(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向配置した研磨用電極と被研磨材間に電圧を印加して、被研磨材表面を電解研磨する電解研磨装置において、
前記研磨用電極は、電解液を含浸し前記研磨用電極を被覆する電極カバー、前記電極カバーに電解液を供給する電解液供給手段、並びに研磨用電極を前記被研磨材上で摺動して、被研磨材表面に生成する酸化物および電解生成物を除去する摺動機構を備えることを特徴とする電解研磨装置。
【請求項２】
請求項１記載の電解研磨装置において、前記摺動機構は偏心錘を備える電動機であることを特徴とする電解研磨装置。
【請求項３】
請求項１ないし請求項２の何れか１記載の電解研磨装置において、前記被研磨材の被研磨面は円筒状配管の内面であり、前記研磨用電極は前記円筒状配管内に挿入できる円柱状電極であることを特徴とする電解研磨装置。
【請求項４】
請求項３記載の電解研磨装置において、前記摺動機構は前記研磨用電極を回転駆動することを特徴とする電解研磨装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４の何れか１記載の電解研磨装置において、前記電極カバーは着脱自在に前記研磨用電極に取り付けたことを特徴とする電解研磨装置。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５の何れか１記載の電解研磨装置において、前記電極カバーは研磨剤を含有することを特徴とする電解研磨装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電解研磨装置に係り、特に放射性クラッド等の付着により内部が汚染された機器配管等の汚染物質を取り除き、除洗を行う電解研磨装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
原子力発電所等で使用される配管等には、その使用期間の経過に伴い放射性クラッド等の汚染物質が付着する。配管内部等に付着する放射性クラッドは多層構造をなしており、その内層部はＦe3Ｏ4等を主体とした緻密なハードクラッドであり、外層部はＦe2Ｏ3等が粗に結合したソフトクラッドである。
【０００３】
前記ハードクラッドは強固に付着しており、このハードクラッドは、化学除洗または電解研磨除洗でないと除洗が困難である。一方、前記ソフトクラッドは洗浄水を噴射するジェット除洗でも除洗が可能である。
【０００４】
従来、電解研磨装置を用いた放射性クラッドの除洗は、特開昭５７−１６９６９９号公報に示されるように、除洗対象物である配管を水密固定治具に立設し、前記配管の内面に電解液を満たしたうえで前記配管内に電極を挿入して、前記配管内を電解研磨を行う。次いで電解研磨後に配管内部をブラッシングして放射性クラッドを除去する方法が採用されていた。
【０００５】
しかし、現用の原子力発電所の原子炉冷却系の配管は溶接されているので、前記電解研磨装置を使用して除洗することはできない。このため、前記配管に取り付けた弁を分解し、該弁ボディから除洗治具を挿入し、配管内部に洗浄水を噴射してジェット除洗を行い、配管内壁から剥離除去されたクラッドをフィルタ等で捕集する方法が採用されていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来の電解研磨装置は、配管内面に電解液を満たして電解研磨するため、大量の電解液を必要とする。また除洗終了後にはこの大量の電解液を回収し中和処理しなければならず、多量の廃液を処理する必要が生じる。
【０００７】
また、電解研磨装置は、電解研磨過程で電極表面に電解生成物が析出し、被研磨面には酸化被膜が生成して、電解研磨に使用される電流効率は徐々に低下する。  また、電解研磨面を均一に電解研磨するためには、研磨用電極と被研磨面間の距離を一定にして均一な電流密度を得る必要がある。
【０００８】
本発明は前記種々の問題点に鑑みてなされたもので、電極表面に生成した電解生成物を除去して、電流効率を低下することなく均一な電解研磨面を得ることのできる電解研磨装置を提供する。また、電解液の使用量を低減して廃液の発生量を抑制した電解研磨装置を提供する。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の課題を解決するために次のような手段を採用した。
【００１０】
対向配置した研磨用電極と被研磨材間に電圧を印加して、被研磨材表面を電解研磨する電解研磨装置において、
前記研磨用電極は、電解液を含浸し前記研磨用電極を被覆する電極カバー、前記電極カバーに電解液を供給する電解液供給手段、並びに研磨用電極を前記被研磨材上で摺動して、被研磨材表面に生成する酸化物および電解生成物を除去する摺動機構を備えることを特徴とする。
【００１１】
また、前記電解研磨蔵置において、
前記摺動機構は偏心錘を備える電動機であることを特徴とする。
【００１２】
また、前記電解研磨蔵置において、
前記被研磨材の被研磨面は円筒状配管の内面であり、前記研磨用電極は前記円筒状配管内に挿入できる円柱状電極であることを特徴とする。
【００１３】
また、前記電解研磨蔵置において、
前記摺動機構は前記研磨用電極を回転駆動することを特徴とする。
【００１４】
また、前記電解研磨蔵置において、
前記電極カバーは着脱自在に前記研磨用電極に取り付けたことを特徴とする電解研磨装置。
【００１５】
また、前記電解研磨蔵置において、
前記電極カバーは研磨剤を含有することを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の第１の実施形態を図１ないし図３を用いて説明する。
【００１７】
図１は本実施形態に係る電解研磨装置を示す図である。
【００１８】
図において、１は研磨用電極、２は研磨用電極１を被覆する電極カバーであり、電極カバー２は電解液および研磨剤を含浸保持する。３は研磨用電極１を取り付けた摺動器、４は陰極リード、５は陽極リード、６は研磨用電極１の電極端子、７は摺動器に摺動用の電源を供給する給電線である。８は直流電源であり、陰極リード４および陽極リード５を介して電解研磨装置に直流電圧を供給する。
【００１９】
９は電解液供給ポンプ、１０は電解液供給管、１１は電解液容器、１２は研磨用電極に形成した電解液供給孔であり、電解液供給ポンプ９は電解液を電解液容器１１から電解液供給管１０を介して研磨用電極１の電解液供給孔１２に供給する。なお、電解研磨中に電解液供給ポンプ９の流量を調整することにより必要量の電解液を供給することができる。
【００２０】
１３は板状の被研磨材であり、陽極リード５を介して直流電源８の正極に接続される。１４は電極カバー２を研磨用電極１の表面に固定するための電極カバー押さえ治具である。１５は電動機、１６は電動機１５により駆動する偏心錘であり、電動機１５により偏心錘を回転駆動することにより、摺動器３に摺動運動を与える。
【００２１】
電極カバー２は、研磨用電極１の電解液供給孔１２から供給される電解液を含浸し、湿潤な状態で研磨用電極１を被覆する。また、電極カバー２の表面には被研磨材１３の表面を機械的に研磨するための砥粒を添着している。
【００２２】
電解研磨は直流電源８の正極を陽極リード５を介して被研磨材１３に、負極を陰極リード４を介して研磨用電極１に供給して行う。また、電動機を駆動することにより、摺動器を被研磨材表面上で摺動駆動する。電解研磨により被研磨面に生成する酸化物および電解生成物は、摺動器を摺動駆動することにより除去することができる。
【００２３】
このように、被研磨面に生成する酸化物および電解生成物を除去するとともに被研磨面を機械的に研磨することにより電流効率の低下を防止することができる。
【００２４】
図２は電解時間と被研磨材の減肉量をを示す図である。
【００２５】
図において、曲線ａは従来の電解研磨装置による減肉量（電解研磨前後の重量減量を材質の比重で除した値）を示す曲線、図ｂおよびｃは本発明に係る電解研磨装置による減肉量を示す曲線である。
【００２６】
なお、図２に示す試験の試験条件は、被研磨材としてアルミニウムを使用し、電流密度は２．１Ａ／ｃｍ2、電解液は中性塩を主成分とした電解液である。
【００２７】
曲線ａは電極カバーの材質が木綿繊維であり、被研磨材がアルミニウムである場合、曲線ｂは電極カバーの材質が砥粒（径３μｍのアルミナ）を添着したナイロン繊維であり、被研磨材がアルミニウムであり、かつ手動で摺動器を摺動駆動した場合を示し、曲線ｃは電極カバーの材質がナイロンであり被研磨材がアルミニウムであり、かつ電極カバーに前記砥粒を添加した摺動器を自動で摺動した場合を示す特性曲線である。
【００２８】
曲線ａに示すように従来技術による減肉量は、約４μｍ／minである。これに対して、本発明による減肉量は曲線ｂおよびｃに示すように約１２μｍ／minおよび約２７μｍ／ｍｍであり、約３ないし７倍の電解研磨効果が得られる。
【００２９】
図３は本発明の第２の実施形態を示す図である。
【００３０】
図において、１aは円柱状の電極、２aは円柱状の電極１外周に取り付けた電極カバー、１５は除洗対象の被研磨材である配管、１６は前記配管１５の弁ボディフランジである。
【００３１】
１７はフランジ１６に取り付けた研磨用電極１aの挿入ガイド、１２aは電極１a表面に形成した電解液供給孔、１８は電極１aを支持する電極支持板、１９a、１９bはロータリージョイント、２０はフレキシブルな挿入外管であり、ロータリージョイント１９aは電極支持板１８を回転可能に挿入外管２０に支持する。
【００３２】
２１は二重管、２２はワイヤー等からなるフレキシブルな駆動軸、２３は駆動軸２２を駆動する駆動機構、２４は駆動機構２３の駆動機構ガイドである。駆動機構２３は駆動軸２２を回転駆動するとともに駆動機構ガイド２４に沿って上下に移動する。
【００３３】
２５は陰極端子であり、直流電源８の負極電位は陰極端子２５および駆動軸２２を介して円柱状電極１aに供給される。２６は被研磨面である配管内表面、２７は円柱状の電極１a表面に形成した突起であり、突起２７を介して前記電極カバー２aを取り付ける。電極表面の突起２７により電極カバーの周方向のズレが防止できる。また電極カバーの軸方向のズレは電極支持板１８により阻止できる。２８は弁ボディフランジ１６に取り付けた固定板であり、固定板２８上に駆動機構ガイド２４を取り付ける。
【００３４】
なお、図において図１に示される部分と同一部分については同一符号を付してその説明を省略する。
【００３５】
電解研磨は、直流電源８の正極を陽極リード５を介して被研磨材である配管１５に、負極を陰極リード４を介して駆動機構２３の陰極端子２５に接続して行う。
【００３６】
電解研磨に使用する電解液は、電解液容器１１から電解液供給管１０、電解液供給ポンプ９、駆動機構２３のロータリージョイント１９b、二重管２１、ロータリージョイント１９aを介して電解液供給孔１２aから被研磨面である配管２６内表面に供給される。また、電解液の供給は電解液供給ポンプ９の流量調整により必要量の電解液を供給することができる。
【００３７】
駆動機構２３は配管１５の弁ボディフランジ１６に取り付けた固定板上の駆動機構ガイド２４に装着している。
【００３８】
電極１aを除洗対象配管内に挿入する場合には、まず、電極１aを弁ボディフランジ１６から除洗対象配管１５内に挿入し、挿入後、弁ボディフランジに挿入ガイド１７を取り付ける。次いで、弁ボディフランジ１６に固定板２８および駆動機構ガイドを取り付ける。次いで、駆動機構２３を駆動機構ガイド２４に取り付け、駆動機構２３により電極１aを除洗対象部まで挿入する。
【００３９】
電極１aを除洗対象配管１５内に装着後、電解液供給ポンプ９を駆動して所定量の電解液を電極１aに供給し、直流電源から直流電圧を除洗対象配管１５および電極１aに印加する。
【００４０】
次に、駆動機構２３の回転駆動機構を駆動して電極１aを配管内で回転駆動する。電極１aの回転に伴い電極カバー２は周方向に摺動して、配管内面を電解研磨する。
【００４１】
また、駆動機構２３を駆動機構ガイド２４に沿って上下に駆動することにより、除洗対象配管内を移動しながら順次電解研磨除洗することができる。
【００４２】
さらに、砥粒を添加した電極カバーを用い、この電極カバーを被研磨材面で摺動することにより、より速やかに電解研磨除洗を行うことができる。
【００４３】
図５は除洗後の配管に再度Ｃo−６０を含む汚染水を通水した場合におけるＣo−６０の付着量を示す図である。
【００４４】
図に示すように電解研磨後の表面は平滑であり、他の方法（機械研磨、グラインダ、サンドブラスト）による表面処理に比して最もＣo−６０の付着量を抑制することができる。したがって、電解研磨除洗した配管等にクラッドを含む汚染水が通水した場合は、他の方法による除洗に比して最も再汚染が抑制できる。
【００４５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、電極カバーで被覆した研磨電極で被研磨材表面電極表面を摺動研磨するので、電極面に生成した電解生成物を除去して、電流効率を低下することなく均一な電解研磨面を得ることができる。また、電解液の使用量を低減して廃液の発生量を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る電解研磨装置を示す図である。
【図２】電解時間と被研磨材の減肉量を示す図である。
【図３】本発明の第２の実施形態に係る電解研磨装置を示す図である。
【図４】除洗後の配管におけるＣo−６０の再付着量を示す図である。
【符号の説明】
１  研磨用電極
２  電極カバー
３  摺動器
４  陰極リード
５  陽極リード
６  電極端子
７  摺動器の給電線
８  直流電源
９  電解液供給ポンプ
１０  電解液供給管
１１  電解液容器
１２  電解液供給孔
１３  被研磨材
１４  電極カバー押さえ治具
１５  除洗対象配管
１６  弁ボディフランジ
１７  挿入ガイド
１８  電極支持板
１９a，１９b  ロータリージョイント
２０  挿入外管
２１  二重管
２２  駆動軸
２３  駆動機構
２４  駆動機構ガイド
２５  陰極端子
２６  除洗対象配管表面
２７  突起
【図１】
0004051429.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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