JP5377147B2 - Method of forming nickel ferrite film on carbon steel member - Google Patents
Method of forming nickel ferrite film on carbon steel member Download PDFInfo
- Publication number
- JP5377147B2 JP5377147B2 JP2009180515A JP2009180515A JP5377147B2 JP 5377147 B2 JP5377147 B2 JP 5377147B2 JP 2009180515 A JP2009180515 A JP 2009180515A JP 2009180515 A JP2009180515 A JP 2009180515A JP 5377147 B2 JP5377147 B2 JP 5377147B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- film
- nickel
- forming
- ions
- carbon steel
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Abstract
Description
本発明は、炭素鋼部材へのニッケルフェライト皮膜形成方法に係り、特に、沸騰水型原子力発電プラントに適用するのに好適な炭素鋼部材へのニッケルフェライト皮膜形成方法に関する。 The present invention relates to a method for forming a nickel ferrite film on a carbon steel member, and more particularly to a method for forming a nickel ferrite film on a carbon steel member suitable for application to a boiling water nuclear power plant.
発電プラントとして、例えば、沸騰水型原子力発電プラント(以下、BWRプラントという)及び加圧水型原子力発電プラント(以下、PWRプラントという)が知られている。例えば、BWRプラントは、原子炉圧力容器(以下、RPVという)内に炉心を内蔵した原子炉を有する。再循環ポンプ(またはインターナルポンプ)によって炉心に供給された冷却水は、炉心内に装荷された燃料集合体内の核燃料物質の核分裂で発生する熱によって加熱される。加熱された冷却水の一部が蒸気になる。この蒸気は、原子炉からタービンに導かれ、タービンを回転させる。タービンから排出された蒸気は、復水器で凝縮され、水になる。この水は、給水として原子炉に供給される。原子炉内での放射性腐食生成物の発生を抑制するため、給水に含まれた主として金属不純物が、給水配管に設けられたろ過脱塩装置で、除去される。 As power plants, for example, boiling water nuclear power plants (hereinafter referred to as BWR plants) and pressurized water nuclear power plants (hereinafter referred to as PWR plants) are known. For example, a BWR plant has a nuclear reactor in which a core is built in a nuclear reactor pressure vessel (hereinafter referred to as RPV). The cooling water supplied to the core by the recirculation pump (or internal pump) is heated by heat generated by nuclear fission of nuclear fuel material in the fuel assembly loaded in the core. A part of the heated cooling water becomes steam. This steam is led from the nuclear reactor to the turbine and rotates the turbine. The steam exhausted from the turbine is condensed in a condenser to become water. This water is supplied to the reactor as feed water. In order to suppress the generation of radioactive corrosion products in the nuclear reactor, mainly metal impurities contained in the feed water are removed by a filtration and desalination apparatus provided in the feed water pipe.
BWRプラント及びPWRプラント等の発電プラントでは、原子炉圧力容器などの主要な構成部材は、腐食を抑制するために、冷却水が接触する接水部にステンレス鋼及びニッケル基合金などを用いている。ただし、原子炉冷却材浄化系、残留熱除去系、原子炉隔離時冷却系、炉心スプレイ系、給水系などの構成部材は、プラントの製造所要コストを低減する観点、あるいは給水系を流れる高温水に起因するステンレス鋼の応力腐食割れを避ける観点などから、主として炭素鋼部材が用いられる。 In a power plant such as a BWR plant and a PWR plant, main components such as a reactor pressure vessel use stainless steel, a nickel-based alloy, or the like for a water contact portion with which cooling water contacts in order to suppress corrosion. . However, components such as the reactor coolant purification system, residual heat removal system, reactor isolation cooling system, core spray system, and water supply system are used to reduce the manufacturing cost of the plant or high-temperature water flowing through the water supply system. From the viewpoint of avoiding stress corrosion cracking of stainless steel caused by the above, carbon steel members are mainly used.
しかし、原子炉冷却材浄化系、残留熱除去系、原子炉隔離時冷却系、炉心スプレイ系、給水系などを構成する炭素鋼部材も、水が接触する接水部を有するので、その接水部が腐食する恐れがある。この場合において、炭素鋼部材が浄化装置の下流側に配置されていると、炭素鋼部材の腐食生成物は、原子炉の放射性腐食生成物の元になることがある。また、炭素鋼部材の腐食生成物に起因してPWRプラントの二次系の熱交換効率が低下する原因になる場合がある。 However, the carbon steel members constituting the reactor coolant purification system, the residual heat removal system, the reactor isolation cooling system, the core spray system, the water supply system, and the like also have a water contact portion in contact with water. There is a risk of corrosion. In this case, if the carbon steel member is disposed on the downstream side of the purification device, the corrosion product of the carbon steel member may be a source of the radioactive corrosion product of the nuclear reactor. Moreover, it may cause the heat exchange efficiency of the secondary system of the PWR plant to decrease due to the corrosion products of the carbon steel member.
そこで、緻密なフェライト皮膜(例えば、マグネタイト皮膜、ニッケルフェライト皮膜)をBWRプラントの炭素鋼部材の表面に形成することが提案されている(例えば、特開2007−182604号公報参照)。この提案では、ニッケルフェライト皮膜の形成において、鉄(II)イオンを含む第1薬剤、ニッケルイオンを含む第2薬剤、鉄(II)イオンを鉄(III)イオンに酸化する第3薬剤(酸化剤)、pHを調整する第4薬剤(pH調整剤)を含む皮膜形成水溶液を用いている。そのフェライト皮膜は、炭素鋼部材に冷
却水が接触するのを遮断する保護膜になるので、炭素鋼部材の冷却水と接する表面の腐食が抑制される。
Therefore, it has been proposed to form a dense ferrite film (for example, a magnetite film or a nickel ferrite film) on the surface of a carbon steel member of a BWR plant (see, for example, JP-A-2007-182604). In this proposal, in the formation of a nickel ferrite film, a first agent containing iron (II) ions, a second agent containing nickel ions, and a third agent (oxidizing agent) that oxidizes iron (II) ions to iron (III) ions ), A film-forming aqueous solution containing a fourth agent (pH adjuster) for adjusting pH. Since the ferrite film serves as a protective film that blocks the cooling water from coming into contact with the carbon steel member, corrosion of the surface of the carbon steel member in contact with the cooling water is suppressed.
なお、ステンレス鋼で製造された、BWRプラントの再循環系配管の内面にフェライト皮膜を形成する方法が、特開2006−38483号公報に記載されている。 A method of forming a ferrite film on the inner surface of a recirculation piping of a BWR plant manufactured from stainless steel is described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-38483.
原子力発電プラントの炭素鋼部材の表面に緻密なニッケルフェライト皮膜を形成する、特開2007−182604号公報に記載されたニッケルフェライト皮膜形成方法は、皮膜形成水溶液への第1薬剤、第2薬剤、第3薬剤及び第4薬剤の添加を、第1薬剤、第2薬剤、第3薬剤及び第4薬剤の順に行っている。 A nickel ferrite film forming method described in JP 2007-182604 A, which forms a dense nickel ferrite film on the surface of a carbon steel member of a nuclear power plant, includes a first drug, a second drug, The third drug and the fourth drug are added in the order of the first drug, the second drug, the third drug, and the fourth drug.
発明者らは、特開2007−182604号公報に記載された、炭素鋼部材の表面へのニッケルフェライト皮膜の形成について、検討したところ、ニッケルフェライト皮膜の形成に長時間を要することが分かった。 The inventors have examined the formation of a nickel ferrite film on the surface of a carbon steel member described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-182604, and found that it takes a long time to form the nickel ferrite film.
本発明の目的は、プラントを構成する炭素鋼部材へのニッケルフェライト皮膜の形成に要する時間をさらに短縮することができる炭素鋼部材へのニッケルフェライト皮膜形成方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a method for forming a nickel ferrite film on a carbon steel member that can further reduce the time required to form the nickel ferrite film on the carbon steel member constituting the plant.
上記した目的を達成する本発明の特徴は、プラントを構成する炭素鋼部材の水に接する表面にpHが4.0以上9.0以下の範囲内の値に調節された、ニッケルイオンを含む皮膜形成液を接触させてこの表面にニッケル金属皮膜を形成し、形成されたニッケル金属皮膜の表面に、鉄(II)イオンを含む第1薬剤、ニッケルイオンを含む第2薬剤及び鉄(II)イオンを酸化する第3薬剤を含み、pH調整剤の添加によってpHが5.5以上で9.0以下の範囲内に含まれる値に調節された皮膜形成液を接触させ、ニッケル金属皮膜の表面にニッケルフェライト皮膜を形成することにある。
A feature of the present invention that achieves the above-described object is that the surface of the carbon steel member constituting the plant that is in contact with water has a pH adjusted to a value within the range of 4.0 or more and 9.0 or less, and the coating includes nickel ions A forming liquid is contacted to form a nickel metal film on the surface, and a first drug containing iron (II) ions, a second drug containing nickel ions, and iron (II) ions are formed on the surface of the formed nickel metal film. A film-forming solution that contains a third agent that oxidizes and is adjusted to a value that falls within the range of 5.5 to 9.0 by adding a pH adjuster, in the Turkey form a nickel ferrite film.
ニッケル金属皮膜を炭素鋼部材の表面に形成することによって、ニッケルフェライトの皮膜の形成時に、炭素鋼部材からの鉄(II)イオンの溶出を防ぐことができる。このため、ニッケルフェライト皮膜の形成に要する時間を短縮することができる。 By forming the nickel metal film on the surface of the carbon steel member, elution of iron (II) ions from the carbon steel member can be prevented when the nickel ferrite film is formed. For this reason, the time required for forming the nickel ferrite film can be shortened.
pH調整剤を含む液体に、鉄(II)イオン及び酸を含む第1薬剤、ニッケルイオンを含む第2薬剤及び鉄(II)イオンを鉄(III)イオンに酸化する第3薬剤を添加し、
鉄(II)イオン、ニッケルイオン及び第3薬剤を含み、pHが6.0より大きく9.0以下の範囲内に含まれる値に調節された液体を、プラントを構成する炭素鋼部材の水に接する表面に、最初に接触させることによって、その表面にニッケルフェライト皮膜を形成することによっても上記の目的を達成することができる。
adding a first agent containing iron (II) ions and an acid, a second agent containing nickel ions, and a third agent that oxidizes iron (II) ions to iron (III) ions to a liquid containing a pH adjuster;
A liquid containing iron (II) ions, nickel ions, and a third drug and having a pH adjusted to a value within a range of greater than 6.0 and less than or equal to 9.0 is used as water for carbon steel members constituting the plant. The above object can also be achieved by first contacting the contacting surface with a nickel ferrite film on the surface.
鉄(II)イオン、ニッケルイオン及び第3薬剤を含み、pHが6.0より大きく9.0以下の範囲内に含まれる値に調節された液体を、その表面に接触させるので、炭素鋼部材の腐食量が増大するpHが6.0以下の液体、特に、鉄(II)イオン及び酸を含んで酸性になっている液体が、その表面に接触することを回避できる。このため、ニッケルフェライト皮膜形成時に、炭素鋼部材からの鉄(II)イオンの溶出を防ぐことができ、ニッケルフェライト皮膜の形成に要する時間を短縮することができる。 Since a liquid containing iron (II) ions, nickel ions and a third drug and having a pH adjusted to a value within a range of more than 6.0 and not more than 9.0 is brought into contact with the surface thereof, a carbon steel member It is possible to avoid contact with the surface of a liquid whose pH increases to 6.0 or less, in particular, a liquid that is acidic including iron (II) ions and an acid. For this reason, at the time of nickel ferrite film formation, elution of iron (II) ions from the carbon steel member can be prevented, and the time required for forming the nickel ferrite film can be shortened.
本発明によれば、プラントを構成する炭素鋼部材の表面へのニッケルフェライト皮膜の形成に要する時間をさらに短縮することができる。 According to the present invention, it is possible to further reduce the time required for forming the nickel ferrite film on the surface of the carbon steel member constituting the plant.
発明者らは、特開2007−182604号公報に記載された炭素鋼部材の表面へのニッケルフェライト皮膜の形成で、その皮膜の形成に長時間を要する原因を突き止めるための、詳細な検討及び実験を行った。特開2007−182604号公報に記載された各薬剤の添加順序は、いずれも、第1薬剤(鉄(II)イオンを含む第1薬剤)の添加を第4薬剤(pH調整剤)の添加の前に行っている。発明者らは、検討の結果、最終的に、その薬剤の添加順序が問題であるとの結論に達した。 The inventors have conducted detailed examinations and experiments for determining the cause of the formation of a nickel ferrite film on the surface of a carbon steel member described in JP-A-2007-182604, which takes a long time. Went. As for the order of addition of each drug described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-182604, the addition of the first drug (first drug containing iron (II) ions) is the same as the addition of the fourth drug (pH adjusting agent). Have gone before. As a result of the study, the inventors finally came to the conclusion that the order of addition of the drugs is a problem.
第1薬剤は、ギ酸(または炭酸)に鉄を溶解することによって製造され、鉄(II)イオンのほかにギ酸(または炭酸)を含んでいる。この第1薬剤をニッケルフェライト皮膜の形成に必要な量だけ水に添加したとき、第1薬剤の水溶液のpHが約4になった。第1薬剤を含むpHが4で100℃の水溶液(溶存酸素濃度100ppb)に、BWRプラントで用いられる炭素鋼部材を20時間浸漬させたところ、図4に示すように、炭素鋼部材の重量が浸漬前に比べて4×104mg/dm2だけ減少した。これは、炭素鋼部材が約pH4のその水溶液に含まれているギ酸の作用によりそれだけ腐食されたことを意味する。
この結果、発明者らは、炭素鋼部材へのニッケルニッケルフェライト皮膜の形成に長時間を要する原因が、第1薬剤を最初に添加することによって、炭素鋼部材の表面が、一時的に、約pH4の水溶液にさらされて腐食により減量することであることを突き止めた。
The first drug is produced by dissolving iron in formic acid (or carbonic acid) and contains formic acid (or carbonic acid) in addition to iron (II) ions. When this first agent was added to water in an amount necessary for forming the nickel ferrite film, the pH of the aqueous solution of the first agent was about 4. When the carbon steel member used in the BWR plant was immersed in an aqueous solution (dissolved oxygen concentration of 100 ppb) having a pH of 4 and 100 ° C. containing the first drug for 20 hours, the weight of the carbon steel member was as shown in FIG. It decreased by 4 × 10 4 mg / dm 2 compared to before immersion. This means that the carbon steel member has been corroded by the action of formic acid contained in its aqueous solution at about
As a result, the inventors have taken a long time to form a nickel-nickel ferrite film on the carbon steel member. By first adding the first agent, the surface of the carbon steel member temporarily becomes about It was found that the weight was reduced by corrosion by exposure to an aqueous solution of
また、発明者らは、炭素鋼部材を浸漬する水溶液のpHを変えて炭素鋼部材の腐食試験を行った。この腐食試験により、発明者らは、図4に示すように、水溶液のpHが6よりも大きくなったとき、炭素鋼部材の重量の変化が急激に小さくなるという新たな試験結果を得ることができた。これは、炭素鋼部材の表面に接触する水溶液のpHが6より大きくなったとき、炭素鋼部材の腐食が急激に減少することを意味している。 Moreover, the inventors changed the pH of the aqueous solution in which the carbon steel member is immersed, and performed a corrosion test on the carbon steel member. By this corrosion test, the inventors can obtain a new test result that the change in the weight of the carbon steel member is drastically reduced when the pH of the aqueous solution becomes higher than 6, as shown in FIG. did it. This means that when the pH of the aqueous solution in contact with the surface of the carbon steel member becomes higher than 6, the corrosion of the carbon steel member is rapidly reduced.
特開2007−182604号公報に記載されたように、ニッケルフェライト皮膜形成方法は、皮膜形成水溶液への薬剤の添加を、鉄(II)イオンを含む第1薬剤、ニッケルイオンを含む第2薬剤、酸化剤を含む第3薬剤及びpH調整剤を含む第4薬剤の順に行った場合、第1薬剤及び第2薬剤を含む水溶液が炭素鋼部材に接触してから第3薬剤及び第4薬剤を含む水溶液がその炭素鋼部材の表面に接触するまでの間、約pH4の水溶液がその炭素鋼部材の表面に接触することになる。その間における炭素鋼部材の腐食による減量が、炭素鋼部材表面へのニッケルフェライト皮膜の形成に要する時間を長くしているのである。すなわち、約pH4の水溶液がその炭素鋼部材の表面に接触することにより、炭素鋼部材の表面から鉄(II)イオンが水溶液中に溶出する。この鉄(II)イオンの溶出の影響によって、水溶液に添加された第1薬剤に含まれた鉄(II)イオンが炭素鋼部材の表面に吸着されにくくなる。第1薬剤よりも後に添加されたニッケルイオンを含む第2薬剤が給水配管10内に到達するまでの間、給水配管10の内面から多量の鉄(II)イオンが溶出される。このような多量の鉄(II)イオンの溶出の影響を受けて、添加した鉄(II)イオンの部材表面への吸着量が低下する。更に、給水配管10の内面から溶出した多量の鉄(II)イオン及び添加した鉄(II)イオンの存在により、ニッケルイオンの炭素鋼部材の表面への吸着度合いが著しく低下する。以上の理由で、炭素鋼部材表面へのニッケルフェライト皮膜の形成に要する時間が長くなるのである。特開2007−182604号公報に記載された皮膜形成方法を、便宜的に方法Aという。
As described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-182604, a nickel ferrite film forming method includes adding a drug to a film-forming aqueous solution by using a first drug containing iron (II) ions, a second drug containing nickel ions, When the third agent containing the oxidizing agent and the fourth agent containing the pH adjusting agent are performed in this order, the aqueous solution containing the first agent and the second agent contains the third agent and the fourth agent after contacting the carbon steel member. Until the aqueous solution contacts the surface of the carbon steel member, the aqueous solution of about
図4に示す実験結果から、炭素鋼部材の表面にpHが6.0以下の水溶液が接触しても炭素鋼部材の腐食が大きくなり、炭素鋼部材の表面から溶出する鉄(II)イオンの量が大きくなることが分かる。このため、pHが6.0以下の水溶液が炭素鋼部材の表面に接触する場合には、炭素鋼部材表面へのニッケルフェライト皮膜の形成に要する時間が長くなる。 From the experimental results shown in FIG. 4, even when an aqueous solution having a pH of 6.0 or less comes into contact with the surface of the carbon steel member, the corrosion of the carbon steel member increases, and the iron (II) ions eluted from the surface of the carbon steel member. You can see that the amount increases. For this reason, when the aqueous solution whose pH is 6.0 or less contacts the surface of the carbon steel member, the time required for forming the nickel ferrite film on the surface of the carbon steel member becomes long.
そこで、発明者らは炭素鋼表面の防食方法を検討した。発明者らは、ニッケルフェライト皮膜形成時における炭素鋼部材の腐食(炭素鋼部材からの鉄(II)イオンの溶出)を抑制でき、ニッケルフェライト皮膜の形成に要する時間をさらに短縮できる方法を考えた。
第2の薬剤に含まれるニッケルイオンは、炭素鋼部材に含まれる鉄イオンよりもイオン化傾向が小さい。このため、水溶液中のニッケルイオンは、鉄(II)イオンよりも先に炭素鋼部材の表面に付着する。炭素鋼部材の表面にニッケルイオンが存在する場合には、(1)式に従ってニッケルイオンが還元されて炭素鋼部材の表面にニッケル金属が生成される。このニッケル金属が炭素鋼部材表面に皮膜状に成長した後、ニッケル金属皮膜の表面にニッケルフェライト皮膜を形成すればよい。ここで、炭素鋼部材の表面に形成されたニッケル金属皮膜は、ニッケルフェライト皮膜と共に炭素鋼部材の防食皮膜の役割を果たす。
Therefore, the inventors examined a method for preventing corrosion of the carbon steel surface. The inventors have devised a method that can suppress corrosion of the carbon steel member during the formation of the nickel ferrite film (elution of iron (II) ions from the carbon steel member) and further reduce the time required for forming the nickel ferrite film. .
Nickel ions contained in the second chemical have a smaller ionization tendency than iron ions contained in the carbon steel member. For this reason, the nickel ions in the aqueous solution adhere to the surface of the carbon steel member before the iron (II) ions. When nickel ions are present on the surface of the carbon steel member, the nickel ions are reduced according to the formula (1) to generate nickel metal on the surface of the carbon steel member. After the nickel metal grows in the form of a film on the surface of the carbon steel member, a nickel ferrite film may be formed on the surface of the nickel metal film. Here, the nickel metal film formed on the surface of the carbon steel member plays a role of an anticorrosion film for the carbon steel member together with the nickel ferrite film.
Fe+Ni2+ → Fe2++Ni ……(1)
ニッケル金属の皮膜が炭素鋼部材の表面に形成された後、ニッケルイオン及び鉄イオンがニッケル金属皮膜の表面に吸着され、酸化剤及びpH調整剤を添加することにより、(2)式にしたがって、ニッケルフェライト皮膜がニッケル金属皮膜の表面に形成される。
Fe + Ni 2+ → Fe 2+ + Ni (1)
After the nickel metal film is formed on the surface of the carbon steel member, nickel ions and iron ions are adsorbed on the surface of the nickel metal film, and by adding an oxidizing agent and a pH adjuster, A nickel ferrite film is formed on the surface of the nickel metal film.
Ni2++2Fe3++4H2O → NiFe2O4+8H2O ……(2)
以上に述べた検討の結果、発明者らは、炭素鋼部材にニッケルフェライト皮膜を形成する際には、水に、ニッケルイオン及び酸を含む第2薬剤を添加し、その後、鉄(II)イオンを含む第1薬剤、酸化剤を含む第3薬剤及びpH調整剤を含む第4薬剤を添加すればよいと考えた。第2薬剤の添加は、第1薬剤の添加の前もしくは第1薬剤の添加と同時に行えばよい。第3薬剤及び第4薬剤の添加は、第2薬剤の添加後であればいつでもよい。炭素鋼部材の表面にニッケル金属皮膜を形成し、ニッケル金属皮膜の表面にニッケルフェライト皮膜を形成する方法を、便宜的に方法Bという。
Ni 2+ + 2Fe 3+ + 4H 2 O → NiFe 2 O 4 + 8H 2 O (2)
As a result of the examination described above, the inventors added a second agent containing nickel ions and an acid to water when forming a nickel ferrite film on the carbon steel member, and then iron (II) ions. It was thought that the 1st chemical | medical agent containing, the 3rd chemical | medical agent containing an oxidizing agent, and the 4th chemical | medical agent containing a pH adjuster should just be added. The addition of the second drug may be performed before the addition of the first drug or simultaneously with the addition of the first drug. The third drug and the fourth drug may be added at any time after the addition of the second drug. A method of forming a nickel metal film on the surface of the carbon steel member and forming a nickel ferrite film on the surface of the nickel metal film is referred to as method B for convenience.
また、発明者らは、ニッケルフェライト皮膜形成時における炭素鋼部材の腐食を抑制する他の方法として、図4に示す結果から、水に第4薬剤を添加してpHが6.0より大きく9.0以下の範囲に含まれるpH値を有するpH調整剤水溶液を生成し、その後、このpH調整剤水溶液に第1薬剤、第2薬剤及び第3薬剤を添加してもよいことを見出した。
この方法によっても、炭素鋼部材の表面に接触する水溶液のpHがアルカリ側になり、ニッケルフェライト皮膜形成時における炭素鋼部材の腐食による減量が低減される。したがって、ニッケルフェライト皮膜の形成時において、炭素鋼部材の表面から溶出する鉄(II)イオンの量が減少し、炭素鋼部材の表面にニッケルフェライト皮膜を形成するために要する時間が短縮される。第4薬剤を添加して水溶液のpHを6.0よりも大きく9.0以下の範囲内に含まれるpH値に調節し、その後に第1薬剤、第2薬剤及び第3薬剤を添加してニッケルフェライト皮膜を形成する方法を、便宜的に方法Cという。
In addition, as another method for suppressing the corrosion of the carbon steel member at the time of forming the nickel ferrite film, the inventors have added a fourth chemical to water and the pH is larger than 6.0 from the result shown in FIG. It was found that a pH adjuster aqueous solution having a pH value in the range of 0.0 or less was generated, and then the first drug, the second drug, and the third drug may be added to the pH adjuster aqueous solution.
Also by this method, the pH of the aqueous solution in contact with the surface of the carbon steel member becomes alkaline, and the weight loss due to corrosion of the carbon steel member during the formation of the nickel ferrite film is reduced. Therefore, when the nickel ferrite film is formed, the amount of iron (II) ions eluted from the surface of the carbon steel member is reduced, and the time required for forming the nickel ferrite film on the surface of the carbon steel member is shortened. Add a fourth drug to adjust the pH of the aqueous solution to a pH value within the range of greater than 6.0 and less than 9.0, and then add the first drug, the second drug, and the third drug. The method of forming the nickel ferrite film is referred to as Method C for convenience.
方法A、方法B及び方法Cにおいてニッケルフェライト皮膜の形成時間を同じくしたとき、各方法で炭素鋼部材の表面に形成されたニッケルフェライト皮膜の量を、図5に示す。方法B及びCでは、炭素鋼部材の表面に形成されたニッケルフェライト皮膜量が方法Aよりも多くなる。これは、方法B及びCでは、ニッケルフェライト皮膜の形成時において炭素鋼部材の表面の腐食を抑制することができ、ニッケルフェライト皮膜の形成に要する時間を短縮できることを示している。方法B及びCで形成されたニッケルフェライト皮膜の厚みは、いずれも、特開2006−38483号公報に記載されたステンレス鋼製の構成部材の表面に形成されるフェライト皮膜の厚みよりも厚くなる。 FIG. 5 shows the amount of the nickel ferrite film formed on the surface of the carbon steel member by each method when the formation time of the nickel ferrite film is the same in method A, method B and method C. In the methods B and C, the amount of nickel ferrite film formed on the surface of the carbon steel member is larger than that in the method A. This indicates that the methods B and C can suppress the corrosion of the surface of the carbon steel member during the formation of the nickel ferrite film and can reduce the time required for forming the nickel ferrite film. The thickness of the nickel ferrite film formed by the methods B and C is larger than the thickness of the ferrite film formed on the surface of the stainless steel component described in JP-A-2006-38483.
炭素鋼部材の表面に方法Bによって形成された皮膜(ニッケル金属皮膜及びニッケルフェライト皮膜を含む)の厚み方向の組成をオージェスペクトル法で分析した結果を、図6に示す。図6において、縦軸は各皮膜及び母材内の元素成分の濃度を示し、横軸はニッケルフェライト皮膜の表面からの深さを示している。図6に示すように、皮膜は2層構造になっており、表層はニッケルフェライト皮膜であり、ニッケルフェライト皮膜と母材(炭素鋼部材)の間の層はニッケル金属皮膜である。また、ニッケルフェライト皮膜の組成は、Ni0.7Fe0.3Fe2O4であった。炭素鋼部材の表面に方法Bによって形成されたニッケルフェライト皮膜をレーザーラマン法で分析した結果を、図7に示す。図7において、実線は方法Bで形成した皮膜における周波数に対する相対強度の変化を示し、破線はマグネタイトにおける周波数に対する相対強度の変化を示し、一点差線はニッケルフェライトにおける周波数に対する相対強度の変化を示している。方法Bで形成した皮膜のピーク位置は、ニッケルフェライト及びマグネタイトの各ピーク値とは異なっていた。これは、方法Bで形成した皮膜において、ニッケルフェライトに含まれるニッケルの一部が2価の鉄イオンに置換されたためだと考えられる。この結果は、オージェスペクトルの分析結果に一致した。 FIG. 6 shows the result of analyzing the composition in the thickness direction of the film (including the nickel metal film and the nickel ferrite film) formed by the method B on the surface of the carbon steel member by the Auger spectrum method. In FIG. 6, the vertical axis represents the concentration of elemental components in each film and the base material, and the horizontal axis represents the depth from the surface of the nickel ferrite film. As shown in FIG. 6, the film has a two-layer structure, the surface layer is a nickel ferrite film, and the layer between the nickel ferrite film and the base material (carbon steel member) is a nickel metal film. Moreover, the composition of the nickel ferrite film was Ni 0.7 Fe 0.3 Fe 2 O 4 . The result of analyzing the nickel ferrite film formed by the method B on the surface of the carbon steel member by the laser Raman method is shown in FIG. In FIG. 7, the solid line shows the change in relative intensity with respect to the frequency in the film formed by Method B, the broken line shows the change in relative intensity with respect to the frequency in magnetite, and the one-point difference line shows the change in relative intensity with respect to the frequency in nickel ferrite. ing. The peak position of the film formed by Method B was different from the peak values of nickel ferrite and magnetite. This is presumably because part of nickel contained in the nickel ferrite was replaced with divalent iron ions in the film formed by the method B. This result coincided with the analysis result of the Auger spectrum.
発明者らは、炭素鋼部材の腐食抑制効果を実験により確認した。得られた腐食抑制効果を、図8を用いて説明する。図8の縦軸は、試料D,E及びFの各重量変化の相対値を示している。試料Dは、炭素鋼部材の表面を機械的に研磨した試料である。試料Eは、第4薬剤を含むpHが6.0より大きく9.0以下の範囲内に含まれるpH値になっている水溶液に、その後、第1薬剤及び第3薬剤を添加して得られた水溶液を用いて炭素鋼部材の表面にマグネタイト皮膜を形成する方法により、炭素鋼部材の表面にマグネタイト皮膜を形成した試料である。試料Fは、前述した方法Bにより炭素鋼部材の表面にニッケル金属皮膜及びニッケルフェライト皮膜が炭素鋼部材の表面に形成された試料である。図8から明らかなように、方法Bによりニッケル金属皮膜及びニッケルフェライト皮膜を表面に形成した試料Fは、試料D及びEよりも重量の減少が少なくなる。すなわち、試料Fは、試料D及びEよりも腐食が抑制されている。 Inventors confirmed the corrosion inhibitory effect of the carbon steel member by experiment. The obtained corrosion inhibition effect will be described with reference to FIG. The vertical axis | shaft of FIG. 8 has shown the relative value of each weight change of the samples D, E, and F. FIG. Sample D is a sample obtained by mechanically polishing the surface of a carbon steel member. Sample E is obtained by adding a first drug and a third drug to an aqueous solution having a pH value in the range of greater than 6.0 and less than or equal to 9.0 including the fourth drug. This is a sample in which a magnetite film is formed on the surface of the carbon steel member by a method of forming a magnetite film on the surface of the carbon steel member using an aqueous solution. Sample F is a sample in which a nickel metal film and a nickel ferrite film are formed on the surface of the carbon steel member by the method B described above. As is clear from FIG. 8, the sample F in which the nickel metal film and the nickel ferrite film are formed on the surface by the method B is less reduced in weight than the samples D and E. That is, the sample F is less corroded than the samples D and E.
前述した、第4薬剤を含むpHが6.0よりも大きく9.0以下の範囲内に含まれるpH値を有する水溶液を表面に接触させ、その後にその水溶液に第1薬剤、第2薬剤及び第3薬剤を添加して得られた水溶液(皮膜形成液)を用いてニッケルフェライト皮膜を表面に形成した試料では、重量の減少が、試料D及びEよりも少なくなり、試料Fと同程度になった。 The aforementioned aqueous solution having a pH value containing the fourth drug in the range of greater than 6.0 and not more than 9.0 is brought into contact with the surface, and then the first drug, second drug, and In the sample in which the nickel ferrite film is formed on the surface using the aqueous solution (film forming solution) obtained by adding the third agent, the weight decrease is less than that of the samples D and E, and is about the same as the sample F. became.
発明者らは、方法Bにおいて、炭素鋼部材の表面にニッケル金属皮膜を形成する際に、炭素鋼部材の表面に接触させるニッケルイオンを含む水溶液のpHについて検討した。炭素鋼部材の表面にニッケル金属皮膜を形成するためには、鉄(II)イオンを炭素鋼部材からニッケルイオンを含む水溶液に溶出させる必要がある。炭素鋼部材からの鉄(II)イオンの溶出は、ニッケルイオンを含む水溶液のpHが9.0以下でも生じる。しかしながら、硝酸ニッケルの添加によりその水溶液のpHが4.0より小さくなったとき、炭素鋼部材の表面に形成されるニッケル金属皮膜の厚みが不均一になった。pHが4.0以上になったとき、炭素鋼部材の表面に形成されるニッケル金属皮膜の厚みが均一になった。このため、ニッケル金属皮膜を形成するために、炭素鋼部材の表面に接触させるニッケルイオンを含む水溶液のpHは、4.0以上で9.0以下の範囲にすることが望ましい。 Inventors examined the pH of the aqueous solution containing the nickel ion brought into contact with the surface of the carbon steel member when forming the nickel metal film on the surface of the carbon steel member in Method B. In order to form a nickel metal film on the surface of a carbon steel member, it is necessary to elute iron (II) ions from the carbon steel member into an aqueous solution containing nickel ions. The elution of iron (II) ions from the carbon steel member occurs even when the pH of the aqueous solution containing nickel ions is 9.0 or less. However, when the pH of the aqueous solution became smaller than 4.0 by the addition of nickel nitrate, the thickness of the nickel metal film formed on the surface of the carbon steel member became non-uniform. When the pH was 4.0 or more, the thickness of the nickel metal film formed on the surface of the carbon steel member became uniform. For this reason, in order to form a nickel metal film, it is desirable that the pH of the aqueous solution containing nickel ions brought into contact with the surface of the carbon steel member is in the range of 4.0 or more and 9.0 or less.
炭素鋼部材の表面にニッケル金属皮膜が形成された後は、ニッケル金属皮膜が炭素鋼部材の腐食を防止する。このため、ニッケルフェライト皮膜を形成するために、炭素鋼部材の表面に形成されたニッケル金属皮膜に接触させる皮膜形成液のpHは、pH6.0以下にすることができる。しかしながら、その皮膜形成液のpHは、ニッケル金属皮膜の表面にニッケルフェライト皮膜生成反応を進行させる5.5乃至9.0の範囲に調節する必要がある。ニッケルフェライト皮膜の形成に用いる皮膜形成液のpHが5.5であっても、表面にニッケルフェライト皮膜を形成するニッケル金属皮膜に悪影響を与えることはない。 After the nickel metal film is formed on the surface of the carbon steel member, the nickel metal film prevents corrosion of the carbon steel member. For this reason, in order to form a nickel ferrite film, the pH of the film forming liquid brought into contact with the nickel metal film formed on the surface of the carbon steel member can be adjusted to pH 6.0 or less. However, the pH of the film-forming solution needs to be adjusted to a range of 5.5 to 9.0 that causes a nickel ferrite film formation reaction to proceed on the surface of the nickel metal film. Even if the pH of the film forming solution used for forming the nickel ferrite film is 5.5, the nickel metal film that forms the nickel ferrite film on the surface is not adversely affected.
以上に述べた検討結果を反映した、本発明の実施例を以下に説明する。 Examples of the present invention reflecting the above-described examination results will be described below.
本発明の好適な一実施例である、BWRプラントの給水配管に適用した実施例1の炭素鋼部材へのニッケルフェライト皮膜形成方法を、図1、図2及び図3を用いて説明する。 A method for forming a nickel ferrite film on a carbon steel member of Example 1 applied to a water supply pipe of a BWR plant, which is a preferred example of the present invention, will be described with reference to FIGS. 1, 2, and 3.
原子力発電プラントであるBWRプラントは、原子炉1、タービン3、復水器4、再循環系、原子炉浄化系及び給水系等を備えている。原子炉1は、炉心13を内蔵する原子炉圧力容器(以下、RPVという)12を有し、RPV12内にジェットポンプ14を設置している。炉心13には多数の燃料集合体(図示せず)が装荷されている。燃料集合体は、核燃料物質で製造された複数の燃料ペレットが充填された複数の燃料棒を含んでいる。再循環系は、再循環系配管22、及び再循環系配管22に設置された再循環ポンプ21を有している。給水系は、復水器4とRPV12を連絡する給水配管10に、復水ポンプ5、復水浄化装置(例えば、復水脱塩器)6、低圧給水加熱器8、給水ポンプ7及び高圧給水加熱器9を、復水器4からRPV12に向って、この順に設置して構成されている。原子炉浄化系は、再循環系配管22と給水配管10を連絡する浄化系配管20に、浄化系ポンプ24、再生熱交換器25、非再生熱交換器26及び炉水浄化装置27をこの順に設置している。浄化系配管20は、再循環ポンプ21の上流で再循環系配管22に接続される。
原子炉1は、原子炉建屋(図示せず)内に配置された原子炉格納容器11内に設置されている。
A BWR plant, which is a nuclear power plant, includes a
The
RPV12内の冷却水は、再循環ポンプ21で昇圧され、再循環系配管22を通ってジェットポンプ14内に噴出される。ジェットポンプ14のノズルの周囲に存在する冷却水も、ジェットポンプ14内に吸引されて炉心13に供給される。炉心13に供給された冷却水は、燃料棒内の核燃料物質の核分裂で発生する熱によって加熱される。加熱された一部の冷却水が蒸気になる。この蒸気は、RPV12から主蒸気配管2を通ってタービン3に導かれ、タービン3を回転させる。タービン3に連結された発電機(図示せず)が回転し、電力が発生する。タービン3から排出された蒸気は、復水器4で凝縮されて水になる。この水は、給水として、給水配管10を通りRPV12内に供給される。給水配管10を流れる給水は、復水ポンプ5で昇圧され、復水浄化装置6で不純物が除去され、給水ポンプ7でさらに昇圧される。給水は、低圧給水加熱器8及び高圧給水加熱器9で加熱されてRPV12内に導かれる。抽気配管15でタービン3から抽気された抽気蒸気が、低圧給水加熱器8及び高圧給水加熱器9にそれぞれ供給され、給水の加熱源となる。
The cooling water in the
再循環系配管22内を流れる冷却水の一部は、浄化系ポンプ24の駆動によって原子炉浄化系の浄化系配管20内に流入し、再生熱交換器25及び非再生熱交換器26で冷却された後、炉水浄化装置27で浄化される。浄化された冷却水は、再生熱交換器25で加熱されて浄化系配管20及び給水配管10を経てRPV12内に戻される。
A part of the cooling water flowing in the
BWRプラントの運転が停止された後のBWRプラントの運転停止期間内で、仮設設備である皮膜形成装置30の循環配管(皮膜形成液配管)35の両端が、炭素鋼製の給水配管(炭素鋼部材)10に接続される。この循環配管35を給水配管10に接続する作業を具体的説明する。BWRプラントの運転停止後に、例えば、復水浄化装置6の出口に設置されているバルブ28のボンネットを開放して復水浄化装置6側を閉止する。皮膜形成装置30の循環配管35の一端をバルブ28のフランジに接続する。これにより、循環配管35の一端が低圧給水加熱器8よりも上流で給水配管10に接続される。同時に、高圧給水加熱器9よりも下流で給水配管10に接続されている分岐管(例えば、ドレン配管またはサンプリング配管)をフランジ部等で切り離し、循環配管35の他端を給水配管10側の分岐管のフランジに接続する。循環配管35を給水配管10に接続することによって、循環配管35及び給水配管10を含む閉ループが形成される。皮膜形成装置30は、給水配管10の内面にニッケルフェライト皮膜が形成され、ニッケルフェライト皮膜の形成に使用した溶液の処理が終了した後で且つBWRプラントの運転停止期間内で、給水配管10から取り外される。その後で、BWRプラントの運転が開始される。
Within the operation stop period of the BWR plant after the operation of the BWR plant is stopped, both ends of the circulation pipe (film forming liquid pipe) 35 of the
皮膜形成装置30は、給水配管10の内面へのニッケルフェライト皮膜の形成、及びこの皮膜の形成に使用した溶液の処理の両方に用いられる。さらに、皮膜形成装置30は、給水配管10内面の化学除染を行う際にも用いられる。給水配管10に接続された皮膜形成装置30はBWRプラントでは放射線管理区域であるタービン建屋(図示せず)内に配置されている。
The
皮膜形成装置30の詳細な構成を、図3により説明する。皮膜形成装置30は、サージタンク31、循環配管35、鉄(II)イオン注入装置85、酸化剤注入装置86、pH調整剤注入装置87、ニッケルイオン注入装置88、フィルタ51、分解装置64及びカチオン交換樹脂塔60を備えている。
A detailed configuration of the
開閉弁47、循環ポンプ48、弁49、加熱器53、弁55,56及び57、サージタンク31、循環ポンプ32、弁33及び開閉弁34が、上流よりこの順に循環配管35に設けられている。弁49をバイパスして循環配管35に接続される配管71に、弁50及びフィルタ51が設置される。加熱器53及び弁55をバイパスする配管66が循環配管35に接続される。冷却器58及び弁59が配管66に設置される。両端が循環配管35に接続されて弁56をバイパスする配管67に、カチオン交換樹脂塔60及び弁61が設置される。両端が配管67に接続されてカチオン交換樹脂塔60及び弁61をバイパスする配管68に、混床樹脂塔62及び弁63が設置される。
The on-off
弁65及び分解装置64が設置される配管69が弁57をバイパスして循環配管35に接続される。分解装置64は、内部に、例えば、ルテニウムを活性炭の表面に添着した活性炭触媒を充填している。サージタンク31が弁57と循環ポンプ32の間で循環配管35に設置される。弁36及びエゼクタ37が設けられる配管70が、弁33と循環ポンプ32の間で循環配管35に接続され、さらに、サージタンク31に接続されている。ニッケルフェライト皮膜を形成する給水配管10の内面の汚染物を酸化溶解するために用いる過マンガン酸カリウム(酸化除染剤)、さらには給水配管10の内面の汚染物を還元溶解するために用いるシュウ酸(還元除染剤)をサージタンク31内に供給するためのホッパ(図示せず)がエゼクタ37に設けられている。
A
鉄(II)イオン注入装置85が、薬液タンク45、注入ポンプ43及び注入配管72を有する。薬液タンク45は、注入ポンプ43及び弁41を有する注入配管72によって循環配管35に接続される。薬液タンク45は、鉄をギ酸で溶解して調製した2価の鉄(II)イオンを含む薬剤(第1薬剤)が充填されている。この薬剤はギ酸を含んでいる。なお、鉄を溶解させる薬剤としては、ギ酸に限らず、鉄(II)イオンの対アニオンとなる有機酸又は炭酸を用いることができる。酸化剤注入装置86が、薬液タンク46、注入ポンプ44及び注入配管73を有する。薬液タンク46は、注入ポンプ44及び弁42を有する注入配管73によって循環配管35に接続される。薬液タンク46は、酸化剤(第3薬剤)である過酸化水素が充填されている。pH調整剤注入装置87が、薬液タンク40、注入ポンプ39及び注入配管74を有する。薬液タンク40は、注入ポンプ39及び弁38を有する注入配管74によって循環配管35に接続される。薬液タンク40はpH調整剤(第4薬剤)であるヒドラジンを充填する。
The iron (II)
ニッケルイオン注入装置88が、薬液タンク80、注入ポンプ81及び注入配管83を有する。薬液タンク80は、注入ポンプ81及び弁82を有する注入配管83によって循環配管35に接続される。薬液タンク80は、ギ酸ニッケルをギ酸で溶解して調製した2価のニッケルイオンを含む薬剤(第2薬剤)が充填されている。この薬剤はギ酸を含んでいる。なお、ニッケルを溶解させる薬剤としては、ギ酸に限らず、鉄(II)イオンの対アニオンとなる有機酸又は炭酸を用いることができる。発明者らは、ギ酸でのニッケルの溶解方法を検討した。この結果、固体のギ酸ニッケルにギ酸を少量添加することによって、ギ酸ニッケルが完全に溶解し、ニッケルフェライト皮膜の形成に使用できるニッケル(II)イオンを含む薬剤(第2薬剤)を得ることができた。
The
本実施例では、pH調整剤注入装置87の循環配管35への第1接続点(注入配管74と循環配管35の接続点)77、鉄(II)イオン注入装置85の循環配管35への第2接続点(注入配管72と循環配管35の接続点)78、ニッケルイオン注入装置88の循環配管35への第3接続点(注入配管83と循環配管35の接続点)84及び酸化剤注入装置86の循環配管35への第4接続点(注入配管73と循環配管35の接続点)79のうち、第1接続点77が最も下流に位置している。他の接続点は、第1接続点77から上流、すなわち、循環ポンプ32に向って、第3接続点84、第2接続点78及び第4接続点79の順に配置されている。第1接続点77は、循環配管35において、化学除染及びニッケルフェライト皮膜形成の対象部位にできるだけ近くに位置させることが好ましい。弁54を設けた配管75が配管73と配管69を連絡する。pH計76が、第1接続点77よりも下流で循環配管35に設置される。各薬剤が循環配管35に注入される前では、サージタンク31は、処理に用いられる水が充填されている。水溶液に含まれる酸素を除去するために、薬液タンク45及びサージタンク31内に窒素またはアルゴンなどの不活性ガスをバブリングすることが好ましい。
In this embodiment, the first connection point (connection point between the
分解装置64は、鉄(II)イオンの対アニオンとして使用する有機酸(例えば、ギ酸)、及びpH調整剤のヒドラジンを分解できるようになっている。つまり、鉄(II)イオンの対アニオンとしては、廃棄物量の低減化を考慮して水および二酸化炭素に分解できる有機酸、又は気体として放出可能で廃棄物を増やさない炭酸を用いている。
The
本実施例におけるニッケルフェライト皮膜形成方法を、図1を用いて詳細に説明する。
図1に示す手順は、ニッケルフェライト皮膜の形成だけでなく、化学除染、及びニッケルフェライト皮膜の形成に用いた皮膜形成水溶液の処理の手順も含んでいる。まず、皮膜形成装置30を皮膜形成対象の配管系に接続する(ステップS1)。すなわち、BWRプラントの運転がBWRプラントの定期検査のために停止された後のBWRプラントの運転停止期間において、前述したように、循環配管35が皮膜形成対象の配管系である給水配管10に接続される。
The method for forming a nickel ferrite film in the present embodiment will be described in detail with reference to FIG.
The procedure shown in FIG. 1 includes not only the formation of a nickel ferrite film, but also a chemical decontamination process and a treatment process of a film-forming aqueous solution used for forming the nickel ferrite film. First, the
皮膜形成対象箇所に対する化学除染を実施する(ステップS2)。給水と接触する、給水配管10の内面は、酸化皮膜が形成されている。BWRプラントにおいては、この酸化皮膜が放射性核種を含んでいる。ステップS2の一例は、化学的な処理によりその酸化皮膜を、皮膜形成対象箇所である給水配管10の内面から取り除く処理である。皮膜形成対象の配管系へのニッケルフェライト皮膜の形成は、その給水配管内面の腐食抑制を目的とするものであるが、その形成に際しては給水配管10の内面に対して予め化学除染を実施しておくことが好ましい。ニッケルフェライト皮膜を形成する前に皮膜形成対象の炭素鋼部材の表面が露出されていればよいので、化学除染の替りに機械的な除染処理を適用することも可能である。
Chemical decontamination is performed on the film formation target portion (step S2). An oxide film is formed on the inner surface of the
ステップS2で適用する化学除染は、公知の方法(特開2000−105295号公報参照)であるが、簡単に説明する。まず、弁34,33,57,56,55,49及び47をそれぞれ開き、他の弁を閉じた状態で、循環ポンプ32及び48を駆動する。これにより、給水配管10内にサージタンク31内の水を循環させる。加熱器53により循環する水を加熱し、この水の温度が90℃になったときに弁36を開く。エゼクタ37につながっているホッパから供給される必要量の過マンガン酸カリウムが、配管70内を流れる水によりサージタンク31内に導かる。過マンガン酸カリウムがサージタンク31内で水に溶解し、酸化除染液(過マンガン酸カリウム水溶液)が生成される。この酸化除染液は、循環ポンプ32の駆動によってサージタンク31から循環配管35を経て給水配管10内に供給される。酸化除染液は、給水配管10の内面に形成されている酸化皮膜などの汚染物を酸化して溶解する。
The chemical decontamination applied in step S2 is a known method (see Japanese Patent Laid-Open No. 2000-105295), but will be briefly described. First, the
酸化除染が終了した後、上記のホッパからシュウ酸をサージタンク31内に注入する。
このシュウ酸によって酸化除染液に含まれている過マンガン酸カリウムが分解される。その後、サージタンク31内で生成されてpHが調整された還元除染液(シュウ酸水溶液)は、循環ポンプ32によって給水配管10内に供給され、給水配管10の内面に存在する腐食生成物の還元溶解を行う。還元除染液のpHが、薬液タンク40から循環配管35内に供給されるヒドラジンによって調整される。給水配管10から排出されて循環配管35に戻された還元除染液の一部が、金属陽イオンを除去するために、必要な弁操作によりカチオン交換樹脂塔60に導かれる。
After the oxidative decontamination is completed, oxalic acid is injected into the
This oxalic acid decomposes potassium permanganate contained in the oxidative decontamination solution. Thereafter, the reductive decontamination liquid (oxalic acid aqueous solution) generated in the
還元除染の終了後、弁65を開いて弁57の開度を調整し、循環配管35内を流れる還元除染液の一部を分解装置64に供給する。この還元除染液に含まれるシュウ酸及びヒドラジンは、薬液タンク46から配管75を通して分解装置64に導かれた過酸化水素、及び分解装置64内の活性炭触媒の作用によって分解される。シュウ酸及びヒドラジンの分解後、弁55を閉じて加熱器53による加熱を停止させ、同時に、弁59を開いて除染液を冷却器58で冷却する。冷却された除染液(例えば、60℃)が、不純物を除去するために、混床樹脂塔62に供給される。
After completion of the reductive decontamination, the
新設のプラント、例えば、新設のBWRプラントの配管(給水配管等)内にニッケルフェライト皮膜を形成する場合には、ステップS2の化学除染工程を実施する必要がない。
ステップS2の化学除染工程は、既設のBWRプラントの配管(給水配管等)内にニッケルフェライト皮膜を形成する場合に実施される。
In the case where a nickel ferrite film is formed in piping (new water supply piping or the like) of a new plant, for example, a new BWR plant, it is not necessary to perform the chemical decontamination process in step S2.
The chemical decontamination step in step S2 is performed when a nickel ferrite film is formed in the existing BWR plant piping (water supply piping or the like).
炭素鋼部材の化学除染が終了した後、ニッケルフェライト皮膜の形成処理が実行される。 After the chemical decontamination of the carbon steel member is completed, a nickel ferrite film forming process is performed.
皮膜形成対象箇所の除染が終了した後、皮膜形成水溶液の温度調整を行う(ステップS3)。皮膜形成対象箇所の除染終了後、すなわち、皮膜形成装置30による最後の浄化運転が終了した後、以下の弁操作が行われる。弁50を開いて弁49を閉じ、フィルタ51への通水を開始する。弁56を開いて弁63を閉じることにより、混床樹脂塔62への通水を停止する。さらに、弁55を開いて加熱器53によって循環配管35内の水を所定温度まで加熱する。弁47,57,33及び34は開いており、弁36,59,61,65,38,41,42及び54は閉じている。フィルタ51への通水は、水中に残留している微細な固形物を除去し、この固形物の表面にもフェライト皮膜が形成されて薬剤が無駄に使用されることを防止するためである。また、フィルタ51への皮膜形成水溶液の供給を化学洗浄中に実施した場合には、溶解によって生じた高濃度の鉄に起因する水酸化物でフィルタの圧力損失が高くなるおそれがあるため適切ではない。
After the decontamination of the film forming target portion is completed, the temperature of the film forming aqueous solution is adjusted (step S3). After the decontamination of the film formation target portion, that is, after the final purification operation by the
皮膜形成水溶液の温度は、給水配管10の内面に皮膜を形成している間、75℃程度に保持されることが好ましいが、これの温度に限られない。要は原子炉の運転時における炭素鋼部材の腐食を抑制できる程度に、形成されたニッケルフェライト皮膜の結晶等の膜構造が緻密に形成できればよいのである。したがって、皮膜形成水溶液の温度は、給水配管10の最高使用温度以下、すなわち、200℃以下が好ましい。皮膜形成水溶液の温度は少なくとも200℃以下が好ましく、下限は20℃でもよいが、ニッケルフェライト皮膜の生成速度が実用範囲になる60℃以上が好ましい。100℃以上では皮膜形成水溶液の沸騰を抑制するため、加圧しなければならず仮設設備の耐圧性が要求されるようになり設備が大型化するため好ましくない。したがって、皮膜形成処理における皮膜形成水溶液の温度は、100℃以下がより好ましく、60℃以上100℃以下の範囲に含まれる温度に制御することが望ましい。
The temperature of the film-forming aqueous solution is preferably maintained at about 75 ° C. while the film is formed on the inner surface of the
第1薬剤に含まれる鉄(II)イオンを酸化させて水酸化第二鉄を生成させないために、皮膜形成水溶液内の溶存酸素を除去することが必要である。このため、サージタンク31及び薬液タンク45内で、不活性ガスのバブリング又は真空脱気を行うことが好ましい。
In order not to oxidize iron (II) ions contained in the first agent to produce ferric hydroxide, it is necessary to remove dissolved oxygen in the film-forming aqueous solution. For this reason, it is preferable to perform bubbling of inert gas or vacuum deaeration in the
ニッケルイオンを含む薬剤(第2薬剤)を皮膜形成水溶液に注入する(ステップS4)。弁82を開いて注入ポンプ81を駆動することにより、ニッケルイオン及びギ酸を含む薬液(第2薬剤)を、薬液タンク80から注入配管83を通して循環配管35内を流れている所定温度(例えば、75℃)の皮膜形成水溶液(第2薬剤が初めて注入されるときは水)に注入する。例えば、pHが4.0である、皮膜形成水溶液であるニッケルイオン及びギ酸を含む水溶液が、循環配管35を通して給水配管10内に供給される。給水配管10から排出されたこの水溶液は再循環配管35に戻される。
A drug (second drug) containing nickel ions is injected into the film-forming aqueous solution (step S4). By opening the
この水溶液が、給水配管10の内面に接触することによって、この水溶液に含まれるギ酸の作用により給水配管10の内面から給水配管(炭素鋼部材)10の母材に含まれる鉄が鉄(II)イオンになって水溶液中に溶出する。鉄(II)イオンが溶出するとき、電子(2e−)が放出される。水溶液に含まれて給水配管10の内面近くに存在するニッケルイオンがその電子を捕捉してニッケル金属になり、このニッケル金属が、給水配管10の、水溶液に接触する内面に付着する。すなわち、水溶液に含まれるニッケルイオンは、イオン化傾向が給水配管10から溶出した鉄(II)イオンよりも小さいので、(1)式の反応によりニッケル金属になり、このニッケル金属が給水配管10の内面に付着する。やがて、給水配管10の内面の、ニッケルイオン及びギ酸を含む水溶液が接触する領域全面に亘って、防食皮膜であるニッケル金属皮膜が形成される。ニッケル金属は、給水配管10から水溶液に鉄(II)イオンが溶出している間、給水配管10の内面に付着する。配管10の内面の、ニッケルイオン及びギ酸を含む水溶液が接触する領域全面にニッケル金属皮膜が形成されたとき、このニッケル金属皮膜によって給水配管10から水溶液への鉄(II)イオンの溶出が阻止されるので、ニッケル金属の給水配管10の内面への付着が停止される。ニッケルイオン及びギ酸を含む薬液の皮膜形成水溶液への注入は、ニッケル金属皮膜の形成が終了するまで、継続して行われる。
When this aqueous solution contacts the inner surface of the
鉄(II)イオンを含む薬液(第1薬剤)を皮膜形成水溶液に注入する(ステップS5)。弁41を開いて注入ポンプ43を駆動させ、鉄(II)イオン及びギ酸を含む薬液(第1薬剤)を、薬液タンク45から、注入配管72を通して、循環配管35内を流れているニッケルイオンを含んでいる皮膜形成水溶液に注入する。ここで注入される第1薬剤は、例えば、鉄をギ酸で溶解して調製した鉄(II)イオン及びこのギ酸を含んでいる。注入された鉄(II)イオンの一部が、皮膜形成水溶液内で水酸化第一鉄となる。第1薬剤を添加するタイミングは、給水配管10の内面(炭素鋼部材の給水と接触する表面)にニッケル金属皮膜が形成された後、直ちに投入することが望ましい。ニッケル金属皮膜は、皮膜形成水溶液と接触する給水配管10の内面全面に形成される。ニッケル金属皮膜の形成は、給水配管10の腐食電流を測定することによって確認する。ニッケル金属皮膜が給水配管10の内面に形成されると、給水配管10の腐食電流が低下する。この腐食電流の低下により、ニッケル金属皮膜の形成を確認することができる。また、ニッケルイオンを含む薬剤の注入開始後の経過時間が設定時間(例えば、5分)を経過したときに、第1薬剤を注入してもよい。この設定時間は、ニッケル金属皮膜の形成が完了するまでに要する時間として、実験等で事前に求められている。第1薬剤の注入開始は、第2薬剤の注入後であれば、給水配管10の、その水溶液と接触する内面の全面にニッケル金属皮膜が形成された時点以外でも良い。
A chemical solution (first drug) containing iron (II) ions is injected into the film-forming aqueous solution (step S5). The
酸化剤を皮膜形成水溶液に注入する(ステップS6)。弁42を開いて注入ポンプ44を駆動させ、酸化剤である過酸化水素を、薬液タンク46から注入配管73を通して、循環配管35内を流れているニッケルイオン、鉄(II)イオン及び水酸化第一鉄を含む皮膜形成水溶液に注入する。酸化剤としては、過酸化水素以外に、オゾンまたは酸素を溶解した薬剤を用いてもよい。
An oxidizing agent is injected into the film-forming aqueous solution (step S6). The
pH調整剤(第4薬剤)を皮膜形成水溶液に注入する(ステップS7)。弁38を開いて注入ポンプ39を駆動することにより、pH調整剤(例えば、ヒドラジン)を、薬液タンク40から、注入配管74を通して循環配管35内を流れている皮膜形成水溶液に注入する。pH計76は、循環配管35を流れる皮膜形成水溶液のpHを計測する。制御装置(図示せず)が、このpH計測値に基づいて、注入ポンプ39の回転速度(またはバルブ38の開度)を制御してヒドラジンの注入量を調節し、皮膜形成水溶液のpHを5.5以上で9.0以下の範囲内で、例えば、7.0に調節する。すなわち、ヒドラジン、鉄(II)イオン、ニッケルイオン、水酸化第一鉄、ギ酸及び過酸化水素を含む皮膜形成水溶液のpHが、7.0に調節される。
A pH adjuster (fourth drug) is injected into the film-forming aqueous solution (step S7). By opening the
pHが5.5以上で9.0以下の範囲内で、例えば、7.0に調節された、ニッケルイオン、鉄(II)イオン、水酸化第一鉄及び過酸化水素を含む皮膜形成水溶液が、給水配管10内を流れるので、炭素鋼部材である給水配管10の内面に形成されたニッケル金属皮膜の表面(皮膜形成水溶液と接触する表面)に吸着されたニッケルイオン、鉄(II)イオン及び水酸化第一鉄をニッケルフェライト化させる。これにより、ニッケル金属皮膜の表面にニッケルフェライト皮膜が形成される。皮膜形成水溶液に含まれた酸化剤である過酸化水素は、皮膜形成水溶液に含まれた、鉄(II)イオン及び水酸化第一鉄を酸化させてニッケルフェライト化させる反応を生じさせる。ヒドラジンにより皮膜形成水溶液のpHがニッケルフェライト皮膜生成反応を進行させる5.5乃至9.0の範囲内の7.0に調節されているので、上記したように、ニッケル金属皮膜の表面にニッケルフェライト皮膜が形成される。
A film-forming aqueous solution containing nickel ions, iron (II) ions, ferrous hydroxide and hydrogen peroxide adjusted to 7.0 within a range of pH 5.5 to 9.0, for example. Since it flows through the
循環ポンプ32,48が駆動されているので、ヒドラジン、ニッケルイオン、鉄(II)イオン、水酸化第一鉄及び過酸化水素を含む皮膜形成水溶液が、循環配管35により、開閉弁34を介して給水配管10内に供給される。この皮膜形成水溶液は、給水配管10内を流れ、循環配管35の弁47側へと戻される。戻された皮膜形成水溶液に鉄(II)イオン及びギ酸を含む薬液(第1薬剤)、ニッケルイオン及びギ酸を含む薬液(第2薬剤)、過酸化水素(第3薬剤)及びヒドラジン(第4薬剤)が注入され、この皮膜形成水溶液が再び給水配管10内に導かれる。皮膜形成水溶液(皮膜形成液)が給水配管10の内面に接触することによって、ニッケルイオン、鉄(II)イオン及び水酸化第一鉄が炭素鋼部材である給水配管10の内面に形成されたニッケル金属皮膜の表面に吸着され、吸着されたニッケルイオン、鉄(II)イオン及び水酸化第一鉄が過酸化水素によってニッケルフェライト化され、ヒドラジンの作用でpHが7.0に調節されているのでニッケル金属皮膜の表面に、ニッケルフェライトを主成分とするフェライト皮膜(ニッケルフェライト皮膜)が、給水配管10の内面に形成される。
Since the circulation pumps 32 and 48 are driven, a film-forming aqueous solution containing hydrazine, nickel ions, iron (II) ions, ferrous hydroxide and hydrogen peroxide is passed through the on-off
ステップS4の実施により炭素鋼部材の表面にニッケル金属皮膜が形成された後、鉄(II)イオンが含まれた薬液(第1薬剤)、過酸化水素(第3薬剤)及びヒドラジン(第4薬剤)がニッケルイオンを含む皮膜形成水溶液に注入される。特に、ニッケル金属皮膜の形成後においては、ステップS5、S6及びS7における各薬剤の注入を、連続的に実施することが好ましい。より具体的には、炭素鋼部材表面にニッケル金属皮膜を形成した後、第4接続点79で酸化剤が注入された皮膜形成水溶液が第2接続点78に到達したときに、鉄(II)イオンを含む薬液が注入される。これらの酸化剤及び鉄(II)イオンを含む皮膜形成水溶液が第3接続点84に到達したときに、ニッケルイオンを含む薬液が注入される。これらの酸化剤、鉄(II)イオン及びニッケルイオンを含む皮膜形成水溶液が第1接続点77に達したときに、pH調整剤の皮膜形成水溶液への注入が実施される。
After the nickel metal film is formed on the surface of the carbon steel member by carrying out step S4, the chemical solution containing iron (II) ions (first drug), hydrogen peroxide (third drug), and hydrazine (fourth drug) ) Is injected into a film-forming aqueous solution containing nickel ions. In particular, after the formation of the nickel metal film, it is preferable to continuously inject each agent in steps S5, S6, and S7. More specifically, after the nickel metal film is formed on the surface of the carbon steel member, when the film-forming aqueous solution in which the oxidizing agent is injected at the
循環配管35の内面での無駄なニッケルフェライト皮膜の形成を防止するため、pH調整剤の循環配管35への注入ポイントは、皮膜形成箇所である給水配管10に近い位置、すなわち、開閉弁34と循環配管35の接続点に近い位置にすることが好ましい。
In order to prevent the formation of a useless nickel ferrite film on the inner surface of the
ニッケルフェライト皮膜の形成処理が完了したかが判定される(ステップS8)。この判定は、ニッケルフェライト皮膜の形成処理開始、すなわち、第1薬剤の注入が開始されて酸化剤及びpH調整剤の注入が開始された後の経過時間で行われる。この経過時間が給水配管10の内面に所定の厚みのニッケルフェライト皮膜を形成するのに要する時間になるまでの間は、ステップS8の判定は「NO」になる。ステップS4〜S7の操作が繰り返し行われる。ステップS8の判定が「YES」になったとき、制御装置(図示せず)が、注入ポンプ39,43,44及び81を停止し(または弁38,41,42及び82を閉じ)て各薬剤の、循環している皮膜形成水溶液への注入を停止する。これによって、給水配管10の内面へのニッケルフェライト皮膜の形成作業が終了する。
It is determined whether the formation process of the nickel ferrite film has been completed (step S8). This determination is made at the elapsed time after the start of the nickel ferrite film forming process, that is, the injection of the first agent and the injection of the oxidizing agent and the pH adjusting agent. Until this elapsed time reaches the time required to form a nickel ferrite film having a predetermined thickness on the inner surface of the
鉄(II)イオンが含まれた薬液(第1薬剤)、ニッケルイオンが含まれた薬液(第2薬剤)、過酸化水素(第3薬剤)及びヒドラジン(第4薬剤)の皮膜形成水溶液への注入は、設定厚みのニッケルフェライト皮膜が形成されるまで、継続して行われる。 A chemical solution containing iron (II) ions (first drug), a chemical solution containing nickel ions (second drug), hydrogen peroxide (third drug), and hydrazine (fourth drug) into a film-forming aqueous solution The injection is continued until a nickel ferrite film having a set thickness is formed.
その後、皮膜形成水溶液に含まれている薬剤の分解が実施される(ステップS9)。給水配管10の内面へのニッケルフェライト皮膜の形成に使用された皮膜形成水溶液は、ニッケルフェライト皮膜の形成が終了した後においても、ヒドラジン及び有機酸であるギ酸を含んでいる。皮膜形成水溶液に含まれたヒドラジン及びギ酸は、還元除染剤であるシュウ酸の分解と同様に、分解装置64で分解される。薬剤の分解処理では、弁57,65の開度を調整し、循環配管35内の皮膜形成水溶液の一部を分解装置64に供給する。弁54を開くことにより、過酸化水素が、薬液タンク46から配管75を通して分解装置64に供給される。ヒドラジン及びギ酸は、分解装置64内で過酸化水素及び活性炭触媒の作用により分解される。ヒドラジンは窒素と水に、ギ酸は二酸化炭素と水にそれぞれ分解する。皮膜形成水溶液に含まれている薬剤の分解が終了した後、循環配管35が給水配管10から取り外され、バルブ28等が元通りに復旧される。これにより、BWRプラントの運転が開始できる状態になる。
Then, decomposition | disassembly of the chemical | medical agent contained in film formation aqueous solution is implemented (step S9). The film-forming aqueous solution used for forming the nickel ferrite film on the inner surface of the
触媒を用いた分解処理装置64の替りに紫外線照射装置を用いることも可能である。紫外線照射装置も、酸化剤の存在下でヒドラジン、ギ酸及びシュウ酸を分解することができる。
It is also possible to use an ultraviolet irradiation device instead of the
ヒドラジン及びギ酸を分解装置64において上記のように気体及び水に分解することによって、カチオン交換樹脂塔60によるヒドラジン及び混床樹脂塔62によるギ酸の除去を回避できるので、カチオン交換樹脂塔60内の使用済イオン交換樹脂の廃棄量を著しく低減できる。
By decomposing hydrazine and formic acid into gas and water in the
本実施例は、給水配管10の、ニッケルイオンを含む薬剤を皮膜形成水溶液と接触する内面の全面にニッケル金属皮膜が形成された後に、鉄(II)イオンを含む薬液を、皮膜形成水溶液に注入している。このため、本実施例では、給水配管10内に供給される皮膜形成水溶液のpHが、ヒドラジンの注入前に、第1薬剤の注入後に第1薬剤に含まれているギ酸の影響を受けて4.0になったとしても、炭素鋼部材表面にニッケル金属皮膜が形成されているため、給水配管10の内面、すなわち、炭素鋼部材の表面の腐食を抑制することができる。
In this embodiment, after the nickel metal film is formed on the entire inner surface of the
本実施例は、ニッケルフェライト皮膜形成時において給水配管10の内面の腐食をニッケル金属皮膜によって抑制することができるので、鉄(II)イオン及びニッケルイオンが給水配管10の内面、具体的にはニッケル金属皮膜の表面に付着しやすくなる。このため、設定厚みのニッケルフェライト皮膜を給水配管10の内面に形成するために要する時間をさらに短縮することができる。本実施例における、このニッケルフェライト皮膜の形成に要する時間に前述のニッケル金属皮膜の形成に要する時間を加えて得られる合計時間が、も、ニッケル金属皮膜を形成しない特開2007−182604号公報の方法で設定厚みのニッケルフェライト皮膜を形成するのに要する時間よりも短縮される。
In this embodiment, the corrosion of the inner surface of the
ニッケルフェライト皮膜は、ニッケル金属皮膜よりも緻密であり、ニッケル金属皮膜よりも炭素鋼部材の防食効果が大きくなる。給水配管10の内面に2つの防食皮膜であるニッケルフェライト皮膜及びニッケル金属皮膜を形成する本実施例は、BWRプラントの運転時において、炭素鋼部材である給水配管10の内面の腐食を著しく抑制することができる。特に、ニッケルフェライト皮膜がニッケル金属皮膜を覆っているので、その腐食をさらに低減することができる。
The nickel ferrite film is denser than the nickel metal film, and the corrosion protection effect of the carbon steel member is greater than that of the nickel metal film. The present embodiment in which the nickel ferrite film and the nickel metal film, which are two anticorrosion films, are formed on the inner surface of the
ニッケル金属皮膜の形成の際に給水配管10から皮膜形成水溶液に溶出した鉄(II)イオンは、ニッケル金属皮膜の表面におけるニッケルフェライト皮膜の形成に用いられる。
このため、ニッケルフェライト皮膜形成時に、鉄(II)イオン注入装置85によって循環配管35内を流れている皮膜形成水溶液に注入する、鉄(II)イオン及びギ酸を含む薬液の量を低減できる。
The iron (II) ions eluted from the
For this reason, at the time of nickel ferrite film formation, the quantity of the chemical | medical solution containing iron (II) ion and formic acid inject | poured into the film formation aqueous solution which is flowing in the circulation piping 35 with the iron (II)
本実施例では、ニッケル金属皮膜の形成によって、ニッケルフェライト皮膜の厚みが、ニッケル金属皮膜を形成しない場合よりも厚くなる。このため、本実施例によれば、炭素鋼部材である給水配管10の腐食がさらに低減できる。 In this example, the nickel metal film is formed so that the nickel ferrite film is thicker than when the nickel metal film is not formed. For this reason, according to the present Example, corrosion of the feed water piping 10 which is a carbon steel member can further be reduced.
本実施例は、ニッケルフェライト皮膜の形成に必要な酸化剤及び皮膜形成水溶液に含まれたヒドラジン及びギ酸の分解時に使用する酸化剤として、同じ種類の過酸化水素を用いているので、酸化剤を充填する薬液タンク46及びそれを移送する注入ポンプ44を共用することができる。このため、皮膜形成装置30の構造を簡素化することができる。
In this example, the same kind of hydrogen peroxide is used as the oxidizing agent necessary for forming the nickel ferrite film and the oxidizing agent used when decomposing hydrazine and formic acid contained in the aqueous solution for forming the film. The
本実施例は、ニッケルフェライト皮膜の形成に使用する薬剤に塩素を含む薬剤を用いていないため、BWRプラントの構成部材の健全性(例えば、耐腐食性)を害することがない。なお、薬剤の使用量を抑制するには、余分な反応生成物を分離除去して未反応薬剤を回収し、回収後の未反応薬剤を再利用することが好ましい。 In this embodiment, since a chemical containing chlorine is not used as the chemical used for forming the nickel ferrite film, the soundness (for example, corrosion resistance) of the constituent members of the BWR plant is not impaired. In order to suppress the amount of drug used, it is preferable to separate and remove excess reaction products, collect unreacted drug, and reuse the unreacted drug after recovery.
給水配管10の、皮膜形成水溶液と接触する内面の全面にニッケル金属皮膜が形成される前に、ニッケルイオンを含む皮膜形成水溶液に鉄(II)イオン及びギ酸を含む薬液を注入した場合には、過酸化水素(第3薬剤)及びヒドラジン(第4薬剤)の注入を、上記の内面の全面にニッケル金属皮膜が形成された後に行う。
When a chemical solution containing iron (II) ions and formic acid is injected into the film forming aqueous solution containing nickel ions before the nickel metal film is formed on the entire inner surface of the
この場合には、給水配管10の、皮膜形成水溶液と接触する内面の全面にニッケル金属皮膜が形成される前に、ニッケルイオン及び鉄(II)イオンを含む皮膜形成水溶液が給水配管10内に供給される期間が存在する。この期間には、ニッケルイオン及びギ酸を含む薬液(第2薬剤)及び鉄(II)イオン及びギ酸を含む薬液(第1薬剤)がそれぞれ注入されるが、皮膜形成水溶液のpHは4.0である。もし、pHが4.0よりも低い場合には、ヒドラジンを注入してpHを4.0に調整する。給水配管10の、皮膜形成水溶液と接触する内面の全面にニッケル金属皮膜が形成される前に、ニッケルイオンを含む皮膜形成水溶液に鉄(II)イオン及びギ酸を含む薬液を注入した場合においても、給水配管10の内面から鉄(II)イオンの溶出の際に発生する電子(2e−)を皮膜形成水溶液内のニッケルイオンが捕捉して、ニッケル金属が生成される。このニッケル金属が給水配管10の、水溶液に接触する内面に付着し、給水配管10の内面にニッケル金属皮膜が形成される。
In this case, before the nickel metal film is formed on the entire inner surface of the
本発明の他の実施例である、BWRプラントの給水配管に適用した実施例2の炭素鋼部材へのニッケルフェライト皮膜形成方法を、図9を用いて説明する。本実施例は、実施例1で用いた皮膜形成装置30の替りに図9に示された皮膜形成装置30Aを用いて給水配管10の内面にニッケル金属皮膜及びニッケルフェライト皮膜を形成する。
A method for forming a nickel ferrite film on a carbon steel member of Example 2 applied to a water supply pipe of a BWR plant, which is another example of the present invention, will be described with reference to FIG. In this embodiment, a nickel metal film and a nickel ferrite film are formed on the inner surface of the
皮膜形成装置30Aは、皮膜形成装置30において鉄(II)イオン注入装置85及びニッケルイオン注入装置88を合体した注入装置89を設けている。皮膜形成装置30Aの他の構成は、皮膜形成装置30と同じである。注入装置89は、薬液タンク90、注入ポンプ91及び注入配管93を有する。薬液タンク90は、注入ポンプ91及び弁92を有する注入配管93によって循環配管35に接続される。注入配管93と循環配管35の接続点94は、第1接続点77と第4接続点79の間に配置されている。薬液タンク90には、薬剤の酸化を防ぐために窒素ガスや不活性ガスのバブリング装置(または薬液タンク90内の排気を行う装置)が設けられている。
The
本実施例は、放射線管理区域外の非放射線管理区域(例えば、工場等)において、鉄(II)イオン及びギ酸を含む薬液(第1薬剤)及びニッケルイオン及びギ酸を含む薬液(第2薬剤)をそれぞれ作成し、これらの薬液を予め混合して鉄(II)イオン、ニッケルイオン及びギ酸を含む新たな薬液(第5薬剤)を生成する。この薬液を収納した搬送容器が、皮膜形成装置30Aが配置されたタービン建屋内まで搬送される。皮膜形成装置30Aの循環配管35の両端が、実施例1と同様に、皮膜形成対象の給水配管10に接続されている。搬送容器で搬送された鉄(II)イオン、ニッケルイオン及びギ酸を含む薬液が、薬液タンク90内に充填される。
In this example, in a non-radiation control area (for example, a factory) outside the radiation control area, a chemical solution containing iron (II) ions and formic acid (first drug) and a chemical solution containing nickel ions and formic acid (second drug) Are prepared, and these chemical solutions are mixed in advance to produce a new chemical solution (fifth drug) containing iron (II) ions, nickel ions and formic acid. The transport container storing the chemical solution is transported to the turbine building where the
皮膜形成装置30Aを用いた、本実施例の炭素鋼部材へのニッケルフェライト皮膜形成方法を説明する。本実施例では、図1に示すステップS1〜S3及びステップS6〜S9の各操作が行われ、ステップS3とステップS6の間で、薬液タンク90内の鉄(II)イオン、ニッケルイオン及びギ酸を含む薬液が循環配管35に注入される。この薬液(第5薬剤)の注入は、ステップS3の操作終了後に、弁92を開いて注入ポンプ91を駆動することにより行われる。注入ポンプ91を駆動すると、鉄(II)イオン、ニッケルイオン及びギ酸を含む薬液が、薬液タンク90から注入配管83を通して循環配管35内を流れている所定温度(例えば、75℃)の皮膜形成水溶液(第5薬剤が初めて注入されるときは水)に注入する。この、鉄(II)イオン、ニッケルイオン及びギ酸を含む皮膜形成水溶液が、循環配管35を通って給水配管10の皮膜形成対処箇所内に供給される。実施例1と同様に、給水配管10の内面にニッケル金属皮膜が形成される。本実施例は、実施例1のステップS4及びS5を同時に行っている。
A method for forming a nickel ferrite film on the carbon steel member of this example using the
その後、ステップS6及びS7の操作が行われ、実施例1と同様に、鉄(II)イオン、ニッケルイオン及び過酸化水素を含む、pHが7.0の皮膜形成水溶液が、給水配管10内に供給される。このため、給水配管10内に形成されたニッケル金属皮膜の表面にニッケルフェライト皮膜が形成される。本実施例では、給水配管10の、皮膜形成水溶液と接触する内面の全面にニッケル金属皮膜が形成された後、皮膜形成水溶液に酸化剤およびpH調整剤を添加しているので、給水配管10の内面にニッケル金属皮膜及びニッケルフェライト皮膜を含む二層の防食皮膜を形成することができる。
Thereafter, operations in steps S6 and S7 are performed, and the film-forming aqueous solution having a pH of 7.0 containing iron (II) ions, nickel ions, and hydrogen peroxide is put in the
本実施例は、実施例1で生じる各効果を得ることができる。本実施例は、鉄(II)イオン及びニッケルイオンを注入する注入装置89を用いるので、皮膜形成装置30Aの構成が皮膜形成装置30よりも単純化することができ、皮膜形成手順も実施例1よりも簡素化することができる。
In the present embodiment, each effect produced in the first embodiment can be obtained. Since the present embodiment uses an
本発明の他の実施例である、BWRプラントの給水配管に適用した実施例3の炭素鋼部材へのニッケルフェライト皮膜形成方法を、図10及び図11を用いて説明する。本実施例のニッケルフェライト皮膜形成方法は、前述の方法Cを適用している。本実施例は、最初に、皮膜形成水溶液のpHを6.0よりも大きく9.0以下の範囲内に含まれるpH値に制御することによってニッケルフェライト形成時における炭素鋼部材の腐食を低減し、ニッケルフェライト皮膜を形成する点で実施例1及び2と異なっている。 A nickel ferrite film forming method on a carbon steel member of Example 3 applied to a water supply pipe of a BWR plant, which is another example of the present invention, will be described with reference to FIGS. The above-mentioned method C is applied to the nickel ferrite film forming method of this example. In this example, first, the corrosion of the carbon steel member during the formation of nickel ferrite is reduced by controlling the pH of the aqueous solution for film formation to a pH value in the range of more than 6.0 and 9.0 or less. Example 1 and 2 are different in that a nickel ferrite film is formed.
本実施例で用いる皮膜形成装置30Bは、実施例1に用いられる皮膜形成装置30と同じそれぞれの構成要素を有しているが、鉄(II)イオン注入装置85、酸化剤注入装置86、pH調整剤注入装置87及びニッケルイオン注入装置88の循環配管35に対する各接続点の位置が異なっている。すなわち、第1接続点77、第2接続点78、第3接続点84及び第4接続点79が、この順に、循環ポンプ32から開閉弁34に向かって配置される。皮膜形成水溶液にpH調整剤を酸化剤よりも先に注入する場合には、ニッケルイオン注入装置88の第4接続点79は、皮膜形成対処箇所である給水配管10に近い位置に配置することが好ましい。
The
皮膜形成装置30Bを用いた本実施例の炭素鋼部材へのニッケルフェライト皮膜形成方法の実施に際し、皮膜形成装置30Bの循環配管35の両端が、実施例1と同様に、BWRプラントの運転停止期間内で、給水配管10に接続される。本実施例のニッケルフェライト皮膜形成方法は、実施例1で行ったステップS1〜S3を実施する。ステップS3が終了した後、pH調整剤(第4薬剤)を皮膜形成水溶液に注入する(ステップS4)。実施例1のステップS7と同様に、弁38を開いて注入ポンプ39を駆動することにより、pH調整剤(例えば、ヒドラジン)を、薬液タンク40から、注入配管74を通して循環配管35内を流れている皮膜形成水溶液(第4薬剤が初めて注入されるときは水)に注入する。循環配管35を流れる皮膜形成水溶液のpHがpH計76で計測される。制御装置(図示せず)が、pH測定値に基づいて注入ポンプ39の回転速度(またはバルブ38の開度)を制御して循環配管35内へのヒドラジンの注入量を調節し、皮膜形成水溶液のpHを6.0よりも大きく9.0以下の範囲内で、例えば、7.0に調節する。
When carrying out the method of forming the nickel ferrite film on the carbon steel member of the present embodiment using the
鉄(II)イオンを含む薬液(第1薬剤)を皮膜形成水溶液に注入する(ステップS5)。pHが7.0に調節された皮膜形成水溶液が第2接続点78を流れているときに、実施例1のステップS5と同様に、鉄(II)イオン及びギ酸を含む薬液(第1薬剤)を鉄(II)イオン注入装置85から皮膜形成水溶液に注入する。ニッケルイオンを含む薬剤(第2薬剤)を皮膜形成水溶液に注入する(ステップS6)。pHが7.0に調節されて鉄(II)イオンを含む皮膜形成水溶液が第3接続点84を流れているときに、実施例1のステップS4と同様に、ニッケルイオン及びギ酸を含む薬液(第2薬剤)をニッケルイオン注入装置88から皮膜形成水溶液に注入する。酸化剤を皮膜形成水溶液に注入する(ステップS7)。pHが7.0に調節されて鉄(II)イオン及びニッケルイオンを含む皮膜形成水溶液が第4接続点79を流れているときに、実施例1のステップS6と同様に、過酸化水素(第3薬剤)を酸化剤注入装置86から皮膜形成水溶液に注入する。pHが7.0に調節されて鉄(II)イオン、ニッケルイオン及び過酸化水素を含む、例えば、75℃の皮膜形成水溶液が、循環配管35より給水配管10内に供給され、給水配管10の内面に接触する。
A chemical solution (first drug) containing iron (II) ions is injected into the film-forming aqueous solution (step S5). When the film-forming aqueous solution whose pH is adjusted to 7.0 flows through the
ステップS4〜S7の操作を行うことによって、鉄(II)イオン、ニッケルイオン及び過酸化水素を含み、pHが7.0である皮膜形成水溶液が、連続して、循環配管35が接続された給水配管10内に供給される。このため、給水配管10の、その皮膜形成水溶液と接触する内面の全面に亘ってニッケルフェライト皮膜が形成される。このニッケルフェライト皮膜の形成は、pHが7.0に調節されて鉄(II)イオン及びニッケルイオンを含む皮膜形成水溶液に過酸化水素が注入されることによって、給水配管10内でニッケルフェライト化反応が起こることによって、行われる。
By performing the operations in steps S4 to S7, the film-forming aqueous solution containing iron (II) ions, nickel ions and hydrogen peroxide and having a pH of 7.0 is continuously supplied to the
ステップS7の操作が終了した後、ステップS8の判定が行われ、この判定が「NO」のとき、ステップS4〜S8の操作が繰り返される。ステップS8の判定が「YES」になったとき、ステップS9の処理が行われ、給水配管10の内面へのニッケルフェライト皮膜の形成作業が終了する。ステップS9の処理が終了したとき、BWRプラントの運転停止期間内で、循環配管35が給水配管10から取り外される。
After the operation in step S7 is completed, the determination in step S8 is performed. When this determination is “NO”, the operations in steps S4 to S8 are repeated. When the determination in step S8 is “YES”, the process in step S9 is performed, and the formation work of the nickel ferrite film on the inner surface of the
本実施例は、pH調整剤を最初に皮膜形成水溶液に注入して皮膜形成水溶液のpHを6.0よりも大きく9.0以下の範囲内に含まれるpH値に調節するので、pH調整剤を含まずに鉄(II)イオン及びギ酸を含んでpHが4.0の皮膜形成水溶液が給水配管10の内面に接触することを避けることができる。このため、ニッケルフェライト皮膜を給水配管10の内面に形成しているときに、給水配管10の内面から鉄(II)イオンの溶出が生じない。この鉄(II)イオンの溶出が生じないので、ニッケルフェライト化反応で給水配管10の内面に生成されたニッケルフェライトが給水配管10の内面に強固に付着される。したがって、設定厚みのニッケルフェライト皮膜を給水配管10の内面に形成するのに要する時間が短縮される。
In this example, the pH adjuster is first injected into the film-forming aqueous solution, and the pH of the film-forming aqueous solution is adjusted to a pH value within the range of more than 6.0 and 9.0 or less. The film-forming aqueous solution containing iron (II) ions and formic acid without pH and having a pH of 4.0 can be prevented from coming into contact with the inner surface of the
最初にpH調整剤を注入した後における他の薬液の皮膜形成水溶液への注入順序は、どのような注入順序になってもよい。 The order of injecting the other chemicals into the film-forming aqueous solution after injecting the pH adjuster for the first time may be any injection order.
pH調整剤の添加によりpHが6.0よりも大きく9.0以下の範囲内に含まれるpH値に調節された液体を、循環配管35を通して給水配管35内に供給し、その後、鉄(II)イオン、ニッケルイオン及び過酸化水素を含み、pHが7.0である液体を給水配管10内に供給しても、上記した効果を得ることができる。
A liquid whose pH is adjusted to a pH value greater than 6.0 and less than or equal to 9.0 by adding a pH adjuster is supplied into the
本発明の他の実施例である、BWRプラントの浄化系配管20に適用した実施例4の炭素鋼部材へのニッケルフェライト皮膜形成方法を、図12を用いて以下に説明する。原子炉浄化系で腐食が問題になるのは、RPV12からの高温の冷却水が流入する再生熱交換器25である。炭素鋼製の再生熱交換器25の上流及び下流で弁96及び97が浄化系配管20に設けられている。
The nickel ferrite film forming method on the carbon steel member of Example 4 applied to the purification system piping 20 of the BWR plant, which is another example of the present invention, will be described below with reference to FIG. Corrosion becomes a problem in the reactor purification system in the
BWRプラントの運転停止期間内で、弁96のボンネットを開放して皮膜形成装置30の循環配管35の一端を弁96の開放されたボンネットのフランジに接続する。浄化系配管20に設けられた弁23は閉じられている。弁97のボンネットを開放して非再生熱交換器26側のフランジを封鎖する。皮膜形成装置30の循環配管35の他端を弁97の開放されたボンネットのフランジに接続する。このようにして、皮膜形成装置30が浄化系配管20に接続され、浄化系配管20及び循環配管35による皮膜形成水溶液の循環経路が形成される。
Within the period of shutdown of the BWR plant, the bonnet of the valve 96 is opened and one end of the
本実施例でも、実施例1におけるステップS1〜S9の各作業及び処理を実行する。これによって、非再生熱交換器25の、皮膜形成水溶液と接触する内面(シェルの内面)に、実施例1と同様に、ニッケル金属皮膜が形成され、このニッケル金属皮膜の表面にニッケルフェライト皮膜が形成される。ステップS9の処理は終了した後で且つBWRプラントの運転停止期間内で循環配管35が浄化系配管20から取り外される。
Also in the present embodiment, the operations and processes of steps S1 to S9 in the first embodiment are executed. As a result, a nickel metal film is formed on the inner surface (the inner surface of the shell) of the
本実施例も、実施例1で生じる各効果を得ることができる。 Also in this embodiment, each effect produced in the first embodiment can be obtained.
再生熱交換器25と非再生熱交換器26の間に弁87が存在しない場合は、非再生熱交換器26と炉水浄化装置27の間で浄化系配管20に設けられている隔離弁に皮膜形成装置30の循環配管35の他端を接続すればよい。
When the
本実施例において、皮膜形成装置30の替りに、前述した皮膜形成装置30Aまたは30Bを用いてもよい。皮膜形成装置30Bが用いられる場合には、図10に示すステップS1〜S19の各操作が実行され、実施例3で生じる各効果を得ることができる。
In this embodiment, instead of the
皮膜形成装置30,30A及び30Bのいずれかを、BWRプラントにおいて、炭素鋼部材である、例えば、余熱除去系の配管、原子炉隔離時冷却系の配管、炉心スプレイ系の配管、補機冷却水系統の配管、及びクーリングタワーを用いる冷却水系統の配管等に接続し、対応する実施例1,2及び3のいずれかのニッケルフェライト皮膜形成方法を適用してもよい。
Any one of the
さらに、実施例1,2及び3の炭素鋼部材へのニッケルフェライト皮膜形成方法は、BWRプラントだけでなく、PWRプラントの炭素鋼製の給水配管及び火力プラントの炭素鋼製の給水配管に適用することができる。この際には、皮膜形成装置30,30A及び30Bのいずれかが該当するプラントの給水配管に接続される。
Further, the nickel ferrite film forming method on the carbon steel members of Examples 1, 2 and 3 is applied not only to the BWR plant but also to the carbon steel water supply pipe of the PWR plant and the carbon steel water supply pipe of the thermal power plant. be able to. At this time, any one of the
本発明の他の実施例である、BWRプラントの給水配管に適用した実施例5の炭素鋼部材へのニッケルフェライト皮膜形成方法を、図13を用いて説明する。本実施例は、実施例1で用いた皮膜形成装置30を用いて給水配管10の内面にニッケル金属皮膜及びニッケルフェライト皮膜を形成する。
A method for forming a nickel ferrite film on a carbon steel member of Example 5 applied to a water supply pipe of a BWR plant, which is another example of the present invention, will be described with reference to FIG. In this embodiment, a nickel metal film and a nickel ferrite film are formed on the inner surface of the
本実施例のニッケルフェライト皮膜形成方法は、実施例1で行われたステップS1〜S9の工程に、ステップS10の「pH調整剤の注入」を追加したものである。このステップS10の工程は、実施例1におけるステップS4とステップS5の間で行われる。 The nickel ferrite film forming method of this embodiment is obtained by adding “injection of pH adjusting agent” in step S10 to the steps S1 to S9 performed in the first embodiment. The process of step S10 is performed between step S4 and step S5 in the first embodiment.
ステップS3で、循環配管35が接続された給水配管10に循環配管35から供給される皮膜形成水溶液の温度が、75℃に加熱され、給水配管10の内面に皮膜を形成している間、この温度に保持される。ステップS4で、ニッケルイオン及びギ酸を含む薬液(第2薬剤)が、薬液タンク80から注入配管83を通して循環配管35内を流れている所定温度(例えば、75℃)の皮膜形成水溶液(第2薬剤が初めて注入されるときは水)に注入される。その後、pH調整剤(第4薬剤)を皮膜形成水溶液に注入する(ステップS10)。弁38を開いて注入ポンプ39を駆動することにより、pH調整剤(例えば、ヒドラジン)を、薬液タンク40から、注入配管74を通して循環配管35内を流れている皮膜形成水溶液に注入する。pH計76は、循環配管35を流れる皮膜形成水溶液のpHを計測する。制御装置(図示せず)が、このpH計測値に基づいて、注入ポンプ39の回転速度(またはバルブ38の開度)を制御してヒドラジンの注入量を調節し、皮膜形成水溶液のpHを4.0以上で9.0以下の範囲内で、例えば、5.0に調節する。
While the temperature of the film-forming aqueous solution supplied from the
ステップS4,S10による薬液の注入により、ニッケルイオン及びギ酸を含む薬液(第2薬剤)及びヒドラジンを含むpH5.0の皮膜形成水溶液が、循環配管35から給水配管10内に供給される。この皮膜形成水溶液の供給により、給水配管10の内面に、実施例1と同様に、(1)式の反応によってニッケル金属皮膜が形成される。
By injecting the chemical solution in steps S4 and S10, a chemical solution containing nickel ions and formic acid (second drug) and a pH 5.0 film-forming aqueous solution containing hydrazine are supplied from the
本実施例では、ニッケル金属皮膜を形成する皮膜形成水溶液にヒドラジンが含まれているので、ギ酸の作用により給水配管10から鉄(II)イオンが溶出する際に放出される電子(2e−)だけでなく、(3)式で示すヒドラジンの酸化反応によって生じた電子(4e−)も作用し、給水配管10の内面にニッケル金属皮膜が形成される。
In this example, since hydrazine is contained in the aqueous solution for forming a nickel metal film, only electrons (2e − ) emitted when iron (II) ions are eluted from the
N2H4+4OH− → N2+4H2O+4e− ……(3)
給水配管10の、その皮膜形成水溶液が接触する内面の全面にニッケル金属皮膜が形成された後、ニッケル金属皮膜の表面にニッケルフェライト皮膜が形成される。このニッケルフェライト皮膜を形成するために、実施例1と同様に、ステップS5における鉄(II)イオン及びギ酸を含む薬液(第1薬剤)の注入、ステップS6における酸化剤である過酸化水素の注入、及びステップS7におけるpH調整剤であるヒドラジンの注入が、それぞれ行われる。薬液タンク80からのニッケルイオン及びギ酸を含む薬液(第2薬剤)の注入も継続して行われる。ステップS7におけるヒドラジンの注入は、給水配管10に供給される、ニッケルイオン、鉄(II)イオン、ギ酸及び過酸化水素を含む皮膜形成水溶液のpHを、ニッケルフェライト皮膜の形成に必要な5.5乃至9.0の範囲内の、例えば、7.0に調節する。この皮膜形成水溶液のpHの調節は、pH計76で計測されたpH計測値に基づいて、注入ポンプ39の回転速度(またはバルブ38の開度)を制御して際循環配管35内へのヒドラジンの注入量を調節することによって行われる。
N 2 H 4 + 4OH − → N 2 + 4H 2 O + 4e − (3)
After the nickel metal film is formed on the entire inner surface of the
pH7.0の、ニッケルイオン、鉄(II)イオン、ギ酸及び過酸化水素を含む皮膜形成水溶液が、循環配管35から給水配管10内に供給される。この結果、実施例1と同様に、給水配管10の内面に形成されたニッケル金属皮膜の表面に、ニッケルフェライト皮膜が形成される。水溶液中ではニッケル金属よりもニッケルフェライトの方が安定であるので、全ての薬剤が添加された後はニッケルフェライト皮膜が優先して形成される。
A film-forming aqueous solution containing nickel ions, iron (II) ions, formic acid and hydrogen peroxide having a pH of 7.0 is supplied from the
ステップS8の判定が「YES」になったとき、注入ポンプ39,43,44及び81を停止して各薬剤の、循環している皮膜形成水溶液への注入を停止する。これによって、給水配管10の内面へのニッケルフェライト皮膜の形成作業が終了する。その後、ステップS9での、皮膜形成水溶液に含まれている薬剤の分解が行われる。
When the determination in step S8 is “YES”, the infusion pumps 39, 43, 44 and 81 are stopped, and the injection of each drug into the circulating film-forming aqueous solution is stopped. Thereby, the formation work of the nickel ferrite film on the inner surface of the
本実施例は、実施例1で生じる各効果を得ることができる。本実施例は、ニッケル金属皮膜を形成する皮膜形成水溶液がヒドラジンを含んでいるので、(3)式のヒドラジンの酸化反応で生じた電子をニッケル金属皮膜の形成に利用することができる。このため、実施例1よりも、ニッケル金属皮膜の形成に要する時間を短縮することができる。 In the present embodiment, each effect produced in the first embodiment can be obtained. In this embodiment, since the film-forming aqueous solution for forming the nickel metal film contains hydrazine, electrons generated by the oxidation reaction of hydrazine of the formula (3) can be used for forming the nickel metal film. For this reason, the time required for forming the nickel metal film can be reduced as compared with the first embodiment.
本発明は、原子力プラント及び火力プラントの炭素鋼製の配管に適用することができる。 The present invention can be applied to carbon steel piping of nuclear power plants and thermal power plants.
1…原子炉、3…タービン、4…復水器、10…給水配管、12…原子炉圧力容器、30,30A,30B…皮膜形成装置、31…サージタンク、32,48…循環ポンプ、35…循環配管、37…エゼクタ、39,43,44,81,91…注入ポンプ、40,45,46,80,90…薬液タンク、51…フィルタ、53…加熱器、58…冷却器、60…カチオン交換樹脂塔、62…混床樹脂塔、64…分解装置、72,73,74,83,93…注入配管、85…鉄(II)イオン注入装置、86…酸化剤注入装置、87…pH調整剤注入装置、88…ニッケルイオン注入装置、89…注入装置。
DESCRIPTION OF
Claims (14)
pHが4.0以上9.0以下の範囲内の値に調節された、ニッケルイオンを含む第1皮膜形成液を、前記配管から前記配管系内に供給することによって、前記配管系を構成する前記炭素鋼部材の表面にニッケル金属皮膜を形成し、
鉄(II)イオンを含む第1薬剤、ニッケルイオンを含む第2薬剤及び前記鉄(II)イオンを酸化する第3薬剤を含み、pH調整剤の添加によってpHが5.5以上で9.0以下の範囲内に含まれる値に調節された第2皮膜形成液を、前記配管から前記配管系内に供給することによって、前記炭素鋼部材の表面に形成されたニッケル金属皮膜の表面にニッケルフェライト皮膜を形成し、
前記期間内で、前記配管を前記配管系から取り外すことを特徴とする炭素鋼部材へのニッケルフェライト皮膜形成方法。 In a period in which the operation of the plant is stopped, a pipe having a pump is connected to a pipe system including the carbon steel member constituting the plant,
The piping system is configured by supplying a first film forming liquid containing nickel ions, whose pH is adjusted to a value in the range of 4.0 or more and 9.0 or less, from the piping into the piping system. Forming a nickel metal film on the surface of the carbon steel member;
A first drug containing iron (II) ions, a second drug containing nickel ions, and a third drug that oxidizes the iron (II) ions, and a pH of 5.5 or more by adding a pH adjuster to 9.0 By supplying a second film forming liquid adjusted to a value included in the following range from the pipe into the pipe system, nickel ferrite is formed on the surface of the nickel metal film formed on the surface of the carbon steel member. Forming a film,
A method for forming a nickel ferrite film on a carbon steel member, wherein the piping is removed from the piping system within the period.
鉄(II)イオン、ニッケルイオン及び前記第3薬剤を含み、pHが6.0より大きくて9.0以下の範囲内に含まれる値に調節された前記液体を、前記配管から前記配管系に供給して前記炭素鋼部材の水に接する表面に接触させることによって、前記表面にニッケルフェライト皮膜を形成することを特徴とする炭素鋼部材へのニッケルフェライト皮膜形成方法。 A liquid containing a pH adjuster flowing in a pipe connected to a pipe system including a carbon steel member constituting a plant, a first drug containing iron (II) ions and an acid, a second drug containing nickel ions, and the above Adding a third agent that oxidizes iron (II) ions to iron (III) ions;
Iron (II) ions, contain nickel ions and the third agent, and a pH of greater than 6.0 9. A nickel ferrite film is formed on the surface by supplying the liquid adjusted to a value included in the range of 0 or less to the surface of the carbon steel member in contact with water by supplying the liquid from the piping to the piping system. A method for forming a nickel ferrite film on a carbon steel member.
前記第1液体が前記表面に接触した後に、前記配管内で、鉄(II)イオン、ニッケルイオン及び第3薬剤を含み、前記pH調整剤によってpHが6.0より大きくて9.0以下の範囲内に含まれる値に調節された第2液体を生成し、
前記配管内を流れる前記第2液体を、前記配管系に供給して前記表面に接触させることによって、前記表面にニッケルフェライト皮膜を形成することを特徴とする炭素鋼部材へのニッケルフェライト皮膜形成方法。 The first chemical containing iron (II) ions and acid, the second chemical containing nickel ions, and the iron (II) ions flowing through the piping connected to the piping system including the carbon steel member constituting the plant are converted into iron. (III) greater than pH 6.0 by the pH adjusting agent without including a third agent which is oxidized to ions 9. The first liquid adjusted to a value included in the range of 0 or less is supplied from the pipe to the pipe system and brought into contact with the surface of the carbon steel member in contact with water,
After the first liquid is in contact with said surface, in said pipe, iron (II) ions, wherein the two Kkeruion及Beauty third agent, 9.0 to a pH of greater than 6.0 by the pH adjusting agent Producing a second liquid adjusted to a value included in the range of
A method of forming a nickel ferrite film on a carbon steel member, comprising forming the nickel ferrite film on the surface by supplying the second liquid flowing in the pipe to the pipe system and bringing it into contact with the surface .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009180515A JP5377147B2 (en) | 2009-03-06 | 2009-08-03 | Method of forming nickel ferrite film on carbon steel member |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009052985 | 2009-03-06 | ||
JP2009052985 | 2009-03-06 | ||
JP2009180515A JP5377147B2 (en) | 2009-03-06 | 2009-08-03 | Method of forming nickel ferrite film on carbon steel member |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010229543A JP2010229543A (en) | 2010-10-14 |
JP5377147B2 true JP5377147B2 (en) | 2013-12-25 |
Family
ID=43045624
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009180515A Active JP5377147B2 (en) | 2009-03-06 | 2009-08-03 | Method of forming nickel ferrite film on carbon steel member |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5377147B2 (en) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5420472B2 (en) * | 2010-05-17 | 2014-02-19 | 日立Geニュークリア・エナジー株式会社 | Method for forming ferrite film on plant components |
CN102489236B (en) * | 2011-11-17 | 2013-11-27 | 四川嘉宝莉涂料有限公司 | Liquid granite paint production device |
JP2014098192A (en) * | 2012-11-15 | 2014-05-29 | Hitachi-Ge Nuclear Energy Ltd | Method for forming ferrite film on carbon steel member in atomic power plant and film forming apparatus |
JP7344132B2 (en) * | 2020-01-16 | 2023-09-13 | 日立Geニュークリア・エナジー株式会社 | Method of adhering precious metals to carbon steel members of a nuclear power plant and method of suppressing adhesion of radionuclides to carbon steel members of a nuclear power plant |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001124891A (en) * | 1999-07-09 | 2001-05-11 | Hitachi Ltd | Surface treatment method for nuclear power plant structure, and nuclear power plant |
JP2002040190A (en) * | 2000-07-21 | 2002-02-06 | Hitachi Ltd | Surface processing method for nuclear power plant structure and nuclear power plant |
JP5059325B2 (en) * | 2006-01-06 | 2012-10-24 | 株式会社日立製作所 | Method and apparatus for inhibiting corrosion of carbon steel |
-
2009
- 2009-08-03 JP JP2009180515A patent/JP5377147B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2010229543A (en) | 2010-10-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4898877B2 (en) | Corrosion prevention method for carbon steel members | |
JP4538022B2 (en) | Method for suppressing radionuclide adhesion to nuclear plant components and ferrite film forming apparatus | |
JP6620081B2 (en) | Method for adhering noble metals to carbon steel members of nuclear power plant and method for suppressing radionuclide adhesion to carbon steel members of nuclear power plant | |
JP2012247322A (en) | Method for forming platinum film on plant component | |
JP5377147B2 (en) | Method of forming nickel ferrite film on carbon steel member | |
JP2011247651A (en) | Ferrite film formation method to plant configuration member | |
JP2016102727A (en) | Method for preventing adhesion of radioactive nuclide to carbon steel member of nuclear power plant, and film formation device | |
JP2007192672A (en) | Method and device for forming ferrite coating film on surface of carbon steel member in nuclear power plant | |
JP5420472B2 (en) | Method for forming ferrite film on plant components | |
JP5317650B2 (en) | Method and apparatus for forming ferrite film on the surface of plant component | |
JP5500958B2 (en) | Method for forming ferrite film on nuclear member, method for suppressing progress of stress corrosion cracking, and ferrite film forming apparatus | |
JP5557475B2 (en) | Method and apparatus for forming ferrite film on members constituting nuclear power plant | |
WO2019176376A1 (en) | Method of attaching noble metal to carbon steel member of nuclear power plant and method of suppressing attachment of radionuclides to carbon steel members of nuclear power plant | |
JP6751044B2 (en) | Method for depositing precious metal on carbon steel member of nuclear power plant, and method for suppressing deposition of radionuclide on carbon steel member of nuclear power plant | |
JP2009210307A (en) | Adhesion suppression method of radioactive nuclide on nuclear power plant constituting member, and ferrite film forming device | |
JP6523973B2 (en) | Method for suppressing adhesion of radionuclides, and film forming apparatus for carbon steel piping | |
JP6322493B2 (en) | Method for suppressing radionuclide adhesion to carbon steel components in nuclear power plants | |
JP4945487B2 (en) | Method and apparatus for forming ferrite film on carbon steel member | |
JP2013164269A (en) | Radiation amount reducing method for nuclear power plant constitution member and nuclear power plant | |
JP6059106B2 (en) | Chemical decontamination method for carbon steel components in nuclear power plant | |
JP2011149764A (en) | Method for reducing dose of nuclear power plant component member | |
JP5467137B2 (en) | Method and apparatus for forming ferrite film on the surface of plant component | |
JP4959196B2 (en) | Nuclear power plant replacement member and nuclear power plant member handling method | |
WO2019102768A1 (en) | Method for adhering noble metal to carbon steel member of nuclear power plant and method for suppressing radionuclide adhesion to carbon steel member of nuclear power plant | |
WO2019176264A1 (en) | Method for suppressing radioactive nuclide adhesion to carbon steel member of nuclear power plant |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20110803 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20130306 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130312 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130510 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130528 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130726 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20130910 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20130924 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5377147 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |