JPS6267200A - 金属酸化物除去方法 - Google Patents
金属酸化物除去方法Info
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- JPS6267200A JPS6267200A JP20653485A JP20653485A JPS6267200A JP S6267200 A JPS6267200 A JP S6267200A JP 20653485 A JP20653485 A JP 20653485A JP 20653485 A JP20653485 A JP 20653485A JP S6267200 A JPS6267200 A JP S6267200A
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- 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。
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、ステンレス鋼表面に付着した金属酸化物を除
去する方法に係り、特にその酸化物およびステンレス鋼
表面の表層を溶解除去し、良効な酸化物除去効果を得る
のに好適な金属表面酸化物除去方法に関する。
去する方法に係り、特にその酸化物およびステンレス鋼
表面の表層を溶解除去し、良効な酸化物除去効果を得る
のに好適な金属表面酸化物除去方法に関する。
化学プラント、火力発電プラント、原子力発電プラント
等においては、プラントの運転に伴って流体と接する機
器、配管等の表面に金属酸化物のスケールが形成し、こ
れが流体流動の妨げとなりプラント機能に支障をきたす
恐れがあった。また、特に原子カプラントにおいては、
流体中に放射性核種を含むため、スケール中にこの放射
性核種が取り込まれ、機器、配管の表面線量率を上昇さ
せることもあり、これら機器等の点検、検査にあたって
は作業員の被ばく低減のため、放射性核種を含むスケー
ルを事前にできる限り除去することが望まれていた。
等においては、プラントの運転に伴って流体と接する機
器、配管等の表面に金属酸化物のスケールが形成し、こ
れが流体流動の妨げとなりプラント機能に支障をきたす
恐れがあった。また、特に原子カプラントにおいては、
流体中に放射性核種を含むため、スケール中にこの放射
性核種が取り込まれ、機器、配管の表面線量率を上昇さ
せることもあり、これら機器等の点検、検査にあたって
は作業員の被ばく低減のため、放射性核種を含むスケー
ルを事前にできる限り除去することが望まれていた。
このような金属酸化物スケールの除去方法は、これまで
数種の方法が考案されていた。
数種の方法が考案されていた。
金属酸化物の除去の方法としては、特願昭５７−８５９
８０号に記載されているように、この酸化物に還元操作
を加え溶解除去する方法がある。しかし本方法は酸化物
の溶解除去のみを対象としており、酸化物の付着した母
材金属は溶解させないこととしていた。この場合、一部
の酸化物は金属表面に付着して残る恐れがあり、例えば
原子力機器表面に付着した酸化物を完全に除去し、その
線量率を極く低くまで低下させるのには不都合であった
。
８０号に記載されているように、この酸化物に還元操作
を加え溶解除去する方法がある。しかし本方法は酸化物
の溶解除去のみを対象としており、酸化物の付着した母
材金属は溶解させないこととしていた。この場合、一部
の酸化物は金属表面に付着して残る恐れがあり、例えば
原子力機器表面に付着した酸化物を完全に除去し、その
線量率を極く低くまで低下させるのには不都合であった
。
このように、酸化物を完全に除去する場合に有望な方法
としては、電解研摩法がある。これは、対象物を電解液
中でアノード電解し、金属母材表面を強制的に溶解する
方法であり、金属溶解時にその表面に付着した金属酸化
物が脱落し除去できた。
としては、電解研摩法がある。これは、対象物を電解液
中でアノード電解し、金属母材表面を強制的に溶解する
方法であり、金属溶解時にその表面に付着した金属酸化
物が脱落し除去できた。
しかし、本方法では酸化物を溶解することができないた
め、対象物の表面が緻密な厚い酸化物で覆われている場
合には、母材金属と電解液が接触せず、期待される効果
が得にくいという問題があった。
め、対象物の表面が緻密な厚い酸化物で覆われている場
合には、母材金属と電解液が接触せず、期待される効果
が得にくいという問題があった。
本方法の目的は、母材金属表面に付着した金属酸化物お
よび母材金属の表層を同時にあるいは順次溶解除去し、
表面に付着した金属酸化物を完全に除去する方法を提供
することにある。
よび母材金属の表層を同時にあるいは順次溶解除去し、
表面に付着した金属酸化物を完全に除去する方法を提供
することにある。
本発明の方法は、表面に金属酸化物の付着したステンレ
ス鋼において、これを電解液中でカソード分極し、その
電気化学的電位が金属酸化物およびステンレス錆母材の
両者が溶出する電位となるようにして保持し、酸化物お
よび母材の両者を同時にあるいは順次溶解されることで
ある。酸化物は、カソード分極し、還元することにより
１例えば次の反応Ｆｅ５０番（金属酸化物）＋８Ｈ÷＋
２ｅ（電子） →３Ｆｅ”＋ ＋４ＨｉＯにより比較的
に容易に溶解させることができる。
ス鋼において、これを電解液中でカソード分極し、その
電気化学的電位が金属酸化物およびステンレス錆母材の
両者が溶出する電位となるようにして保持し、酸化物お
よび母材の両者を同時にあるいは順次溶解されることで
ある。酸化物は、カソード分極し、還元することにより
１例えば次の反応Ｆｅ５０番（金属酸化物）＋８Ｈ÷＋
２ｅ（電子） →３Ｆｅ”＋ ＋４ＨｉＯにより比較的
に容易に溶解させることができる。
一方ステンレス鋼は、その表面にごく薄い金属酸化皮膜
である不働態皮膜が形成された不働態化した状態にあり
、一般に耐食性が良く、単に電解液に浸漬した場合の溶
出量は小さい。
である不働態皮膜が形成された不働態化した状態にあり
、一般に耐食性が良く、単に電解液に浸漬した場合の溶
出量は小さい。
そのため通常よく用いられる電解研摩では、不働態皮膜
を強性的に破壊する条件で対象物をアノード分極し、溶
出させている。従って、この場合リン酸等の強力な薬品
を用いている。本方法では、ステンレス鋼をカソード分
極し、その電位を表面の不働態皮膜が還元溶解し、消滅
するような領域すなわち活性溶解域に保持することによ
り、材料表面を均一に溶解させる。カソード還元により
母材金属の溶解を生じさせかつ付着酸化物が容易溶解す
る電位と母材金属の溶解する電位を同一とし、さらに酸
化物の溶解速度を大きくし、また母材金属はその後の使
用に際し支障をきたさぬようにごく表層のみ溶解するよ
うに相対的溶出速度は遅くするために、電解液としては
、還元剤を含む水溶液を用いる。すなわち、錯化剤によ
り付着酸化物が溶解して生成した金属イオンを錯化合物
として安定化し、液中の金属イオン活量を小さくして、
金属酸化物の溶解速度を母材金属の溶解速度に比較して
大きくする。
を強性的に破壊する条件で対象物をアノード分極し、溶
出させている。従って、この場合リン酸等の強力な薬品
を用いている。本方法では、ステンレス鋼をカソード分
極し、その電位を表面の不働態皮膜が還元溶解し、消滅
するような領域すなわち活性溶解域に保持することによ
り、材料表面を均一に溶解させる。カソード還元により
母材金属の溶解を生じさせかつ付着酸化物が容易溶解す
る電位と母材金属の溶解する電位を同一とし、さらに酸
化物の溶解速度を大きくし、また母材金属はその後の使
用に際し支障をきたさぬようにごく表層のみ溶解するよ
うに相対的溶出速度は遅くするために、電解液としては
、還元剤を含む水溶液を用いる。すなわち、錯化剤によ
り付着酸化物が溶解して生成した金属イオンを錯化合物
として安定化し、液中の金属イオン活量を小さくして、
金属酸化物の溶解速度を母材金属の溶解速度に比較して
大きくする。
以下、本発明の実施例を第１図により説明する。
表面に金属酸化物が付着した洗浄対象物２を収納するの
に充分を容積を有する電解槽１に錯化剤を含む電解液を
満たし、洗浄対象物２をこの電解液中に浸漬する。次に
対極４を電解液中に浸漬し、直流電源６の陰極端子と洗
浄対象物２および直流電源６の陽極端子と対極４をそれ
ぞれ電線７および電線８で結ぶ、ここで、対極４はアノ
ード分極されても溶出しにくい耐食性の長幼な電極材料
でできれば特に材質を指定せず、代表的なものとして白
金、炭素、ステンレス鋼等があげられるが、コスト、強
度等を考慮するとステンレス鋼が好適である。直流電源
６は任意に出力電圧を設定できるものとし、通常最大約
５０Ｖ程度の出力電圧を有すれば充分である。洗浄対象
物２の近傍には参照電極３を浸漬し、洗浄対象物２と参
照電極３を電位差計５を介して、電線９で接続する。参
照電極９としては、特に種類は規定しないが、カロメル
参照電極、銀−塩化銀参照電極等が安定性および取り扱
い性の面から好適である。
に充分を容積を有する電解槽１に錯化剤を含む電解液を
満たし、洗浄対象物２をこの電解液中に浸漬する。次に
対極４を電解液中に浸漬し、直流電源６の陰極端子と洗
浄対象物２および直流電源６の陽極端子と対極４をそれ
ぞれ電線７および電線８で結ぶ、ここで、対極４はアノ
ード分極されても溶出しにくい耐食性の長幼な電極材料
でできれば特に材質を指定せず、代表的なものとして白
金、炭素、ステンレス鋼等があげられるが、コスト、強
度等を考慮するとステンレス鋼が好適である。直流電源
６は任意に出力電圧を設定できるものとし、通常最大約
５０Ｖ程度の出力電圧を有すれば充分である。洗浄対象
物２の近傍には参照電極３を浸漬し、洗浄対象物２と参
照電極３を電位差計５を介して、電線９で接続する。参
照電極９としては、特に種類は規定しないが、カロメル
参照電極、銀−塩化銀参照電極等が安定性および取り扱
い性の面から好適である。
具体的な洗浄操作は次のようにして行う、まず、電位差
計５を監視しながら、直流電源６の出力電圧を除去に上
げて洗浄対象物２をカソード側に分極していき、電位差
計５の指示が所定の電位になる所に直流電源６の出力電
圧を固定する。次に電位差計５の指示が所定の電位を保
つように直流電源６の出力電圧を随時調整しながら、所
定の時間電解操作を行う。
計５を監視しながら、直流電源６の出力電圧を除去に上
げて洗浄対象物２をカソード側に分極していき、電位差
計５の指示が所定の電位になる所に直流電源６の出力電
圧を固定する。次に電位差計５の指示が所定の電位を保
つように直流電源６の出力電圧を随時調整しながら、所
定の時間電解操作を行う。
次に電位等の電解条件と酸化物除去効果を第２図にて説
明する。第２図は、第１図に示す装置を用いた場合の付
着酸化物の溶解挙動および母材の溶出挙動を示したもの
である。曲線Ａは、温度８０℃の錯化剤としてエチレン
ジアミン四酢酸０．００２Ｍ／ Ｑを含む電解液中での
鉄酸化物ＦｅａＯａの溶解速度に及ぼす電位の影響を示
したものである。参照電極３として飽和カロメル参照電
極（ＳＣＥと記す）を用い、第２図の電位もＳＣＥ基準
で示している。同図右側のたて軸がＦｅａ Ｏａの溶解
速度に対応しており、−０，２Ｖ以下の電位において、
Ｆｅ５Ｏａの溶解が顕著となっている。
明する。第２図は、第１図に示す装置を用いた場合の付
着酸化物の溶解挙動および母材の溶出挙動を示したもの
である。曲線Ａは、温度８０℃の錯化剤としてエチレン
ジアミン四酢酸０．００２Ｍ／ Ｑを含む電解液中での
鉄酸化物ＦｅａＯａの溶解速度に及ぼす電位の影響を示
したものである。参照電極３として飽和カロメル参照電
極（ＳＣＥと記す）を用い、第２図の電位もＳＣＥ基準
で示している。同図右側のたて軸がＦｅａ Ｏａの溶解
速度に対応しており、−０，２Ｖ以下の電位において、
Ｆｅ５Ｏａの溶解が顕著となっている。
これに用いたので同様の電解液中における母材金属の溶
出挙動を曲線Ｂに示す。これは、母材金属として１８−
８ステンレス鋼をとりあげた例であり、第２図左側のた
て軸がその溶出速度を示している。同図より明らかなよ
うに、−０，６５〜０．７５Ｖの間で溶出速度が顕著と
なっている。この電位において母材金属の溶出速度の極
大値は、および０．０６■／ｄ時間である。同電位にお
いて曲線Ａより示されるＦｅ５Ｏａの溶解速度はおよそ
０．５■／一時間であり、母材母材溶出速度に比べおよ
そ１０倍程度と大きくなっている。従って、この電位に
洗浄対象物２をカソード分極することにより、効率的な
酸化物除去および母材表層の溶解除去ができる。特に洗
浄対象物２の表面全面が金属酸化物に覆われている場合
であっても、まず初めに金属酸化物が溶解して除去され
、次に洗浄対象物２の母材金属表層が溶出除去されるた
め大きな効果を得ることができる。なお、カソード分極
時間は、付着酸化物量から算定できる。すなわち、付着
酸化物量を曲線Ａより求まる酸化物溶解速度で割って酸
化物の溶解に必要な時間を求め、また意図する母材溶出
量を母材溶出速度（最大で約０．００６■／ｄ・時間）
で割って母材溶出に必要な時間を求め、両者合計の時間
を洗浄対象物２をカソード電解する時間の目安とするこ
とができる。
出挙動を曲線Ｂに示す。これは、母材金属として１８−
８ステンレス鋼をとりあげた例であり、第２図左側のた
て軸がその溶出速度を示している。同図より明らかなよ
うに、−０，６５〜０．７５Ｖの間で溶出速度が顕著と
なっている。この電位において母材金属の溶出速度の極
大値は、および０．０６■／ｄ時間である。同電位にお
いて曲線Ａより示されるＦｅ５Ｏａの溶解速度はおよそ
０．５■／一時間であり、母材母材溶出速度に比べおよ
そ１０倍程度と大きくなっている。従って、この電位に
洗浄対象物２をカソード分極することにより、効率的な
酸化物除去および母材表層の溶解除去ができる。特に洗
浄対象物２の表面全面が金属酸化物に覆われている場合
であっても、まず初めに金属酸化物が溶解して除去され
、次に洗浄対象物２の母材金属表層が溶出除去されるた
め大きな効果を得ることができる。なお、カソード分極
時間は、付着酸化物量から算定できる。すなわち、付着
酸化物量を曲線Ａより求まる酸化物溶解速度で割って酸
化物の溶解に必要な時間を求め、また意図する母材溶出
量を母材溶出速度（最大で約０．００６■／ｄ・時間）
で割って母材溶出に必要な時間を求め、両者合計の時間
を洗浄対象物２をカソード電解する時間の目安とするこ
とができる。
第２の実施例を第３図にて説明する。これは第１図に示
す対極４および直流電源に換えて、それぞれ犠牲陽極１
０および可換抵抗器１１を設けたものである。ここで犠
牲陽極４は、除染対象２と接続し、除染対象２をカソー
ド分極する。犠牲陽極４は、除染対象物２と接続せずに
単独で電解液に浸漬した場合、すなわちその単純浸漬電
位が除染対象物２をカソード分極して保持する電位より
卑である必要がある。すなわち、第２図に示す例におい
ては、除染対象物２を保時する電位は、ＳＣＥ基準で−
０，６５Ｖ 〜−０．７５Ｖであり、この場合犠牲陽極
１０の単純浸漬電位は−０，７５Ｖより卑とする必要が
あり、このような要件を満たす材料としては、亜鉛、鉛
等があげられる。可変抵抗器１１は、洗浄対象物２と犠
牲陽極１０の間を流れるガルバニック電流を変化させて
洗浄対象物２の電位を調整するものである。具体的な洗
浄手浄は、第１図の方法による場合では直流電源６の出
力電圧を調整して洗浄対象物２の電位を調整したが、本
方法の場合は、これに換えて可変抵抗１１の抵抗値を調
整して洗浄対象物２の電位を調整し、他は第１図の方法
と同一である。
す対極４および直流電源に換えて、それぞれ犠牲陽極１
０および可換抵抗器１１を設けたものである。ここで犠
牲陽極４は、除染対象２と接続し、除染対象２をカソー
ド分極する。犠牲陽極４は、除染対象物２と接続せずに
単独で電解液に浸漬した場合、すなわちその単純浸漬電
位が除染対象物２をカソード分極して保持する電位より
卑である必要がある。すなわち、第２図に示す例におい
ては、除染対象物２を保時する電位は、ＳＣＥ基準で−
０，６５Ｖ 〜−０．７５Ｖであり、この場合犠牲陽極
１０の単純浸漬電位は−０，７５Ｖより卑とする必要が
あり、このような要件を満たす材料としては、亜鉛、鉛
等があげられる。可変抵抗器１１は、洗浄対象物２と犠
牲陽極１０の間を流れるガルバニック電流を変化させて
洗浄対象物２の電位を調整するものである。具体的な洗
浄手浄は、第１図の方法による場合では直流電源６の出
力電圧を調整して洗浄対象物２の電位を調整したが、本
方法の場合は、これに換えて可変抵抗１１の抵抗値を調
整して洗浄対象物２の電位を調整し、他は第１図の方法
と同一である。
本発明によれば、ステンレス鋼表面に付着した酸化物の
完全な除去が可能となる。従って、原子力機器等におい
ては、その点検、検査等において放射性核種を含む酸化
物を完全に除去し、当該機器等の表面の線量率を極限ま
で低減することが可能となる。そのため１点検、核査の
容易化が可能となり、これら作業の信頼性が向上する。
完全な除去が可能となる。従って、原子力機器等におい
ては、その点検、検査等において放射性核種を含む酸化
物を完全に除去し、当該機器等の表面の線量率を極限ま
で低減することが可能となる。そのため１点検、核査の
容易化が可能となり、これら作業の信頼性が向上する。
ひいては、これら機器の信頼性が向上する。
第１図は、本発明を直流電源を用いて実施する場合の装
置概要図、第２図は本発明適用例における金属酸化物溶
解速度および母材溶出速度を示す図、第３図は本発明を
犠牲陽極を用いて行う場合の装置概要図である。 １・・・電解槽、２・・・洗浄対象物、３・・・参照電
極、４・・・対極、５・・・電位差計、６・・・直流電
源、１０・・・犠牲陽極、１１・・・可変抵抗器。
置概要図、第２図は本発明適用例における金属酸化物溶
解速度および母材溶出速度を示す図、第３図は本発明を
犠牲陽極を用いて行う場合の装置概要図である。 １・・・電解槽、２・・・洗浄対象物、３・・・参照電
極、４・・・対極、５・・・電位差計、６・・・直流電
源、１０・・・犠牲陽極、１１・・・可変抵抗器。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、ステンレス鋼表面に付着した金属酸化物を除去する
方法において、金属酸化物を除去する対象物を錯化剤を
含む電解液に浸漬し当該ステンレス鋼を前記電解液中で
カソード分極した場合にステンレス鋼の電気化学的挙動
が不働態から活性溶解と変化し活性溶解挙動を示す電位
に当該対象物をカソード分極して保持し、前期金属酸化
物およびステンレス鋼の表面を順次あるいは同時に溶解
して金属酸化物を除去することを特徴とする金属酸化物
除去方法。 ２、金属酸化物を除去する対象物をカソード分極し保持
する電位を飽和カロメル参照電極基準で−０．６５ｖか
ら−０．７５ｖの間としたことを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載の金属酸化物除去方法。 ３、金属酸化物を除去する対象物をカソード分極し保持
する電位よりも当該電解液中に浸漬した場合の電位が電
気化学的に卑となる金属と前記対象物を電気的に接続し
て、前記対象物をカソード分極することを特徴とする特
許請求の範囲第１項および第２項記載の金属酸化物除去
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20653485A JPS6267200A (ja) | 1985-09-20 | 1985-09-20 | 金属酸化物除去方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20653485A JPS6267200A (ja) | 1985-09-20 | 1985-09-20 | 金属酸化物除去方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6267200A true JPS6267200A (ja) | 1987-03-26 |
Family
ID=16524960
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20653485A Pending JPS6267200A (ja) | 1985-09-20 | 1985-09-20 | 金属酸化物除去方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6267200A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1996020297A1 (en) * | 1994-12-23 | 1996-07-04 | Cathelco Limited | Descaling ships ballast tanks |
| JP2012505395A (ja) * | 2008-10-13 | 2012-03-01 | コミッサリア ア ロンネルジー アトミック エ オ ゾンネルジー ザルテルナティーフ | 金属表面を除染するための方法および装置 |
-
1985
- 1985-09-20 JP JP20653485A patent/JPS6267200A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1996020297A1 (en) * | 1994-12-23 | 1996-07-04 | Cathelco Limited | Descaling ships ballast tanks |
| JP2012505395A (ja) * | 2008-10-13 | 2012-03-01 | コミッサリア ア ロンネルジー アトミック エ オ ゾンネルジー ザルテルナティーフ | 金属表面を除染するための方法および装置 |
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