(57)【要約】      （修正有）【課題】曲管部や分岐管を有する長尺パイプ内面や容器内面の錆や溶接などにより生じた熱焼け取りを精度よく行うことができると共に熱影響を受けた箇所などを改質ないしは不動態化皮膜を効率的に処理できる長尺パイプや容器内面の電解処理方法を提供する。【解決手段】導電性材料からなる電解液供給ノズル１の一端に電極板２と磁石３とを重ねて装着し、該電解液供給ノズルの他端に電解液給液チューブ４と給電用のワイヤー５とを接続すると共に、長尺パイプまたは容器内面に挿入移動可能となし、パイプまたは容器を陽極側に、前記ワイヤーを陰極側に接続し、長尺パイプまたは容器の外面に誘導磁石を配設して、該磁石の磁力による吸着力により、パイプ、容器内面に密着、誘導させながら、電解液を供給し、誘導磁石を移動させて、パイプまたは容器内面の所定の箇所を電解処理することを特徴とする長尺パイプ、容器内面の電解処理方法。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性材料からなる電解液供給ノズルの一端に電極板と磁石とを重ねて装着し、該電解液供給ノズルの他端に電解液給液チューブと給電用の被覆ワイヤーとを接続すると共に、前記電解液供給ノズル、電極板及び磁石とを電解液浸透性の絶縁材で被覆して長尺パイプまたは容器内面に挿入移動可能となし、長尺パイプまたは容器を電源器の陽極側に、前記被覆ワイヤーを陰極側に接続し、長尺パイプまたは容器の外面に誘導磁石を配設して、該誘導磁石の磁力による吸着力により、長尺パイプまたは容器内面の電極板及び電解液浸透性の絶縁材を長尺パイプまたは容器内面に接近若しくは密着、誘導させながら、前記電解液浸透性の絶縁材と長尺パイプまたは容器内面間に電解液を供給しつつ、長尺パイプまたは容器外面に配設された誘導磁石を移動させることにより、長尺パイプの内面または容器内面の電極を移動させて、長尺パイプまたは容器内面の溶接部、熱影響部及び／又は長尺パイプまたは容器内面の所定の箇所を電解処理することを特徴とする長尺パイプ、容器類内面の電解処理方法。
【請求項２】
導電性材料からなる電解液供給ノズルの一端に電極板と磁石とを重ねて装着し、該電解液供給ノズルの他端に電解液給液チューブと給電用のワイヤーとを接続すると共に、これらを保護チューブで被覆し、更に前記電解液供給ノズル、電極板及び磁石とを電解液浸透性の絶縁材で被覆して長尺パイプまたは容器内面に挿入移動可能となし、長尺パイプまたは容器を電源器の陽極側に、前記ワイヤーを陰極側に接続し、長尺パイプまたは容器の外面に誘導磁石を配設して、該誘導磁石の磁力による吸着力により、長尺パイプまたは容器内面の電極板及び電解液浸透性の絶縁材を長尺パイプまたは容器内面に接近若しくは密着、誘導させながら、前記電解液浸透性の絶縁材と長尺パイプまたは容器内面間に電解液を供給しつつ、長尺パイプまたは容器外面に配設された誘導磁石を移動させることにより、長尺パイプの内面または容器内面の電極を移動させて、長尺パイプまたは容器内面の溶接部、熱影響部及び／又は長尺パイプまたは容器内面の所定の箇所を電解処理することを特徴とする長尺パイプ、容器類内面の電解処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、長尺パイプ（直管、曲管、分岐管などを含む）及び容器類（分岐管を含む）に関し（以下総称して長尺パイプと称す）の内外面に設けた磁石（永久磁石、電磁石及び強磁性体で以下総称して磁石と称す。）を有し、長尺パイプ外面に設けた誘導磁石を作動させることにより、長尺パイプ内面に挿入された磁石、電極などからなる電解処理装置を誘導して、長尺パイプ内面の溶接部の焼け取りや錆取り、及び／又は長尺パイプ内面の所定の箇所の表面改質及び不動態化処理を極めて簡単に施工することのできる長尺パイプの電解処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】  食品、医薬品及び精密化学品の製造装置等に使用されるパイプは、雑菌、不純物等が付着しないように、あるいは雑菌や異物等を容易に洗浄除去し易くするために、ステンレス鋼製のサニタリーパイプが使用され、パイプ内面はバフ研磨や電解研磨等により鏡面仕上げが施され、より平滑度を有するように仕上げ加工されている。【０００３】  例えば、特許文献１は、ステンレススチール等の金属管の内面を機械的、電気化学的方法を組み合わせ、研磨バフを電解液流通管と一体に金属管内を軸方向に沿って走行させながら、金属管を回転させ効率良く研磨する方法が開示されている。【０００４】  特許文献２ないし４は、磁石を用いる点で本発明に関係するものであり、特許文献２は、弾性及び浸透性を有する研磨不織布、バフ、スポンジ等の絶縁物を付着させた強磁性体をパイプ内部に挿入し、パイプ外側に配置した磁石による磁力で強磁性体を介して、絶縁物をパイプ内面に押し付け、パイプ内部に電解液を供給し、強磁性体を陰極、パイプを陽極として強磁性体とパイプとの間に電流を供給し、パイプ内面を電解研磨すると同時に、パイプと強磁性体とを相対移動させるパイプ内面の電解磁気研磨方法が開示されている。【０００５】  特許文献３は、回転反発磁場を利用して機械研磨及び化学研磨を組み合わせたもので、輸送パイプ内部を挿通可能で管内牽引体と電解液供給パイプを接続した磁性体コマノズルと、その前後に対向配置した一対のシールドと、シールドの閉状態を解除するストッパとからなる電解溶液研磨装置と、輸送パイプ研磨対象部外周に着脱可能に取り付けた固定体と、本体に設けた回転プーリと、インターナルギヤと太陽歯車と、インターナルギヤーと太陽歯車に噛み合わせた複数の遊星歯車と、遊星歯車の回転軸に固定し遊星歯車と共に公転自転可能とした磁石円盤とからなる反発磁場形成装置とにより構成され、輸送パイプの直管部や曲管部内面の所定要部内面を高い精度で電解研磨する研磨装置が開示されている。【０００６】  特許文献４は、ステンレス鋼製密閉容器内の溶接焼け、錆等の汚れ除去方法として、先に本出願人が提案しているもので、ステンレス鋼製の小開口部を備えた筒状密閉容器内の溶接線に沿い当接するように、電気短絡防止用の布を被覆した電極と、布に電解液を供給する供給装置と、電極と一体的に装着した永久磁石、または電磁石又は磁性材料を備え、一方容器の外周回りの溶接線上には、磁石等と容器壁を挟んで相対峙するように、磁石等と相吸引するよう磁石を固定配置して、磁石による吸着力により容器内電極を溶接線上に密着させたうえ、容器を軸回りに回動するか、磁石自体を容器外周回り溶接線上を移動させつつ、容器を他電極として容器内の電極との間で電解処理する方法が開示されている。【０００７】
【特許文献１】特開平２−２７９２１５号公報
【特許文献２】特開平８−９９２２４号公報
【特許文献３】特開２００６−２６７５３号公報
【特許文献４】特開平２００９−５７６２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】  しかしながら、特許文献１においては、機械研磨と電解研磨とを併用することによる金属管内面の鏡面研磨に関するものであり、金属管内面に挿入された研磨バフの軸方向への移動は巻取りローラによるワイヤの引張りにより行われるもので、巻取り装置を必要とするのみならず、金属管内面の溶接部等を性格に特定して電解処理することはできない。
特許文献２は、パイプ外側に配置した磁石の磁力によりパイプ内の研磨電極を保持し、パイプと強磁性体とを相対移動させることで、パイプ内面の研磨を施すことができるが、研磨仕上げが目的であり、電解液はパイプ内に多量に流入させる方式である。電解液を多量に流入させるため、電解液の後処理が必要となる。
また、パイプが縦方向に設置されている場合や曲管部を有するもの、更には分岐管を有するもの等には電解液を目的の位置に流入させることが困難であり、良好な研磨を行うことができない。
特許文献３は、パイプ内面の直管部や曲管部を問わず、任意の研磨部、例えば溶接部に磁性体コマノズルをパイプ内面に位置させると共にパイプ外面に公転自転可能な回転磁石円盤を位置させることで、溶接部に対し磁性体コマノズルから電解液を噴射して、溶接裏波ビード凹凸を電解除去し得るという利点を有するものの、パイプ内部に挿入される磁性体コマノズルは外部磁石により誘導されるものではなく、管内牽引体によってパイプ軸方向に牽引されて、外部磁石の位置に設定されるものであり、外部磁石は自転公転による反発磁場を形成させて電解溶液を活性化させるものである。
また、電解液も部分的ではあるがパイプ内面に噴射させる方式であるため、電解液の回収と戻し循環手段を必要とするなど装置が複雑且つ高価であるという問題がある。
特許文献４は、密閉容器内溶接部の溶接焼け取りや錆取り等を簡単な装置で可能としたものではあるが、容器外面に配設された磁石は容器の溶接部に固定配置されたもので、容器内面の任意の位置に誘導し電解処理することはできない。【０００９】  なお、昨今４ｍを超えるステンレス鋼製の長尺サニタリーパイプにおいて、パイプ内面の加工技術の向上により、平滑度の高いパイプが提供されるようになってきた。
このような平滑度の高いパイプは、直管パイプ内面を電解処理などにより清浄化処理したのみで、現地において曲管部と溶接加工することが要求されてきている。
溶接を行う場合は、電流、電圧を制御し均一な裏波ビードが出るように配慮されるが、溶接部近辺、更には曲管部等は短いため周辺に熱影響を受けることは避けがたく、現地においてパイプ内面の溶接部の焼け取りや錆取り、更には熱影響部の表面改質や不動態化処理などのニーズが高まってきている現状にある。【００１０】  本発明はかかる事情に鑑み、長尺パイプ内面の溶接部の焼け取りや錆取り、更にはその周辺の表面改質や不動態化処理に適した中性塩電解処理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】  請求項１の発明は、導電性材料からなる電解液供給ノズルの一端に電極板と磁石とを重ねて装着し、該電解液供給ノズルの他端に電解液給液チューブと給電用の被覆ワイヤーとを接続すると共に、前記電解液供給ノズル、電極板及び磁石とを電解液浸透性の絶縁材で被覆して長尺パイプまたは容器内面に挿入移動可能となし、長尺パイプまたは容器を電源器の陽極側に、前記被覆ワイヤーを陰極側に接続し、長尺パイプまたは容器の外面に誘導磁石を配設して、該誘導磁石の磁力による吸着力により、長尺パイプまたは容器内面の電極板及び電解液浸透性の絶縁材を長尺パイプまたは容器内面に接近若しくは密着、誘導させながら、前記電解液浸透性の絶縁材と長尺パイプまたは容器内面間に電解液を供給しつつ、長尺パイプまたは容器外面に配設された誘導磁石を移動させることにより、長尺パイプの内面または容器内面の電極を移動させて、長尺パイプまたは容器内面の溶接部、熱影響部及び／又は長尺パイプまたは容器内面の所定の箇所を電解処理することを特徴とする長尺パイプ、容器類内面の電解処理方法である。【００１２】  請求項２記載の発明は、導電性材料からなる電解液供給ノズルの一端に電極板と磁石とを重ねて装着し、該電解液供給ノズルの他端に電解液給液チューブと給電用のワイヤーとを接続すると共に、これらを保護チューブで被覆し、更に前記電解液供給ノズル、電極板及び磁石とを電解液浸透性の絶縁材で被覆して長尺パイプまたは容器内面に挿入移動可能となし、長尺パイプまたは容器を電源器の陽極側に、前記ワイヤーを陰極側に接続し、長尺パイプまたは容器の外面に誘導磁石を配設して、該誘導磁石の磁力による吸着力により、長尺パイプまたは容器内面の電極板及び電解液浸透性の絶縁材を長尺パイプまたは容器内面に接近、密着、誘導させながら、前記電解液浸透性の絶縁材と長尺パイプまたは容器内面間に電解液を供給しつつ、長尺パイプまたは容器外面に配設された誘導磁石を移動させることにより、長尺パイプ内面または容器内面の電極を移動させて、長尺パイプまたは容器内面の溶接部、熱影響部及び／又は長尺パイプまたは容器内面の所定の箇所を電解処理することを特徴とする長尺パイプ、容器類内面の電解処理方法にある。
【発明の効果】
【００１３】  本発明に係る電解処理方法によれば、電解液供給ノズルの一端に装着された電極板と磁石とを電解液浸透性の絶縁材で被覆しているので、パイプ内面で短絡することもなく、一方、電解液供給ノズルの他端に給電用の被覆ワイヤーと給液チューブを接続するか、あるいは、給電及び座屈防止用のワイヤーと給液チューブとを接続、更にこれらをフレキシブルな保護チューブで被覆した構成としているので、長尺パイプであっても保護チューブを掴んでパイプの一端から簡単に押し込み、挿入することができ且つ特別な旋回装置等を必要とせず、保護チューブの一端を支点として、恰も首を振る如くパイプ内面の周方向にも自由に旋回移動することができる。
目的の位置近くまで挿入した後、次いでパイプ外面の磁石により誘導し、例えば、溶接部まで誘導した後、パイプ外面の磁石を溶接線に沿って周方向に移動させることにより、パイプ内面においては、磁力により磁石及び浸透性の絶縁材をパイプ内面に押し付けられた状態で溶接線上を摺動し、溶接部の焼け取りや錆取りなどを良好に行うことができる。
その他、パイプ曲管部等で熱影響を受けた箇所など任意の箇所において、表面改質や不動態化処理など簡単に行うことができるものである。
電解液は浸透性の絶縁材が湿潤する程度あれば良く、従って、パイプの曲管部や分岐管、縦方向に設置された長尺パイプであっても何ら支障なく、また、電解液の後処理も全く必要ない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】  以下、本発明に係る長尺パイプの電解処理方法の実施の形態について図面を基に説明する。図１は、本発明に係る電解処理方法を実施するための長尺パイプ内面に挿入される電解処理装置の要部を示す平面図、図２は、図１におけるＡ−Ａ断面図である。図３はパイプ直管部の溶接部焼け取り電解処理を表す要部断面図、図４は、曲管部における溶接部、熱影響部などの表面改質、不動態化処理などの状態を表す要部断面図である。【００１５】  図１、図２においてＰは電解処理すべきパイプ、１はＬ字型のステンレス製電解液供給ノズル、２は電解液供給ノズルの先端部分に装着された平板の曲面電極でパイプＰ内面に沿うように同じ曲率で製作されている。３は同曲面電極の上に重ねて装着されたリング状の強力磁石である。
同電解液供給ノズル１の他端には、給電用のワイヤー５と給液チューブ４が接続され、これらは纏めて保護チューブ６で被覆されて、ワイヤー５のパイプＰ内面への接触による短絡防止とパイプＰ内面への挿入時の座屈防止をも兼ねている。
ステンレス製の電解液供給ノズル１と電極板２、強力磁石３はモップと呼ばれる浸透性の不織布７（以下モップという。）で覆われ、パイプＰ内面との短絡を防止すると共に電解処理を行う部分である。このような構成とすることにより、ノズルなど先端部分は特別な回動装置を必要とせず、電解液供給ノズルの端部、保護チューブの端部近傍を支点として、外部磁石の誘導により、恰も首を振るが如くパイプＰ内面の軸方向や周方向など自由につれまわることができる。【００１６】  また、対象とする長尺パイプの曲管部が緩やかな場合やパイプの形状が単純な場合などにおいては、図示しないが上記給電用のワイヤーに替えて、被覆導線などの被覆ワイヤーを用いることにより、上記保護チューブを省略することができる。
この場合も、電解液供給ノズルの端部近傍を支点として、外部誘導磁石の誘導により長尺パイプ内面の軸方向や周方向など自由につれまわることができ、作業性に支障はない。【００１７】  次に図３及び図４を用いて、パイプ内面の電解処理の実施の形態について説明する。図３において、ＰはパイプでＰｗはパイプ直管部の溶接部を示し、図１、図２で示した電解処理装置がパイプＰ内面に挿入され、後述するパイプＰ外面の磁石８の誘導により、パイプＰの溶接部に設置された状態を表している。
１は電解液供給ノズル、２は電極板、３は磁石、４は給液チューブ、５は給電ワイヤー、６は保護チューブ、７はモップである。
８はパイプＰの外面に配設される強力誘導磁石を示し、ゴム材９で固定されている。１０は電解処理用の電源器、１１は中性塩の電解液タンク、１２は給液チューブ４を通して電解液を電解液供給ノズル１、モップ７に送るためのポンプである。
パイプＰは電源器の陽極側に、電極板２に通じるワイヤー５は電源器の陰極側にそれぞれ接続されている。
中性塩電解液タンク１１から電解液を電解液供給ノズル１、モップ７に送りモップ７を湿潤させた状態で、電源器１０のスイッチを入れパイプＰ外面の強力磁石８を溶接線上に沿って移動させると、パイプＰ内面の磁石３が磁力により吸着されて、モップ７はパイプＰ内面に強く接触しながら、溶接線上を回動しこのモップ７の作用により溶接線上全域にわたって、溶接焼け取りが完了する。勿論、パイプＰ外面の強力磁石を自由に移動させることにより、溶接部周辺の熱影響部などについても、表面改質処理や不動態化処理などを行うことができる。
また、本例のようにパイプＰが直管である場合は、パイプＰ外面の磁石８をパイプＰ周方向に移動させる代わりに簡単な装置でパイプＰを回転させ電解処理を行うこともできる。【００１８】  図４は縦横のパイプをエルボなど曲管で溶接接合した場合の溶接部Ｐｗの焼け取りの状態を示す図で、電解液供給ノズル１、電極板２、強力磁石３、これらを覆ったモップ７、電解液供給ノズル１の他端に接続した給液チューブ４、ワイヤー５、保護チューブ６からなり、保護チューブ６を掴んで、パイプＰ内面に押し込み挿入する。モップ７、電極２、磁石３など先端部を曲管部の近傍Ｘまで挿入し、次いで曲管部近傍Ｘの位置に配設されたパイプ外面の強力誘導磁石８をパイプＰ曲面に沿ってＹ近傍まで移動させると、パイプＰ内面の磁石３が吸着されて、モップ７など先端部はＹの位置まで誘導される。
溶接部Ｐｗなど所定の位置に設定された後、前述図３の場合と同様にモップ７に電解液を僅かに供給しながら、パイプＰ外面の強力磁石８をパイプＰの周方向に移動させると、パイプＰ内面のモップ７がパイプＰ内面に強く押し付けられた状態で、パイプＰ内面の全周を摺動することとなり、このモップの作用で溶接部全体の焼け取りを行うことができる。同様の操作の他、パイプ外面の誘導磁石８を軸方向、若しくは螺旋状Ｒ方向に長尺パイプ曲管部など熱影響を受けた箇所を移動させることにより、パイプＰ内面の表面改質処理や、不動態化処理などを簡単に行うことができる。
電極板２は、曲板、波板、及び適宜間隔で孔の開いたパンチングメタルなどを用いて、電解時に発生するガスを逃がし易くすることもできる。
【実施例１】
【００１９】  図１に示す電解処理装置で、ＳＵＳ３０４の電解液供給ノズルの先端部に長さ、幅とも１５ｍｍ、板厚１ｍｍのＳＵＳ３０４曲面電極板を固着し、その上に厚さ６ｍｍ、直径１０ｍｍのリング状のネオジウム強力磁石を重ね、モップで覆った。他端にＳＵＳ３０４からなるワイヤーを固着すると共に２．６φ×２．０φｍｍの給液チューブを接続し、更にこれらを７φ×５φｍｍの保護チューブで被覆した。
その上で、図３に示すように長さ４ｍ、直径５０ｍｍの直管のサニタリーパイプに挿入し、誘導磁石により、溶接部まで誘導した。パイプを電源器の陽極側に、パイプ内面の電極に接続されているワイヤーを陰極側に接続して、給液タンクから中性塩の電解液を３から５ｃｃ／ｍｉｎで送液し、モップを湿潤せしめた状態で、直流と特殊波形の交流を１から１５Ａの電流を供電してパイプ外面の磁石をゆっくり移動させ、電解焼け取り処理を行ったところ、パイプ一周６０秒で溶接部の焼け取りを完了することができた。
【実施例２】
【００２０】  ＳＵＳ３０４のＬ字型電解液供給ノズルの先端部に長さ、幅とも１５ｍｍ、板厚１ｍｍのＳＵＳ３０４曲面電極板を固着し、その上に厚さ６ｍｍ、直径１０ｍｍのリング状のネオジウム磁石を重ねてモップで覆った。他端に２．６φｍｍの被覆ワイヤーを接続すると共に２．６φ×２．０φｍｍの給液チューブを接続した。
その上で実施例１と同様に長さ４ｍ、直径５０ｍｍの直管のサニタリーパイプに挿入し、誘導磁石により、溶接部まで誘導した。パイプを電源器の陽極側に、パイプ内面の電極に接続されているワイヤーを陰極側に接続して、給液タンクから中性塩の電解液を３から５ｃｃ／ｍｉｎで送液し、モップを湿潤せしめた状態で、直流と特殊波形の交流を１から１５Ａの電流を供電してパイプ外面の磁石をゆっくり移動させ、電解焼け取り処理を行ったところ、パイプ一周６０秒で溶接部の焼け取りを完了することができた。
【実施例３】
【００２１】  実施例１と同じ電解処理装置を用いて、図４に示す直径５０ｍｍ、曲管部までの長さ４ｍのパイプに挿入したところ、押し込むことにより曲管部まで容易に挿入することができた。次いで、パイプ外面の曲管部近傍に配設した誘導磁石をＸからＹ方向へ曲面に沿って移動させたところ、外部誘導磁石の磁力によりパイプ内部磁石が吸着されてパイプ内面の溶接部Ｙの位置まで、簡単に誘導することができた。
実施例１と同様に中性塩からなる電解液を１分間に３から５ｃｃ供給しながら、２から５Ａの電流を給電し、６０秒でパイプ内面溶接部の焼け取り処理を行うことができた。
【実施例４】
【００２２】  図４に示す直径５０ｍｍ、曲管部までの長さ４ｍのサニタリーパイプについて、パイプ内面Ｘの位置まで電解処理装置を挿入し、実施例２と同様にモップに中性塩の電解液を供給しながら、パイプ外面の磁石をらせん状に旋回させて、磁力によりパイプ内面の電解装置を誘導し、交流または特殊波形電流を荷電してＸからＹの位置までパイプ内面の表面改質並びに不動態化処理を行った。
その後、少し長めに切断した曲管部分について、不動態化度測定装置を用いて、不動態化度を測定したところ、十分不動態化皮膜が形成されていることが確認できた。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】  パイプ内面に挿入され、本発明を実施するための電解処理装置要部の平面図
【図２】  図１のＡ−Ａ断面図。
【図３】  パイプ直管部における溶接部の焼け取りを実施するための説明図
【図４】  パイプ曲管部の溶接及び熱影響部の改質ないしは不動態化処理の状況を示す説明図
【符号の説明】
【００２４】  Ｐ  長尺パイプ
１  Ｌ字型導電性の電解液供給ノズル
２  曲面電極
３  リング状の磁石
４  給液チューブ
５  ワイヤー
６  保護チューブ
７  モップ
８  パイプ外面の誘導磁石
９  ゴム材
１０  電源器
１１  電解液タンク
１２  ポンプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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