(57)【要約】【課題】  チューブ内に注入する洗浄剤がスケール面の全体に行き渡り、且つ大量に供給され、発生するガスの影響を受けない循環ループを形成し、チューブ内に洗浄剤を連続的に循環させることにある。【解決手段】  熱交換器（Ｘ）のチューブ（Ｙ）内に付着するスケールを除去で、有機酸洗浄液を該チューブ内に循環して供給し、チューブ内のスケールを粗取りし、チューブ内を水洗浄し該洗浄液を回収し、エアブローでチューブ内面を乾燥し、チューブ内面を噴射素材を吹き付けるスケール除去方法であり、その装置は、洗浄液を保有するタンク（１）に循環ポンプ（２）が接続され、該ポンプの吐出口は、一または複数個の排出口を持った分配器（３）に接続され、該分配器の排出口には、一または複数本のチューブに接続され、該チューブの一端がろ過器（４）と接続され、該ろ過器の一端をタンクに接続し、洗浄液の循環ループを形成スケール除去装置から構成される。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱交換器のチューブ内面に付着するスケールを除去する方法であって、洗浄液を前記チューブ内に供給し、スケールを溶解除去する工程と、スケール溶解除去後チューブ内を水洗浄する工程と、該チューブ内面を乾燥させる工程と、チューブ内面に噴射素材を吹き付ける工程からなることを特徴とするスケール除去方法。
【請求項２】
前記洗浄液が有機酸を主成分とする錆取り剤であって、該洗浄液をチューブ内で循環させると共に、ろ過器を通して異物を除去することを特徴とする請求項１記載のスケール除去方法。
【請求項３】
前記噴射素材の主体が粉末重曹であって、該噴射素材をノズル噴射によりチューブ内面に吹き付けることを特徴とする請求項１記載のスケール除去方法。
【請求項４】
洗浄液を保有するタンクに循環ポンプが接続され、該ポンプの吐出口は、一または複数個の排出口を持った分配器に接続され、該分配器の排出口には、スケール除去の対象となる一または複数本のチューブに接続され、該チューブの一端がろ過器と接続され、該ろ過器の一端をタンクとして洗浄液の循環ループを形成してなることを特徴とするスケール除去装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、石油プラントや、化学プラント等に多く使用されている熱交換器のチューブ内面に付着したスケールの除去方法及びこれに用いる装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
石油、化学、電力などのプラント設備では、熱交換器が多く使われている。
これらの熱交換器を構成するチューブは数十本から数千本になるものであり、特にチューブの腐食減肉は設備の安全・安定操業に大きな影響を与える。そして、このチューブの腐食管理には大きく分けて二通りに分類される。
一つは、チューブをサンプリングし、直接腐食部を計測器で測定する方法（破壊検査）である。
二つ目は、センサーをチューブ内に挿入し腐食部を測定するもので過流探傷法、水浸式超音波法、レーザー法等（非破壊検査）である。
【０００３】
チューブは様々な材質が使用されており、中でも磁性材料の腐食を精度よく測定する非破壊検査法がなく、破壊検査が主流であったが、近年水浸式超音波法（超音波回転プローブチューブ探傷システムを言い、以下ＩＲＩＳ検査と称する）による測定手法の普及により多くの検査が行われるようになってきた。このＩＲＩＳ検査では、チューブ内面のスケール（付着物）の除去具合が測定精度を大きく支配するためスケールを完全に除去することが必須である。
【０００４】
チューブ内面のスケールを除去する方法としては、薬剤を用いるケミカルクリーニングや水を使用したウオータジェットクリーニング、高圧ジェットクリーニング、超高圧ジェットクリーニング、研掃材を使用したショットラン工法、ビーズを使用したソフトブラスト工法、重曹粉末を使用したスーパーブラスト工法、機械的に除去するメカニカルクリーニング等がある。
【０００５】
これらの工法のうち、何れの方法で行うかは、熱交換器の構造やチューブの材質及び内面に付着したスケールの性状などで選択され、硬質且つ強固に付着するスケールを除去するには、一つの工法だけでは対応できないことが多いため、幾つかの工法を組み合わせて行うことが一般的である。
【０００６】
特に、ＩＲＩＳ検査を行う場合は、スケールを完全に除去することが必須であるため、錆取り剤をチューブ内に注入し、表面に付着したスケールを溶解除去した後、粉末重曹をチューブの内面に吹き付け残存スケールを完全に取り除く処理（重曹スーパーバラスト工法）を行っている。例えば、特許文献１および特許文献２のように。
【特許文献１】特開２００３−１８１４０１号公報
【特許文献２】特開２００３−２４５６２０号公報
【０００７】
そこで、従来例では、錆取り剤をチューブ内に注入し数時間放置した後、チューブ内面を水洗浄・乾燥して、重曹スーパーバラスト工法を行っているが、錆取り剤をチューブ内に注入し放置している段階で、
〈１〉スケールが溶解する時にガスが発生してチューブ内の圧力が上昇する。
〈２〉錆取り剤がチューブ内面に均一に行き渡らない。
〈３〉錆取り剤の液量が少ないため、劣化が早く洗浄能力が直ぐに低下するなど十分なス      ケール除去ができない。
これらが、後に行う重曹スーパーバラスト処理に影響し、十分なスケール除去が出来ないという問題があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明はかかる従来の実状に鑑みてなされたものであり、チューブ内に注入する錆取り剤がスケール面の全体に行き渡り、且つ大量に供給され、発生するガスの影響を受けない循環ループを形成し、チューブ内に錆取り剤を連続的に循環させるスケール除去方法及びその装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
そして本発明は、塩酸のように金属を溶解するような性質の洗浄液ではなく、有機酸を主成分とした洗浄液による溶解除去と、乾燥後、ブラスト工法とを組み合わせて母材への影響（減肉）、コスト、作業性、環境への負荷、安全性ある洗浄液を循環使用するものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明による方法及び装置によると、従来、チューブ内に数十時間静置した洗浄液を、本発明は、循環洗浄させることにより、全面に均質な洗浄液が浸透し、ＩＲＩＳ検査が可能な程度にチューブ内のスケール除去が可能であり、また、洗浄液が劣化することなく、さらに、反応ガスの発生も少なく、該ガスによりチューブ内の圧力が上昇することもなく、従って、危険となることがない等の有益なる効果を奏するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
そこで、この発明は、熱交換器のチューブ内面に付着するスケールを除去する方法であって、有機酸洗浄液を前記チューブ内に循環して供給し、チューブ内のスケールを粗取りし、チューブ内を水洗浄して有機酸洗浄液を回収し、エアブローでチューブ内面を乾燥し、チューブ内面を噴射素材を吹き付けることを特徴とするスケール除去方法であり、また、その除去方法を実現する装置としては、洗浄液を保有するタンクに循環ポンプが接続され、該ポンプの吐出口は、一または複数個の排出口を持った分配器に接続され、該分配器の排出口には、スケール除去の対象となる一または複数本のチューブに接続され、該チューブの一端がろ過器と接続され、該ろ過器の一端をタンクとして有機酸洗浄液の循環ループを形成してなることを特徴とするスケール除去装置から構成されるものである。
【実施例】
【００１２】
以下に、本発明の実施に使用する構成機器（以下、単に機器という）を図１に基づいて説明するが、本発明はこの構成に限定されるものではない。
本実施例の機器は、有機酸洗浄液を保有するタンク（１）と、循環ポンプ（２）、分配器（３）、スケールろ過器（４）からなり、それぞれ配管（５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ）で接続して熱交換器（Ｘ）のチューブ（Ｙ）を介して循環ループを形成するよう構成されている。尚、タンク（１）と、循環ポンプ（２）とは、キャスター付き基台（Ｚ）に、搭載して一体に設けてもよい。
【００１３】
そして、タンク（１）に保有される有機酸洗浄液は、循環ポンプ（２）で分配器（３）に送られる。該分配器（３）の吐出側（３ａ）には複数の接続口（３ｂ）が設けられ、ここで分岐接続された配管（５）は、熱交換器（Ｘ）のチューブ（Ｙ）と接続される。
該チューブ（Ｙ）はＵ字管形状となっており、チューブ（Ｙ）内に供給された有機酸洗浄液はこのＵ字管の内部を流れてスケールろ過器（４）に入る。ここで未溶解スケールや異物を沈降分離した後、タンク（１）に戻し、このような経路で有機酸洗浄液を循環させチューブ（Ｙ）内のスケール（Ｚ）を除去するものである。
【００１４】
次に、本発明による噴射素材を吹き付ける工程とは、前記工程で有機酸洗浄液を前記チューブ（Ｙ）内に供給し、スケールを溶解除去し、スケール溶解除去後、チューブ（Ｙ）内を水洗浄し、該チューブ（Ｙ）内面を乾燥させた後に行う工程であり、残余のスケールを噴射素材である、粉末重曹を用いて、ブラスト処理するものである。
【００１５】
そして、この噴射素材を吹き付ける工程に用いる装置を図２に基づいて説明すると、コンプレッサー（Ａ）と、アキュストリップシステムと称するブラスト器（Ｂ）をホースで接続し、該ブラスト器（Ｂ）は、先端にブラストノズル（Ｃ）を有する挿入管（Ｄ）とホースで接続したものであり、コンプレッサー（Ａ）にてエアーをアキュストリップシステムに送り、アキュストリップシステムにて、粉末重曹とエアーを混合させ、ブラストノズル（Ｃ）への圧送する。該ブラストノズル（Ｃ）は挿入管（ＳＵＳ３０４管）により、熱交換器のチューブ（Ｙ）内へ挿入され、ブラストノズル（Ｃ）先端より噴出される粉末重曹によりチューブ（Ｙ）内全面（Ｕ部を除く）のスケールを除去する。
【００１６】
次に、本発明に使用する使用機器の一例を挙げると、タンク（１）は、
タンク容量：  ２００ｌ
ポンプ性能：  ２００ｌ／ｍｉｎ
分配器    ：  約７ｌ（吐出口  ３／８Ｂ  ２０本）
ろ過器容量：  ４０ｌ
である。
さらに、本発明に使用する熱交換器の一例を挙げると、熱交換器（Ｘ）は、
チューブ材料  ：ＳＵＳ  ３２１ＴＢ
サイズ        ：１９×６，０００×２ｔｍｍ
である。
【００１７】
また、本発明に使用する洗浄液は、有機酸を主成分とする液状の錆取り剤であって、一般的にはエコ酸と命名されている。この有機酸を主成分とする液状の錆取り剤を選定した理由は、単にスケールの除去だけを考えるのであれば、塩酸のように金属を溶解する性質の高いものでも良いが、ＩＲＩＳ検査の場合は、除去性能の他に母剤への影響（減肉）、コスト、作業性、環境への負荷、安全性を重視して選定した。
尚、塩酸を使用した場合でも、スケールの溶解除去した後に重曹粉末によりブラスト処理すれば完全除去できるが、塩素イオンによる母剤の腐食（孔食）が懸念されるため、実用的でないからである。
【００１８】
そして、前記噴射素材の主体は、粉末重曹であって、前述のように、該噴射素材をブラストノズル（Ｃ）で噴射することによりチューブ（Ｙ）内面に吹き付けることによりスケールを除去するものである。粉末重曹のブラスト処理条件は、
粉末重曹  ：  フローフォーミュラーＸＬ（粒径３００μｍ級）
噴射圧    ：  ０．５Ｍｐｓ
噴出量    ：  ０．８〜１．０ｋｇ／ｍｉｎ
噴射時間  ：  ３．５分〜４．０分
【００１９】
このように、本発明は、ＩＲＩＳ検査が可能となるよう熱交換器（Ｘ）におけるチューブ（Ｙ）内のスケールを除去すべく、洗浄液に有機酸溶液を用いて循環洗浄し、且つ噴射素材に重曹粉末を用いてブラスト処理することを併用することにより、チューブ（Ｙ）内のスケール除去処理をする方法とその装置からなるものである。
【００２０】
次に、本発明の効果を確認するためのＩＲＩＳ検査の方法を述べると、チューブ（Ｙ）内のスケール除去状態を確認するためのＩＲＩＳ検査装置の構成は、図３に示すように、ＩＲＩＳ本体（Ｅ）と、チューブ（Ｙ）内面を水を媒体として超音波を伝達させる。回転プローブ（Ｆ）の構成は、水をプローブ先端に送り込みチューブ（Ｙ）内の水を補給するとともに、先端のミラー（Ｇ）を回転させ、超音波探触子（Ｈ）は、ミラー（Ｇ）の手前についており、超音波はミラー（Ｇ）に反射して、チューブ（Ｙ）内面に直角に当たり、ミラーは回転して１回転のチューブの円周方向の断面が表示されるものであり、これによりチューブ（Ｙ）内の減肉状況を確認出来るものである。〔図６（ａ）、（ｂ）参照〕
【００２１】
そして、この発明の方法を実施し、その効果をＩＲＩＳ測定効果によると、図７（ａ）、（ｃ）は、従来例、即ち、有機酸洗浄液に所定時間浸し、その後に、重曹粉末でブラスト処理したチューブ断面図及び展開図であるが、図７（ｂ）、（ｄ）は、本発明による方法を実施したチューブ断面図であり、有機酸洗浄液で循環洗浄し、その後に、重曹粉末でブラスト処理したチューブ断面図及び展開図であり、チューブ内にスケールの残存がある場合は、スケール厚さもチューブ厚さとして計測されるため、実際の腐食深さよりも浅い腐食深さとなり〔図７（ｃ）、（ｄ）を参照のこと〕、その対応の遅れにより、熱交換器の機能低下を招くことも推測できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施例を示す装置の概略図である。
【図２】本発明に使用するブラスト処理装置の概略図である。
【図３】本発明によるＩＲＩＳ装置の概略図である。
【図４】本発明に使用するブラストノズルの外観図である。
【図５】本発明に使用するブラストノズルの断面図である。
【図６】本発明の結果を確認するスコープ表示の（ａ）はチューブ断面図、（ｂ）はスコープ画面を示す展開図である。
【図７】本発明の結果を確認するＩＲＩＳの測定結果であり、（ａ）は、従来の方法によるチューブ断面図、スコープ表示の（ｂ）は、本発明の方法によるチューブ断面図であり、（ｃ）は、従来の方法によるチューブ断面のスコープ画面（展開図）であり、（ｄ）は、本発明の方法によるチューブ断面のスコープ画面（展開図）である。
【符号の説明】
【００２３】
１  タンク
２  循環ポンプ
３  分配器
３ａ  分配器の吐出側
３ｂ  接続口
４  スケールろ過器
５  配管
５ａ〜５ｄ  配管
Ａ  コンプレッサー
Ｂ  ブラスト器
Ｃ  ブラストノズル
Ｄ  挿入管
Ｅ  ＩＲＩＳ本体
Ｆ  回転プローブ
Ｇ  ミラー
Ｈ  超音波探触子
Ｘ  熱交換器
Ｙ  チューブ
Ｚ  キャスター付き基台
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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