JPS6380969A - 消耗電極式ア−ク切断方法 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は消耗ｆｆｉ極式アーク切断法に係り、特に高い
信頼性の要求される原子力発電所における高放射性固体
廃棄物の減容処理技術に好適な溶極式ウォータジェット
方式に関する。

〔従来の技術〕

従来、特公昭５７−３８３４６号記載の′３Ａ置が提案
されていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

この装置では、その使用場所及び対象とする被切断物は
、高放射線量下とあってその装置の信頼性向上が要求さ
れていた。特に溶極式ウォータジェット方式を採用した
この装置では、被切断物の切断の可否は、アークの安定
性に依存するため。

切断可能条件を決定することには多大な時間を要し、ま
た、実際の切断においては、アークの不安定を誘発する
因子（例えば使用済燃料チャンネルボックスに付着した
酸化皮膜）に対する対処法が確立されていない。

本発明の目的は、消耗電極式アーク切断法に関し、切断
実行中に発生するアーク電流をアークの安定する点に制
御するための手法及び装置を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

消耗！模式アーク切断法による切断は、電極ワイヤーと
被切断物との間に流れるアークのエネルギーによって実
行され、切断実行中のアーク電流（Ｉ）と、アーク電圧
（Ｖ）の関係は、概ね次式（１）で近似できる。

Ｖ＝Ａ＋−・・・（１） 工 ここに、Ａ、Ｂは定数である。

′（１）式において切断実行中のアーク電流は、０〜数
１００（Ａ）の間を変動し、アーク電圧もそれに伴って
変動する。一方、切断装置の回路において、電極ワイヤ
ーと被切断物のギャップがなくアークの発生がなければ
、電圧ＶＬは、回路の抵抗Ｒと電流工によって次式（２
）で与えられる。

ＶＬ　＝Ｖｏ−Ｒ・Ｉ　　　　　　　　　−（２）ここ
にＶｏは、Ｉ＝Ｏ（Ａ）時の電圧である。

（１）、（２）式からアーク電流の安定点は、Ｖ　”　
Ｖ　ｔ、の根であることが判る。いまその根を工＝Ｉｔ
、Ｉｎ　（Ｉｆ＜Ｉりとすると、アーク電流工がＩ　＜
　Ｉ　１のときはＶ　＞　Ｖ　ｔ、のためアーク電流は
ますます減少する方向に動き、アークは消滅する。

またＩ　＞　Ｉ　ｌのときはｖくｖムとなりアーク電流
はますます増加する方向に動く。従ってアーク電流Ｉｚ
は安定点とはなり得ない。一方、アーク電流工がＩ　＜
　Ｉ　ｘのときは、Ｖ　＜　Ｖ　Ｌとなりアーク電流は
増加する方向に動き、アークは消滅しない。

またＩ　＞　Ｉ　２のときは、Ｖ　＞　Ｖ　Ｌ　となり
アーク電流は減少する方向に動く、従ってアーク電流’
ＴｈＬｚは安定点となる。

゛以上の考察からアーク電流の安定点確保の条件は、次
式（３）を満足することであることが判る。

Ｄ＝　（Ａ−Ｖｏ）　”−４Ｒ−Ｂｏｏ　　　−（３）
またアーク電流の安定点Ｉ２は次式（４）で与えられる
。

Ｈ 以上を基にして本発明の要点を以下に示す。

（１）アーク電圧・電流の関係式近似。

切断開始後、数秒間のアーク電圧・電流値を検出し、そ
のデータを最小２乗法により前出（１）で近似しＡ、Ｂ
を決定する。

（２）アーク安定点有無の判別。

（１）式より決定したＡ、Ｂから前出（３）式よりアー
ク安定点の有無を判別する。このときＤ＜Ｏならば回路
抵抗Ｒを減させＤ＞ＯとなるようＲを制御する。

（３）安定アーク電流の決定。

（４）式より安定アーク電流値を求める。

（４）アーク電流の制御。

（４）式より得た安定アーク電流を常時確保すべく電圧
及び電極ワイヤー送給速度を制御する。

〔作用〕

本発明の方法によれば、アーク電流が常に所定の範囲に
なるように電圧及び電極ワイヤー速度を制御するので、
アークが安定する。

〔発明の実施例〕

本発明を採用した時の製品例の概略構成を第１図、第２
図に１本発明によるアーク制御フローチャートを第３図
に示す。

第１図は、本発明を採用した時の製品例の切断装置全体
を示す鳥緻図、第２図は切断トーチ部の概要を示す。１
切断装置本体は、２貯蔵プール内に設置される。１切断
装置本体は、３コラム、４上部架台、５ワイヤー送給装
置、６ト一チ部、７ボールネジ、８カート、９ドロス回
収容器、１０ベース等から構成される。被切断物（以下
ワ・−りとする。）のＰＣＢ或いはＣＲの縦方向の切断
は、ＰＣＢは２台のトーチで両隅同時に、ＣＲは１台の
トーチで十字形交差部を溶断することにより夫々Ｌ字形
に切断減容する。１１ワークは、８カートに搭載され、
４上部架台内の駆動装置（図示なし）により、７ボール
ネジを回転させ、ネジ、ナツト機構で昇降する１１ワー
クと４上部架台に固定想架された６トーチの間でアーク
を発生させ、「消耗電極式アーク切断法」の応用技術に
より切断する。５はワイヤー（消耗電極）送結装置であ
る。切断時の落下ドロスは、１切断装置本体下部に設け
られた９ドロス回収容器で回収し、浮遊ドロス或いはク
ラッドは１２循環ポンプ装置で循環濾過するようにして
いる。１２循環ポンプ装置は、１３ポンプ、１４フイル
タ、１５サクシヨンホース等から構成される。１１ワー
クは高放射線量のため装置の運転は、水中遠隔操作が要
求されていて、その操作は、２貯蔵プ一ル上部に設けら
れた。

１６操作盤により行なわれる。１７は制御盤を示す。

次に第２図により１１ワークの切断要領を説明カートに
装置された１１ワークが下降する。１８ワイヤーと１１
ワークが一定の距離になった時点から、５ワイヤー送給
装置により１８ワイヤーが送り出され、１８ワイヤー〇
極、１１ワ一クＯ極間でアークが発生する。アークによ
り、１１ワーク及び１８ワイヤーを溶融させた後、１９
ノズルからジェット水を噴射して溶融した１１ワーク及
び１８ワイヤーを吹き飛ばすように構成して、１１ワー
クを縦方向に切断する。

しかしながら、切断実行中のアーク電流は０〜数１０Ｏ
Ａの間を変動し、その値は前出のアーク安定電流工２近
傍に整定することはない。従ってアーク不安定化を導く
状況下（例えば酸化膜の付着した１１ワ一ク切断時等）
においては、著しくアーク消滅方向に電流が動くことに
なる。また１つの被切断物の切断条件決定には、多大な
時間を要しかつその条件の汎用性は保証されないのが現
状である本発明は、このような欠点を是正するために特
にアークを制御可能にする制御フローを提切断実行は、
まず切断電圧Ｖ、ワイヤー速度Ｖ、８力−ト速度Ｕ、回
路抵抗Ｒを決め１１ワークを切断実行する。次に切断実
行中、数秒間で電圧Ｖ、電流工を読み込み９両パラメー
タの近似式を求める。その後、アーク安定点の有無を判
別し、安定点がなければ回路抵抗Ｒを減少させ同様のこ
とを繰返しアーク安定点を求める。アーク安定電流法後
は、その電流を確保すべく電圧Ｖとワイヤー速度Ｖを変
化させ切断を実行してゆく。

第４図に、本発明を採用した場合の装置の機能ブロック
図を示す、装置の機能は、検出、演算。

判定、制御部の４つの要素から構成されており、検出部
では、切断実行時の電圧・電流及びカートの移動量を検
出する。演算部では、前出のＶ＝Ａ＋−の定数Ａ、Ｂを
最小２乗法によって時定する。

工 これらの情報から判定部において、アーク安定点の有無
、カード移動の可否を判定するとともにＤ〉Ｏなるべく
Ｒを制御した後、■を工２に合わせるべくワイヤー送給
速度、切断電圧を制御しアークの安定を確保する。

〔発明の効果〕

本発明によれば、切断実行中に発生するアークの安定性
確保が可能であるため、切断実行中に発生する不安定ア
ークがなくなり切断装置運用においてその信頼性が著し
く向上するという効果かある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の採用が可能な切断装置の全体概要を
示す鳥敞図、第２図は、切断トーチ部の概要図、第３図
は、本発明を示すアーク制御フローチャート、第４図は
１本発明を採用した場合の装置の機能ブロック図である
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、ソリッドワイヤまたはフラックス入りワイヤを電極
   とし、コンタクトチップから突出させた電極ワイヤを母
   材の切断部に挿入して、それと母材との間に連続的にア
   ークを発生させ、アークにより母材を溶かしながら、コ
   ンタクトチップの外側に設けた水噴射用ノズルからその
   溶けた母材に対し高圧高速の水を噴出させ、この水によ
   つて溶けた母材を吹き飛ばしながら切断する消耗電極式
   アーク切断法において、発生するアークの安定性をアー
   ク電流によつて判断し、アークの安定点を確保すべく回
   路抵抗、電圧、電極ワイヤー送給速度を制御することを
   特徴とする消耗電極式アーク切断方法。