レーザークリーニングによる鋼材表面塗装膜の分離・除去

Separation/removal of steel surface coating film by laser cleaning

山根 いくみ; 高橋 信雄; 澤山 兼吾; 西脇 大貴; 松本 孝志; 小川 潤平; 野村 光生; 有馬 立身*

Yamane, Ikumi; Takahashi, Nobuo; Sawayama, Kengo; Nishiwaki, Hiroki; Matsumoto, Takashi; Ogawa, Jumpei; Nomura, Mitsuo; Arima, Tatsumi*

人形峠環境技術センターの設備解体撤去による解体物の発生予想量は全体で約13万トンである。そのうち放射性廃棄物でない廃棄物(以下NR: Nonradioactive wasteという)となる非放射性廃棄物は約80%である。しかしながら、このNR対象となる鋼材の一部には汚染された可能性を否定できないものがあり、これらについては汚染が疑われる部分の表面塗装膜を分離・除去させた後、搬出のためのサーベイを実施してからNRとしている。現在の分離・除去方法ではグラインダー等の回転研磨工具による手作業を採用しているが、この方法は粉塵の飛散と吸入防止のためのグリーンハウスの設置や作業員のタイベックスーツと全面マスクの着用を必要とする。このため、分離・除去方法のさらなる改良による作業の短時間化(低コスト化)、作業員への負荷低減、そして、過剰な研磨による二次廃棄物発生の抑制が望まれている。そこで本研究では、工事現場等で塗装膜分離・除去に使用されるレーザークリーニング技術に着目した。NR対象物の塗装膜分離・除去技術の向上を目的とし、レーザークリーニング装置を用いたNR鋼材表面塗装膜の分離・除去性能評価、高速度カメラによる塗装膜飛散挙動の観測と塗装膜回収方法の検討、鋼材表面の粉体に対するレーザー分離・除去性能評価、鋼材表面上のウラン化合物の熱力学的評価を行った。またこれらに基づいて、今後のレーザークリーニング技術の導入による実作業への適合性についても検討して今後の展開について整理した。

We have dismantled uranium enrichment facilities in Ningyo-toge Environmental Engineering Center since their operation finished in 2001, and the total amount of metallic wastes is estimated to be about 130 thousand tons. Eighty percent of them can be disposed as nonradioactive waste (NR), but there are some steel parts possibly uranium-contaminated. We need removing painted surface of such steels and radiologically surveying to dispose them as NRs. Though painted surfaces have been conventionally removed through hand working with grinders, this manual work requires installation of green house, protective clothing, and full-face mask, in order to prevent dispersion and inhalation of airborne dusts. We desire further developments of surface cleaning techniques to reduce time, cost, workload, and secondary waste generation caused by excessive grinding. Therefore, in this study, we focused on the laser cleaning technology used for the separation and removal of paint films at construction sites. In order to improve the coating separation and removal technology for NR objects, we evaluated the coating separation and removal performance of NR steel surface by laser cleaning system, observed the coating scattering behavior by high-speed camera and investigated the coating recovery method, evaluated the laser separation and removal performance of steel surface powder, and thermodynamically evaluated the uranium compounds on steel surface. We additionally evaluated the feasibility of laser cleaning techniques in our works basing on these results, and discussed future work plans for further developments of laser cleaning techniques.