JP2004017352A - 管路内面へのポリエチレン管の成形工法 - Google Patents

管路内面へのポリエチレン管の成形工法 Download PDF

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池 宣勝
Hiroaki Kaneko
金子 裕章
Yoshinari Okano
岡野 良成
Kenji Oshima
大島 謙二
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Abstract

【課題】ライニング施工の作業効率化と、ライニング層の強化を図ることができる管路内面へのポリエチレン管の成形工法を提供する。
【解決手段】熱可塑性のポリエチレン管2を管路1内面に成形する工法であって、ポリエチレン管2を管路1内に挿入すること、管路1内に挿入されたポリエチレン管2の両端開口部を管路1の両端開口部に固定すること、管路1内に固定されたポリエチレン管2内にヒータ4を挿入すること、及び管路1の両端開口部を蓋5,5’により閉塞することからなる予備工程と、予備工程において管路1内に設置されたポリエチレン管2内に加圧液6を注入すること、及びポリエチレン管2内の加圧液6をヒータ4により加熱することからなる成形工程とを含み、ポリエチレン管2内においてヒータ4により加熱された加圧液6でポリエチレン管2を管路1内面に成形するものである。
【選択図】 図5

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、管路内へのポリエチレン管の成形工法に関し、詳しくは、老朽化した既設管の更新に適用されるもので、特に、管路におけるライニング施工の作業効率化と、ライニング層の強化とを図ることができる管路内面へのポリエチレン管の成形工法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、この種の老朽化した既設管の更新に適用される管路のライニング工法の主なものとしては、気流によるライニング工法,ピグによるライニング工法及び樹脂プラグによるライニング工法等が知られているが、いずれも液体のライニング材を移動させることにより管路をライニングするものであるから、ライニング層は比較的に薄いものであり、しかも、液体のライニング材は管路の奥深いライニング箇所への供給あるいは適量給送等、ライニング施工にあたって取り扱い難いという不都合もある。
【0003】
これに対して、固体のライニング材を移動させることなく管路にライニングする工法が特開昭50−94522号公報に開示されており、すなわち、図7を参照して、該公報に、「チューブaが管b内に挿入されたのちはチューブaの端縁を挟んで管bの両端にキャップc,dを気密に取着し、キャップdはバルブeを備えた通気管に接続されている。しかして、チューブaの管b内面への付着は、最初バルブfを閉止し、バルブeを開放しておく。次にバルブfを徐々に開いて、加熱器gを通して加熱された圧縮空気を接続管hを介してチューブaの内部へ送入する。これによってチューブa内の冷えた空気がバルブeを介して排出され、チューブa内の温度が上昇するにつれて、次にバルブeを徐々にしぼり、所定の温度に達したならばエヤーレシーバiについている圧力計jを見ながら所定の圧力に一定に保つようにバルブeのしぼりを合わせる。すなわち、チューブaの内部が所定の一定温度および圧力になったならば数分ないし数時間その状態を維持してチューブaを管bの内面に圧着かつ融着させるものである。」と記載されているように、公報に開示されている管路のライニング工法は、管路内に挿入された熱可塑性のチューブからなるライニング材を予め加熱された圧縮空気により管路の内面に圧着かつ融着することにより、管路の内面にチューブをライニングするものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の技術における管路の内面ライニング工法においては、チューブからなるライニング材を加熱された圧縮空気により管路の内面に圧着かつ融着して管路の内面にライニングするにあたり、圧縮空気を管路外において予め加熱し、管路外で加熱された圧縮空気を接続管を介してチューブの内部へ送入するものであるから、管路外で加熱された圧縮空気は、接続管及び地中に埋設された管路により冷却されるため、地中に埋設された管路に対するチューブの融着に長時間を要し、しかもこの融着時間は、ライニング施工対象の管路が細長い管路である場合に顕著であり、ライニング施工の作業効率が低下するという不都合があった。
【0005】
また、チューブを管路の内面にライニングするにあたり、圧縮空気を管路外において予め加熱し、管路外で加熱された圧縮空気を接続管を介してチューブの内部へ送入するもので、管路外で加熱された圧縮空気は、接続管及び地中に埋設された管路により冷却されるものであるから、地中に埋設された管路に対してチューブを融着するためには、チューブを薄肉に形成する必要があり、この薄肉に形成されたチューブによるライニングによって、ライニング層の強度の低下を招くという不都合があった。
【0006】
本発明は、上記従来の技術における問題点を解決するもので、ライニング施工の作業効率化と、ライニング層の強化を図ることができる管路内面へのポリエチレン管の成形工法を提供することを目的とするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項1に係る発明は、熱可塑性のポリエチレン管を管路内面に成形する工法であって、ポリエチレン管を管路内に挿入すること、管路内に挿入されたポリエチレン管の両端開口部を管路の両端開口部に固定すること、管路内に固定されたポリエチレン管内にヒータを挿入すること、及び管路の両端開口部を蓋により閉塞することからなる予備工程と、予備工程において管路内に設置されたポリエチレン管内に加圧液を注入すること、及びポリエチレン管内の加圧液をヒータにより加熱することからなる成形工程とを含み、ポリエチレン管内においてヒータにより加熱された加圧液でポリエチレン管を管路内面に成形するものである。
【0008】
請求項1に係る発明によれば、管路内に両端開口部が固定されたポリエチレン管内にヒータを挿入する予備工程と、ポリエチレン管内においてヒータにより加熱された加圧液でポリエチレン管を管路内面に成形する成形工程とを含むものであるから、ポリエチレン管内に挿入されたヒータによりポリエチレン管内において注入された加圧液を加熱することができるので、管路内に設置されたポリエチレン管からなるライニング材は、ポリエチレン管内で加熱された加圧液により熱効率よく溶融されると共に、溶融されたライニング材を加熱された加圧液により管路内面にライニング層を成形することができるため、ライニング施工の作業効率化を図ることができる。
【0009】
また、管路内に設置されたポリエチレン管からなるライニング材は、ポリエチレン管内で加熱された加圧液により熱効率よく溶融されると共に、溶融されたライニング材を加熱された加圧液により管路内面にライニング層を成形することができるから、ライニング材として厚肉のポリエチレン管を適用することが可能となり、これによりライニング層を厚肉に成形することができ、ライニング層の強化を図ることができる。
【0010】
さらに、管路内に固定されたポリエチレン管内にヒータを挿入する予備工程と、これに続くポリエチレン管内においてヒータにより加熱された加圧液でポリエチレン管を管路内面に成形する成形工程とによる、厚肉によって強化されたライニング層がポリエチレン樹脂で構成されることにより、既設管が腐食して消滅するようなことがあったとしても、ライニング層のみによって都市ガス管等としての要求性能を維持することができる。
【0011】
請求項2に係る発明は、請求項1に記載の発明において、ヒータは、棒状に形成されていると共に、支持脚によりポリエチレン管の内面に支持されているものである。
【0012】
請求項2に係る発明によれば、ヒータは、棒状に形成されているものであるから、長尺の管路においてもポリエチレン管内に挿入された棒状に形成されたヒータによりポリエチレン管内において注入された加圧液を効率よく加熱することができ、また、支持脚によりポリエチレン管の内面に支持されているものであるから、ポリエチレン管内に挿入された棒状に形成されたヒータによりポリエチレン管内において注入された加圧液を均一に加熱することができる。
【0013】
請求項3に係る発明は、請求項1に記載の発明において、管路内面には、予め、液状樹脂によるコーティング層を形成すると共に、コーティング層の表面に粉末樹脂を気流により散着させるものである。
【0014】
請求項3に係る発明によれば、管路内面に、予め、液状樹脂によるコーティング層の表面に粉末樹脂を散着させているから、ポリエチレン管を管路内に挿入するにあたって、管路内面に散着されている粉末樹脂により滑りがよく、ポリエチレン管を管路内に容易に挿入することができ、また、ポリエチレン管内においてヒータにより加熱された加圧液でポリエチレン管を管路内面に成形する際に、粉末樹脂も溶融して液状樹脂と共にポリエチレン管を管路内面に融着させることにより、さらに厚肉のライニング層を成形することができ、ライニング層の強化を図ることができる。
【0015】
請求項4に係る発明は、請求項1に記載の発明において、管路は、径の異なる管路が連続する異径管路である。
【0016】
請求項4に係る発明によれば、ポリエチレン管内に挿入されたヒータによりポリエチレン管内において注入された加圧液を加熱することにより、管路内に設置されたポリエチレン管からなるライニング材は、ポリエチレン管内で加熱された加圧液により熱効率よく溶融されるので、異径管路であっても、溶融されたライニング材を加熱された加圧液により異径管路の内面にライニング層を容易に成形することができる。
【0017】
【発明の実施の形態】
本発明は、老朽化した既設管の管路内に熱可塑性のポリエチレン管を挿入して老朽化した既設管を更新するにあたり、比較的に肉厚に形成されたポリエチレン管を管路内面に成形することができる管路内面へのポリエチレン管の成形工法に関するものであり、更新される管路としては、比較的に小口径(25〜200mm)のガス導管,通信管路,電力管路等に適用される。
【0018】
本発明をその実施の形態について図面に示した一実施例を参照して説明する。本発明は、老朽化した既設管の管路1の内面に熱可塑性のポリエチレン管2を成形する工法であって、ポリエチレン管2を管路1内に挿入すること、管路1内に挿入されたポリエチレン管2の両端開口部を管路1の両端開口部に固定すること、管路1内に固定されたポリエチレン管2内にヒータ4を挿入すること、及び管路1の両端開口部を蓋5,5’により閉塞することからなる予備工程と、予備工程において管路1内に設置されたポリエチレン管2内に加圧液6を注入すること、及びポリエチレン管2内の加圧液6をヒータ4により加熱することからなる成形工程とを含むものであり、先ず、本発明の管路1内面へのポリエチレン管2の成形工法における予備工程について、図1〜図5を参照しながら説明する。
【0019】
予備工程は、図1に示す、管路1の内面に液状樹脂71によるコーティング層7を形成する工程と、図2に示す、液状樹脂71によるコーティング層7の表面に粉末樹脂8を散着させる工程と、図3に示す、内面に粉末樹脂8が散着された管路1内にライニング材であるポリエチレン管2を挿入する工程と、図4に示す、管路1内に挿入されたポリエチレン管2の両端開口部を管路1の両端開口部に固定する工程と、図5に示す、管路1内に固定されたポリエチレン管2内にヒータ4を挿入する工程、及びポリエチレン管2内にヒータ4を挿入した後に、管路1の両端開口部を蓋5,5’により閉塞する工程とから構成されている。
【0020】
液状樹脂71によるコーティング層7の形成工程においては、管路1内に挿入された液状樹脂71を牽引索73に連結されたコーティングピグ72で牽引することにより、管路1の内面に液状樹脂71によるコーティング層7が形成される。
【0021】
粉末樹脂8の散着工程においては、管路1の一端の開口部に、上部にホッパー82に連通する散布口83を有すると共に一端が閉塞蓋84により閉塞され他端に開口部を有する粉末樹脂散布器81の開口部を接続し、管路1の他端の開口部に、通気性を有する粉末樹脂捕集袋85の開口部を接続し、粉末樹脂散布器81の閉塞蓋84に給気管86を介して送風機87を接続して管路1内に送風することにより、粉末樹脂8を散布して管路1内面の液状樹脂71によるコーティング層7に粉末樹脂8を散着させる。なお、液状樹脂71のコーティング層7に付着されなかった粉末樹脂8は粉末樹脂捕集袋85で捕捉される。
【0022】
ポリエチレン管2の挿入工程においては、比較的に厚肉に形成されたポリエチレン管2を管路1内に挿入治具21により挿入するので、先ず、挿入治具21について説明すると、挿入治具21は、先端部において牽引部22の両側部に一体的に固定された対向するスチールベルト23,23により構成されており、牽引部22には先端側に牽引索24が連結され、対向するスチールベルト23,23は、更新される既設管の管路1の長さに相当する長尺に形成されている。
【0023】
次に、管路1に挿入されるポリエチレン管2について説明すると、ポリエチレン管2は、熱可塑性のポリエチレン樹脂により構成されており、管軸方向の折り目により断面U字状に折り畳まれて管路1に挿入されるものであり、折り畳まれたポリエチレン管2は概ね扁平状を呈するため、埋設管への挿入時や曲管内の挿通時においても湾曲変形し易いので、比較的に厚肉に形成されたポリエチレン管2に適用することが可能であり、熱可塑性のポリエチレン管2としては、塩化ビニル管,ポリブテン管,ポリアミド管等であってもよい。
【0024】
この熱可塑性のポリエチレン管2を上述した挿入治具21により管路1内へ挿入する工程について説明すると、ポリエチレン管2を管軸方向の折り目により断面U字状に折り畳み、折り畳まれたポリエチレン管2を前記挿入治具21の対向するスチールベルト23,23により両側から挟み、スチールベルト23,23により両側から挟まれたポリエチレン管2をスチールベルト23,23で誘導しながら牽引索24により管路1内に引き込むのであるが、この際、管路1内面で拘束された対向するスチールベルト23,23の規制間隔と折り畳まれたポリエチレン管2の復元力とにより、対向するスチールベルト23,23でポリエチレン管2を挟持して管路1内に引き込むことができ、管路1内に引き込まれたポリエチレン管2の後端部を支持すると共に挿入治具21を管路1内から引き抜くことにより、ポリエチレン管2を管路1内に挿入することができ、しかも、管路1内面に対するスチールベルト23,23の側縁による線接触によりポリエチレン管2を誘導することができるため、管路1内面との摩擦が小さく、曲管路に対してもポリエチレン管2を多大な労力を要することなく、熱可塑性のポリエチレン管2を管路1内に容易に挿入することができる。
【0025】
ポリエチレン管2の固定工程においては、挿入治具21により管路1内へ挿入された熱可塑性の折り畳まれた状態のポリエチレン管2は、このポリエチレン管2の両端開口部を管路1の両端開口部に対して内側からリテーナバンド3,3’で挟着により固定されるが、リテーナバンド3,3’は、一箇所が切離された環体からなり、その切離部に楔を打ち込んで環体を大径化させることにより、ポリエチレン管2の開口部を管路1の開口部に対して挟着するものである。
【0026】
ヒータ4の挿入工程においては、管路1内に固定されたポリエチレン管2内に棒状のヒータ4を挿入し、ヒータ4はポリエチレン管2の内面に支持脚41により支持されるが、棒状のヒータ4はポリエチレン管2内への挿入を容易にするために可撓性を有し、ヒータ4の支持脚41は放射方向の複数の弾発線条からなると共に、棒軸方向に間隔をおいて複数箇所に設けられ、折り畳みにより変形しているポリエチレン管2内ないしは後の工程における復元されたポリエチレン管2内において、ヒータ4は放射方向の支持脚41の弾発力により常にポリエチレン管2内の中心部に支持されるようになっている。
【0027】
蓋5,5’の閉塞工程においては、ポリエチレン管2内にヒータ4を挿入した後に、管路1の両端開口部は蓋5,5’により閉塞されるが、後の工程における加圧液6の注入側を閉塞する蓋5は、注入口51を管路1の開口部の下方に位置させて閉塞し、空気の排出側を閉塞する蓋5’は、排出口51’を管路1の開口部の上方に位置させて閉塞することにより、後の工程における蓋5の注入口51からの加圧液6の注入時に、蓋5’の排出口51’から空気を容易に排出することができ、また、後の工程における蓋5の注入口51からの加圧液6の排出時に、注入口51から加圧液6を容易に排出することができる。なお、蓋5の閉塞時には、ヒータ4自体またはヒータ4のリード線42を蓋5に気密に貫通支持させる。
【0028】
本発明の管路1内面へのポリエチレン管2の成形工法における予備工程は上記のように構成されており、次に、この予備工程において管路1内に設置されたポリエチレン管2を管路1内面に成形する成形工程を図5に基づいて説明する。
成形工程は、予備工程において管路1内に設置されたポリエチレン管2内に加圧液6を注入する工程と、ポリエチレン管2内の加圧液6をヒータ4により加熱する工程とから構成されており、加圧液6としては直管路1の場合は加熱温度が100℃の水でもよいが、異径管路11の場合は加熱温度が130〜160℃の油液が好ましい。
【0029】
加圧液6の注入工程においては、供給弁6aと排出弁6bとを開成することにより、貯液タンク61内の液は逆転可能なギヤポンプ62の駆動により予熱ヒータ63で予熱された後、連通路64を介して蓋5の注入口51からポリエチレン管2内に注入されると共に、ポリエチレン管2内の空気は蓋5’の排出口51’から連通路65を介して貯液タンク61へ排出されるが、ポリエチレン管2内に液が充満した段階で排出弁6bを閉成することにより、ポリエチレン管2内に充満された液は加圧され、この加圧液6によりポリエチレン管2内の内圧は上昇される。
【0030】
加圧液6の加熱工程においては、ポリエチレン管2内に液が充満した段階でヒータ4に通電することにより、ポリエチレン管2内に充満された液を加熱するのであるが、このヒータ4によるポリエチレン管2内に充満された液の加熱は、ポリエチレン管2内に充満された液の加圧と同時でもよく、また、相前後してもよく、要は、ヒータ4により加熱されたポリエチレン管2が加圧液6により管路1内面に成形されればよく、この際、ポリエチレン管2はその内部に挿入されたヒータ4により加熱されるものであるから、熱効率よく溶融されるので、ライニング材として厚肉のポリエチレン管2を適用することが可能となることは勿論のこと、ライニング対象管路が異径管路11であっても、ポリエチレン管2内に挿入されたヒータ4で加熱された加圧液6により異径管路11の内面に厚肉のポリエチレン管2を容易に成形することができる。なお、ライニング材としてポリエチレン管2の肉厚の大小により、ギヤポンプ62のバイパス路66に介装された調圧弁6cを調節することにより、加圧液6の加圧量を調整することができ、また、予熱ヒータ63は必要に応じて使用し、必ずしも使用する必要はない。
【0031】
管路1内面へのポリエチレン管2によるライニング層の成形が終了したならば、調圧弁6cを閉成し排出弁6bを開成して、ギヤポンプ62を逆転駆動することにより、管路1内の液を蓋5の注入口51側から貯液タンク61内へ還流させることができ、管路1の両端開口部の蓋5,5’を取り外し、管路1内面に成形されたライニング層が固化した後に、ヒータ4を引き抜いて成形作業を完了する。
【0032】
【発明の効果】
本発明は上記のように構成されており、ポリエチレン管内に挿入されたヒータによりポリエチレン管内において注入された加圧液を加熱することができるから、管路内に設置されたポリエチレン管からなるライニング材は、ポリエチレン管内で加熱された加圧液により熱効率よく溶融されると共に、溶融されたライニング材を加熱された加圧液により管路内面にライニング層を成形することができるため、ライニング施工の作業効率化を図ることができる。
【0033】
また、管路内に設置されたポリエチレン管からなるライニング材は、ポリエチレン管内で加熱された加圧液により熱効率よく溶融されると共に、溶融されたライニング材を加熱された加圧液により管路内面にライニング層を成形することができるから、ライニング材として厚肉のポリエチレン管を適用することが可能となり、これによりライニング層を厚肉に成形することができ、ライニング層の強化を図ることができる。
【0034】
さらに、管路内に固定されたポリエチレン管内にヒータを挿入する予備工程と、これに続くポリエチレン管内においてヒータにより加熱された加圧液でポリエチレン管を管路内面に成形する成形工程とによる、厚肉によって強化されたライニング層がポリエチレン樹脂で構成されることにより、既設管が腐食して消滅するようなことがあったとしても、ライニング層のみによって都市ガス管等としての要求性能を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】ポリエチレン管が成形される管路内面に、液状樹脂によるコーティング層を形成している状態を示す説明図である。
【図2】管路内面に形成した液状樹脂によるコーティング層の表面に、粉末樹脂を気流により散着させている状態を示す説明図である。
【図3】粉末樹脂を散着させた管路内に、ポリエチレン管を挿入している状態を示す説明図である。
【図4】粉末樹脂を散着させた管路に、ポリエチレン管を固定した状態を示す説明図である。
【図5】管路内面に、ポリエチレン管を成形している状態を示す説明図である。
【図6】異径管路内面に、ポリエチレン管を成形している状態を示す説明図である。
【図7】従来のチューブによるライニング工法を示す説明図である。
【符号の説明】
1   管路
11  異径管路
2   ライニング材としてのポリエチレン管
4   ヒータ
41  支持脚
5,5’蓋
6   加圧液
7   コーティング層
71  液状樹脂
8   粉末樹脂

Claims (4)

  1. 熱可塑性のポリエチレン管を管路内面に成形する工法であって、ポリエチレン管を管路内に挿入すること、管路内に挿入されたポリエチレン管の両端開口部を管路の両端開口部に固定すること、管路内に固定されたポリエチレン管内にヒータを挿入すること、及び管路の両端開口部を蓋により閉塞することからなる予備工程と、予備工程において管路内に設置されたポリエチレン管内に加圧液を注入すること、及びポリエチレン管内の加圧液をヒータにより加熱することからなる成形工程とを含み、ポリエチレン管内においてヒータにより加熱された加圧液でポリエチレン管を管路内面に成形することを特徴とする管路内面へのポリエチレン管の成形工法。
  2. 前記ヒータは、棒状に形成されていると共に、支持脚によりポリエチレン管の内面に支持されていることを特徴とする請求項1に記載された管路内面へのポリエチレン管の成形工法。
  3. 前記管路内面には、予め、液状樹脂によるコーティング層を形成すると共に、コーティング層の表面に粉末樹脂を気流により散着させることを特徴とする請求項1に記載された管路内面へのポリエチレン管の成形工法。
  4. 前記管路は、径の異なる管路が連続する異径管路であることを特徴とする請求項1に記載された管路内面へのポリエチレン管の成形工法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008023825A (ja) * 2006-07-20 2008-02-07 Kando:Kk 屈曲管路のホース材引き込みライニング工法

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