WO2020067227A1 - 金属管の洗浄方法及び洗浄装置 - Google Patents

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WO2020067227A1
WO2020067227A1 PCT/JP2019/037730 JP2019037730W WO2020067227A1 WO 2020067227 A1 WO2020067227 A1 WO 2020067227A1 JP 2019037730 W JP2019037730 W JP 2019037730W WO 2020067227 A1 WO2020067227 A1 WO 2020067227A1
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cleaning liquid
liquid
cleaning tank
tank
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PCT/JP2019/037730
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徹 金谷
崇光 ▲高▼木
伊達　博充
英里 干場
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日本製鉄株式会社
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    • B08B2209/005—Use of ultrasonics or cavitation, e.g. as primary or secondary action

Definitions

  • the present disclosure relates to a method and an apparatus for cleaning a metal tube.
  • an acid washing treatment has been performed to remove scale generated on the surface of the metal tube.
  • the metal tube after the pickling treatment is washed with a washing liquid in order to remove scale remaining on the surface (for example, a water washing treatment (rinsing) with water is performed).
  • the metal tube after the pickling treatment can be subjected to, for example, ultrasonic cleaning in which cleaning is performed while irradiating the cleaning liquid with ultrasonic waves.
  • Patent Document 1 discloses an ultrasonic cleaning apparatus that performs ultrasonic cleaning of an object to be cleaned in the presence of microbubbles.
  • the ultrasonic cleaning device includes an ultrasonic generator and a deaerator.
  • the ultrasonic generator is provided in a cleaning tank in which a cleaning liquid is stored.
  • the deaerator is provided in a circulation path connected to the cleaning tank.
  • the cleaning liquid in the cleaning tank is introduced into the deaerator through the circulation path.
  • the deaerator separates dissolved air from the cleaning liquid to generate air bubbles, preferably microbubbles. These bubbles (microbubbles) are returned to the cleaning tank via the circulation path together with the cleaning liquid. Thereby, the dissolved air concentration of the cleaning liquid in the cleaning tank gradually decreases.
  • the ultrasonic generator irradiates the cleaning liquid with ultrasonic waves.
  • Patent Document 1 describes that by setting the dissolved air concentration of the cleaning liquid to a specified value or less, efficient and good ultrasonic cleaning can be performed without lowering the sound pressure of ultrasonic waves.
  • the ultrasonic cleaning device of Patent Literature 1 is used for cleaning a metal tube after an acid cleaning process, there is a concern that the cleaning performance may be reduced. That is, in the ultrasonic cleaning of the metal tube, the amount of scale in the cleaning liquid increases with time. This scale attenuates the ultrasonic waves applied to the cleaning liquid and reduces the cleaning performance.
  • a method for cleaning a metal tube includes a storage step of storing a cleaning liquid in a cleaning tank, a process for forming fine bubbles by bubbling dissolved gas in the cleaning liquid in the cleaning tank, and an ultra-fine bubble in the cleaning liquid in the cleaning tank.
  • a discharging step of discharging an amount of the cleaning liquid corresponding to the height exceeding the reference liquid level from the cleaning tank when the height exceeds the reference liquid level.
  • high cleaning performance can be maintained for a long time in cleaning a metal tube.
  • FIG. 1 is a plan view of the cleaning device according to the embodiment.
  • FIG. 2 is a sectional view taken along line II-II of the cleaning apparatus shown in FIG.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a discharge mechanism that can be employed in the cleaning device according to the embodiment.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating another discharge mechanism that can be employed in the cleaning device according to the embodiment.
  • FIG. 5 is a graph showing the relationship between the dissolved oxygen concentration of the cleaning liquid, the sound pressure of the ultrasonic wave, and the cleaning properties of the metal tube.
  • FIG. 6 is a graph showing the relationship between the overflow time of the cleaning liquid, the dissolved oxygen concentration of the cleaning liquid, and the supply amount of the cleaning liquid to the cleaning tank.
  • FIG. 1 is a plan view of the cleaning device according to the embodiment.
  • FIG. 2 is a sectional view taken along line II-II of the cleaning apparatus shown in FIG.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a discharge mechanism that can be employed in the cleaning device according
  • FIG. 7 is a graph showing a relationship between the scale density of the cleaning liquid, the sound pressure attenuation rate of the ultrasonic wave, and the cleanability of the metal tube.
  • FIG. 8 is a graph showing the relationship between the surface area of the metal tube subjected to the cleaning process, the scale density of the cleaning solution, and the supply amount of the cleaning solution to the cleaning tank.
  • the method for cleaning a metal tube includes a storing step of storing the cleaning liquid in the cleaning tank, a process of forming dissolved gas in the cleaning liquid in the cleaning tank into bubbles to generate fine bubbles, and an ultra-fine bubble in the cleaning liquid in the cleaning tank.
  • the cleaning method according to the first configuration by generating fine bubbles in the cleaning liquid in which the metal tube is immersed, the ultrasonic waves radiated into the cleaning liquid are scattered to improve the cleaning property. Also, by dissolving the dissolved gas in the cleaning liquid into bubbles to generate fine bubbles, the concentration of dissolved oxygen in the cleaning liquid decreases during ultrasonic cleaning. Thereby, good ultrasonic cleaning properties can be ensured.
  • the cleaning liquid is supplied to the cleaning tank, or the metal pipe is immersed in the cleaning liquid in the cleaning tank, so that the liquid level of the cleaning liquid in the cleaning tank is increased.
  • the cleaning liquid rises above the reference liquid level, the cleaning liquid is discharged from the cleaning tank by the height exceeding the reference liquid level.
  • the scale that peels off from the metal tube and disperses and floats in the cleaning liquid is discharged from the cleaning tank together with the cleaning liquid.
  • a new cleaning liquid is also supplied. Therefore, the scale density in the cleaning liquid can be reduced in the cleaning tank. Therefore, attenuation of the ultrasonic wave irradiated into the cleaning liquid can be reduced, and high cleaning performance can be maintained for a long period of time.
  • the concentration of dissolved oxygen in the cleaning solution in the cleaning tank is preferably 5.2 mg / L or less (second configuration).
  • the supply step can be performed simultaneously with the immersion step.
  • the supply amount of the cleaning liquid to the cleaning tank per minute is preferably 0.17% or more and 1.25% or less of the stored amount of the cleaning liquid in the cleaning tank (third configuration).
  • the increase in the amount of scale in the cleaning liquid can be more reliably suppressed, and the concentration of dissolved oxygen in the cleaning liquid can be maintained in a preferable range.
  • the supply amount is more preferably 0.17% or more and 0.83% or less of the storage amount (fourth configuration), and is 0.33% or more and 0.83% or less of the storage amount. More preferable (fifth configuration).
  • an increase in the amount of scale in the cleaning liquid can be more reliably suppressed, and the dissolved oxygen concentration in the cleaning liquid can be maintained in a more preferable range.
  • the metal pipe may be a steel pipe having a specific chemical composition.
  • the chemical composition is, in mass%, C: 0.01 to 0.13%, Si: 0.75% or less, Mn: 2% or less, P: 0.045% or less, S: 0.030% or less, It is preferable that Ni: 7 to 14% and Cr: 16 to 20% are contained, with the balance being Fe and impurities (sixth configuration).
  • the chemical composition is such that Nb: 0.2 to 1.1%, Ti: 0.1 to 0.6%, Mo: 0.1 to 3%, by mass%, instead of a part of the remaining Fe.
  • the above chemical composition may also contain B: 0.001 to 0.1% and N: 0.02 to 0.12% by mass% in place of a part of the remaining Fe (the eighth embodiment). Constitution).
  • the metal pipe cleaning apparatus includes a cleaning tank, a supply mechanism, a discharge mechanism, a fine bubble generation mechanism, and an ultrasonic irradiation mechanism.
  • the cleaning liquid is stored in the cleaning tank, and a metal tube is accommodated therein.
  • the supply mechanism supplies the cleaning liquid to the cleaning tank.
  • the discharge mechanism discharges an amount of the cleaning liquid corresponding to the height exceeding the reference liquid level from the cleaning tank.
  • the fine bubble generating mechanism generates fine bubbles by bubbling dissolved gas in the cleaning liquid in the cleaning tank.
  • the ultrasonic irradiation mechanism irradiates the cleaning liquid in the cleaning tank with ultrasonic waves (ninth configuration).
  • the cleaning device includes a fine bubble generation mechanism.
  • the fine bubble generation mechanism generates fine bubbles in the cleaning liquid by bubbling dissolved gas in the cleaning liquid. For this reason, in the ultrasonic cleaning of the metal tube, good cleaning properties can be ensured.
  • the discharge mechanism when the liquid level of the cleaning liquid in the cleaning tank exceeds the reference liquid level, the discharge mechanism performs cleaning by an amount corresponding to the height exceeding the reference liquid level. Drain the cleaning liquid from the tank. As a result, the scale that peels off from the metal tube and disperses and floats in the cleaning liquid is discharged from the cleaning tank together with the cleaning liquid.
  • the supply mechanism supplies a new cleaning liquid to the cleaning tank. In the cleaning tank, the scale density in the cleaning liquid can be reduced by supplying and discharging the cleaning liquid. For this reason, attenuation of the ultrasonic waves can be reduced, and high cleaning properties can be ensured.
  • FIG. 1 is a plan view schematically showing a cleaning device 1 according to the embodiment.
  • FIG. 2 is a sectional view taken along the line II-II of the cleaning apparatus 1 shown in FIG.
  • cleaning device 1 performs ultrasonic cleaning on metal tube 2 as an object to be cleaned.
  • the cleaning device 1 can perform, for example, a water washing process on the metal tube 2 after the acid cleaning process.
  • the cleaning apparatus 1 includes the cleaning tank 10, the supply mechanism 20, a plurality of discharge mechanisms 30, a plurality of ultrasonic irradiation mechanisms 40, and a plurality of fine bubble generation mechanisms 50.
  • the cleaning device 1 further includes a plurality of buffer members 60.
  • the cleaning tank 10 is configured to accommodate the metal tube 2.
  • a plurality of metal tubes 2 are usually accommodated in the cleaning tank 10 at the same time.
  • the cleaning tank 10 stores the cleaning liquid 3 for cleaning the metal pipe 2.
  • the type of the cleaning liquid 3 is not particularly limited, and may be appropriately selected from known cleaning liquids.
  • the cleaning liquid 3 is, for example, water (tap water or industrial water).
  • the cleaning tank 10 has a rectangular shape in plan view.
  • the cleaning tank 10 has an open upper surface.
  • the bottom surface of the cleaning tank 10 is, for example, an inclined surface inclined from one end in the longitudinal direction toward the other end. That is, in the cleaning tank 10, the depth of one end in the longitudinal direction (the height of the inner wall surface) is different from the depth of the other end in the longitudinal direction (the height of the inner wall surface).
  • the cleaning tank 10 is, for example, a large cleaning tank having a length of about 10 to 25 m, a width of about 1 to 2 m, and a maximum depth of about 0.4 to 1 m.
  • the material of the cleaning tank 10 is not particularly limited.
  • Examples of the material of the cleaning tank 10 include metal materials such as stainless steel, plastic resins such as fiber reinforced plastic (FRP) and polypropylene (PP), and acid-resistant bricks.
  • the supply mechanism 20 supplies the cleaning liquid 3 to the cleaning tank 10.
  • the supply mechanism 20 has at least one supply pipe 21.
  • the supply mechanism 20 has a plurality of supply pipes 21.
  • the cleaning liquid 3 is supplied to the cleaning tank 10 through each supply pipe 21.
  • the plurality of supply pipes 21 are arranged at intervals. For this reason, the cleaning liquid 3 is dispersed and supplied to the cleaning tank 10.
  • the supply pipes 21 are provided along one of the pair of longitudinal side walls of the cleaning tank 10.
  • the position and the number of the supply pipes 21 are not particularly limited.
  • One or more supply pipes 21 may be provided on both side walls in the longitudinal direction of the cleaning tank 10. Further, one or more supply pipes 21 may be provided on the short side wall of the cleaning tank 10 in addition to or instead of the long side wall of the cleaning tank 10.
  • Each discharge mechanism 30 discharges the cleaning liquid 3 from the cleaning tank 10 when the amount of the cleaning liquid 3 in the cleaning tank 10 exceeds a predetermined amount.
  • the plurality of discharge mechanisms 30 are arranged at intervals. Therefore, the cleaning liquid 3 is dispersed and discharged from the cleaning tank 10.
  • the discharge mechanism 30 may be one.
  • the plurality of discharge mechanisms 30 are provided along a side wall of the cleaning tank 10 opposite to the supply pipe 21 in the pair of side walls in the longitudinal direction.
  • the position and number of the discharge mechanism 30 are not particularly limited.
  • the discharge mechanism 30 may be provided on the side wall on the supply pipe 21 side of the pair of side walls in the longitudinal direction of the cleaning tank 10. Further, one or more discharge mechanisms 30 may be provided on the short side wall of the cleaning tank 10 in addition to or instead of the long side wall of the cleaning tank 10.
  • FIG. 3 illustrates a discharge mechanism 30A that can be used in the cleaning device 1.
  • the discharge mechanism 30A includes a discharge port 31 and a discharge pipe 32.
  • the discharge port 31 is an opening formed on the side wall of the cleaning tank 10.
  • the discharge pipe 32 is provided outside the cleaning tank 10 and is connected to the discharge port 31.
  • the cleaning liquid 3 is discharged from the cleaning tank 10 through a discharge port 31 and a discharge pipe 32.
  • the reference liquid level S of the cleaning liquid 3 in the cleaning tank 10 is set.
  • the cleaning liquid 3 is supplied to the cleaning tank 10 until the liquid level reaches the reference liquid level S.
  • the position of the lower end of the outlet 31 substantially coincides with the position of the reference liquid level S.
  • the discharge mechanism 30A discharges the cleaning liquid 3 from the cleaning tank 10 when the amount of the cleaning liquid 3 in the cleaning tank 10 exceeds the liquid amount (predetermined amount) corresponding to the reference liquid level S.
  • FIG. 4 illustrates another discharge mechanism 30 ⁇ / b> B that can be used in the cleaning device 1.
  • the discharge mechanism 30B includes a discharge port 33, a discharge pipe 34, a discharge pump 35, and a liquid level detection unit (not shown).
  • a liquid level detecting means a commercially available liquid level sensor or the like can be used.
  • the discharge port 33 is an opening formed on the side wall of the cleaning tank 10.
  • the discharge port 33 is provided at an arbitrary height lower than the reference liquid level S on the side wall of the cleaning tank 10.
  • the discharge pipe 34 is provided outside the cleaning tank 10 and is connected to the discharge port 33.
  • the cleaning liquid 3 is discharged from the cleaning tank 10 through the discharge port 33 and the discharge pipe 34.
  • the discharge pump 35 is provided in the middle of the discharge pipe 34.
  • the discharge pump 35 sucks the cleaning liquid 3 exceeding the reference liquid level S from the cleaning tank 10. Controlled. For example, when the liquid level of the cleaning liquid 3 exceeds the reference liquid level S, the discharge pump 35 is driven according to a signal from the liquid level detecting means arranged in the cleaning tank 10, and the level of the cleaning liquid 3 is raised. When the pressure falls below the height of the reference liquid level S, the control of the discharge pump 35 is stopped.
  • the discharge mechanism 30B similarly to the discharge mechanism 30A (FIG. 3), the discharge mechanism 30B also discharges the cleaning liquid 3 from the cleaning tank 10 when the amount of the cleaning liquid 3 in the cleaning tank 10 exceeds a predetermined amount.
  • the ultrasonic irradiation mechanism 40 irradiates the cleaning liquid 3 in the cleaning tank 10 with ultrasonic waves.
  • the ultrasonic irradiation mechanism 40 a known ultrasonic transducer generally used in ultrasonic cleaning can be used.
  • the frequency of the ultrasonic waves emitted by the ultrasonic irradiation mechanism 40 is preferably 20 kHz to 200 kHz.
  • the frequency of the ultrasonic wave is more preferably from 20 kHz to 150 kHz, and still more preferably from 25 kHz to 100 kHz.
  • the ultrasonic irradiation mechanism 40 preferably has a frequency sweep function.
  • the frequency sweeping function is a function of irradiating the cleaning liquid 3 with ultrasonic waves while sweeping the frequency in a range of ⁇ 0.1 kHz to ⁇ 10 kHz around a selected specific frequency.
  • At least one ultrasonic irradiation mechanism 40 is provided on the inner surface of each side wall of the cleaning tank 10.
  • the position and number of the ultrasonic irradiation mechanism 40 are not particularly limited.
  • One or more ultrasonic irradiation mechanisms 40 may be provided on the bottom surface of the cleaning tank 10.
  • the ultrasonic irradiation mechanisms 40 When a plurality of ultrasonic irradiation mechanisms 40 are installed in the cleaning tank 10, it is preferable to arrange the ultrasonic irradiation mechanisms 40 such that ultrasonic waves are uniformly transmitted to the entire cleaning tank 10. Thereby, the oscillating load of each ultrasonic irradiation mechanism 40 becomes uniform, so that interference between the generated ultrasonic waves can be prevented.
  • the fine bubble generating mechanism 50 generates fine bubbles by bubbling dissolved gas in the cleaning liquid 3 in the cleaning tank 10.
  • the fine bubble generating mechanism 50 is arranged outside the cleaning tank 10.
  • a plurality of fine bubble generating mechanisms 50 are arranged along one longitudinal side wall of the cleaning tank 10.
  • the position and number of the fine bubble generating mechanism 50 are not particularly limited.
  • Each fine bubble generating mechanism 50 has piping 51 and 52 and a fine bubble generating device 53.
  • the pipes 51 and 52 connect the cleaning tank 10 and the fine bubble generator 53.
  • the cleaning liquid from the cleaning tank 10 is introduced into the fine bubble generator 53 via the pipe 51.
  • the fine bubble generator 53 generates fine bubbles by using dissolved gas in the cleaning liquid 3.
  • the fine bubbles are returned to the cleaning tank 10 via the pipe 52 together with the cleaning liquid 3.
  • the fine bubble generator 53 can be appropriately selected from known fine bubble generators.
  • a known fine bubble generator for example, fine bubbles are generated by shearing bubbles, passing bubbles through micropores, depressurizing liquid (pressure change), dissolving gas under pressure, ultrasonic waves, electrolysis, or chemical reaction. What causes them to be known.
  • the fine bubble generating device 53 is one that can easily control the bubble diameter and concentration of the fine bubbles.
  • a known fine bubble generating device that generates fine bubbles by causing a pressure change of a liquid in a liquid circulation path can be employed.
  • the fine bubbles are fine bubbles having an average bubble diameter of 100 ⁇ m or less.
  • fine bubbles having an average cell diameter of ⁇ m are sometimes referred to as microbubbles
  • fine bubbles having an average cell diameter of nm are sometimes referred to as nanobubbles.
  • the average bubble diameter is the diameter at which the number of samples is the largest in the number distribution related to the diameter of the fine bubbles.
  • Fine bubbles improve the propagation efficiency of ultrasonic waves to an object to be cleaned in ultrasonic cleaning, and improve the cleanability as a core of ultrasonic cavitation.
  • the fine bubbles are often negatively charged at the surface potential.
  • the object to be cleaned for example, scale, smut, or oil
  • the fine bubbles are adsorbed to the metal tube 2 due to a difference in charging property.
  • the average bubble diameter of the fine bubbles in the cleaning liquid 3 is preferably 0.01 ⁇ m or more from the viewpoint of preventing the fine bubble generation mechanism 50 from being enlarged and facilitating the control of the bubble diameter.
  • the average bubble diameter of the fine bubbles is preferably 100 ⁇ m or less from the viewpoint of increasing the floating speed of the fine bubbles and preventing the propagation of the ultrasonic wave to the metal tube 2. More preferably, the fine bubbles are microbubbles having an average bubble diameter of 1 ⁇ m to 50 ⁇ m.
  • the fine bubble generation mechanism 50 preferably generates fine bubbles in the cleaning liquid 3 such that the number of fine bubbles having a bubble diameter equal to or less than the frequency resonance diameter is 70% or more of the total number of fine bubbles.
  • Minnaert resonance frequencies The natural frequencies of various bubbles including fine bubbles are also referred to as Minnaert resonance frequencies and are given by the following equation (1).
  • f 0 natural frequency of bubble (Minnaert resonance frequency)
  • R 0 average radius of bubble
  • p ⁇ average pressure of surrounding liquid
  • ⁇ liquid density
  • the value of 0 R 0 is about 3 kHz ⁇ mm.
  • the radius (resonance radius) R0 of the resonating bubble is about 150 ⁇ m.
  • the resonance radius R 0 is about 30 ⁇ m, and the frequency resonance diameter 2R 0 is about 60 ⁇ m.
  • Bubbles having a radius larger than the resonance radius R 0 are inhibitors. This is because when bubbles including fine bubbles resonate, the bubbles repeat expansion and contraction in a short time and eventually collapse, but when the first sound wave passes through the bubbles, the size of the bubbles becomes frequency resonance. larger than the diameter 2R 0, ultrasound is because diffuses bubbles surface. Conversely, if the frequency resonant diameter 2R 0 or less the size of the bubbles at the time the first acoustic wave passes through the bubble, ultrasound can pass through the bubble without diffusing bubbles surface.
  • a number of fine bubbles having a bubble size of less frequency resonant diameter 2R 0 it is preferable that a percentage of the total number of fine bubbles is 70% or more.
  • the above ratio is more preferably 80% or more and 98% or less.
  • the concentration (density) of the fine bubbles in the cleaning liquid 3 is preferably 10 3 / mL or more from the viewpoint of improving the propagation of ultrasonic waves and securing the number of ultrasonic cavitation nuclei.
  • the concentration of fine bubbles to be generated in the cleaning liquid 3, in order to prevent the size and number increase of the fine-bubble generating mechanism 50 is preferably 10 6 cells / mL or less.
  • the average bubble diameter and concentration of fine bubbles can be measured by a known device such as a liquid particle counter or a bubble diameter distribution measuring device.
  • the buffer member 60 is arranged in the cleaning tank 10.
  • the plurality of buffer members 60 are arranged in the longitudinal direction of the cleaning tank 10.
  • the cushioning member 60 has a substantially U-shape.
  • the metal pipe 2 in the cleaning tank 10 is placed on the buffer member 60.
  • the inner surface of the buffer member 60 is located inside the ultrasonic irradiation mechanism 40 in the cleaning tank 10. For this reason, the metal tube 2 does not come into contact with the ultrasonic irradiation mechanism 40, and the ultrasonic irradiation mechanism 40 is protected from the metal tube 2.
  • the scale is generated on the surface of the metal tube 2 through hot working or heat treatment.
  • the metal tube 2 is subjected to an acid washing treatment.
  • the cleaning method according to the present embodiment is a method of cleaning the metal tube 2 after a step of immersing the metal tube 2 in an acid solution for a predetermined time to perform pickling (a known pickling step).
  • the metal tube 2 as the object to be cleaned is, for example, a tube made of stainless steel or a tube made of a Ni-based alloy.
  • the metal tube 2 is a stainless steel tube
  • the metal tube 2 is a steel tube containing 10.5% or more of Cr by mass%.
  • C 0.01 to 0.13%
  • Si 0.0.75% or less
  • Mn 2% or less
  • P 0.045% or less
  • S 0.030% or less
  • Ni: 7 This is a steel pipe containing up to 14% and Cr: 16 to 20%, the balance being Fe and impurities.
  • the chemical composition is such that Nb: 0.2 to 1.1%, Ti: 0.1 to 0.6%, Mo: 0.1 to 3%, Cu: 2.5 to 3.5%, any one or more of them may be contained. Further, instead of part of the remaining Fe, B may contain 0.001 to 0.1% by mass and N may contain 0.02 to 0.12% by mass%.
  • the metal tube 2 having the above chemical composition has excellent heat resistance, corrosion resistance, and steam oxidation resistance because its steel structure is austenite.
  • the metal tube 2 has an excellent tensile strength of, for example, 550 MPa or more. Since such a metal tube 2 is subjected to a heat treatment at a high temperature exceeding 1000 ° C. in the manufacturing process, a large amount of scale is generated on the surface. Therefore, a pickling treatment after the heat treatment and a washing treatment (rinsing treatment) for washing away the scale remaining on the surface after the pickling treatment are required.
  • the metal tube 2 is a Ni-based alloy tube, for example, it has the following chemical composition. In mass%, C: 0.05% or less, Si: 0.5% or less, Mn: 1% or less, P: 0.030% or less, S: 0.030% or less, Cr: 19.5 to 24. 0%, Mo: 2.5 to 4.0%, Ti: 1.2% or less, and Fe: 22% or more, and the main balance is Ni (typically, the balance is Ni and impurities Is).
  • the chemical composition contains one or more of Cu: 0.5% or less, Nb: 4.5% or less, and Al: 2.0% or less by mass% instead of a part of the remaining Ni. Is also good.
  • the method for cleaning the metal pipe 2 includes a step of storing the cleaning liquid 3 in the cleaning tank 10, a step of immersing the metal pipe 2 in the cleaning liquid 3 in the cleaning tank 10, and a step of supplying the cleaning liquid 3 to the cleaning tank 10. And a step of discharging the cleaning liquid 3 from the cleaning tank 10.
  • the cleaning liquid 3 is stored in the cleaning tank 10.
  • the cleaning liquid 3 is supplied to the cleaning tank 10 by a supply mechanism 20.
  • the cleaning liquid 3 may be supplied to the cleaning tank 10 by means other than the supply mechanism 20.
  • the cleaning liquid 3 supplied to the cleaning tank 10 preferably has a dissolved oxygen concentration of about 7 mg / L to 11 mg / L, and has a dissolved oxygen concentration of about 8 mg / L to 10 mg / L. Is more preferred.
  • the cleaning liquid 3 is typically water (tap water or industrial water).
  • the dissolved oxygen concentration of the cleaning liquid 3 is 7 mg / L to 11 mg / L.
  • the cleaning liquid 3 is water having a water temperature of 15 to 25 ° C. (tap water or industrial water)
  • the dissolved oxygen concentration of the cleaning liquid 3 is 8 mg / L to 10 mg / L.
  • the dissolved oxygen concentration is an index of the amount of dissolved gas in the cleaning liquid 3.
  • the metal tube 2 is immersed in the cleaning liquid 3 stored in the cleaning tank 10 for a predetermined time.
  • the metal pipe 2 can be immersed in the cleaning liquid 3 in the cleaning tank 10 using a crane or the like.
  • a plurality of metal tubes 2 are immersed in the cleaning liquid 3 simultaneously, but the metal tubes 2 may be immersed one by one in the cleaning liquid 3.
  • this cycle is defined as immersing the metal tube 2 in the cleaning solution 3 in the cleaning tank 10, holding the metal tube 2 in the cleaning solution 3, and lifting the metal tube 2 from the cleaning tank 10 as one cycle. Perform a predetermined number of times.
  • the holding time of the metal tube 2 in the cycle and the number of times the cycle is performed can be determined so that the total immersion time of the metal tube 2 in the cleaning liquid 3 is equal to or longer than a predetermined time.
  • the total immersion time of the metal tube 2 may be appropriately set according to the amount of scale attached to the metal tube 2 and the like.
  • the total immersion time of the metal tube 2 is, for example, preferably 30 seconds or more, and more preferably 1 minute or more.
  • a new cleaning liquid 3 is continuously supplied to the cleaning tank 10 by the supply mechanism 20.
  • the discharge mechanism 30 continuously discharges the cleaning liquid 3 in an amount corresponding to the height exceeding the reference liquid level S from the cleaning tank 10. That is, in this embodiment, the immersion step, the supply step, and the discharge step are performed simultaneously.
  • the supply mechanism 20 stores the cleaning liquid 3 in the cleaning tank 10 per minute (when the cleaning liquid 3 is stored up to the reference liquid level S in the cleaning tank 10 in a state where the metal pipe 2 is not immersed).
  • the washing liquid preferably 0.17% or more and 1.25% or less, more preferably 0.17% or more and 0.83% or less, and still more preferably 0.33% or more and 0.83% or less. 3 is supplied to the cleaning tank 10.
  • the cleaning liquid 3 in the cleaning tank 10 is irradiated with ultrasonic waves by the ultrasonic irradiation mechanism 40, and fine bubbles are supplied by the fine bubble generation mechanism 50.
  • the dissolved gas concentration in the cleaning liquid 3 is reduced by the fine bubble generation mechanism 50 forming the dissolved gas in the cleaning liquid 3 into bubbles.
  • the fine bubble generation mechanism 50 lowers the dissolved oxygen concentration of the cleaning liquid 3 in the cleaning tank 10 to 5.2 mg / L or less.
  • the fine bubble generation mechanism 50 lowers the dissolved oxygen concentration of the cleaning liquid 3 in the cleaning tank 10 to preferably 4.5 mg / L or less, more preferably 4.2 mg / L or less.
  • the supply mechanism 20 supplies the cleaning tank 3 with the cleaning liquid 3 having a dissolved oxygen concentration of about 7 mg / L to 11 mg / L, preferably about 8 mg / L to 10 mg / L.
  • the cleaning liquid 3 passes through the fine bubble generator 53 of the fine bubble generation mechanism 50, the dissolved gas in the cleaning liquid 3 is turned into fine bubbles, and the dissolved oxygen concentration of the cleaning liquid 3 decreases.
  • the dissolved oxygen concentration of the cleaning liquid 3 in the cleaning tank 10 is 5.2 mg / L or less, more preferably 4.5 mg / L or less. , And more preferably 4.2 mg / L or less.
  • the concentration of dissolved oxygen in the cleaning liquid 3 in the cleaning tank 10 may increase.
  • the dissolved oxygen concentration of the cleaning liquid 3 becomes high, it is preferable to stop the ultrasonic cleaning of the metal tube 2 until the fine bubble generation mechanism 50 sufficiently reduces the dissolved oxygen concentration.
  • the immersion of the metal tube 2 may be restarted when the dissolved oxygen concentration of the cleaning liquid becomes 5.2 mg / L or less, 4.5 mg / L or less, or 4.2 mg / L or less.
  • the metal pipe 2 is disposed in the cleaning tank 10 in the immersion step.
  • the cleaning liquid 3 can be stored in the cleaning tank 10 after the metal pipe 2 is disposed in the empty cleaning tank 10.
  • the metal tube 2 as the object to be cleaned is an austenitic stainless steel tube (Ni: 9% by mass, Cr: 18.5% by mass, Cu: 3% by mass, Nb: 0.5% by mass)
  • the cleaning liquid 3 supplied to the cleaning tank 10 is water (industrial water) having a water temperature of about 20 ° C.
  • the amount of the cleaning liquid 3 stored in the cleaning tank 10 is about 12000 L.
  • FIG. 5 is a graph showing the relationship between the dissolved oxygen concentration of the cleaning liquid 3, the sound pressure of the ultrasonic wave applied to the cleaning liquid 3, and the cleanability of the metal tube 2.
  • the cleaning property of the metal tube 2 is improved by changing the dissolved oxygen concentration of the cleaning liquid 3 in the cleaning tank 10 and the sound pressure of the ultrasonic wave applied to the cleaning liquid 3 in the cleaning tank 10. Verified.
  • the dissolved oxygen concentration [mg / L] is a value measured by a commercially available dissolved oxygen concentration meter (LAQUA @ OM-71, manufactured by Horiba, Ltd.). This measured value is defined as the dissolved oxygen concentration in the present disclosure.
  • the sound pressure [mV] is measured in a measurement mode in which an average measurement value for 5 seconds is measured using a commercially available ultrasonic sound pressure meter (sound pressure monitor # 19001D manufactured by Kaijo Co., Ltd.). Of the cleaning liquid 3 from the liquid surface of the cleaning liquid 3 in 100 mm water. This measured value is used as the sound pressure in the present disclosure.
  • the frequency of the ultrasonic wave is 38 kHz.
  • ⁇ means that the scale was completely removed from the surface of the metal tube 2 and the cleaning property by the ultrasonic wave was extremely good.
  • ⁇ means that although the scale remains on a part of the surface of the metal tube 2, it can be said that the cleaning property by the ultrasonic wave is good.
  • X means that the cleaning property by the ultrasonic wave was poor.
  • the dissolved oxygen concentration of the cleaning liquid 3 in the cleaning tank 10 is set to 5.2 mg / L or less.
  • the dissolved oxygen concentration of the cleaning liquid 3 in the cleaning tank 10 is preferably 4.5 mg / L or less, and more preferably 4.2 mg / L or less.
  • the ultrasonic irradiation mechanism 40 outputs the ultrasonic waves so that the sound pressure of the ultrasonic waves in the cleaning liquid 3 becomes 120 mV or more.
  • the concentration of dissolved oxygen in the cleaning liquid 3 in the cleaning tank 10 is usually 2.0 mg / L or more. However, the lower limit of the dissolved oxygen concentration of the cleaning liquid 3 in the cleaning tank 10 does not need to be particularly controlled or controlled.
  • FIG. 6 is a graph showing the relationship between the overflow time of the cleaning liquid 3, the dissolved oxygen concentration of the cleaning liquid 3, and the supply amount of the cleaning liquid 3 to the cleaning tank 10.
  • the cleaning liquid 3 supplied by the supply mechanism 20 is water (industrial water) having a water temperature of about 20 ° C., and is considered to have a dissolved oxygen concentration of about 8 mg / L to 10 mg / L.
  • the overflow time is the duration of the overflow of the cleaning liquid 3 in the cleaning tank 10 (the drainage from the discharge mechanism 30), in other words, the time during which the supply mechanism 20 continuously supplies the cleaning liquid 3 to the cleaning tank 10. It is.
  • the dissolved oxygen concentration of the cleaning liquid 3 in the cleaning tank 10 was set to 4.5 mg / min when the supply amount of the cleaning liquid 3 to the cleaning tank 10 was 40 L / min, 100 L / min, and 150 L / min. It can be seen that it can be maintained below L.
  • the supply amounts are 40 L / min and 100 L / min, the dissolved oxygen concentration of the cleaning liquid 3 in the cleaning tank 10 is maintained at 4.2 mg / L or less.
  • the supply amount is less than 40 L / min, the dissolved oxygen concentration of the cleaning liquid 3 in the cleaning tank 10 is expected to further decrease.
  • the supply amount is preferably set to 150 L / min or less. , 100 L / min or less.
  • the supply amount of the cleaning liquid 3 per minute to the cleaning tank 10 is preferably 1.25 of the stored amount of the cleaning liquid 3 in the cleaning tank 10. % Or less, and more preferably 0.83% or less of the storage amount.
  • FIG. 7 is a graph showing the relationship between the scale density of the cleaning liquid 3, the sound pressure attenuation rate of ultrasonic waves (frequency 38 kHz and sound pressure 120 mV) irradiated into the cleaning liquid 3, and the cleanability of the metal tube 2.
  • the sound pressure decay rate decreases as the scale density in the cleaning liquid 3 decreases, and the sound pressure decay rate increases as the scale density increases.
  • the scale density is 2.5 g / L or less, the scale adhering to the metal tube 2 is completely removed, and the cleanability by ultrasonic waves is extremely good.
  • the scale density exceeds 2.5 g / L, a part of the scale remains in the metal tube 2 (remaining after washing). If the scale density exceeds 5.0 g / L, the cleaning properties by ultrasonic waves will be poor. Therefore, the scale density in the cleaning liquid 3 is preferably 2.5 g / L or less.
  • FIG. 8 is a graph showing the relationship among the surface area of the metal tube 2 subjected to the cleaning treatment, the scale density of the cleaning liquid 3, and the supply amount of the cleaning liquid 3 to the cleaning tank 10.
  • the conditions of the supply amount in FIG. 8 are no supply, 20 L / min, and 40 L / min.
  • the cleaning liquid 3 in the cleaning tank 10 was irradiated with ultrasonic waves having a frequency of 38 kHz and a sound pressure of 120 mV.
  • the processing surface area is about 4000 m 2 , and the scale density of the cleaning liquid 3 becomes slightly less than 2.0 g / L.
  • the scale density reaches 2.5 g / L when the treated surface area becomes about 5000 m 2 .
  • the processing surface area becomes about 5000 m 2. It is considered that the cleaning liquid 3 in the cleaning tank 10 needs to be replaced.
  • the scale density of the cleaning liquid 3 is 1.0 g / L or less even if the processing surface area reaches 6000 m 2 . Therefore, when the cleaning liquid 3 is supplied to the cleaning tank 10, the replacement interval of the cleaning liquid 3 in the cleaning tank 10 becomes longer than when the cleaning liquid 3 is not supplied to the cleaning tank 10.
  • the supply amount of the cleaning liquid 3 to the cleaning tank 10 is 40 L / min
  • the rate of increase in the scale density becomes smaller than when the supply amount is 20 L / min, and the cleaning liquid 3 in the cleaning tank 10 is replaced. The interval is longer.
  • the supply amount is preferably 20 L / min or more, and more preferably 40 L / min or more. Is more preferred.
  • These supply amounts are converted into the ratio to the stored amount (about 12000 L), and the supply amount of the cleaning liquid 3 to the cleaning tank 10 per minute is preferably 0.17 of the stored amount of the cleaning liquid 3 in the cleaning tank 10. % Or more, more preferably 0.33% or more of the storage amount.
  • the scale density of the cleaning liquid 3 can be maintained at 2.5 g / L or less. Therefore, the replacement interval of the cleaning liquid 3 in the cleaning tank 10 becomes longer, and the number of replacements of the cleaning liquid 3 can be reduced.
  • the supply of the cleaning liquid 3 to the cleaning tank 10 and the discharge of the cleaning liquid 3 from the cleaning tank 10 are continuously performed.
  • the scale separated from the metal tube 2 is discharged from the cleaning tank 10 together with the cleaning liquid 3, while a new cleaning liquid 3 is supplied to the cleaning tank 10. Therefore, as described with reference to FIGS. 7 and 8, an increase in the scale density of the cleaning liquid 3 can be suppressed, and attenuation of ultrasonic waves can be reduced. For this reason, in the ultrasonic cleaning of the metal tube 2, high cleanability can be ensured.
  • the dissolved oxygen concentration of the cleaning liquid 3 is preferably 4.5 mg / L or less, more preferably 4.2 mg / L or less. Thereby, the ultrasonic cleaning performance can be improved in a wide sound pressure range.
  • the supply amount of the cleaning liquid 3 per minute to the cleaning tank 10 is preferably 0.17% or more and 1.25% or less, more preferably 0% or less, with respect to the stored amount of the cleaning liquid 3 in the cleaning tank 10. 0.17% or more and 0.83% or less, more preferably 0.33% or more and 0.83% or less.
  • the bottom surface of the cleaning tank 10 is an inclined surface that is inclined from one end in the longitudinal direction toward the other end. Accordingly, the cleaning liquid 3 easily enters the inside of the metal tube 2, and the inner peripheral surface of the metal tube 2 can be reliably cleaned.
  • the ultrasonic irradiation mechanism 40 preferably has a frequency sweep function. Thereby, the cleaning efficiency of the metal tube 2 can be improved.
  • a force called Bjrknes force acts on the microbubbles, and the microbubbles are applied to the antinodes and nodes of the ultrasonic waves according to their diameters.
  • Gravitate Microbubbles having a bubble diameter of less frequency resonant diameter 2R 0 is attracted to the antinodes of the ultrasonic wave, it can contribute to cavitation cleaning.
  • the frequency resonant diameter 2R 0 varies in accordance with a change in frequency, microbubbles increases contributing to cavitation cleaning. Therefore, many microbubbles can be used as nuclei for cavitation. Thereby, the cleaning efficiency of the metal tube 2 is improved.
  • the ultrasonic wave transmits through the irradiation object. Therefore, by applying the ultrasonic waves while the ultrasonic irradiation mechanism 40 sweeps the frequency within an appropriate range, the ultrasonic waves transmitted through the peripheral wall of the metal tube 2 can be increased. Therefore, the cleaning efficiency of the metal tube 2 is improved.
  • the ultrasonic wave is not only vertically incident on the irradiation object, but also propagates while repeating multiple reflections. Therefore, a certain sound field tends to be hardly formed.
  • the cleaning liquid 3 is irradiated with ultrasonic waves while the frequency is swept in a range of ⁇ 0.1 kHz to ⁇ 10 kHz around a specific frequency. This satisfies the condition that the wavelength of the ultrasonic wave is 1 / of the wavelength corresponding to the thickness of the metal tube 2 at various positions of the metal tube 2. Therefore, at various positions of the metal tube 2, the ultrasonic waves can be transmitted from the outside to the inside of the metal tube 2.
  • the step of dipping the metal tube 2, the step of supplying the cleaning liquid 3 to the cleaning tank 10, and the step of discharging the cleaning liquid 3 from the cleaning tank 10 are performed simultaneously.
  • these steps are not necessarily performed simultaneously. No need to be done.
  • the supply or discharge of the cleaning liquid 3 in the cleaning tank 10 may not be performed continuously.
  • the metal pipe 2 is immersed in the cleaning liquid 3 in a state where the supply of the cleaning liquid 3 to the cleaning tank 10 is stopped, the volume of the metal pipe 2 is increased, and the level of the cleaning liquid 3 in the cleaning tank 10 rises. It may exceed the surface S.
  • the cleaning liquid 3 in an amount corresponding to a height exceeding the reference liquid level S is discharged from the cleaning tank 10.
  • the cleaning liquid 3 in the cleaning tank 10 is agitated as the metal pipe 2 is taken in and out, and the cleaning liquid 3 is connected between the cleaning tank 10 and the fine bubble generator 53 via the pipes 51 and 52. Due to the circulation of 3, the scale is always uniformly dispersed and suspended. Therefore, the cleaning liquid 3 in which the scale is dispersed and floats is discharged from the cleaning tank 10. If the new cleaning liquid 3 is supplied into the cleaning tank 10 in which the amount of the cleaning liquid 3 has been reduced after the metal tube 2 is pulled up, the scale density of the cleaning liquid 3 in the cleaning tank 10 decreases. As described above, it is possible to suppress an increase in scale density without simultaneously performing the immersion step, the supply step, and the discharge step.
  • each metal tube 2 is subjected to a heat treatment after cold drawing and then to an acid pickling treatment.
  • Each metal tube 2 has an outer diameter of 38 mm to 95 mm.
  • Each metal pipe 2 is an austenitic stainless steel pipe and has the following chemical composition.
  • the balance consists of Fe and impurities.
  • the cleaning liquid 3 in the cleaning tank 10 was irradiated with ultrasonic waves by the ultrasonic irradiation mechanism 40, and fine bubbles were supplied by the fine bubble generation mechanism 50.
  • cleaning conditions in this example will be described.
  • Cleaning liquid industrial temperature water at normal temperature
  • Storage volume of cleaning tank 12000L
  • Ultrasound frequency 38kHz
  • Amount of cleaning liquid supplied to the cleaning tank about 40 L / min
  • the average sound pressure of ultrasonic waves and the average dissolved oxygen concentration of the cleaning liquid 3 in the cleaning tank 10 were measured every processing day.
  • the average sound pressure was measured using a commercially available ultrasonic sound pressure meter (Sound pressure level monitor manufactured by Kaijo Co., Ltd., 19001D type) in a measurement mode in which the average measurement value was measured for 5 seconds. Measurements were taken in water.
  • the average dissolved oxygen amount was measured using a commercially available dissolved oxygen concentration meter (LAQUA @ OM-71, manufactured by Horiba, Ltd.). Table 1 shows the weight (processing amount), the measurement result, and the evaluation of the cleaning property of the metal tube 2 after the cleaning treatment.
  • the cumulative throughput of the metal tube 2 exceeded 200 tons.
  • the average dissolved oxygen concentration of the cleaning liquid 3 in the cleaning tank 10 is 3.55 mg / L, and is maintained at 5.2 mg / L or less.
  • the scale density of the cleaning liquid 3 is 0.108 g / L, which does not exceed 2.5 g / L at which the cleaning property starts to decrease. Therefore, the cleaning property was good over 4 days. Therefore, according to the cleaning method and the cleaning apparatus according to the present disclosure, it was confirmed that high ultrasonic cleaning performance can be ensured.
  • Cleaning device 2 Metal tube 3: Cleaning liquid 10: Cleaning tank 20: Supply mechanism 30: Drainage mechanism 40: Ultrasonic irradiation mechanism 50: Fine bubble generation mechanism

Abstract

高い洗浄性を長期間にわたって維持することができる金属管の洗浄方法及び洗浄装置を提供する。金属管（２）の洗浄方法は、洗浄槽（１０）に洗浄液（３）を貯留する貯留工程と、洗浄槽（１０）内の洗浄液（３）中の溶存気体を気泡化してファインバブルを発生させ、且つ洗浄槽（１０）内の洗浄液（３）中に超音波を照射しながら、洗浄槽（１０）内の洗浄液（３）に金属管（２）を浸漬する浸漬工程と、洗浄槽（１０）に新たな洗浄液（３）を供給する供給工程と、洗浄槽（１０）内において洗浄液（３）の液面高さが基準液面（Ｓ）の高さを超えた場合、当該基準液面（Ｓ）の高さを超えた高さに相当する量の洗浄液（３）を洗浄槽（１０）から排出する排出工程と、を備える。

Description

金属管の洗浄方法及び洗浄装置
　本開示は、金属管の洗浄方法及び洗浄装置に関する。
　従来、金属管の製造工程において、金属管の表面に生成されたスケールを除去するために酸洗処理が行われている。酸洗処理後の金属管は、表面に残存するスケールを除去するために洗浄液によって洗浄される（例えば、水による水洗処理（リンス）が施される。）。酸洗処理後の金属管には、例えば、洗浄液中に超音波を照射しながら洗浄する超音波洗浄を施すことができる。
　特許文献１は、マイクロバブルの存在下で被洗浄物の超音波洗浄を行うようにした超音波洗浄装置を開示する。当該超音波洗浄装置は、超音波発生器と、脱気装置と、を備える。超音波発生器は、洗浄液が貯留される洗浄槽内に設けられている。脱気装置は、洗浄槽に接続された循環路に設けられている。洗浄槽内の洗浄液は、循環路を介して脱気装置に導入される。脱気装置は、洗浄液から溶存空気を分離して気泡、好ましくはマイクロバブルを発生させる。この気泡（マイクロバブル）は、洗浄液とともに、循環路を介して洗浄槽に戻される。これにより、洗浄槽内の洗浄液の溶存空気濃度が徐々に低下する。溶存空気濃度が既定値以下になったとき、洗浄槽内の洗浄液に被洗浄物が浸漬され、超音波発生器が洗浄液に超音波を照射する。
特開２００７－２９９４４号公報
　特許文献１には、洗浄液の溶存空気濃度を規定値以下とすることで、超音波の音圧の低下がない、効率的で良好な超音波洗浄を行うことができると記載されている。しかしながら、特許文献１の超音波洗浄装置を酸洗処理後の金属管の洗浄に使用する場合には、洗浄性の低下が懸念される。すなわち、金属管の超音波洗浄では、洗浄液中のスケールの量が時間とともに増加する。このスケールにより、洗浄液に照射された超音波が減衰して洗浄性が低下する。
　本開示は、高い洗浄性を長期間にわたって維持することができる金属管の洗浄方法及び洗浄装置を提供することを課題とする。
　本開示に係る金属管の洗浄方法は、洗浄槽に洗浄液を貯留する貯留工程と、洗浄槽内の洗浄液中の溶存気体を気泡化してファインバブルを発生させ、且つ洗浄槽内の洗浄液中に超音波を照射しながら、洗浄槽内の洗浄液に金属管を浸漬する浸漬工程と、洗浄槽に新たな洗浄液を供給する供給工程と、洗浄槽内において洗浄液の液面高さが所定の基準液面高さを超えた場合、当該基準液面高さを超えた高さに相当する量の洗浄液を洗浄槽から排出する排出工程と、を備える。
　本開示によれば、金属管の洗浄において、高い洗浄性を長期間にわたって維持することができる。
図１は、実施形態に係る洗浄装置の平面図である。 図２は、図１に示す洗浄装置のＩＩ－ＩＩ断面図である。 図３は、実施形態に係る洗浄装置に採用可能な排出機構を例示する図である。 図４は、実施形態に係る洗浄装置に採用可能な、別の排出機構を例示する図である。 図５は、洗浄液の溶存酸素濃度と、超音波の音圧と、金属管の洗浄性との関係を示すグラフである。 図６は、洗浄液のオーバーフロー時間と、洗浄液の溶存酸素濃度と、洗浄槽への洗浄液の供給量との関係を示すグラフである。 図７は、洗浄液のスケール密度と、超音波の音圧減衰率と、金属管の洗浄性との関係を示すグラフである。 図８は、洗浄処理された金属管の表面積と、洗浄液のスケール密度と、洗浄槽への洗浄液の供給量との関係を示すグラフである。
　実施形態に係る金属管の洗浄方法は、洗浄槽に洗浄液を貯留する貯留工程と、洗浄槽内の洗浄液中の溶存気体を気泡化してファインバブルを発生させ、且つ洗浄槽内の洗浄液中に超音波を照射しながら、洗浄槽内の洗浄液に金属管を浸漬する浸漬工程と、洗浄槽に新たな洗浄液を供給する供給工程と、洗浄槽内において洗浄液の液面高さが所定の基準液面高さを超えた場合、当該基準液面高さを超えた高さに相当する量の洗浄液を洗浄槽から排出する排出工程と、を備える（第１の構成）。
　第１の構成に係る洗浄方法では、金属管が浸漬される洗浄液にファインバブルを発生させることにより、洗浄液中に照射された超音波が散乱して洗浄性が向上する。また、洗浄液中の溶存気体を気泡化してファインバブルを発生させることで、超音波洗浄の間、洗浄液の溶存酸素濃度が低下する。これにより、良好な超音波洗浄性を確保することができる。
　第１の構成に係る洗浄方法では、例えば、洗浄槽に洗浄液が供給されることにより、あるいは、洗浄槽内の洗浄液に金属管が浸漬されることにより、洗浄槽内において洗浄液の液面高さが上昇して基準液面高さを超えた場合、当該基準液面高さを超えた高さ分だけ、洗浄槽から洗浄液が排出される。これにより、金属管から剥離して洗浄液中に分散及び浮遊するスケールが、洗浄液とともに洗浄槽から排出される。洗浄槽では、新たな洗浄液の供給も行われる。そのため、洗浄槽において、洗浄液中のスケール密度を低下させることができる。よって、洗浄液中に照射される超音波の減衰を低減することができ、高い洗浄性を長期間にわたって維持することができる。
　上記浸漬工程において、洗浄槽内の洗浄液の溶存酸素濃度は、５．２ｍｇ／Ｌ以下であることが好ましい（第２の構成）。
　第２の構成によれば、良好な超音波洗浄性をより確実に確保することができる。
　上記供給工程は、上記浸漬工程と同時に実施することができる。供給工程において、洗浄槽への洗浄液の１分間当たりの供給量は、洗浄槽における洗浄液の貯留量の０．１７％以上１．２５％以下であることが好ましい（第３の構成）。
　第３の構成によれば、洗浄液中のスケールの量の増加をより確実に抑制することができるとともに、洗浄液中の溶存酸素濃度を好ましい範囲に維持することができる。
　上記供給量は、上記貯留量の０．１７％以上０．８３％以下であることがより好ましく（第４の構成）、上記貯留量の０．３３％以上０．８３％以下であることがさらに好ましい（第５の構成）。
　第４又は第５の構成によれば、洗浄液中のスケールの量の増加をさらに確実に抑制することができるとともに、洗浄液中の溶存酸素濃度をより好ましい範囲に維持することができる。
　上記金属管は、特定の化学組成を有する鋼管であってもよい。当該化学組成は、質量％で、Ｃ：０．０１～０．１３％、Ｓｉ：０．７５％以下、Ｍｎ：２％以下、Ｐ：０．０４５％以下、Ｓ：０．０３０％以下、Ｎｉ：７～１４％、及び、Ｃｒ：１６～２０％を含有し、残部がＦｅ及び不純物からなることが好ましい（第６の構成）。
　上記化学組成は、残部のＦｅの一部に換えて、質量％で、Ｎｂ：０．２～１．１％、Ｔｉ：０．１～０．６％、Ｍｏ：０．１～３％、Ｃｕ：２．５～３．５％のいずれか１種又は２種以上を含有することもできる（第７の構成）。
　上記化学組成は、残部のＦｅの一部に換えて、質量％で、Ｂ：０．００１～０．１％及びＮ：０．０２～０．１２％を含有することもできる（第８の構成）。
　実施形態に係る金属管の洗浄装置は、洗浄槽と、供給機構と、排出機構と、ファインバブル発生機構と、超音波照射機構と、を備える。洗浄槽には、洗浄液が貯留され、金属管が収容される。供給機構は、洗浄槽に洗浄液を供給する。排出機構は、洗浄槽内において洗浄液の液面高さが所定の基準液面高さを超えた場合、当該基準液面高さを超えた高さに相当する量の洗浄液を洗浄槽から排出する。ファインバブル発生機構は、洗浄槽内の洗浄液中の溶存気体を気泡化してファインバブルを発生させる。超音波照射機構は、洗浄槽内の洗浄液中に超音波を照射する（第９の構成）。
　第９の構成に係る洗浄装置は、ファインバブル発生機構を備える。ファインバブル発生機構は、洗浄液中の溶存気体を気泡化することにより、洗浄液中にファインバブルを発生させる。このため、金属管の超音波洗浄において、良好な洗浄性を確保することができる。
　第９の構成に係る洗浄装置において、排出機構は、洗浄槽内において洗浄液の液面高さが基準液面高さを超えた場合、当該基準液面高さを超えた高さ分だけ、洗浄槽から洗浄液を排出する。これにより、金属管から剥離して洗浄液中に分散及び浮遊するスケールが、洗浄液とともに洗浄槽から排出される。一方、供給機構は、洗浄槽に対して、新たな洗浄液を供給する。洗浄槽では、洗浄液の供給及び排出により、洗浄液中のスケール密度を低下させることができる。このため、超音波の減衰を低減することができ、高い洗浄性を確保することができる。
　以下、本開示の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。各図において同一又は相当の構成については同一符号を付し、同じ説明を繰り返さない。
　［洗浄装置］
　図１は、実施形態に係る洗浄装置１を模式的に示す平面図である。図２は、図１に示す洗浄装置１のＩＩ－ＩＩ断面図である。
　図１を参照して、洗浄装置１は、被洗浄物である金属管２に対して超音波洗浄を行う。洗浄装置１は、例えば、酸洗処理が施された後の金属管２に対し、水洗処理を施すことができる。
　洗浄装置１は、洗浄槽１０と、供給機構２０と、複数の排出機構３０と、複数の超音波照射機構４０と、複数のファインバブル発生機構５０と、を備える。洗浄装置１は、複数の緩衝部材６０をさらに備える。
　（洗浄槽）
　洗浄槽１０は、金属管２を収容可能に構成されている。超音波洗浄に際し、洗浄槽１０内には、通常、複数の金属管２が同時に収容される。
　洗浄槽１０には、金属管２を洗浄するための洗浄液３が貯留される。洗浄液３の種類は、特に限定されるものではなく、公知の洗浄液から適宜選択して採用することができる。洗浄液３は、例えば水（水道水又は工業用水）である。
　本実施形態において、洗浄槽１０は、平面視で矩形状をなす。洗浄槽１０は、その上面が開口している。洗浄槽１０の底面は、例えば、長手方向の一端部から他端部に向かって傾斜する傾斜面である。すなわち、洗浄槽１０において、長手方向の一端部の深さ（内壁面の高さ）は、長手方向の他端部の深さ（内壁面の高さ）と異なる。洗浄槽１０は、例えば、１０～２５ｍ程度の長さ、１～２ｍ程度の幅、及び０．４～１ｍ程度の最大深さを有する大型の洗浄槽である。
　洗浄槽１０の材料は、特に限定されるものではない。洗浄槽１０の材料として、例えば、ステンレス鋼等の金属材料、繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）やポリプロピレン（ＰＰ）等のプラスチック樹脂、又は耐酸レンガ等を挙げることができる。
　（供給機構）
　供給機構２０は、洗浄槽１０に洗浄液３を供給する。供給機構２０は、少なくとも１つの供給管２１を有する。本実施形態では、供給機構２０は、複数の供給管２１を有する。洗浄液３は、各供給管２１を介して洗浄槽１０に供給される。複数の供給管２１は、間隔を空けて配置されている。このため、洗浄液３は、洗浄槽１０に対して分散して供給される。３つ以上の供給管２１が存在する場合、新たな洗浄液３の均一供給の観点から、供給管２１の間隔は、概ね均等であることが好ましい。
　本実施形態において、複数の供給管２１は、洗浄槽１０の長手方向の一対の側壁のうち、一方の側壁に沿って設けられている。ただし、供給管２１の位置及び数は、特に限定されるものではない。洗浄槽１０の長手方向の両側壁に、１つ以上の供給管２１が設けられていてもよい。また、洗浄槽１０の長手方向の側壁に加えて又は代えて、洗浄槽１０の短手方向の側壁に、１つ以上の供給管２１を設けることもできる。
　（排出機構）
　各排出機構３０は、洗浄槽１０内の洗浄液３の量が所定量を超えたときに、洗浄槽１０から洗浄液３を排出する。複数の排出機構３０は、間隔を空けて配置されている。このため、洗浄液３は、洗浄槽１０から分散して排出される。３つ以上の排出機構３０が存在する場合、排出機構３０の間隔は、概ね均等であることが好ましい。なお、排出機構３０は１つでもよい。
　本実施形態において、複数の排出機構３０は、洗浄槽１０の長手方向の一対の側壁のうち、供給管２１と反対側の側壁に沿って設けられている。ただし、排出機構３０の位置及び数は、特に限定されるものではない。洗浄槽１０の長手方向の一対の側壁のうち、供給管２１側の側壁に、排出機構３０を設けることもできる。また、洗浄槽１０の長手方向の側壁に加えて又は代えて、洗浄槽１０の短手方向の側壁に、１つ以上の排出機構３０を設けてもよい。
　図３において、洗浄装置１に採用可能な排出機構３０Ａを例示する。排出機構３０Ａは、排出口３１と、排出管３２と、を含む。
　排出口３１は、洗浄槽１０の側壁に形成された開口である。排出管３２は、洗浄槽１０の外側に設けられ、排出口３１に接続されている。洗浄液３は、排出口３１及び排出管３２を介して、洗浄槽１０から排出される。
　洗浄装置１では、洗浄槽１０内の洗浄液３の基準液面Ｓが設定されている。金属管２を洗浄するに際し、洗浄液３は、その液面が基準液面Ｓに到達するまで、洗浄槽１０に供給される。洗浄槽１０の深さ方向において、排出口３１の下端の位置は、基準液面Ｓの位置と実質的に一致する。
　図３において二点鎖線で示すように、洗浄槽１０内の洗浄液３の液面の高さが基準液面Ｓの高さを超えたとき、基準液面Ｓを超えた分の洗浄液３が排出口３１からオーバーフローする。例えば、洗浄槽１０内の洗浄液３の液面が基準液面Ｓと一致している状態で、供給機構２０が洗浄槽１０に新たな洗浄液３を供給すると、供給量と実質的に同量の洗浄液３が排出口３１からオーバーフローする。
　このように、排出機構３０Ａは、洗浄槽１０内の洗浄液３の量が、基準液面Ｓに相当する液量（所定量）を超えたときに、洗浄槽１０から洗浄液３を排出する。
　図４において、洗浄装置１に採用可能な別の排出機構３０Ｂを例示する。排出機構３０Ｂは、排出口３３と、排出管３４と、排出ポンプ３５と、液面検出手段（図示せず）と、を含む。なお、液面検出手段としては、市販されている液面レベルセンサ等を用いることができる。
　排出口３３は、洗浄槽１０の側壁に形成された開口である。排出口３３は、洗浄槽１０の側壁において、基準液面Ｓよりも低い任意の高さに設けられている。排出管３４は、洗浄槽１０の外側に設けられ、排出口３３に接続されている。洗浄液３は、排出口３３及び排出管３４を介して、洗浄槽１０から排出される。
　排出ポンプ３５は、排出管３４の途中に設けられる。排出ポンプ３５は、洗浄槽１０内の洗浄液３の液面の高さが基準液面Ｓの高さを超えたとき、基準液面Ｓを超えた分の洗浄液３を洗浄槽１０から吸い出すように制御される。例えば、洗浄槽１０内に配置された液面検出手段からの信号に応じて、洗浄液３の液面が基準液面Ｓを超えた場合に排出ポンプ３５を駆動し、洗浄液３の液面の高さが基準液面Ｓの高さを下回ると排出ポンプ３５の駆動を止めるように制御する。
　このように、排出機構３０Ｂも、排出機構３０Ａ（図３）と同様、洗浄槽１０内の洗浄液３の量が所定量を超えたときに、洗浄槽１０から洗浄液３を排出する。
　（超音波照射機構）
　図１に戻り、超音波照射機構４０は、洗浄槽１０内の洗浄液３中に超音波を照射する。超音波照射機構４０としては、超音波洗浄において一般に採用されている、公知の超音波振動子を用いることができる。
　超音波照射機構４０が照射する超音波の周波数は、２０ｋＨｚ～２００ｋＨｚであることが好ましい。超音波の周波数を２０ｋＨｚ以上とすることにより、金属管２の表面から発生する大きなサイズの気泡が、洗浄液３中での超音波の伝搬を阻害して洗浄性が低下するのを防止することができる。超音波の周波数を２００ｋＨｚ以下とすることにより、超音波の直進性が強くなって洗浄の均一性が低下するのを防止することができる。超音波の周波数は、より好ましくは２０ｋＨｚ～１５０ｋＨｚ、さらに好ましくは２５ｋＨｚ～１００ｋＨｚである。
　超音波照射機構４０は、周波数掃引機能を有することが好ましい。周波数掃引機能は、選択された特定の周波数を中心として±０．１ｋＨｚ～±１０ｋＨｚの範囲で周波数を掃引しつつ、洗浄液３に超音波を照射する機能である。
　本実施形態では、洗浄槽１０の各側壁の内面において、少なくとも１つの超音波照射機構４０が設けられている。ただし、超音波照射機構４０の位置及び数は、特に限定されるものではない。洗浄槽１０の底面に、１又は複数の超音波照射機構４０を設置することもできる。複数の超音波照射機構４０を洗浄槽１０に設置する場合、洗浄槽１０全体に均一に超音波が伝搬されるように、超音波照射機構４０を配置することが好ましい。これにより、個々の超音波照射機構４０の発振負荷が一様となるため、発生した超音波間での干渉を防止することができる。
　（ファインバブル発生機構）
　ファインバブル発生機構５０は、洗浄槽１０内の洗浄液３中の溶存気体を気泡化してファインバブルを発生させる。ファインバブル発生機構５０は、洗浄槽１０の外側に配置されている。洗浄槽１０の長手方向の一側壁に沿って、複数のファインバブル発生機構５０が配置されている。ただし、ファインバブル発生機構５０の位置及び数は、特に限定されるものではない。
　各ファインバブル発生機構５０は、配管５１，５２と、ファインバブル発生装置５３と、を有する。配管５１，５２は、洗浄槽１０とファインバブル発生装置５３とを接続する。洗浄槽１０からの洗浄液は、配管５１を介してファインバブル発生装置５３に導入される。ファインバブル発生装置５３は、洗浄液３中の溶存気体を利用してファインバブルを発生させる。ファインバブルは、洗浄液３とともに、配管５２を介して洗浄槽１０に戻される。
　ファインバブル発生装置５３は、公知のファインバブル発生装置から適宜選択することができる。公知のファインバブル発生装置として、例えば、気泡のせん断、気泡の微細孔通過、液の減圧（圧力変化）、気体の加圧溶解、超音波、電気分解、又は化学反応等により、ファインバブルを発生させるものが知られている。ファインバブル発生装置５３は、ファインバブルの気泡径及び濃度の制御が容易なものであることが好ましい。ファインバブル発生装置５３として、例えば、液の循環路中に液の圧力変化を生じさせることでファインバブルを発生させる公知のファインバブル発生装置を採用することができる。
　ここで、ファインバブルとは、平均気泡径が１００μｍ以下の微細気泡をいう。特に、μｍサイズの平均気泡径を有するファインバブルをマイクロバブルと称し、ｎｍサイズの平均気泡径を有するファインバブルをナノバブルと称することがある。平均気泡径とは、ファインバブルの直径に関する個数分布において、標本数が最大となる直径である。
　ファインバブルは、超音波洗浄において、被洗浄物に対する超音波の伝搬効率を向上させ、超音波キャビテーションの核として洗浄性を向上させる。ファインバブルは、一般的な洗浄液３の液性条件下では、表面電位が負に帯電していることが多い。一方、金属管２の表面に存在している洗浄対象物（例えば、スケール、スマット、又は油分等）は、正に帯電していることが多い。このため、ファインバブルが金属管２の近傍まで到達すると、帯電性の違いによって、ファインバブルが金属管２に吸着されることとなる。ファインバブルを付与した洗浄液３に超音波を照射することにより、金属管２の表面でキャビテーションを発生させ、金属管２の洗浄を効率よく行うことができる。
　洗浄液３中のファインバブルの平均気泡径は、ファインバブル発生機構５０の大型化を防止し、気泡径の制御を容易にする観点から、０．０１μｍ以上であることが好ましい。また、ファインバブルの平均気泡径は、ファインバブルの浮上速度の増加及び金属管２への超音波の伝搬の阻害を防止する観点から、１００μｍ以下であることが好ましい。より好ましくは、ファインバブルは、１μｍ～５０μｍの平均気泡径を有するマイクロバブルである。
　洗浄液３中のファインバブルの少なくとも一部は、周波数共振径以下の気泡径を有することが好ましい。周波数共振径とは、洗浄液３中の超音波の周波数に共振する直径をいう。ファインバブル発生機構５０は、周波数共振径以下の気泡径を有するファインバブルの個数がファインバブルの全個数の７０％以上となるように、洗浄液３中にファインバブルを発生させることが好ましい。以下、その理由について説明する。
　ファインバブルを含む各種気泡の固有振動数は、Ｍｉｎｎａｅｒｔ共振周波数とも呼ばれ、以下の式（１）で与えられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
  
　上記式（１）において、
　　ｆ０：気泡の固有振動数（Ｍｉｎｎａｅｒｔ共振周波数）
　　Ｒ０：気泡の平均半径
　　ｐ∞：周辺液体の平均圧力
　　γ：断熱比（空気のγ＝１．４）
　　ρ：液体密度
　である。
　着目する気泡の内部に空気が存在するとした場合に、気泡の周辺液体が水であり、圧力が大気圧であるとすると、気泡の固有振動数ｆ０と気泡の平均半径Ｒ０との積ｆ０Ｒ０の値は、上記式（１）より、約３ｋＨｚ・ｍｍ程度となる。これより、照射される超音波の周波数が２０ｋＨｚであれば、共振する気泡の半径（共振半径）Ｒ０は、約１５０μｍとなる。周波数共振径２Ｒ０は、超音波に共振する気泡の直径であるから、超音波の周波数が周波数２０ｋＨｚの場合は約３００μｍとなる。同様に、超音波の周波数が１００ｋＨｚであれば、共振半径Ｒ０は約３０μｍとなり、周波数共振径２Ｒ０は約６０μｍとなる。
　共振半径Ｒ０よりも大きな半径を有する気泡は、阻害因子となる。なぜなら、ファインバブルを含む気泡が共振する際、気泡は、短時間に膨張と収縮とを繰り返し、最終的には圧壊するが、第一音波が気泡を通過する時点で気泡の大きさが周波数共振径２Ｒ０よりも大きければ、超音波は気泡表面で拡散してしまうためである。逆に、第一音波が気泡を通過する時点で気泡の大きさが周波数共振径２Ｒ０以下であれば、超音波は気泡表面で拡散せずに気泡中を通過することができる。
　よって、洗浄液３中において、周波数共振径２Ｒ０以下の気泡径を有するファインバブルの個数の、ファインバブルの全個数に対する割合を７０％以上とすることが好ましい。ファインバブルの発生の直後に膨張する気泡の存在を考慮すると、上記割合は、８０％以上９８％以下であることがより好ましい。これにより、洗浄液３中での超音波の伝搬効率を向上させることができる。また、第一音波を洗浄槽１０の壁面及び／又は底面まで伝播させることで、洗浄槽１０全体への超音波の拡散及び反射が繰り返され、均一な超音波洗浄性を実現することが可能となる。周波数共振径２Ｒ０以下であった気泡は、所定の超音波照射時間を超えると、膨張と収縮とを繰り返して圧壊し、キャビテーション洗浄に寄与することができる。
　洗浄液３中のファインバブルの濃度（密度）は、超音波の伝搬性を向上させ、超音波キャビテーションの核の数を確保する観点から、１０３個／ｍＬ以上であることが好ましい。また、洗浄液３中に発生させるファインバブルの濃度は、ファインバブル発生機構５０の大型化及び台数増加を防止するため、１０６個／ｍＬ以下であることが好ましい。
　ファインバブルの平均気泡径及び濃度は、液中パーティクルカウンターや気泡径分布計測装置等といった、公知の機器で測定することができる。
　（緩衝部材）
　緩衝部材６０は、洗浄槽１０内に配置されている。複数の緩衝部材６０は、洗浄槽１０の長手方向に並んでいる。
　図２に示すように、緩衝部材６０は、概略Ｕ字状をなす。洗浄槽１０内の金属管２は、緩衝部材６０上に載置される。緩衝部材６０の内表面は、洗浄槽１０において、超音波照射機構４０よりも内側に位置する。このため、超音波照射機構４０に金属管２が接触することはなく、超音波照射機構４０は金属管２から保護される。
　［洗浄方法］
　以下、洗浄装置１を用いた金属管２の洗浄方法について説明する。
　金属管２は、熱間加工や熱処理等を経て、その表面にスケールが生成されている。スケールを除去するため、金属管２には酸洗処理が施される。本実施形態に係る洗浄方法は、金属管２を酸溶液に所定時間浸漬して酸洗する工程（公知の酸洗工程）の後、金属管２を洗浄する方法である。
　被洗浄物としての金属管２は、例えば、ステンレス鋼からなる管や、Ｎｉ基合金からなる管である。金属管２がステンレス鋼管の場合、金属管２は、質量％で、Ｃｒを１０．５％以上含有する鋼管である。例えば、質量％で、Ｃ：０．０１～０．１３％、Ｓｉ：０．７５％以下、Ｍｎ：２％以下、Ｐ：０．０４５％以下、Ｓ：０．０３０％以下、Ｎｉ：７～１４％、及びＣｒ：１６～２０％を含有し、残部がＦｅ及び不純物からなる化学組成を有する鋼管である。当該化学組成は、残部のＦｅの一部に換えて、質量％で、Ｎｂ：０．２～１．１％、Ｔｉ：０．１～０．６％、Ｍｏ：０．１～３％、Ｃｕ：２．５～３．５％のいずれか１種または２種以上を含有していてもよい。また、残部のＦｅの一部に換えて、質量％で、Ｂを０．００１～０．１％、Ｎを０．０２～０．１２％含有していてもよい。
　上記化学組成を有する金属管２は、その鋼組織がオーステナイトとなることで、優れた耐熱性、耐食性、及び耐水蒸気酸化性を有する。当該金属管２は、例えば引張強度５５０ＭＰａ以上という優れた強度を有する。このような金属管２は、その製造工程において１０００℃を超える高温で熱処理が施されるため、その表面に多量のスケールが発生する。従って、熱処理後に酸洗処理及び酸洗処理後に表面に残存するスケールを洗い流すための洗浄処理（リンス処理）が必要となる。
　また、金属管２がＮｉ基合金管である場合、例えば、以下に示す化学組成である。質量％で、Ｃ：０．０５％以下、Ｓｉ：０．５％以下、Ｍｎ：１％以下、Ｐ：０．０３０％以下、Ｓ：０．０３０％以下、Ｃｒ：１９．５～２４．０％、Ｍｏ：２．５～４．０％、Ｔｉ：１．２％以下、及びＦｅ：２２％以上を含有し、主な残部がＮｉである（典型的には、残部はＮｉ及び不純物である）。当該化学組成は、残部のＮｉの一部に換えて、質量％で、Ｃｕ：０．５％以下、Ｎｂ：４．５％以下、Ａｌ：２．０％以下の１種以上を含有してもよい。このような金属管２も、その製造工程において高温で熱処理が施されるため、その表面に多量のスケールが発生する。従って、熱処理後に酸洗処理及び酸洗処理後に表面に残存するスケールを洗い流すための洗浄処理（リンス処理）が必要となる。
　本実施形態に係る金属管２の洗浄方法は、洗浄槽１０に洗浄液３を貯留する工程と、洗浄槽１０内の洗浄液３に金属管２を浸漬する工程と、洗浄槽１０に洗浄液３を供給する工程と、洗浄槽１０から洗浄液３を排出する工程と、を備える。
　（貯留工程）
　図１を再度参照して、金属管２の洗浄に際し、まず、洗浄槽１０に洗浄液３を貯留する。洗浄槽１０には、供給機構２０によって洗浄液３が供給される。ただし、空の洗浄槽１０に洗浄液３を供給する貯留工程の段階では、供給機構２０以外の手段で洗浄液３を洗浄槽１０に供給してもよい。洗浄槽１０に供給される洗浄液３は、７ｍｇ／Ｌ～１１ｍｇ／Ｌ程度の溶存酸素濃度を有していることが好ましく、８ｍｇ／Ｌ～１０ｍｇ／Ｌ程度の溶存酸素濃度を有していることがより好ましい。洗浄液３は、典型的には水（水道水又は工業用水）である。洗浄液３が水温１０～３５℃の水（水道水又は工業用水）の場合、洗浄液３の溶存酸素濃度は、７ｍｇ／Ｌ～１１ｍｇ／Ｌとなる。洗浄液３が水温１５～２５℃の水（水道水又は工業用水）の場合、洗浄液３の溶存酸素濃度は、８ｍｇ／Ｌ～１０ｍｇ／Ｌとなる。溶存酸素濃度は、洗浄液３中の溶存気体量の指標となる。
　洗浄槽１０内の洗浄液３の液面が基準液面Ｓ（図３又は図４）を超えると、排出機構３０による洗浄液３の排出が開始される。供給機構２０は、洗浄液３の液面が基準液面Ｓに到達した後も、継続して洗浄液３を洗浄槽１０に供給する。これにより、洗浄槽１０では、洗浄液３の供給と同時に洗浄液３の排出が行われることになる。このときの洗浄液３の排出量は、洗浄液３の供給量と実質的に等しい。排出機構３０によって排出された洗浄液（水）３は、所定の排水処理を施された後、廃棄される。
　（浸漬工程、供給工程、及び排出工程）
　次に、洗浄槽１０に貯留された洗浄液３に、金属管２を所定時間浸漬する。金属管２は、クレーン等を使用して、洗浄槽１０内の洗浄液３中に浸漬させることができる。通常、複数の金属管２を同時に洗浄液３中に浸漬させるが、金属管２を１本ずつ洗浄液３中に浸漬させてもよい。
　浸漬工程において、洗浄槽１０内の洗浄液３中への金属管２の浸漬、洗浄液３中での金属管２の保持、及び洗浄槽１０からの金属管２の引き上げを１サイクルとして、このサイクルを所定回数実施する。当該サイクルにおける金属管２の保持時間、及びサイクルの実施回数は、洗浄液３への金属管２の合計浸漬時間が所定時間以上となるように決定することができる。金属管２の合計浸漬時間は、金属管２に付着しているスケールの量等に応じて、適宜設定すればよい。金属管２の合計浸漬時間は、例えば、好ましくは３０秒以上であり、より好ましくは１分間以上である。
　金属管２を洗浄槽１０から引き上げる際には、金属管２を水平面に対して傾けることが好ましい。これにより、金属管２内の液切りを行うことができる。上記サイクルを複数回実施する場合には、サイクルごとに傾ける方向を変更することが好ましい。
　浸漬工程の間、供給機構２０により、新たな洗浄液３が洗浄槽１０に連続して供給される。そして、排出機構３０により、基準液面Ｓを超えた高さに相当する量の洗浄液３が洗浄槽１０から連続して排出される。すなわち、本実施形態では、浸漬工程、供給工程、及び排出工程が同時に実施される。供給機構２０は、１分間当たりに、洗浄槽１０内の洗浄液３の貯留量（金属管２を浸漬していない状態で洗浄槽１０内に基準液面Ｓまで洗浄液３を貯留した際の洗浄液３の量）に対して好ましくは０．１７％以上１．２５％以下、より好ましくは０．１７％以上０．８３％以下、さらに好ましくは０．３３％以上０．８３％以下の量の洗浄液３を洗浄槽１０に供給する。
　浸漬工程の間、洗浄槽１０内の洗浄液３中には、超音波照射機構４０によって超音波が照射され、ファインバブル発生機構５０によってファインバブルが供給される。
　本実施形態に係る洗浄方法では、ファインバブル発生機構５０が洗浄液３中の溶存気体を気泡化することにより、洗浄液３の溶存酸素濃度が低下する。ファインバブル発生機構５０は、洗浄槽１０内の洗浄液３の溶存酸素濃度を５．２ｍｇ／Ｌ以下に低下させる。ファインバブル発生機構５０は、洗浄槽１０内の洗浄液３の溶存酸素濃度をより好ましくは４．５ｍｇ／Ｌ以下、さらに好ましくは４．２ｍｇ／Ｌ以下に低下させる。
　具体的には、供給機構２０は、７ｍｇ／Ｌ～１１ｍｇ／Ｌ程度、好ましくは８ｍｇ／Ｌ～１０ｍｇ／Ｌ程度の溶存酸素濃度を有する洗浄液３を洗浄槽１０に供給する。この洗浄液３がファインバブル発生機構５０のファインバブル発生装置５３を通過したとき、洗浄液３中の溶存気体がファインバブル化されて、洗浄液３の溶存酸素濃度が低下する。洗浄槽１０とファインバブル発生機構５０との間で洗浄液３が循環することにより、洗浄槽１０内の洗浄液３の溶存酸素濃度は、５．２ｍｇ／Ｌ以下、より好ましくは４．５ｍｇ／Ｌ以下、さらに好ましくは４．２ｍｇ／Ｌ以下となる。
　予め設定された合計浸漬時間以上、洗浄液３に金属管２を浸漬したら、クレーン等を使用して、洗浄槽１０から金属管２を回収する。この際も、金属管２を傾けながら引き上げることが好ましい。これにより、金属管２の内部に洗浄液３が残存するのを防止することができる。
　金属管２を回収することにより、当該金属管２の洗浄が完了する。洗浄槽１０では、継続して、超音波及びファインバブルが洗浄液３に付与され、洗浄液３の供給及び排出が行われている。このため、引き続き、別の金属管２の浸漬工程を実施することができる。
　ファインバブルを含まない酸溶液又は水等を金属管２が洗浄槽１０内に持ち込んだ場合、洗浄槽１０内の洗浄液３の溶存酸素濃度が高くなる可能性がある。洗浄液３の溶存酸素濃度が高くなった場合、ファインバブル発生機構５０が溶存酸素濃度を十分に低下させるまで、金属管２の超音波洗浄を停止することが好ましい。洗浄液の溶存酸素濃度が５．２ｍｇ／Ｌ以下、４．５ｍｇ／Ｌ以下、又は４．２ｍｇ／Ｌ以下になった段階で、金属管２の浸漬を再開すればよい。
　本実施形態では、貯留工程で洗浄槽１０に洗浄液３を貯留した後、浸漬工程で洗浄槽１０内に金属管２を配置している。しかしながら、貯留工程において、空の洗浄槽１０内に金属管２を配置した後、洗浄槽１０に洗浄液３を貯留することもできる。
　［数値範囲］
　以下、洗浄槽１０内の洗浄液３の溶存酸素濃度、及び洗浄槽１０に対する洗浄液３の供給量の各数値範囲について、図５から図８を参照しつつ説明する。図５から図８を用いた説明及び検証において、被洗浄物としての金属管２は、オーステナイト系ステンレス鋼管（Ｎｉ：９質量％、Ｃｒ：１８．５質量％、Ｃｕ：３質量％、Ｎｂ：０．５質量％を含有）、洗浄槽１０に供給される洗浄液３は、水温約２０℃の水（工業用水）、洗浄槽１０における洗浄液３の貯留量（基準液面Ｓまで貯留したときの量）は、約１２０００Ｌである。
　（溶存酸素濃度）
　図５は、洗浄液３の溶存酸素濃度と、洗浄液３中に照射される超音波の音圧と、金属管２の洗浄性との関係を示すグラフである。図５のグラフの作成に際し、洗浄槽１０内の洗浄液３の溶存酸素濃度、及び洗浄槽１０内の洗浄液３中に照射される超音波の音圧を変化させて、金属管２の洗浄性を検証した。
　溶存酸素濃度［ｍｇ／Ｌ］は、市販の溶存酸素濃度計（（株）堀場製作所製、ＬＡＱＵＡ　ＯＭ－７１）で測定した値である。この測定値を、本開示における溶存酸素濃度とする。音圧［ｍＶ］は、市販の超音波音圧計（（株）カイジョー製音圧レベルモニタ　１９００１Ｄ型）を用いて、５秒間の平均測定値を測定する測定モードで、プローブ（圧電素子が付けられた振動伝達棒）を洗浄液３の液面から１００ｍｍ水中に入れて測定したときの値である。この測定値を、本開示における音圧とする。なお、超音波の周波数は３８ｋＨｚである。
　図５のグラフにおいて、「○」「△」「×」は、洗浄性の評価結果を表す。「○」は、金属管２の表面からスケールが完全に除去され、超音波による洗浄性が極めて良好であったことを意味する。「△」は、金属管２の表面の一部にスケールが残存するものの、超音波による洗浄性が良好といえることを意味する。「×」は、超音波による洗浄性が不良であったことを意味する。
　図５より、洗浄液３の溶存酸素濃度が５．２ｍｇ／Ｌ以下である場合、○又は△の評価結果が多く、多くの音圧領域で洗浄性が良好となることがわかる。このため、本実施形態では、洗浄槽１０内の洗浄液３の溶存酸素濃度を５．２ｍｇ／Ｌ以下とする。
　図５より、洗浄液３の溶存酸素濃度を４．５ｍｇ／Ｌ以下、又は４．２ｍｇ／Ｌ以下とすれば、洗浄性が良好な音圧領域がさらに増加することがわかる。よって、洗浄槽１０内の洗浄液３の溶存酸素濃度は、４．５ｍｇ／Ｌ以下であることが好ましく、４．２ｍｇ／Ｌ以下であることがより好ましい。
　洗浄液３の溶存酸素濃度が５．２ｍｇ／Ｌ以下である場合、超音波の音圧が１２０ｍＶ以上になると、図５における評価結果が○又は△となる。洗浄液３の溶存酸素濃度が４．５ｍｇ／Ｌ以下、又は４．２ｍｇ／Ｌ以下である場合、超音波の音圧が１２０ｍＶ以上になると、図５における評価結果が○となる。よって、超音波照射機構４０は、洗浄液３中の超音波の音圧が１２０ｍＶ以上となるよう、超音波を出力することが好ましい。
　洗浄槽１０内の洗浄液３の溶存酸素濃度は、通常、２．０ｍｇ／Ｌ以上である。ただし、洗浄槽１０内の洗浄液３の溶存酸素濃度の下限は、特に管理又は制御しなくてもよい。
　（洗浄液の供給量と溶存酸素濃度との関係）
　図６は、洗浄液３のオーバーフロー時間と、洗浄液３の溶存酸素濃度と、洗浄槽１０への洗浄液３の供給量との関係を示すグラフである。図６のグラフの作成に際し、供給量を４０Ｌ／ｍｉｎ、１００Ｌ／ｍｉｎ、１５０Ｌ／ｍｉｎと変化させ、供給量ごとに洗浄液３中の溶存酸素濃度を測定した。供給機構２０が供給する洗浄液３は、水温２０℃程度の水（工業用水）であり、８ｍｇ／Ｌ～１０ｍｇ／Ｌ程度の溶存酸素濃度を有すると考えられる。オーバーフロー時間とは、洗浄槽１０における洗浄液３のオーバーフロー（排出機構３０からの排水）の継続時間であり、換言すれば、供給機構２０が洗浄槽１０に洗浄液３を継続して供給している時間である。
　図６より、洗浄槽１０への洗浄液３の供給量が４０Ｌ／ｍｉｎ、１００Ｌ／ｍｉｎ、及び１５０Ｌ／ｍｉｎである場合のいずれも、洗浄槽１０内の洗浄液３の溶存酸素濃度を４．５ｍｇ／Ｌ以下に維持できることがわかる。供給量が４０Ｌ／ｍｉｎ及び１００Ｌ／ｍｉｎの場合は、洗浄槽１０内の洗浄液３の溶存酸素濃度が４．２ｍｇ／Ｌ以下に維持される。供給量が４０Ｌ／ｍｉｎ未満の場合、洗浄槽１０内の洗浄液３の溶存酸素濃度はさらに低下すると予想される。
　図６より、貯留量が約１２０００Ｌの洗浄槽１０に対し、８ｍｇ／Ｌ～１０ｍｇ／Ｌ程度の溶存酸素濃度を有する洗浄液３を供給する場合、その供給量を１５０Ｌ／ｍｉｎ以下とすることが好ましく、１００Ｌ／ｍｉｎ以下とすることがより好ましい。これらの供給量を貯留量（約１２０００Ｌ）に対する割合に換算して、洗浄槽１０への洗浄液３の１分間当たりの供給量は、好ましくは、洗浄槽１０における洗浄液３の貯留量の１．２５％以下であり、より好ましくは、当該貯留量の０．８３％以下である。これにより、洗浄槽１０内の洗浄液３において、上述した溶存酸素濃度を確保することができる。
　（洗浄液の供給量とスケール密度との関係）
　図７は、洗浄液３のスケール密度と、洗浄液３中に照射される超音波（周波数３８ｋＨｚ及び音圧１２０ｍＶ）の音圧減衰率と、金属管２の洗浄性との関係を示すグラフである。
　図７より、洗浄液３中のスケール密度が小さいほど音圧減衰率は小さく、スケール密度が高いほど音圧減衰率が大きくなることがわかる。スケール密度が２．５ｇ／Ｌ以下である場合、金属管２に付着しているスケールが完全に除去され、超音波による洗浄性は極めて良好である。スケール密度が２．５ｇ／Ｌを超えると、金属管２にスケールの一部が残存する（洗浄残り）。スケール密度が５．０ｇ／Ｌを超えると、超音波による洗浄性は不良となる。よって、洗浄液３中のスケール密度は２．５ｇ／Ｌ以下であることが好ましい。
　図８は、洗浄処理された金属管２の表面積と、洗浄液３のスケール密度と、洗浄槽１０への洗浄液３の供給量との関係を示すグラフである。図８における供給量の条件は、供給なし、２０Ｌ／ｍｉｎ、４０Ｌ／ｍｉｎである。洗浄槽１０内の洗浄液３には、周波数３８ｋＨｚ及び音圧１２０ｍＶの超音波を照射した。
　図８より、洗浄槽１０への洗浄液３の供給を行わなかった場合、処理表面積が４０００ｍ２程度で、洗浄液３のスケール密度が２．０ｇ／Ｌ弱となる。図８に示す近似直線を延長すると、処理表面積が５０００ｍ２程度になったときに、スケール密度が２．５ｇ／Ｌに到達すると考えられる。上述したように、スケール密度が２．５ｇ／Ｌを超えると洗浄残りが発生し始めることから、洗浄槽１０への洗浄液３の供給を行わない場合、処理表面積が５０００ｍ２程度となった段階で、洗浄槽１０内の洗浄液３の交換が必要になると考えられる。
　洗浄槽１０への洗浄液３の供給を行う場合、供給量とほぼ同量の洗浄液３が洗浄槽１０からオーバーフローし、洗浄槽１０内の洗浄液３が徐々に入れ替えられる。図８より、洗浄槽１０への洗浄液３の供給を行った場合、処理表面積が６０００ｍ２に達しても、洗浄液３のスケール密度は、１．０ｇ／Ｌ以下である。よって、洗浄槽１０への洗浄液３の供給を行う場合、洗浄槽１０への洗浄液３の供給を行わない場合と比較して、洗浄槽１０内の洗浄液３の交換間隔が長くなる。洗浄槽１０に対する洗浄液３の供給量が４０Ｌ／ｍｉｎである場合は、供給量が２０Ｌ／ｍｉｎである場合と比較して、スケール密度の増加速度が小さくなり、洗浄槽１０内の洗浄液３の交換間隔がより長くなる。
　図７及び図８からわかるように、貯留量が約１２０００Ｌの洗浄槽１０に対して洗浄液３を供給する場合、その供給量を２０Ｌ／ｍｉｎ以上とすることが好ましく、４０Ｌ／ｍｉｎ以上とすることがより好ましい。これらの供給量を貯留量（約１２０００Ｌ）に対する割合に換算して、洗浄槽１０への洗浄液３の１分間当たりの供給量は、好ましくは、洗浄槽１０における洗浄液３の貯留量の０．１７％以上であり、より好ましくは当該貯留量の０．３３％以上である。これにより、洗浄液３のスケール密度を２．５ｇ／Ｌ以下に長く維持することができる。よって、洗浄槽１０内の洗浄液３の交換間隔が長くなり、洗浄液３の交換回数を減少させることができる。
　［実施形態の効果］
　本実施形態では、金属管２が浸漬される洗浄液３にファインバブルを発生させることにより、洗浄液３中の超音波を散乱させ、３次元的に伝搬させることができる。これにより、金属管２の洗浄性が向上する。また、本実施形態では、洗浄液３中の溶存気体をファインバブル化することで、洗浄液３の溶存酸素濃度が５．２ｍｇ／Ｌ以下まで低下する。よって、図５を参照して説明したように、良好な超音波洗浄性を確保することができる。
　本実施形態では、金属管２の浸漬工程において、洗浄槽１０への洗浄液３の供給、及び洗浄槽１０からの洗浄液３の排出が連続して行われる。これにより、金属管２から剥離したスケールが洗浄液３とともに洗浄槽１０から排出される一方、新たな洗浄液３が洗浄槽１０に供給される。よって、図７及び図８を参照して説明したように、洗浄液３のスケール密度の増加を抑制することができ、超音波の減衰を低減することができる。このため、金属管２の超音波洗浄において、高い洗浄性を確保することができる。
　本実施形態において、洗浄液３の溶存酸素濃度は、好ましくは４．５ｍｇ／Ｌ以下、より好ましくは４．２ｍｇ／Ｌ以下である。これにより、広い音圧領域で、超音波洗浄性を向上させることができる。
　本実施形態において、洗浄槽１０への洗浄液３の１分間当たりの供給量は、洗浄槽１０における洗浄液３の貯留量に対し、好ましくは０．１７％以上１．２５％以下、より好ましくは０．１７％以上０．８３％以下、さらに好ましくは０．３３％以上０．８３％以下である。これにより、洗浄液３の溶存酸素濃度が好ましい範囲に維持されるとともに、洗浄液３のスケール密度の増加を抑制することができる。よって、超音波洗浄性をさらに向上させることができる。
　本実施形態において、洗浄槽１０の底面は、長手方向の一端部から他端部に向かって傾斜する傾斜面である。これにより、金属管２の内部に洗浄液３が侵入しやすくなり、金属管２の内周面を確実に洗浄することができる。
　本実施形態において、超音波照射機構４０は、好ましくは周波数掃引機能を有する。これにより、金属管２の洗浄効率を向上させることができる。
　詳述すると、ファインバブルを含む微小気泡に対して超音波を印加した場合、微小気泡に対してＢｊｅｒｋｎｅｓ力と呼ばれる力が作用し、微小気泡は、その直径に応じて超音波の腹や節に引き寄せられる。周波数共振径２Ｒ０以下の気泡径を有する微小気泡は、超音波の腹に引き寄せられ、キャビテーション洗浄に寄与することができる。超音波照射機構４０の周波数掃引機能によって超音波の周波数が変化した場合、周波数の変化に応じて周波数共振径２Ｒ０が変動し、キャビテーション洗浄に寄与する微小気泡が増加する。よって、多くの微小気泡をキャビテーションの核として利用することができる。これにより、金属管２の洗浄効率が向上する。
　超音波の波長が照射物体の厚みに対応する波長の１／４となったとき、超音波は照射物体を透過する。よって、超音波照射機構４０が周波数を適切な範囲で掃引しながら超音波を印加することにより、金属管２の周壁を透過する超音波を増加させることができる。よって、金属管２の洗浄効率が向上する。
　ところで、超音波は、照射物体に垂直入射されるだけでなく、多重反射を繰り返しながら伝播する。そのため、一定の音場は、形成されにくい傾向にある。これに対し、超音波照射機構４０の周波数掃引機能によれば、特定の周波数を中心として±０．１ｋＨｚ～±１０ｋＨｚの範囲で周波数を掃引しつつ、洗浄液３中に超音波を照射する。これにより、金属管２の様々な位置で、超音波の波長が金属管２の肉厚に対応する波長の１／４であるという条件が満たされる。このため、金属管２の様々な位置で、金属管２の外側から内側へと超音波を透過させることができる。
　以上、本開示に係る実施形態について説明したが、本開示は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。
　本実施形態では、金属管２の浸漬工程、洗浄槽１０への洗浄液３の供給工程、及び洗浄槽１０からの洗浄液３の排出工程を同時に実施していたが、これらの工程は、必ずしも同時に実施される必要はない。また、洗浄槽１０における洗浄液３の供給又は排出は、連続的に行われなくてもよい。例えば、洗浄槽１０への洗浄液３の供給を停止した状態で、金属管２を洗浄液３に浸漬すると、金属管２の体積分、洗浄槽１０内の洗浄液３の液面が上昇して基準液面Ｓを超える場合がある。このとき、基準液面Ｓを超えた高さに相当する量の洗浄液３が洗浄槽１０から排出される。ここで、洗浄槽１０内の洗浄液３には、金属管２の出し入れに伴い洗浄液３が撹拌されることや、配管５１，５２を介して洗浄槽１０とファインバブル発生装置５３との間で洗浄液３が循環されることにより、常に、スケールがまんべんなく分散及び浮遊している。よって、洗浄槽１０からは、スケールが分散及び浮遊する洗浄液３が排出されることとなる。金属管２を引き上げた後、洗浄液３の量が減少した洗浄槽１０内に新たな洗浄液３を供給すれば、洗浄槽１０内の洗浄液３のスケール密度は低下する。このように、浸漬工程、供給工程、及び排出工程を同時に実施しなくても、スケール密度の上昇を抑制することが可能である。
　以下、実施例によって本開示をさらに詳しく説明する。ただし、本開示は、以下の実施例に限定されるものではない。
　図１から図３に示す洗浄装置１を用いて、多数の金属管２の超音波洗浄を実施した結果について、４日間分評価した。各金属管２は、冷間引抜加工後に熱処理を施し、その後酸洗処理を施したものである。各金属管２は、３８ｍｍ～９５ｍｍの外径を有する。また、各金属管２は、オーステナイト系ステンレス鋼管であり、以下の化学組成を有する。
　［化学組成］
　質量％で、
　Ｃ：０．０７～０．１３％、
　Ｓｉ：０．３０％以下、
　Ｍｎ：１．０％以下、
　Ｐ：０．０４０％以下、
　Ｓ：０．０１０％以下、
　Ｎｉ：７．５～１０．５％、
　Ｃｒ：１７．０～１９．０％、
　Ｎｂ：０．３０～０．６０％、及び、
　Ｃｕ：２．５～３．５％
を含有し、
　残部がＦｅ及び不純物からなる。
　本実施例の洗浄処理では、洗浄槽１０内の洗浄液３に対し、超音波照射機構４０によって超音波を照射し、ファインバブル発生機構５０によってファインバブルを供給した。以下、本実施例における洗浄条件を示す。
　［洗浄条件］
　・洗浄液：常温の工業用水
　・洗浄槽の貯留量：１２０００Ｌ
　・超音波の周波数：３８ｋＨｚ
　・洗浄槽への洗浄液の供給量：約４０Ｌ／ｍｉｎ
　金属管２の洗浄処理において、処理日ごとに、洗浄槽１０内の洗浄液３の超音波の平均音圧及び平均溶存酸素濃度を測定した。平均音圧は、市販の超音波音圧計（（株）カイジョー製音圧レベルモニタ　１９００１Ｄ型）を用いて、５秒間の平均測定値を測定する測定モードで、プローブを洗浄液３の液面から１００ｍｍ水中に入れて測定した。平均溶存酸素量は、市販の溶存酸素濃度計（（株）堀場製作所製、ＬＡＱＵＡ　ＯＭ－７１）を用いて測定した。洗浄処理した金属管２の重量（処理量）、測定結果、及び洗浄性の評価を表１に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　表１に示すように、４日目になると、金属管２の累計処理量が２００トンを超えている。しかしながら、洗浄槽１０内の洗浄液３の平均溶存酸素濃度は、３．５５ｍｇ／Ｌであり、５．２ｍｇ／Ｌ以下に維持されている。また、洗浄液３のスケール密度は、０．１０８ｇ／Ｌであり、洗浄性が低下し始める２．５ｇ／Ｌを超えていない。このため、４日間にわたって洗浄性は良好であった。よって、本開示に係る洗浄方法及び洗浄装置によれば、高い超音波洗浄性を確保できることが確認された。
　１：洗浄装置
　２：金属管
　３：洗浄液
　１０：洗浄槽
　２０：供給機構
　３０：排水機構
　４０：超音波照射機構
　５０：ファインバブル発生機構
 

Claims (9)

  1. 　金属管の洗浄方法であって、
    　洗浄槽に洗浄液を貯留する貯留工程と、
    　前記洗浄槽内の前記洗浄液中の溶存気体を気泡化してファインバブルを発生させ、且つ前記洗浄槽内の前記洗浄液中に超音波を照射しながら、前記洗浄槽内の前記洗浄液に前記金属管を浸漬する浸漬工程と、
    　前記洗浄槽に新たな洗浄液を供給する供給工程と、
    　前記洗浄槽内において前記洗浄液の液面高さが所定の基準液面高さを超えた場合、当該基準液面高さを超えた高さに相当する量の洗浄液を前記洗浄槽から排出する排出工程と、を備える、洗浄方法。
  2. 　請求項１に記載の洗浄方法であって、
    　前記浸漬工程において、前記洗浄槽内の前記洗浄液の溶存酸素濃度は、５．２ｍｇ／Ｌ以下である、洗浄方法。
  3. 　請求項１又は２に記載の洗浄方法であって、
    　前記供給工程は、前記浸漬工程と同時に実施され、
    　前記供給工程において、前記洗浄槽への前記洗浄液の１分間当たりの供給量は、前記洗浄槽における前記洗浄液の貯留量の０．１７％以上１．２５％以下である、洗浄方法。
  4. 　請求項３に記載の洗浄方法であって、
    　前記供給量は、前記貯留量の０．１７％以上０．８３％以下である、洗浄方法。
  5. 　請求項４に記載の洗浄方法であって、
    　前記供給量は、前記貯留量の０．３３％以上０．８３％以下である、洗浄方法。
  6. 　請求項１から５のいずれか１項に記載の洗浄方法であって、
    　前記金属管は、
    　質量％で、
    　Ｃ：０．０１～０．１３％、
    　Ｓｉ：０．７５％以下、
    　Ｍｎ：２％以下、
    　Ｐ：０．０４５％以下、
    　Ｓ：０．０３０％以下、
    　Ｎｉ：７～１４％、及び、
    　Ｃｒ：１６～２０％、
    を含有し、残部がＦｅ及び不純物からなる化学組成を有する鋼管である、洗浄方法。
  7. 　請求項６に記載の洗浄方法であって、
    　前記化学組成は、残部のＦｅの一部に換えて、質量％で、Ｎｂ：０．２～１．１％、Ｔｉ：０．１～０．６％、Ｍｏ：０．１～３％、Ｃｕ：２．５～３．５％のいずれか１種又は２種以上を含有する、洗浄方法。
  8. 　請求項６又は７に記載の洗浄方法であって、
    　前記化学組成は、残部のＦｅの一部に換えて、質量％で、Ｂ：０．００１～０．１％及びＮ：０．０２～０．１２％を含有する、洗浄方法。
  9. 　金属管の洗浄装置であって、
    　洗浄液が貯留され、前記金属管が収容される洗浄槽と、
    　前記洗浄槽に洗浄液を供給する供給機構と、
    　前記洗浄槽内において前記洗浄液の液面高さが所定の基準液面高さを超えた場合、当該基準液面高さを超えた高さに相当する量の洗浄液を前記洗浄槽から排出する排出機構と、
    　前記洗浄槽内の前記洗浄液中の溶存気体を気泡化してファインバブルを発生させるファインバブル発生機構と、
    　前記洗浄槽内の前記洗浄液中に超音波を照射する超音波照射機構と、
    を備える、洗浄装置。
     
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