JP3365696B2

JP3365696B2 - 鋼管処理方法及び装置

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Publication number: JP3365696B2
Application number: JP02545195A
Authority: JP
Inventors: 與太郎橋本
Original assignee: 株式会社永和
Priority date: 1995-02-14
Filing date: 1995-02-14
Publication date: 2003-01-14
Anticipated expiration: 2018-01-14
Also published as: JPH08218162A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、シームレス鋼管や電縫
鋼管に加工した後において、組織空隙の内部の付着物を
溶出し、鋼管組織空隙を洗浄すると共に、同時に鋼管表
面に防食性の高い錆びにより不動態皮膜を構成し、表面
を硬化させ、これにより、耐蝕性と耐候性を向上する鋼
管の処理方法と装置に関する技術である。

【０００２】

【従来の技術】従来から、鋼管の表面にレピドクロサイ
ト（燐鉄鉱，γ−ＦｅＯＯＨ）や、ゲーサイト（針鉄
鉱，α−ＦｅＯＯＨ）や、化学的に安定な四酸化三鉄
（Ｆｅ₃Ｏ ₄）即ちマグネタイトを人工的に、緻密な状
態で発生させ、これらを不動態皮膜として、その後の錆
びの進行を阻止し、耐候性鋼管とする技術は公知とされ
ているのである。例えば、特開平６−２６４２５６号公
報や、特開平６−１４３４９０号公報や、特開平６−１
５０８１３号公報の如き技術が公知とされている。

【０００３】また、塩素系有機溶剤、及び塩素系有機溶
剤の一種としてのメチレンクロライドは、鋼管洗浄溶液
として使用されており、半導体や鋼管製品の洗浄におい
ては、メチレンクロライド溶液にそのまま鋼管を浸漬す
るという使い方は行われていたのである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の、特開
平６−２６４２５６号公報の技術においては、所定の水
溶液を１週間に１回程度塗布しながら１ヶ月間、大気に
曝露するものであり、その作業と行程が時間の掛かるも
のでありコスト高となり、また塗布という行程を必要と
するので、鋼管の形状が複雑な場合や、パイプの如く内
径部分がある場合には処理が出来ないのである。

【０００５】また、特開平６−１４３４９０号公報に記
載の技術においても、四酸化三鉄の混入した液を鋼管の
表面に塗布するものであり、やはり作業と行程が複雑で
あり、コスト高となり、パイプの内径は処理できず、溶
接や電縫鋼管やシームレス鋼管に加工した後に鋼管の表
面の処理をすることが出来なかったのである。

【０００６】また、特開平６−１５０８１３号公報に記
載の技術においては、ブラウン管用シャドウマスクのマ
スクフレームの不動態皮膜形成に関する技術であり、こ
の技術の場合には、５５０〜６５０℃の高温にした酸化
性雰囲気の中で行う必要があり、通常の建設や土木用の
鋼管の表面の処理においては不可能なのである。特に、
溶接やベンディング加工や、電縫鋼管やシームレス鋼管
等の如く、形状加工した後の鋼管の処理は不可能だった
のである。

【０００７】本発明は、このような従来技術の不具合を
解消するものであり、７０〜１４０℃という低温で、塩
素系溶剤やメチレンクロライドの蒸気と水蒸気により発
生する、塩素イオン（Ｃｌ^-）やメチレン遊離基（−Ｃ
Ｈ₂−）が、真空とした処理タンクＴの内部で、通常よ
りも長い時間活動することにより、酸化されていない物
質を強力に酸化する作用を行うのである。この、塩素イ
オン（Ｃｌ^-）やメチレン遊離基（−ＣＨ₂−）の強力
な酸化作用により、鋼管の表面の鋼組織をマグネタイト
（四酸化三鉄・Ｆｅ₃Ｏ₄）やマグヘマイト（γ−Ｆｅ
₂Ｏ₃）が構成する不導体皮膜に変更してしまうのであ
る。

【０００８】このように、塩素イオン（Ｃｌ^-）やメチ
レン遊離基（−ＣＨ₂−）により、１００℃以下の低温
で、鋼管を不導体皮膜で覆う処理が出来るので、溶接や
ベンディング加工や、電縫鋼管やシームレス鋼管等の如
く、一旦形状加工した後の鋼管を処理しても、改めて変
形することがなく、また、処理液を塗布するのではなく
て、処理タンクの中で、蒸気を当てるだけであるので、
加工した後の複雑な形状の鋼管であっても、またパイプ
の如く内径部分が塗布できない場合でも、蒸気による処
理であるので可能となったのである。また、本処理にお
いては処理後に表面の層が硬化するという硬化も有する
のである。これは鋼の組織が、低温にも関わらず、塩素
イオン（Ｃｌ^-）やメチレン遊離基（−ＣＨ₂−）の強
力酸化作用により、焼入れと同様のマルテンサイト組織
に変化したり、またマグネタイト（四酸化三鉄・Ｆｅ₃
Ｏ₄）やマグヘマイト（γ−Ｆｅ₂Ｏ₃）が鋼の表面
に、析出する結果、鋼の表面の析出硬化という現象によ
り、固くなるのである。

【０００９】また、通常、鋼管を大気に曝露することに
より発生する錆びは、雨や水に濡れた場合に発生する赤
錆びであり、その成分はレピドクロサイト（燐鉄鉱，γ
−ＦｅＯＯＨ）やゲーサイト（針鉄鉱，α−ＦｅＯＯ
Ｈ）である。そして、このように発生した赤錆びは、次
に乾燥すると四酸化三鉄（Ｆｅ₃Ｏ₄）即ちマグネタイ
トを主体とする黒錆びに変化し、この２態様を繰り返す
ことにより、徐々に錆びが成長して、鋼管の腐蝕減量状
態が発生して、強度の低下に繋がるのである。

【００１０】このような場合に発生するレピドクロサイ
ト（燐鉄鉱，γ−ＦｅＯＯＨ）や、ゲーサイト（針鉄
鉱，α−ＦｅＯＯＨ）や、四酸化三鉄（Ｆｅ₃Ｏ₄）即
ちマグネタイトは、粒径の大きな錆びであり、粒径の小
さな緻密な錆びではないのである。故に、上記の如く、
湿気状態と乾燥状態との繰り返しにより、赤錆びと黒錆
びとを繰り返し、腐蝕が成長するのである。これに対し
て、本発明の処理により発生するマグネタイト（四酸化
三鉄・Ｆｅ ₃Ｏ₄）やマグヘマイト（γ−Ｆｅ₂Ｏ₃）
の不動態皮膜は、高熱で焙焼するのではなくて、低温で
静かに処理するのであるから、粒径が小さく、緻密な結
晶状態を構成しており、前記の如く化学変化を発生しな
いので不動態皮膜として作用するのである。

【００１１】このように、粒径が小さく緻密で、結晶格
子が正確に並んだ錆びが発生するのは、塩素系有機溶剤
やメチレンクロライドと水の蒸気が、鋼管の表面を洗浄
する溶剤としての効果も発揮するので、この洗浄した清
浄な鋼管の表面に、マグネタイト（四酸化三鉄・Ｆｅ₃
Ｏ₄）やマグヘマイト（γ−Ｆｅ₂Ｏ₃）の錆びを発生
させることにより、結晶格子が整った不動態皮膜の錆び
が発生するのである。

【００１２】また、塩素系有機溶剤やメチレンクロライ
ドから発生した塩素イオン（Ｃｌ^-）やメチレン遊離基
（−ＣＨ₂−）が鋼管の結晶間隙内に浸透する力が強力
であるので、鋼管の表面からある程度の厚さの内部まで
浸透して、不動態皮膜を構成する力が発生するので、さ
らに確実な不動態皮膜の錆びを構成することが出来るの
である。また該マグネタイト（四酸化三鉄・Ｆｅ
₃Ｏ₄）やマグヘマイト（γ−Ｆｅ₂Ｏ₃）が鋼管の表
面に析出するに際して、鋼管の表面を硬化させることに
より、該不動態皮膜の損傷を防ぐという効果も発揮する
のである。

【００１３】また、本発明は上記従来技術の如く、塩素
系有機溶剤又はメチレンクロライドの溶液に直接に鋼管
を浸漬するのではなくて、塩素系有機溶剤、又は塩素系
有機溶剤としてのメチレンクロライドと水を一旦蒸気化
して、該塩素系有機溶剤・メチレンクロライドの蒸気と
水蒸気を鋼管に当てるものである。故に、鋼管組織空隙
内や、鋼管の内径部分にまで、メチレンクロライドの蒸
気と水蒸気を浸透させて、鋼管組織空隙の内部に侵入し
て付着した付着物を溶出させ洗浄し、それと同時に鋼管
表面に防食性の高い錆びであるマグネタイト（四酸化三
鉄・Ｆｅ₃Ｏ₄）やマグヘマイト（γ−Ｆｅ₂Ｏ₃）の
不動態皮膜を構成し、かつ表面硬化を発生させ、それ以
上の腐食の成長を阻止するものである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明が解決しようとす
る課題は以上の如くであり、次に該課題を解決する為の
手段を説明する。請求項１においては、塩素系有機溶剤
と水を混合して加熱し、該塩素系有機溶剤の蒸気と水蒸
気を発生させ、該塩素系有機溶剤の蒸気と水蒸気を、鋼
管を封入した処理タンク内に充填し、鋼管表面に防食性
の高い錆びにより不動態皮膜を構成したものである。

【００１５】請求項２においては、メチレンクロライド
溶液と水を混合して加熱し、メチレンクロライド蒸気と
水蒸気を発生させ、該メチレンクロライド蒸気と水蒸気
を、鋼管を封入した処理タンク内に充填し、鋼管表面に
防食性の高い錆びにより不動態皮膜を構成するものであ
る。

【００１６】請求項３においては、メチレンクロライド
溶液と水と界面活性剤液を混合して混合液とし、該混合
液を加熱し、メチレンクロライド蒸気と水蒸気と界面活
性剤蒸気を発生させ、該混合蒸気を、鋼管を封入した処
理タンク内に充填し、鋼管表面に防食性の高い錆びによ
り不動態皮膜を構成するものである。

【００１７】請求項４においては、請求項３の鋼管処理
方法において、メチレンクロライド溶液と水と界面活性
剤液の重量比率を、略５・４・１とし、界面活性剤液の
比率は１以下の比率とし、該混合液の加熱温度を７０〜
１４０℃の範囲としたものである。

【００１８】請求項５においては、請求項１又は２又は
３に記載の鋼管処理方法において、処理タンクを真空状
態とし、鋼管を脱気状態で処理するものである。

【００１９】

【作用】次に作用を説明する。本発明の塩素系有機溶剤
の蒸気と水蒸気又は、塩素系有機溶剤及び、塩素系有機
溶剤としてのメチレンクロライド蒸気と水蒸気は、塩素
イオン（Ｃｌ^-）やメチレン遊離基（−ＣＨ₂−）を発
生させるのである。この塩素イオン（Ｃｌ^-）やメチレ
ン遊離基（−ＣＨ₂−）が、真空状態とされた処理タン
クＴの内部で、従来の時間よりも長い時間活動すること
により、強力な酸化力を発生するのである。

【００２０】また、塩素イオン（Ｃｌ^-）やメチレン遊
離基（−ＣＨ₂−）は鋼管Ｗの鋼管組織空隙の部分まで
浸透し、鋼管組織空隙内の付着物や残留物を溶出して、
鋼管組織内部の洗浄を行うのである。該洗浄の操作と同
時に、該鋼管の表面に、マグネタイト（四酸化三鉄・Ｆ
ｅ₃Ｏ₄）やマグヘマイト（γ−Ｆｅ₂Ｏ₃）の錆びを
発生させ、この錆びが不動態皮膜であることにより、そ
の後の錆びにより鋼管の劣化を阻止することが出来るの
である。また、該マグネタイト（四酸化三鉄・Ｆｅ₃Ｏ
₄）やマグヘマイト（γ−Ｆｅ₂Ｏ₃）の析出と同時
に、鋼管の表面が硬化することにより、傷の付きにくい
鋼管とすることが出来るのである。また界面活性剤を付
加して、界面活性剤蒸気をも当てることにより、更に蒸
気の洗浄と不動態皮膜の生成の作用を促進することがで
きる。

【００２１】

【実施例】次に実施例を説明する。塩素系有機溶剤とし
ては、トリクロロエチレン（ＣＨＣｌ＝ＣＣｌ₂）や、
パークロルエチレン（ＣＣｌ₂＝ＣＣｌ₂）、１，１，
１−トリクロロエタン（ＣＨ₃ＣＣｌ₃）や、フロン１
１３（ＣＣｌ₂ＦＣＣｌＦ₂）等がある。メチレンクロ
ライドは、該塩素系有機溶剤の中の１つである。

【００２２】上記塩素系有機溶剤の中でも、最もメチレ
ンクロライドが本鋼管の処理方法において有効である。
該メチレンクロライドは化学式がＣＨ₂Ｃｌ₂で表示さ
れる分子量８４．９３の物質である。化学名は塩化メチ
レンであり、一般名としてメチレンクロライドの他に、
ジクロルメタンとか、二塩化メチレンと呼称される場合
もある。沸点は４０．４℃で、融点は−９６．８℃であ
る。

【００２３】また、界面活性剤は、陰イオン性界面活性
剤と、陽イオン性界面活性剤と、非イオン性界面活性剤
と、両性界面活性剤に分類される。陰イオン性界面活性
剤としては、アルキル硫酸ナトリウム、アミド硫酸ナト
リウム、第二アルキル硫酸ナトリウム、アルキルスルホ
ン酸ナトリウム、アミドスルホン酸ナトリウム、アルキ
ルアリルスルホン酸ナトリウム、アルキルナフタリンス
ルホン酸ナトリウム等がある。

【００２４】また、陽イオン性界面活性剤としては、酢
酸アミン塩、アルキルトリメチルアンモニウムクロリ
ド、ジアルキルメチルアンモニウムクロリド、アルキル
ピリジウムハロゲニド、アルキルジメチルベンジルアン
モニウムクロリド等がある。両性界面活性剤としては、
カルボン酸型、スルホン酸型、硫酸エステル型等があ
る。非イオン性界面活性剤としては、ポリオキシエチレ
ンアルキルフェノール、ポリオキシエチレン脂肪アルコ
ール、ポリオキシエチレン脂肪酸、ポリオキシエチレン
酸アミド、ポリオキシエチレン脂肪アミン、ポリプロピ
レングリゴール等がある。

【００２５】本発明の鋼管処理方法及び装置において
は、アルカリ性が強くなると、Ｃｌ₂が発生しやすくる
なるので、これを回避する必要があり、酸・アルカリに
対して比較的安定した、アルコール系の非イオン界面活
性剤であるポリオキシエチレンアルキルフェノールや、
ポリオキシエチレン脂肪アルコールが、この点において
有効である。しかし、鋼管組織空隙内の付着物を溶出
し、該鋼管の表面にマグネタイト（四酸化三鉄・Ｆｅ₃
Ｏ₄）やマグヘマイト（γ−Ｆｅ₂Ｏ₃）の不動態皮膜
を構成する為には、全ての界面活性剤が有効である。

【００２６】そして、本発明の如く、メチレンクロライ
ド溶液と、水と、界面活性剤液の３者の混合液を加熱す
ると、メチレンクロライド蒸気や水蒸気や界面活性剤蒸
気の他に、次のようなガスや化合物が発生している。即
ち、ＨＣＨＯ、ＨＦ、ＨＣｌ、ＨＢｒ、ＮＨ₃、Ｃｌ₂
（僅少）、ＣＨ₄、ＣＯ、ＣＯ₂、有機酸、有機化合物
である。有機酸としては、りん酸、くえん酸、ピルビン
酸、りんご酸、こはく酸、乳酸、ぎ酸、酢酸、レブリン
酸、ピログルタミン酸、プロピオン酸、いそ酪酸、いそ
吉草酸等である。

【００２７】図１は本発明の鋼管処理方法及び装置の基
本構成図面、図２は鋼管処理方法の行程と手順をバルブ
機構の開閉により示した図面、図３は処理タンクＴと蓋
体２２と鋼管載置台２６の部分の側面図、図４は処理タ
ンクＴに蓋体２２を閉鎖した状態の側面図、図５は蓋体
２２の正面図、図６は処理タンクＴの正面断面図、図７
は鋼管載置台２６の上に鋼管Ｗを載置した状態の正面
図、図８は処理状態における処理タンクＴの内部の断面
図である。

【００２８】図３・図４・図５・図６・図７において、
処理タンクＴと蓋体２２と鋼管載置台２６の構成を説明
する。即ち、処理タンクＴは圧力容器を構成しており、
本発明の鋼管処理方法及び装置においては、脱気状態に
おいて５０Ｔｏｒｒとなり、メチレンクロライドの蒸気
回収時に２００Ｔｏｒｒとなるので、これに耐える程度
の圧力容器に構成されている。このように、処理タンク
Ｔの内部を真空ポンプＰにより真空とすることにより、
内部で発生した塩素イオン（Ｃｌ^-）やメチレン遊離基
（−ＣＨ₂−）の活動時間を長くして、かつ酸素が少な
いことにより酸化力を更に強力にすることが出来るので
ある。

【００２９】そして正面に蓋体２２が設けられており、
該蓋体２２が鋼管載置台２６と一体的に構成されてい
る。該鋼管載置台２６は処理タンクＴの内部に設けられ
た移動レール２５の上で移動し、また蓋体２２は蓋体支
持部２３の下部の移動レール２４の部分で、両者が一体
的に移動可能としている。

【００３０】該蓋体２２と一体的に引出し、挿入される
鋼管載置台２６の上に、処理対象である鋼管Ｗを載置す
るのである。該鋼管載置台２６の部分を処理タンクＴの
内部に挿入した状態で、蓋体２２と処理タンクＴとを密
閉固定し、圧力を掛けるのである。該処理タンクＴの内
側底部に加温・冷却パイプ２０が配置されており、加温
の場合にはボイラーＢより、１００数十℃の水蒸気が供
給される。また冷却の場合には、冷却水タンク１８の冷
却水が供給される。

【００３１】メチレンクロライドと水の混合液は、その
まま処理タンクＴの内部に注入されても良いし、また予
備タンクの部分で混合蒸気の状態として、処理タンクＴ
に供給しても良いのである。図１の実施例においては、
混合液の状態として処理タンクＴの内部に供給すべく構
成している。

【００３２】そして混合液の状態で、加温・冷却パイプ
２０を浸漬する程度まで、混合液を注入した状態で、ボ
イラーＢから１００数十℃の水蒸気を加温・冷却パイプ
２０に供給し、沸点が４０℃であるメチレンクロライド
は勿論、水も蒸気となるのである。本発明においては、
塩素系有機溶剤と水、又はメチレンクロライドと水、又
はこれに界面活性剤を加えた混合液は、図６に示す如
く、液面が最大でも鋼管載置台２６の下までしか成ら
ず、鋼管が混合液に浸漬されることは無いのである。あ
くまで、混合液の蒸気と、蒸気から発生する塩素イオン
（Ｃｌ^-）とメチレン遊離基（−ＣＨ₂−）を鋼管に作
用させて処理するのである。

【００３３】次に図１において、本発明の鋼管処理方法
及び装置の基本構成を説明する。設備としては、処理タ
ンクＴと混合液タンク１４が主体であり、該混合液タン
ク１４の内部に、塩素系有機溶剤と水、またはメチレン
クロライドと水、又はメチレンクロライドと水と界面活
性剤の混合された混合液が投入される。またボイラーＢ
は蒸気をパイプ内に供給し、前述の如く、混合液を蒸気
化するものであり、コンプレッサＣは、処理終了後に処
理タンクＴの内部の混合液を混合液タンク１４に戻す際
に圧力を掛けるものである。

【００３４】また真空ポンプＰは混合液を押し出した後
に、処理タンクＴの内部と鋼管Ｗの鋼管組織空隙の内部
に残っている、塩素系有機溶剤と水、又はメチレンクロ
ライドと水、またはメチレンクロライドと水と界面活性
剤の蒸気を吸引するものである。そして該吸引した蒸気
は、大気中に排出することが出来ないので、コンデンサ
１６において冷却して液化し、コンデンサパイプ２１の
部分から再度混合液タンク１４に戻している。チラー１
５は該コンデンサ１６の内部の冷却水を冷却するもので
ある。またフィルター１９が設けられており、処理タン
クＴからコンプレッサＣにより押し出される混合液内の
ゴミ等の不純物を濾過する。また冷却水タンク１７は、
混合液蒸気を液化する為に使用した冷却水の受け皿であ
る。

【００３５】そして、各部に電磁バルブが配置されてい
る。該電磁バルブは、自動制御装置により、一定時間毎
に開閉すべく構成しており、処理の行程である『鋼管脱
気』，『混合液送り込み』，『鋼管処理』，『混合液冷
却』，『混合液タンク戻し』，『混合液蒸気回収』，
『コンデンサ内部混合液回収』の順に、図２に示す如
く、自動的に開閉操作される。同時に、コンプレッサＣ
とボイラーＢと真空ポンプＰとチラー１５が自動的に駆
動停止される。この処理の１行程は、５〜２４時間で終
了すべく構成されている。

【００３６】次に図２において、鋼管処理方法及び装置
の各行程の電磁バルブの状態を示す。まず『鋼管脱気』
の行程においては、真空ポンプＰが駆動される。そして
真空ポンプＰとコンデンサ１６を連結する回路の電磁バ
ルブ１が開く、またコンデンサ１６と処理タンクＴを連
通する電磁バルブ３も開く。その他の電磁バルブはすべ
て閉鎖されている。これにより、処理タンクＴの内部
は、５０Ｔｏｒｒ程度の真空となり、鋼管Ｗの鋼管組織
空隙内の空気が引き出される。

【００３７】次に『混合液送り込み』の行程において
は、処理タンクＴと混合液タンク１４を連通する電磁バ
ルブ４が開き、他の電磁バルブは閉鎖される。これによ
り混合液タンク１４と処理タンクＴとは略同じレベルに
配置されているので、混合液タンク１４内と処理タンク
Ｔ内が同じレベルになるように、混合液が処理タンクＴ
内に移動する。

【００３８】次に、『鋼管処理』の行程においては、ボ
イラーＢと処理タンクＴとの間の電磁バルブ７と、処理
タンクＴからドレーンを連通する電磁バルブ９が開き、
他の電磁バルブは閉鎖される。これにより、ボイラーＢ
からの高熱蒸気が処理タンクＴ内の加温・冷却パイプ２
０に供給され、処理タンクＴ内の混合液は、メチレンク
ロライド蒸気と水蒸気と界面活性剤蒸気となって、鋼管
Ｗの鋼管組織空隙内に浸透する。この『鋼管処理』の段
階を約６時間行う。

【００３９】次に『混合液冷却』の行程を説明する。こ
の場合には、冷却水タンク１８と処理タンクＴとを連通
する電磁バルブ８と、処理タンクＴと冷却水タンク１７
を連通する電磁バルブ１０が開放される。他の電磁バル
ブは閉鎖されている。これにより、冷却水が加温・冷却
パイプ２０内を通過し、処理タンクＴの内部はメチレン
クロライドの沸点である４０℃以下となるので、メチレ
ンクロライドも水蒸気も薬液に戻るのである。

【００４０】次に『混合液タンク戻し』の行程を説明す
る。この場合には、処理タンクＴ内の空気を逃がす為に
電磁バルブ２が開き、処理タンクＴの下部の電磁バルブ
５と、コンプレッサＣと処理タンクＴを連通する電磁バ
ルブ６が開き、コンプレッサＣが駆動される。またフィ
ルター１９と混合液タンク１４の間の電磁バルブ１２
と、混合液タンク１４と大気を連通する電磁バルブ１３
が開く。これにより処理タンクＴ内にある程度の圧力が
掛かるので、液化した混合液は混合液タンク１４内に押
し戻される。

【００４１】次に、『タンク内部混合液蒸気回収』の行
程について説明する。この場合には、真空ポンプＰが駆
動される。そして真空ポンプＰとコンデンサ１６を連通
する電磁バルブ１と、コンデンサ１６と処理タンクＴを
連通する電磁バルブ３が開く。他の電磁バルブは閉鎖さ
れる。この状態で、真空ポンプＰにより処理タンクＴ内
及び鋼管Ｗの鋼管組織空隙内に浸透したメチレンクロラ
イドの蒸気を回収する。この際の真空度は、２００Ｔｏ
ｒｒ程度まで下げる。次に『コンデンサ内部混合液回
収』の行程においては、大気と連通する電磁バルブ２
と、コンデンサパイプ２１と混合液タンク１４とを連通
する電磁バルブ１１を開く。これにより、コンデンサ１
６のコンデンサパイプ２１の内部に溜まったメチレンク
ロライド等の混合液を、混合液タンク１４に回収するこ
とが出来る。これらの１行程を５〜２４時間で終了する
のである。

【００４２】次に図８において、処理状態に於ける処理
タンクＴの内部の断面図を説明する。処理タンクＴの内
部の下方に、加温・冷却パイプ２０が配置されており、
該加温・冷却パイプ２０の上部に、鋼管載置台２６が移
動可能に配置されている。該鋼管載置台２６の上に鋼管
Ｗが載置されるのである。そして、水Ｗａと界面活性剤
液Ｓとメチレンクロライド溶液Ｍｅの混合液は、該加温
・冷却パイプ２０よりも液位が高く、しかし、鋼管載置
台２６上の鋼管Ｗを浸漬しない程度の液位となるように
注入される。

【００４３】水Ｗａの比重は１．００であり、界面活性
剤液Ｓの比重は１．０４であるので、略同じ液位とな
り、界面活性剤液Ｓは水Ｗａに溶けるので一体的にな
り、図８に示す如く、水Ｗａ＋界面活性剤液Ｓの液層を
構成する。これに対して、メチレンクロライド溶液Ｍｅ
は、比重が１．３３であり、水Ｗａに溶解しないので、
水Ｗａ＋界面活性剤液Ｓの層の下に層を構成するのであ
る。そして、水Ｗａ＋界面活性剤液Ｓの層に配置した加
温・冷却パイプ２０に１６０℃に加熱した水蒸気を供給
すると、加温・冷却パイプ２０の周囲の温度が上昇す
る。該加温・冷却パイプ２０は水Ｗａ＋界面活性剤液Ｓ
の層に配置されており、該部分が先に温度上昇する。

【００４４】徐々に加温・冷却パイプ２０の温度が上昇
し、約４０℃に達すると、メチレンクロライド溶液Ｍｅ
が沸点に達し、メチレンクロライド蒸気に変わり水Ｗａ
＋界面活性剤液Ｓの層を泡となって通過して、鋼管Ｗに
至り、該鋼管Ｗの鋼管組織空隙内に侵入する。鋼管Ｗの
場合には、約７０℃に加熱し、メチレンクロライドの蒸
気が、水Ｗａと界面活性剤液Ｓの液の中を潜り抜けて、
鋼管Ｗに達するような状態で処理を続けるのである。

【００４５】そして該メチレンクロライドＭｅが水Ｗａ
と界面活性剤液Ｓを通過する間に、メチレンクロライド
から発生するＣｌ₂（塩素ガス）を水Ｗａに吸収させ
て、処理に悪影響を与えるＣｌ₂の発生を押さえるので
ある。また、処理タンクＴの内部には、塩素イオン（Ｃ
ｌ^-）やメチレン遊離基（−ＣＨ₂−）が発生し、これ
が、未だ酸化していない不安定な鋼の部分に作用する。
また、該メチレンクロライドの蒸気に、界面活性剤液Ｓ
が附加された状態で、鋼管Ｗの鋼管組織空隙に侵入する
のである。これにより溶出の切れを良くすることが出来
る。

【００４６】このように、水Ｗａと界面活性剤液Ｓとメ
チレンクロライド溶液Ｍｅを、混合液として、加温・冷
却パイプ２０により加温することにより、メチレンクロ
ライドＭｅの蒸気は、水Ｗａと界面活性剤液Ｓを通過し
てから、処理タンクＴ内に蒸発するのでＣｌ₂が少なく
なるのである。該メチレンクロライドの蒸気は、鋼管Ｗ
の穿孔に侵入するのである。また界面活性剤液Ｓが混在
された状態で穿孔内に入るので、付着物を溶出する場合
の切れが良く、また低温でメチレンクロライドの蒸気を
大量に発生することが出来るので、処理タンクＴ内を高
温にして処理する必要がないのである。

【００４７】本実施例においては、鋼管として鉄の場合
の防食性の皮膜であるマグネタイト（四酸化三鉄・Ｆｅ
₃Ｏ₄）とマグヘマイト（γ−Ｆｅ₂Ｏ₃）の発生につ
いて述べたが、本発明の処理の段階において、全ての不
動態皮膜の錆びが、マグネタイト（四酸化三鉄・Ｆｅ₃
Ｏ₄）やマグヘマイト（γ−Ｆｅ₂Ｏ₃）で構成されて
いる。中途の段階において、四酸化三鉄（Ｆｅ₃Ｏ₄）
即ちマグネタイトと同時に、赤錆びの一種であるレピド
クロサイト（燐鉄鉱，γ−ＦｅＯＯＨ）や、ゲーサイト
（針鉄鉱，α−ＦｅＯＯＨ）も一部発生するのである。

【００４８】しかし、最終的には四酸化三鉄（Ｆｅ₃Ｏ
₄）即ちマグネタイトとマグヘマイト（γ−Ｆｅ
₂Ｏ₃）が主体であり、レピドクロサイト（燐鉄鉱，γ
−ＦｅＯＯＨ）やゲーサイト（針鉄鉱，α−ＦｅＯＯ
Ｈ）は僅かとなるので、不動態皮膜が出来る表面は黒錆
びとなっている。

【００４９】

【発明の効果】本発明は以上の如く構成したので、次の
ような効果を奏するのである。請求項１又は２又は３の
如く処理したので、塩素系有機溶剤やメチレンクロライ
ドと水の蒸気により、鋼管の外部・内部の表面の洗浄を
行い、該表面に化学的に安定なマグネタイト（四酸化三
鉄・Ｆｅ₃Ｏ₄）やマグヘマイト（γ−Ｆｅ₂Ｏ₃）を
主体とした不動態皮膜である黒錆びを発生することが出
来るのである。該黒錆びが不動態皮膜であることによ
り、これ以上鋼管の腐蝕が進行しないので、耐候性鋼管
として水道管に使用する場合に、赤錆びにより赤水の発
生がなくなり、鋼管内部に別の合成樹脂ライニングや塗
料の塗布等の操作が必要無くなるのである。

【００５０】また、塩素系有機溶剤やメチレンクロライ
ドと水の混合液から発生する蒸気を、鋼管の内外表面に
当てるだけであるから、内径部分の洗浄と不導体皮膜構
成の処理を簡単にできるのである。故にシームレス鋼管
や電縫鋼管に加工した後であっても、処理タンク内に配
置できれば、簡単に処理することが出来るのである。

【００５１】また、処理時の温度が７０〜１４０℃と低
温であるので、加工後の鋼管であっても、本発明の処理
時に再度歪みや変形や化学的変化を発生することがない
ので、最終製品の鋼管の処理をすることが出来るのであ
る。

【００５２】また、従来は耐候性とする為に、表面に耐
候性塗料を塗布する必要があったが、本発明の処理をす
ることにより、アルミや銅の如く表面に不動態皮膜を強
制的に構成させて、塗料の塗布を省略した状態で使用す
ることが出来るのである。また、より耐候性を増す為
に、本発明の処理を施した後に塗装をしても良いことは
勿論である。

【００５３】また、請求項４の如く、界面活性剤を混合
することにより、鋼管の結晶の内部に侵入しているガス
性のゴミを簡単に除去することができるので、四酸化三
鉄（Ｆｅ₃Ｏ₄）即ちマグネタイトや、マグヘマイト
（γ−Ｆｅ₂Ｏ₃）よりなる不動態皮膜をより緻密で、
結晶が整然としたものとすることが出来るのである。

【００５４】また請求項５の如く、処理タンクの内部を
真空にすることにより、鋼管の表面に構成されるマグネ
タイト（四酸化三鉄・Ｆｅ₃Ｏ₄）やマグヘマイト（γ
−Ｆｅ₂Ｏ₃）の結晶粒径を小にして、結晶格子を整然
としたものとすることが出来るのである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の鋼管処理方法及び装置の基本構成図
面。

【図２】鋼管処理方法の行程と手順を、バルブ機構の開
閉により示した図面。

【図３】処理タンクＴと蓋体２２と鋼管載置台２６の部
分の側面図。

【図４】処理タンクＴに蓋体２２を閉鎖した状態の側面
図。

【図５】蓋体２２の正面図。

【図６】処理タンクＴの正面断面図。

【図７】鋼管載置台２６の上に鋼管Ｗを載置した状態の
正面図。

【図８】処理状態における処理タンクＴの内部の断面
図。

【符号の説明】

Ｍｅメチレンクロライド溶液ＣコンプレッサＢボイラーＴ処理タンクＰ真空ポンプＷ鋼管Ｗａ水Ｓ界面活性剤液１４混合液タンク１５チラー１６コンデンサ１８冷却水タンク２１コンデンサパイプ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C23C 8/00 - 8/80 B05F 7/00 - 21/00 C23F 11/00 - 11/18

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】塩素系有機溶剤と水を混合して加熱し、
該塩素系有機溶剤の蒸気と水蒸気を発生させ、該塩素系
有機溶剤の蒸気と水蒸気を、鋼管を封入した処理タンク
内に充填し、鋼管表面に防食性の高い錆びにより不動態
皮膜を構成することを特徴とする鋼管処理方法。
【請求項２】メチレンクロライド溶液と水を混合して
加熱し、メチレンクロライド蒸気と水蒸気を発生させ、
該メチレンクロライド蒸気と水蒸気を、鋼管を封入した
処理タンク内に充填し、鋼管表面に防食性の高い錆びに
より不動態皮膜を構成することを特徴とする鋼管処理方
法。
【請求項３】メチレンクロライド溶液と水と界面活性
剤液を混合して混合液とし、該混合液を加熱し、メチレ
ンクロライド蒸気と水蒸気と界面活性剤蒸気を発生さ
せ、該混合蒸気を、鋼管を封入した処理タンク内に充填
し、鋼管表面に防食性の高い錆びにより不動態皮膜を構
成することを特徴とする鋼管処理方法。
【請求項４】請求項３の鋼管処理方法において、メチ
レンクロライド溶液と水と界面活性剤液の重量比率を、
略５・４・１とし、界面活性剤液の比率は１以下の比率
とし、該混合液の加熱温度を７０〜１４０℃の範囲とし
たことを特徴とする鋼管処理方法。
【請求項５】請求項１又は２又は３に記載の鋼管処理
方法において、処理タンクを真空状態とし、鋼管を脱気
状態で処理することを特徴とする鋼管処理装置。