JPS5985899A - 表面金属酸化物の電解除去方法 - Google Patents

表面金属酸化物の電解除去方法

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JPS5985899A
JPS5985899A JP57196396A JP19639682A JPS5985899A JP S5985899 A JPS5985899 A JP S5985899A JP 57196396 A JP57196396 A JP 57196396A JP 19639682 A JP19639682 A JP 19639682A JP S5985899 A JPS5985899 A JP S5985899A
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cleaned
counter electrode
liquid
metal oxides
tank
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Masato Kobayashi
小林 政人
Nobuo Sumida
修生 澄田
Hisao Ito
久雄 伊藤
Takashi Saito
隆 斉藤
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Hitachi Engineering Co Ltd
Hitachi Ltd
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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  • Cleaning By Liquid Or Steam (AREA)
  • Cleaning And De-Greasing Of Metallic Materials By Chemical Methods (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、表面金にバ酸化物の電解除去方法に関する。
火力発電プラント、原子力発電プラント、化学プラント
等の液体を扱う各種機器、装置・醗管等においては、液
体と接する金属表面上に腐食生成物等の金属酸化物が付
着あるいは蓄積し、これらの機器、装置・配管等の機能
を阻害する恐れがある。特に原子力発電プラントにおい
ては、原子炉の一次冷却水中の放射性イオンが機器、配
管等の表面金属酸化物中にとり込まれることにより、こ
れらの機器、配管の放射能が増大し、保守点検等に支障
をきたす。
このため、これら装置、機器あるいけ配管の表面に付着
している金属酸化物の除去が必要であるが、本発明の方
法はそのような場合に好適に利用することができる。
〔従来技術〕
金属表面から金属酸化物を除去する方法として、本出願
人の先出願にかかる特願昭55−162458(特開昭
57−85980 )に1載されている如く、溶液に接
触させた金暎酸化物に外部より市R,金供給し、該金属
酸化物を電解還元して溶液中に溶出させる方法がめる。
この方法は、金@表面上の金属酸化物をその下に存在す
る金属母材の桃食をおさえつつ、溶解除去することがで
きる。しかしながら、この方法を適用する場合、以下の
ような開明がある。すなわち、上記方法に従い、第1図
に示すように電解槽2中に電解用対極3と表面金属酸化
物を除去したい被洗浄物4とを浸漬1−1外部直浦布帥
1および重線5により被洗浄物4をカソード分極し、そ
の表面上の金属酸化物を還元溶解する嚇合において、被
洗浄物4が電解用対極3に比べて大きいとき、tた特に
被洗浄物が浸−aされだ液体の電気伝導度が小さいとき
にけ、該液体の電気抵抗に起因するオーム横により金属
酸化物の電解還元効果が低下する。すなわち、被洗浄物
4の電解用対極3に近い部分(第1図中の0部分)の表
面金属酸化物の電気化学的な電位(以下単に電位と称す
る)を当該金属酸化物の還元溶解に対しての最適値に設
定しても、被洗浄物4の電解用対ri3より離れた部分
(第1図中の0部分)の電位は、電解用対極3と当該部
分間の液体の電気抵抗によるオーム降下、すなわち抵抗
分極により、還元溶解のための最適値よりずれることと
なり、ひいては被洗浄物4の表面金属酸化物除去の効率
が低下する。オた、ここで生じたオーム横はその分だけ
エネルギー損失となり、系全体の電流効率の低下をもた
らす。
上記間哨虚を解決するには、電解用対極3を被洗浄物4
と同程度までに大きくすること、及び被洗浄物4が浸漬
されている液体に各種の塩を添加し該液体の電気伝導度
を上げることなどが考えられるが、電解用対極3はアノ
ード分極時に難溶性である白金等を!極材料として使用
するものであるから、電解用対極3を大きくすることは
コスト高になるという問題があり、また、被洗浄物4が
浸漬される液中に塩を添η口することは、添加きれた塩
が被洗浄物4の母材金蔵の腐食を(hH進する可能性が
大きいという問題がある。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、被洗浄物の母材余端の表面に付着した
金嬉酸化物被洗浄物の浸漬された液体中で電解還元して
該液体中へ溶出させて除去する表面金属酸化物除去方法
において、電解用対極が被洗浄物に比べ小さい場合でも
、又さらには被洗浄物が浸漬された上記液体の電気伝導
度が小さい場合でも、効率的な表面金属酸化物の電解除
去が可能な方法を提供することにある。
〔発明の概要〕
本発明の表面金属酸化物の電解除去方法の特徴は、母材
金属表面上の金属酸化物f除去しようとする被洗浄物を
槽内の液体中に浸a1、被洗浄物表面の大きさに比べて
小きい〜′電解用対極被洗浄(5) 物1表面から所定の間隔を保って核被洗浄物表面Cて沿
って該液体中を移動させながら、被洗浄・吻をカソード
として上記表面金蔵酸化物を電解還元して液体中に溶出
させることにあり、これにより被洗浄物の全ての部分に
ついて当該部分と電解用対極との間の液体の′I!気抵
抗抵抗るオーム降下を均一に1〜、被洗浄物の表面上の
各部分の金属酸化物の電位を最適に保った状態でこれを
還元溶解させることができる。
この場合、前記対極と被洗浄物の対向表面間の細切に前
記槽内の液体よりも高い電気伝導度を有する電解質溶液
+ i=外より供給すれば、或は更に該供給された電解
質溶液を槽外へ回収すれは、前記オーム降下が更に低減
きれ、表面金属酸化物の溶解除去が更に効率的になると
共に、上記領w外における被洗浄物の母材合端への腐食
作用を抑えることができる。
〔発明の実施例〕
本発明を平板状の被洗浄物に適用した一実施例を第2図
により説明する。第1図に示した先行核(6) 術に対する本実施例の主な相異点け、紺2図の如く、電
解用対極3を対極カバー6中に収め、これを被洗浄物4
の表面上を滑らせながら移動はせることにより、電解用
対極3余被洗浄物4の表面より一定の間隔金保ちながら
移動できるようにしである点である。
電極力/々−6の詳細に第3図に断面図として示したと
おりであって、電解用対極3けホルダー7により電極カ
バー6内に支持され、電極カバー6には電解槽2の中の
液体を電極カバー6内に流入きせるための穴6′が数個
あけられている。また、■解時の甫位設定用の参照電極
8が*’電極力々−6内に設置してあり、これを用いて
第1図に示す如く邦紳5を介して接続の電位差計9によ
り被洗浄物4のf五位全測定し、外部′醒#ilの出力
電圧をill、’J整することにより、被洗浄物4の劣
位′(i−適正仙に段重することができる。πイ極カバ
ー6&びホルダー7の材質は嫡当な強度および化学的安
定性全持つ絶縁体であれば何でもよいが、硬謔ゴノ4.
テフロン等が最適である。電解用対極3ば、′rイ解l
RFにアノーP分極されるので、不溶性の白金、白金−
)9ラジウム合金等を用いるのが適当である。参照電極
8としては、飽和甘こう電極または銀−塩化銀電極を使
用する。
第4図は、溶出した金属イオンを取り込み錯イオンを形
成する錯化剤として機能する蓚酸2アンモニウム塩((
NH4)2C204)の0.1 M/l水溶液中で四三
酸化鉄Fe3O4にカソード分極して還元溶解させたと
きのFe3O4の溶解量(実線)および電解の電流効率
(点線)をFe3O4の電位に対して示したものである
。図中Fe 304の溶解量は、Fe3O4の還元反応
が進行するときにFe、04に与えられる電子の移動瞼
に対応する電流密度で示してあり、また電位は飽和甘こ
う電極(SCEと略称する)全基準として示しである。
ここで、(NH4)2C204は、還元溶解した金属イ
オンを捕捉し錯イオンとして安定化するために添加して
いるものでこの溶液は還元溶解用の溶液としては最も適
したものの1つである。
第4図よシ、Fe3O4の還元浴WIを最も効率よく行
なうためには、Fe 304の電位を−1,1〜−0,
8v(vs 5LE)に設定し、Fe3O4の溶解量が
0.011〜0.015 mA/crn”、電流効率2
0q6となるようにして電解還元すればよいことが分る
。このとき、外部の電源よシ供給する電流は0.06〜
0.08 mA/crn2となる。
0.1M/l(MI(4)2C204水溶液の抵抗率は
約10Ωmであるため、0.015 mA/cm”の電
流、が該溶液中を流れる場合のオーム降下は、0.01
5 mA/z” X 103Ωtm = 0.015 
V/crnとなる。従って、例えば第1図に示した先行
技術の方法を用いて被洗浄物4の表面上に蓄積したFe
、04を0,1M/1(NH4)2C204水溶液で電
解還元する場合には、被洗浄物4の電解用電極3に近い
部分(第1図の0部分)の電位を−1,I V (vs
 5CE)に設定しても、被洗浄物4上(1,1−0,
8)V てこの部分から近似値的に一〇、0151υ7−−= 
20 cm以上離れた部分の電位は一〇、8vよシ貴と
なり、第4図よ如明らかなように、この部分のFe s
O4電解還元浴解の効率は低下する。従って、現実的に
被洗浄物4が数m以上の大きさである場合には、(9) 電解用対極3と同程度の大きさの被洗浄物4の部分しか
表面金属酸化物を除去できないこととなる。
これに対して、第2図に示した本発明による方法では、
被洗浄物40対極力・ぐ−6に覆われた部分の電位を確
実に適正な電位範囲におくことができ、また対極カバー
6を被洗浄物4の表面上を移動させることにより、被洗
浄物4の全表面上の金属酸化物を効率よく確実に除去で
きる。
第5図は、第2図に示した装置に、さらに対極カバー6
内に外部の電解質溶液タンク11からボン7’IO及び
・母イブ12によシミ解質溶液を供給できるようにした
構成を付加した装置を用いる実施例を示す。この場合、
上記の外部から供給する電解質溶液としては、前述の(
B4)2C204溶液等の錯化剤にその電気伝導度を向
上させるだめの各種支持電解質を力ロ元たものを使用す
る。
この実施例で用いる対極カバー6の詳細を断面図として
第6図に示す。これは第3図と似ているが、パイプによ
シ供給された電解質溶液が対極カバー6にあけられた穴
から電解槽2内へ放出され(10) るようになっている。
電解槽2中に満たす液は、対極カバー6内で起こる被洗
浄物40表面の金属酸化物の還元反応に影響を及ぼさな
いから、該液としては被洗浄物4および電解槽2等の腐
食を極力抑える目的で不純物イオンを含まず電気伝導度
の小さいものを使用するのがよく、特に純水が好適であ
る。またボン′f13及びパイプ14によシミ解槽2中
の液体を流動させることにより、対極カバー6より電解
槽2へ漏出する電解質溶液を攪拌稀釈し、電極カバー6
の外部近傍の該電解質溶液の濃度を低下させて、電解質
溶液の被洗浄物4等への影響を軽減させるようにするこ
とも良策である。
第5図に示した実施例によれば、対極力・々−6の外側
の被洗浄物4等に殆んど影響を及ぼさずに、電解還元用
電解質として電解還元に適した濃度の化学種を含む溶液
、さらに対極カッ々−6に覆われた被洗浄物4の表面と
電解用対極3との間のオーム損を軽減すべく高電気伝導
度を有する溶液を使用することができる。従って、本実
施例の方法によれば、被洗浄物4の表面上の金属酸化物
を効率よく除去できるとともに、被洗浄物4等の腐食を
抑えることがrきる。
第7図は、第5図に示した実施例に、ざらに外部の電解
′aタンク】1より供給した電解質浴pを回収すを手段
を付加した実施例を示し、第8図はこれに用いる対極力
・ぐ−6の詳細断面を示す。これにおいては、対極カベ
−6の外側に外部カバー17が設けられ、対極カバー6
内に電解質タンク11よりパイプ12を経て供給された
電解質溶液は、外部カバー17より、・ぐイブ16及び
ポンプ15を経て電解質タンク11にもどす。こうする
と、外部より供給する電解質溶液が電解槽2内に漏れ出
す量は少なめため、第5図に符号13.14で示したよ
うな電解槽2中の液を攪拌する手段は必要でない。また
第7図において電解槽2中の液は、第5図の場合と同様
に、不純物イオンを含まない電気伝導性の小さい液がよ
く、特に純水が好適である。第7図に示した実施例にお
いても、被洗浄物4の表面上の金属酸化物の還元溶解の
ための電解質溶液として金属酸化物の還元に適当な濃度
の化学種を含み且つ電気伝導度の大きい溶液を用いなが
ら対極カバー6の外側の被洗浄物4等の腐食を促進する
ことなく、金属表面酸化物の電解還元の効率を上げるこ
とができる。
以上に説明した実施例はいずれも平板状の被洗浄物を対
象としているが、対極カバー6を彎曲面に当接する形状
とすることにより、本発明を彎曲状の被洗浄物に対して
適用しうろことは勿論である。
〔発明の効果〕
本発明によれば、被洗浄物表面の大きさよりも小さい電
解用対極を用いながら、該対極と被洗浄物の対向表面間
のオーム損を常に一定に保ち、被洗浄物表面上の全ての
部分の表面金属酸化物を、その電解還元溶解を起すに最
適な電位を持たせつつ、還元溶解して溶出除去すること
ができ、オーム損が減少することによって所要消費電解
エネルギーを節約し得ると共に、高価な対極材料が少く
て済み、しかも被洗浄物の母材金属に対する腐食作用を
軽減し得る。
(13)
【図面の簡単な説明】
第1図は先行技術による金属表面酸化物の電解除去方法
を示す概略図、第2図は本発明の方法の一実施例を示す
概要図、第3図は第2図の実施例に用いる対極カバーの
断面図、第4図ばFe3O4の電位と溶解量及び電解電
流効率の関係を示すグラフ、第5図は本発明の方法の他
の実施例を示す概要図、第6図は第5図の実施例に用い
る対極カバーの断面図、第7図は本発明の方法の史に他
の実施例を示す概要図、第8図は第7図の実施例に用い
る対極カバーの断面図である。 1・・・外部電源、     2・・・電解槽、3・・
・電解用対極、   4・・・被洗浄物、5・・・tm
、        6・・・対極カバー、7・・・ホル
ダー、     8・・・参照電極、9・・電位差計、
     10・・・ポンプ、11・・・電解質溶液タ
ンク、 12・・、・やイブ、     13・・・ボンデ、1
4・・・・母イブ、     15・・・ポンプ、16
・・・・母イブ、     17・・・外部カバー。 (14) 第1図 \ダ 第20 第314 第21図 Fe5Oa のeイ立(VvsSこE)第 5 図 \ダ 第6図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、母材金属表面上の金属酸化物を除去しようとする被
    洗浄物を槽内の液体中に浸漬し、該被洗浄物をカンード
    として前記表面金属酸化物及び油体間に外部電源により
    直流電流を流すことにより前記表面金属酸化物を電解還
    元して液体中へ溶出させる表面金属酸化物の電解除去方
    法において、上記直流電流を流すために前記液体中に被
    洗浄物表面の大きさに比べて小さい対極全浸漬し、上記
    表面金属酸化物の11に解還元中、該対極を被洗浄物表
    面から所定の間隔を保って該被洗浄物表面に沿って移動
    させることを特徴とする表面金属酸化物の電解除去方法
    。 2、@記対極と洗浄対象物の対向表面間の餉域に前記被
    洗浄物が浸漬されている槽内の液体よりも冒い霜1気伝
    導度を有する電解質溶液を槽外より供給することを特徴
    とする請求帥囲第1項記載の表面金回酸化物の電解除去
    方法。 3、 系槽外より(lIt給した上記市N質溶液を前記
    対極(!l−被洗浄物の対向表面間の@紗で流動させた
    後に槽外へ吸引除去することf特徴とするM求範囲第2
    項記載の表面金属酸化物の電解除去方法。
JP57196396A 1982-11-09 1982-11-09 表面金属酸化物の電解除去方法 Granted JPS5985899A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6125099A (ja) * 1984-07-04 1986-02-03 アクチーボラグ アセア‐アトム 原子炉の一次循環路の中に含まれる部品の金属表面を局部的に清掃する方法
US5135625A (en) * 1991-11-25 1992-08-04 Lewy Michael M Method and apparatus for polishing the inner surface of metallic tubing

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