METHOD AND APPARATUS FOR CLEANING THE INNER WALLS OF METALLIC TUBULAR SYSTEMS BY ELECTROPOLISHING BY MEANS OF MOVING ELECTRODES

Abstract: 1. Method for cleaning the inner walls of metallic pipework systems by electropolishing using mobile electrodes, wherein the electrolyte is filled into the pipework system, with the electrode applied to a sector of the pipework wall by means of about 5 MPa high pressure, and the cathode moved in the pipework system by means of the high pressure jet.

Description: Verfahren und Vorrichtung zur Reinigung der Innenwände von metallischen Leitungssystemen durch Elektropolieren mit Hilfe beweater-Elektroden Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reinigung der Innenwände von metallischen Leitungssystemen durch Elektropolieren mit Hilfe bewegter Elektroden und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens. Das Entfernen von Verunreinigungen von metallischen Oberflächen, die schwer zugänglich bzw. erreichbar sind, wie z.B. die Innenwände von Rohren bzw. anderen Elementen von metallischen Leitungssystemen, insbe sondere die Dekontamination von radioaktiven Verun reinigungen in solchen Systemen, war bisher nicht in jedem Falle mit gutem Erfolg bzw. zufriedenstellend aus zuführen. Eines der gebräuchlichsten Verfahren hierfür ist das Elektropolieren. Jedoch konnten bisher nur wenige Meter lange demontierte Rohre mit beweglichen Elektroden innenseitig behandelt werden. Dazu wurden sowohl das gesamte Eintauchen des Rohres in den Elektro lyten als auch das Füllen von zuvor abgedichteten Kammern im Rohr (Rohrstücken) angewendet (R.P. Allen und H.W. Arrowsmith, Materials Performance, Vol. 18, No. 11, Seiten 21 bis 26 (1979)). Einer der gravierenden Nachteile dieses Verfahrens bestand in der Notwendigkeit, die zu reinigenden Rohre vor dem Elektropolieren ausbauen zu müssen. Ausserdem war es nicht möglich, über mehrere Krümmer hinweg oder gar durch Absperrschieber bzw. Hähne hindurchzufahren. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, mit welchem (welcher) ein metallisches Leitungssystem gereinigt werden kann, ohne es demontieren zu müssen. Unter Leitungssystem soll hier verstanden werden: Ein System von geraden und gekrümmten Rohren, einschliesslich der zugehörigen Absperrorgane, wie z.B. Kugelhähne, Schieber oder ähnliches. Mit dem Verfahren sollen auch steigende bzw. fallende Leitungen gleich erfolgreich gereinigt werden können. Das Verfahren und die Vorrichtung sollen insbesondere für die Dekontamination von radioaktiv verunreinigter Leitungssysteme verwendbar sein. Die Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass man den Elektrolyten mittels Hochdruck von ca. 50 bar oder mehr auf ein Teilstück der Wandung des Leitungssystemes aufbringt, und dass man die Kathode mit Hilfe des Hochdruckstrahls im Leitungssystem bewegt. Die erfindungsgemässe Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist gekennzeichnet durch einen elastischen Hochdruckschlauch mit einem metallischen, als Stromleiter dienenden Stabilisierungselement oder mit einer metallischen, als Stromleiter dienenden Litze, der an seinem Ende mit einer Hochdruckdüse mit mehreren radial und winkelig zur Innenwand des Leitungssystems angeordneten öffnungen versehen ist, und durch eine elastische, metallische, um das Endstück des Hochdruckschlauches angeordnete und mit dem Stromleiter verbundene Elektrode, sowie durch mehrere, zumindest im Elektrodenbereich fest oder verschiebbar auf dem Hochdruckschlauch angeordnete, isolierende Abstandshalter. Die Elektrode der erfindungsgemässen Vorrichtung kann als spiralförmige Kathode oder als gewendeltes Band ausgebildet sein. In einer vorteilhaften Ausbildung der er findungsgemässen Vorrichtung ist am Kopf der Hochdruck düse eine elastische Kappe und an dem der Düse abgewandten Ende der Elektrode ein Abstandshalter mit einer um den Faktor , 1 grösseren Fläche als jeweils derjenigen der (des) Abstandhalter(s) innerhalb des Elektrodenbereiches, jedoch kleineren Fläche, als dem kleinsten zu durchfahrenden Querschnitt des Leitungssystems entspricht, vorgesehen. Durch die Elastizität der Elektroden ist eine Anpassung an gekrümmte Flächen möglich. Durch das selbständige Fördern mittels Hochdruckstrahl-Rückstoss ist eine Demontage der zu polierenden Rohre nicht mehr nötig und es kann sowohl durch Krümmer und Schieber als auch in geneigten Leitungen gearbeitet werden. Durch den gleich zeitigen Einsatz von Hochdruckstrahlen ist eine wesent- lich bessere Reinigung der Rohre erzielbar. Durch die selbständige Förderung ist es möglich, Rohre fernbedient zu elektropolieren, wodurch die Strahlenbelastung des Personals wesentlich verringert werden kann. Der zu verwendende Elektrolyt wird durch die Hochdruckstrahldüse mit einem Druck ab ca. 50 bar bis ca. 600 bar auf die Innenwand des Rohres geschleudert. Durch die schräg gegen die Rohrwand gerichteten Elektrolytstrahlen wird die selbständige Vorwärtsbewegung der Elektrode im Inneren des Rohres erreicht. Die Elektrolytstrahlen ermöglichen den Stromdurchgang. Eine Stromstärke zwi schen 300 und 400 Ampere reicht in den meisten Fällen aus. Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Durch führungsbeispieles und anhand der Zeichnung erläutert: Zur Dekontamination der mit radioaktiven Verunreinigungen kontaminierten Innenwand 2 eines Leitungssystems 1 wurde in dieses ein elastischer Hochdruckschlauch 5, der an seinem Ende 7 mit einer Edelstahlhochdruckstrahldüse 9 versehen war und um welchen-eine Elektrode 4 aus einem 3 mm starken VA-Draht,ca. 30 mm lang gewickelt war und der zwei Abstandshalter 11 und 12 aus Kunststoff aufwies, eingeführt. Mit einer Hochdruckstrahlpumpe (in der Zeichnung nicht dargestellt) mit einer Leistung von 50 bar wurde der Elektrolyt mit einer Geschwindigkeit von 1200 1/Stunde durch den Hochdruckschlauch 5 und die Strahldüse 9 in das Rohrsystem, dessen Nennweite 150 mm betrug, bzw. auf dessen Innenwand 2 geschleudert. Das Rohrsystem bestand in diesem Falle aus einem 5 m langen Rohr mit einem Bogen von 900 in der Mitte. Die Hochdruckdüse 9 wies eine Reihe von öffnungen 10 auf, die so angeordnet waren, dass der Elektrolyt winkelig zur Innenwand 2 des Rohres 1 auf die Wand auf traf. Die Geschwindigkeit der Vorwärtsbewegung der Vorrichtung innerhalb des Rohres betrug 5 cm/Minute. Der Strom floss von der nichtdargestellten Stromquelle durch den Stromleiter 6, durch die mit diesem verbundene, um das Endstück 8 des Hochdruckschlauches 5 angeordnete Elektrode 4 und wurde durch den Elektrolyten 3 und die metallische Innenwand 2 des Rohres 1 zurückgeleitet. Die Stromstärke lag bei ca. 300 Ampere. Die Hochdruckdüse 9 besass an ihrem Kopf eine elastische Kappe 13, die gemeinsam mit dem an dem der Düse abgewandten Ende der Elektrode angeordneten Abstandshalter 12 bewirkte, dass der durch die Hochdruckdüse 9 geschleuderte Elektrolyt 3 nicht zu rasch wieder abfluss. Die isolierenden Abstandshalter 11 und 12 waren in diesem Falle dreiarmige Sterne, die eine zentrale öffnung aufwiesen, so dass sie auf den Hochdruckschlauch5aufgeschoben werden konnten. Der Abstandshalter 12 wies dabei eine doppelt so grosse Quer schnittsfläche wie der Abstandhalter 1 auf. Es wurde ein Dekontaminationsfaktor von 300 erreicht, der nachdem die Rohrinnenwand 2 noch einaal mit warmem Wasser und Hochdruck abgespritzt (gespült) wurde, um den Faktor 10 erhöht werden konnte, so dass insgesamt ein'Dekontaminationsfaktor von 3000 erreicht wurde.

Claims: Patentansprüche: 1. Verfahren zur Reinigung der Innenwände von metalli schen Leitungssystemen durch Elektropolieren mit Hilfe bewegter Elektroden, dadurch gekennzeichnet, dass man den Elektrolyten mittels Hochdruck von ca. 50 bar oder mehr auf ein Teilstück der Wandung des Leitungssystemes aufbringt, und dass man die Kathode mit Hilfe des Hochdruck strahls im Leitungssystem bewegt. 2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen elastischen Hochdruckschlauch (5) mit einem metallischen, als Stromleiter dienenden Stabili sierungselement (6a) oder mit einer metallischen, als Stromleiter dienenden Litze (6b), der an seinem Ende (7) mit einer Hochdruckdüse (9) mit mehreren radial und winkelig zur Innenwand (2) des Leitungs systems (1) angeordneten öffnungen (10) versehen ist, und durch eine elastische, metallische, um das Endstück (8) des Hochdruckschlauches (5) ange ordnete und mit dem Stromleiter (6) verbundene Elektrode (4), sowie durch mehrere, zumindest im Elektrodenbereich fest oder verschiebbar auf dem Hochdruckschlauch (5) angeordnete, isolierende Abstandshalter (11, 12). 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrode als spiralförmige Kathode (4) ausgebildet ist. 4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrode (4) als gewendeltes Band ausge bildet ist. 5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass am Kopf der Hochdruckdüse (9) eine elastische Kappe (13) und an dem der Düse abgewandten Ende der Elektrode ein Abstandshalter (12) mit einer um den Faktor grösser als 1 grösseren Fläche als jeweils derjenigen der (des) Abstandshalter(s) (11) inner halb des Elektrodenbereiches, jedoch kleineren Fläche, als dem kleinsten zu durchfahrenden Quer schnitt des Leitungssystems (1) entspricht, vor gesehen ist.

Inventors: KIENHOFER, MANFRED, Kienhöfer, Manfred
Applicants: KERNFORSCHUNGSZENTRUM KARLSRUHE GMBH
Application year: 1982
Main classification: C25F3
IPC codes: B08B9, C25F7, G21F9, C25F1, C25F3