さ2〜8mである使用済み廃油井管を処理対象鋼管Sとして、洗浄液の保持されている処理槽に3分間浸漬し、管内に残存している酸化スケールを水洗する処理を行うことで、検証を行った。洗浄液としては、液温が30℃である上水を使用し、電解を行ってpHを調整した液を使用した。また、別途、更に硫化ソーダを添加した液(表2中に*印を付与)についても、同様に検証を行った。
(Experimental example)
Using a SUS material having a thickness of 6 mm, a treatment tank having a width of 1 m, a length of 10 m, and a depth of 1 m was formed. A used waste oil pipe having an outer diameter of 100 mm and a length of 2 to 8 m is used as a steel pipe S to be treated, immersed in a treatment tank holding a cleaning liquid for 3 minutes, and the oxide scale remaining in the pipe is washed with water. By doing so, verification was performed. As the cleaning liquid, clean water having a liquid temperature of 30 ° C. was used, and a liquid whose pH was adjusted by electrolysis was used. In addition, separately, a liquid to which sodium sulfide was further added (marked with * in Table 2) was also verified in the same manner.

超音波印加機構の超音波発振器は、出力が1200Wであり、超音波振動子10個を処理槽の内壁片側に設置間隔0.8mで固定して、検証を行った。なお、印加する超音波の周波数は、18〜80kHzとした。 The ultrasonic oscillator of the ultrasonic application mechanism had an output of 1200 W, and 10 ultrasonic vibrators were fixed on one side of the inner wall of the processing tank at an installation interval of 0.8 m for verification. The frequency of the applied ultrasonic waves was 18 to 80 kHz.

また、洗浄液の溶存気体量を、飽和溶存気体量に対して以下の表2に示した値となるように制御するとともに、ファインバブルの平均気泡径及び個数密度が以下の表2に示した値となるように制御した。ここで、溶存気体制御機構として、三浦工業製膜式脱気装置PDO4000Pを用いた。溶存気体量の測定は、YSI製の蛍光式溶存酸素計ProODOを用い、温度自動補正された空気飽和に対する溶存酸素量(%)を測定し、溶存気体量に比例する値として用いた。また、ファインバブル供給機構として、OHR流体研究所製2FKV−27M/MX−F13を用いた。また、ファインバブルの気泡径(平均気泡径)及び濃度は、細孔電気抵抗法(ベックマン・コールター製Multisizer4)及びブラウン運動解析法(Malvern製ナノ粒子解析装置NanoSight)を用いて測定した。 Further, the amount of dissolved gas in the cleaning liquid is controlled so as to be the value shown in Table 2 below with respect to the amount of saturated dissolved gas, and the average cell diameter and number density of fine bubbles are the values shown in Table 2 below. It was controlled to be. Here, as a dissolved gas control mechanism, a film-forming degassing device PDO4000P manufactured by Miura Co., Ltd. was used. For the measurement of the dissolved gas amount, a fluorescent dissolved oxygen meter ProODO manufactured by YSI was used to measure the dissolved oxygen amount (%) with respect to the automatically temperature-corrected air saturation, and used as a value proportional to the dissolved gas amount. Further, as a fine bubble supply mechanism, 2FKV-27M / MX-F13 manufactured by OHR Fluid Laboratory was used. The bubble diameter (average bubble diameter) and concentration of the fine bubbles were measured using the pore electrical resistance method (Multisizer 4 manufactured by Beckman Coulter) and the Brownian motion analysis method (NanoSight nanoparticle analyzer manufactured by Malvern).

更に、洗浄液に対して、以下の表2に示したようなJIS Z2242で規定される硬度HVを有する高周波発振材を、超音波印加機構(より詳細には、超音波振動子)からの距離及び含有量が以下の表2に示した値となるように、配置した。 Further, with respect to the cleaning liquid, a high-frequency oscillator having a hardness HV specified by JIS Z2242 as shown in Table 2 below is applied at a distance from the ultrasonic application mechanism (more specifically, an ultrasonic vibrator) and. The contents were arranged so as to have the values shown in Table 2 below.

なお、表2に示した硬度HVを有する素材の詳細は、以下の通りである。
HV 550:ソーダ石灰ガラス粒子(平均粒径:0.1mm)
HV 660:ホウケイ酸ガラス粒子(平均粒径:4.0mm)
HV 187:SUS304材
HV 280:チタン合金材
HV1800:セラミックス(アルミナ)ボール(平均粒径:40mm)
The details of the material having the hardness HV shown in Table 2 are as follows.
HV 550: Soda-lime glass particles (average particle size: 0.1 mm)
HV 660: Borosilicate glass particles (average particle size: 4.0 mm)
HV 187: SUS304 material HV 280: Titanium alloy material HV1800: Ceramic (alumina) balls (average particle size: 40 mm)

処理対象鋼管である使用済み廃油井管を3本束にして、クレーンで処理槽の中央に吊り下げながら浸漬させた上で、超音波強度を測定するとともに、洗浄評価を行った。 Three used waste oil well pipes, which are steel pipes to be treated, were bundled and immersed by a crane while being suspended in the center of the treatment tank, and then the ultrasonic intensity was measured and cleaning evaluation was performed.

発生した高周波成分の測定は、周波数解析装置(超音波システム研究所製超音波テスターNA)のバイスペクトル法を用いて、浸漬させた管に測定プローブを接触させて測定した。超音波強度測定は、超音波レベルモニター(カイジョー製19001D)を用いて、処理槽中央長手方向の10点2列の超音波強度(mV)の測定を行った。この際、相対超音波強度(比較例1の測定結果、すなわち、溶液内の溶存気体制御をせず、かつ、ファインバブルを供給しないで高周波発振材が備えられていないことを前提とした場合における測定超音波強度を1としたときの相対強度)と標準偏差σを算出して、処理対象鋼管S及び処理槽内への超音波の伝播性を比較した。 The generated high-frequency component was measured by bringing the measuring probe into contact with the immersed tube using the bispectral method of a frequency analyzer (ultrasonic tester NA manufactured by Ultrasonic System Laboratory). For the ultrasonic intensity measurement, an ultrasonic level monitor (19001D manufactured by Kaijo) was used to measure the ultrasonic intensity (mV) of 10 points and 2 rows in the longitudinal direction of the center of the treatment tank. At this time, the relative ultrasonic intensity (measurement result of Comparative Example 1, that is, on the premise that the dissolved gas in the solution is not controlled and the fine bubble is not supplied and the high frequency oscillating material is not provided. Relative intensity when the measured ultrasonic intensity was set to 1) and standard deviation σ were calculated, and the propagation of ultrasonic waves into the steel pipe S to be treated and the inside of the treatment tank was compared.

また、本試験例では、水銀の管表面付着物除去率を測定し、測定した除去率を洗浄性能として評価した。より詳細には、洗浄前後の管を一部切り出し、管表面付着物の水銀付着量をオリンパス製DPO−6000−Cを用いたGeoChemモードにてXRF測定を行い、2cm×2cm領域における水銀付着量を算出した。洗浄前の水銀の表面付着残存量に対し、各条件で除去できた水銀除去量の割合を、水銀付着物除去率とした。下記表2における洗浄性能の評価基準階下の通りである。 Further, in this test example, the removal rate of mercury on the tube surface was measured, and the measured removal rate was evaluated as the cleaning performance. More specifically, a part of the tube before and after cleaning was cut out, and the amount of mercury adhered to the surface of the tube was measured by XRF in GeoChem mode using DPO-6000-C manufactured by Olympus, and the amount of mercury adhered in the 2 cm × 2 cm region. Was calculated. The ratio of the amount of mercury removed under each condition to the amount of residual mercury adhering to the surface before cleaning was defined as the mercury deposit removal rate. It is as shown below the evaluation criteria of cleaning performance in Table 2 below.

水銀残存皮膜の除去率
100%以下〜95%以上:A
95%未満〜90%以上:B
90%未満〜80%以上:C
80%未満〜60%以上:D
60%未満〜40%以上:E
40%未満 :F
Removal rate of mercury residual film 100% or less to 95% or more: A
Less than 95% to 90% or more: B
Less than 90% -80% or more: C
Less than 80% -60% or more: D
Less than 60% -40% or more: E
Less than 40%: F

すなわち、評点A及び評点Bは、洗浄性能が非常に良好であったことを意味し、評点Cは、洗浄性能が良好であったことを意味し、評点Dは、洗浄性能にやや難があったことを意味し、評点E及び評点Fは、洗浄性能が不良であったことを意味する。評点A〜評点Cを合格とした。 That is, the score A and the score B mean that the cleaning performance was very good, the score C means that the cleaning performance was good, and the score D had some difficulty in the cleaning performance. A score E and a score F mean that the cleaning performance was poor. Scores A to C were accepted.

超音波印加機構、溶存気体制御機構、及び、ファインバブル供給機構の設定条件、並びに、高周波発振材及び洗浄液を変えて得られた結果を、以下の表2にまとめて示した。 The setting conditions of the ultrasonic wave application mechanism, the dissolved gas control mechanism, and the fine bubble supply mechanism, and the results obtained by changing the high-frequency oscillator and the cleaning liquid are summarized in Table 2 below.

Figure 2021137750
Figure 2021137750

上記表2から明らかなように、本発明の比較例に該当する例では、相対超音波強度が比較的小さな値となる場合が発生し、標準偏差が大きくなって超音波が均一に伝わらず、また、洗浄性についても、不合格となった。一方で、本発明の実施例に該当する例では、相対超音波強度が大きな値となるとともに、超音波強度の標準偏差も小さくなり、更に、優れた洗浄性を示した。 As is clear from Table 2 above, in the example corresponding to the comparative example of the present invention, the relative ultrasonic intensity may be a relatively small value, the standard deviation becomes large, and the ultrasonic waves are not transmitted uniformly. In addition, the cleanability was also rejected. On the other hand, in the example corresponding to the embodiment of the present invention, the relative ultrasonic intensity became a large value, the standard deviation of the ultrasonic intensity became small, and further, excellent detergency was exhibited.

なお、本試験例に用いた使用済み廃油井管の比較では、その他の重金属化合物については評価しなかったが、より母材鋼管に近い位置に存在する水銀含有化合物が本発明により除去可能であったことや、目視で堆積物が除去できていたことから、含浸せず堆積物に取り込まれている重金属化合物や、特にヒ素含有化合物が存在する場合、並びに、ヒ素含有化合物及び水銀含有化合物が存在する場合であっても、同様に洗浄が可能であると推察される。 In the comparison of the used waste oil well pipes used in this test example, other heavy metal compounds were not evaluated, but the mercury-containing compound existing closer to the base steel pipe can be removed by the present invention. In addition, since the deposits could be removed visually, heavy metal compounds incorporated into the deposits without impregnation, especially arsenic-containing compounds, and arsenic-containing compounds and mercury-containing compounds were present. Even if it does, it is presumed that cleaning is possible in the same way.

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the accompanying drawings, the present invention is not limited to such examples. It is clear that a person having ordinary knowledge in the field of technology to which the present invention belongs can come up with various modifications or modifications within the scope of the technical ideas described in the claims. , These are also naturally understood to belong to the technical scope of the present invention.

1 超音波洗浄装置
3 洗浄液
10 処理槽
20 超音波印加機構
25 第2超音波印加機構
30 溶存気体制御機構
40 ファインバブル供給機構
50 高周波発振材
1 Ultrasonic cleaning device 3 Cleaning liquid 10 Treatment tank 20 Ultrasonic application mechanism 25 Second ultrasonic application mechanism 30 Dissolved gas control mechanism 40 Fine bubble supply mechanism 50 High-frequency oscillator

Claims (14)

超音波を用いて、母材鋼管の内表面に汚染物質を含む表面付着物が堆積した処理対象鋼管を洗浄する超音波洗浄装置であって、
洗浄液が収容されており、前記処理対象鋼管が浸漬される処理槽と、
前記洗浄液に対して超音波を印加する超音波印加機構と、
前記洗浄液中の溶存気体量を制御する溶存気体制御機構と、
前記洗浄液に対してファインバブルを供給するファインバブル供給機構と、
前記処理槽中に位置し、前記超音波が印加されることで、前記母材鋼管と前記表面付着物との界面に前記超音波の高周波成分を作用させる高周波発振材と、
を備える、超音波洗浄装置。
An ultrasonic cleaning device that uses ultrasonic waves to clean the steel pipe to be treated, which has surface deposits containing contaminants deposited on the inner surface of the base steel pipe.
A treatment tank in which the cleaning liquid is stored and the steel pipe to be treated is immersed, and
An ultrasonic wave application mechanism that applies ultrasonic waves to the cleaning liquid, and
A dissolved gas control mechanism that controls the amount of dissolved gas in the cleaning liquid,
A fine bubble supply mechanism that supplies fine bubbles to the cleaning liquid,
A high-frequency oscillator located in the processing tank and applying the ultrasonic waves to act on the interface between the base steel pipe and the surface deposits with a high-frequency component of the ultrasonic waves.
An ultrasonic cleaning device.
前記高周波発振材は、前記超音波印加機構から1m以内の範囲に位置する、JIS Z2242で規定される硬度HVが250〜3000の範囲内である浸漬部材である、請求項1に記載の超音波洗浄装置。 The ultrasonic wave according to claim 1, wherein the high-frequency oscillator is an immersion member located within 1 m from the ultrasonic wave application mechanism and having a hardness HV of 250 to 3000 as defined by JIS Z2242. Cleaning equipment. 前記浸漬部材として、平均粒径が0.1〜50.0mmの範囲内である粒状物が、1×10−4〜10体積%の含有量で前記処理槽内に浸漬される、請求項2に記載の超音波洗浄装置。 Examples immersion member, granules the average particle size is in the range of 0.1~50.0mm is immersed in the processing bath at a content of 1 × 10 -4 to 10% by volume, according to claim 2 The ultrasonic cleaning device described in. 前記超音波印加機構から印加される前記超音波の周波数fは、18〜50kHzの範囲内であり、
前記高周波発振材により、周波数f’が50×f以上200×f以下の範囲内である高周波成分が発生する、請求項1〜3の何れか1項に記載の超音波洗浄装置。
The frequency f of the ultrasonic wave applied from the ultrasonic wave application mechanism is in the range of 18 to 50 kHz.
The ultrasonic cleaning device according to any one of claims 1 to 3, wherein a high-frequency component having a frequency f'in the range of 50 x f or more and 200 x f or less is generated by the high-frequency oscillator material.
前記超音波印加機構から印加される前記超音波の周波数fは、18〜50kHzの範囲内であり、
前記洗浄液に対して、周波数f’が50×f以上200×f以下の範囲内である第2超音波を印加する第2超音波印加機構を更に備え、
前記第2超音波印加機構からの前記第2超音波の出力を、周波数fの前記超音波の出力に対して20%以下とする、請求項1〜4の何れか1項に記載の超音波洗浄装置。
The frequency f of the ultrasonic wave applied from the ultrasonic wave application mechanism is in the range of 18 to 50 kHz.
A second ultrasonic wave application mechanism for applying a second ultrasonic wave having a frequency f'in the range of 50 × f or more and 200 × f or less to the cleaning liquid is further provided.
The ultrasonic wave according to any one of claims 1 to 4, wherein the output of the second ultrasonic wave from the second ultrasonic wave application mechanism is 20% or less with respect to the output of the ultrasonic wave having a frequency f. Cleaning equipment.
前記洗浄液は、pH8〜10のアルカリ液である、請求項1〜5の何れか1項に記載の超音波洗浄装置。 The ultrasonic cleaning device according to any one of claims 1 to 5, wherein the cleaning liquid is an alkaline liquid having a pH of 8 to 10. 前記洗浄液は、硫化ソーダを含有する、請求項1〜6の何れか1項に記載の超音波洗浄装置。 The ultrasonic cleaning device according to any one of claims 1 to 6, wherein the cleaning liquid contains sodium sulfide. 前記溶存気体制御機構は、前記洗浄液の飽和溶存気体量に対して溶存気体量が1〜40%の範囲内となるように、前記洗浄液の溶存気体量を制御する、請求項1〜7の何れか1項に記載の超音波洗浄装置。 Any of claims 1 to 7, wherein the dissolved gas control mechanism controls the amount of dissolved gas in the cleaning liquid so that the amount of dissolved gas is in the range of 1 to 40% with respect to the amount of saturated dissolved gas in the cleaning liquid. The ultrasonic cleaning apparatus according to item 1. 前記ファインバブル供給機構は、平均気泡径が10nm〜10μmの範囲内であるファインバブルを、気泡密度が10〜10個/mLの範囲内となるように供給する、請求項1〜8の何れか1項に記載の超音波洗浄装置。 The fine bubble supply mechanism, the fine bubbles is within the average cell diameter of 10 nm to 10 [mu] m, supplied as cell density is in the range of 10 4 to 10 9 / mL, of claims 1 to 8 The ultrasonic cleaning device according to any one item. 前記超音波印加機構は、デューティ比が0.2〜0.8の範囲内となるように、前記超音波を印加する、請求項1〜9の何れか1項に記載の超音波洗浄装置。 The ultrasonic cleaning device according to any one of claims 1 to 9, wherein the ultrasonic wave applying mechanism applies the ultrasonic waves so that the duty ratio is within the range of 0.2 to 0.8. 前記表面付着物中に存在する前記汚染物質は、前記母材鋼管の表面から30μmまでの範囲内に存在する、請求項1〜10の何れか1項に記載の超音波洗浄装置。 The ultrasonic cleaning device according to any one of claims 1 to 10, wherein the pollutant present in the surface deposit is present within a range of 30 μm from the surface of the base steel pipe. 前記表面付着物中に存在する前記汚染物質は、前記母材鋼管の内表面上に位置する黒色酸化被膜(マグネタイト層)中に存在する、請求項1〜11の何れか1項に記載の超音波洗浄装置。 The ultrasonic according to any one of claims 1 to 11, wherein the pollutant present in the surface deposit is present in a black oxide film (magnetite layer) located on the inner surface of the base steel pipe. Ultrasonic cleaner. 前記汚染物質は、水銀含有化合物又はヒ素含有化合物の少なくとも何れかである、請求項1〜12の何れか1項に記載の超音波洗浄装置。 The ultrasonic cleaning device according to any one of claims 1 to 12, wherein the pollutant is at least one of a mercury-containing compound and an arsenic-containing compound. 超音波を用いて、母材鋼管の内表面に汚染物質を含む表面付着物が堆積した処理対象鋼管を洗浄する超音波洗浄方法であって、
洗浄液が収容されており、前記処理対象鋼管が浸漬される処理槽と、前記洗浄液に対して超音波を印加する超音波印加機構と、前記洗浄液中の溶存気体量を制御する溶存気体制御機構と、前記洗浄液に対してファインバブルを供給するファインバブル供給機構と、前記処理槽中に位置し、前記超音波が印加されることで、前記母材鋼管と前記表面付着物との界面に前記超音波の高周波成分を作用させる高周波発振材と、を備える超音波洗浄装置を用い、
前記処理槽内に浸漬された前記処理対象鋼管及び前記高周波発振材に対して、前記超音波を印加する、超音波洗浄方法。
This is an ultrasonic cleaning method that uses ultrasonic waves to clean the steel pipe to be treated in which surface deposits containing contaminants are deposited on the inner surface of the base steel pipe.
A treatment tank in which the cleaning liquid is housed and in which the steel pipe to be treated is immersed, an ultrasonic application mechanism for applying ultrasonic waves to the cleaning liquid, and a dissolved gas control mechanism for controlling the amount of dissolved gas in the cleaning liquid. , A fine bubble supply mechanism that supplies fine bubbles to the cleaning liquid, and the ultrasonic waves that are located in the processing tank to apply the ultrasonic waves to the interface between the base steel pipe and the surface deposits. Using an ultrasonic cleaning device equipped with a high-frequency oscillating material that acts on the high-frequency component of sound waves,
An ultrasonic cleaning method in which the ultrasonic waves are applied to the steel pipe to be processed and the high-frequency oscillator material immersed in the processing tank.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114147010A (en) * 2021-11-26 2022-03-08 国网四川省电力公司映秀湾水力发电总厂 Pipeline inner wall ultrasonic cleaning system capable of automatically tracking frequency
WO2023181309A1 (en) * 2022-03-24 2023-09-28 本多電子株式会社 Vibrator unit and ultrasonic vacuum washing machine
GB2629185A (en) * 2023-04-20 2024-10-23 Bluesky Environmental Engineering Ltd Compositions for Dissolving Mercury Sulphide and Methods of Use
JP7657408B1 (en) 2024-10-18 2025-04-07 株式会社ダイアテック Pollutant removal method and pollutant removal device used in the method

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002079198A (en) * 2000-09-11 2002-03-19 Toshiba Corp Ultrasonic cleaning method and its device
WO2011067955A1 (en) * 2009-12-03 2011-06-09 新日本製鐵株式会社 Method for pickling steel plates and pickling device
WO2018169050A1 (en) * 2017-03-16 2018-09-20 新日鐵住金株式会社 Ultrasonic cleaning apparatus and ultrasonic cleaning method

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002079198A (en) * 2000-09-11 2002-03-19 Toshiba Corp Ultrasonic cleaning method and its device
WO2011067955A1 (en) * 2009-12-03 2011-06-09 新日本製鐵株式会社 Method for pickling steel plates and pickling device
WO2018169050A1 (en) * 2017-03-16 2018-09-20 新日鐵住金株式会社 Ultrasonic cleaning apparatus and ultrasonic cleaning method

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114147010A (en) * 2021-11-26 2022-03-08 国网四川省电力公司映秀湾水力发电总厂 Pipeline inner wall ultrasonic cleaning system capable of automatically tracking frequency
CN114147010B (en) * 2021-11-26 2023-06-09 国网四川省电力公司映秀湾水力发电总厂 Pipeline inner wall ultrasonic cleaning system capable of automatically tracking frequency
WO2023181309A1 (en) * 2022-03-24 2023-09-28 本多電子株式会社 Vibrator unit and ultrasonic vacuum washing machine
GB2629185A (en) * 2023-04-20 2024-10-23 Bluesky Environmental Engineering Ltd Compositions for Dissolving Mercury Sulphide and Methods of Use
GB2631148A (en) * 2023-04-20 2024-12-25 Bluesky Environmental Engineering Ltd Compositions for dissolving mercury sulphide and methods of use
JP7657408B1 (en) 2024-10-18 2025-04-07 株式会社ダイアテック Pollutant removal method and pollutant removal device used in the method

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