JP2006250183A - 樹脂被覆鋼管、樹脂被覆鋼管の接続部の被覆部材及び樹脂被覆鋼管の接続部の被覆構造 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、樹脂被覆鋼管の接続部を被覆するにあたり、該樹脂被覆鋼管の防食層と被覆部材との接合部の接合強度をより高めることができる防食樹脂被覆鋼管、樹脂被覆鋼管の接続部の被覆部材及び樹脂被覆鋼管の接続部の被覆構造を提供することを目的としている。
【解決手段】本発明の一態様は、鋼管の外周が樹脂を主体とした防食層で被覆された樹脂被覆鋼管であって、前記防食層は波長が９４０ｎｍ近傍のレーザ光を７０％以上吸収するレーザ光吸収部を外周面に有する樹脂被覆鋼管である。ここで「近傍」とは、具体的には９４０ｎｍを中心波長として±３％の範囲をいう。
【選択図】図１

Description

本発明は、樹脂被覆鋼管、樹脂被覆鋼管の接続部の被覆部材及び樹脂被覆鋼管の接続部の被覆構造に係り、特に樹脂被覆鋼管の接続部を被覆部材で被覆して防食するため樹脂被覆鋼管の防食層と該被覆部材を接合するにあたりレーザを使用して接合するに好適な樹脂被覆鋼管、樹脂被覆鋼管の接続部の被覆部材及び樹脂被覆鋼管の接続部の被覆構造に関するものである。

埋設ガス配管において、地中に埋設された後の配管の腐食を防止するために、表面をポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン等のオレフィン系樹脂などの防食層で被覆した鋼管が使用されている。この樹脂被覆鋼管同士を接続する場合、図９に示すように、鋼管９１の端部を覆う樹脂を主体とした防食層９２を所定の長さだけ剥離して鋼管９１を剥き出しにしてから溶接される。この接続部９３についても腐食を防止するために、該接続部９３の表面に防食機能を備えた被覆部材を密着させ、該接続部９３を被覆することが行われている。その被覆方法としては、従来、周囲の防食層９２を含むように接続部９３の周りに巻設された熱収縮性を有する被覆部材である熱収縮チューブＴをガスバーナ等で人手により加熱することで収縮させ、接続部９３に密着させ、接続部９３を被覆するものが採用されてきた。

ところで、近年、配管を地中に埋設するにあたり交通事情や工事公害などの面から有利な非開削工法が徐々に採用されつつある。この非開削工法では、地表面を開削せずに配管を打ち込んだり押し込んだり地中を推進して埋設する。このため、上記したように接続部を熱収縮チューブで被覆した場合には、熱収縮チューブを加熱するときの加熱の不均一さに起因する密着不良のために周囲の土砂などとの摩擦力によって熱収縮チューブが接続部から剥離したり破損したりすることがあった。

この問題を解決する被覆方法の一例が下記特許文献１、２に開示されている。
特許文献１の被覆方法は、導電性の微粉末を練り込んだホットメルト系の接着剤が内面に塗布された架橋ポリエチレンの熱収縮チューブを周囲の防食層を含むように接続部に巻設し、微粉末を加熱して接着剤を溶融させ、被覆用チューブを防食層及び接続部に密着させるものである。この方法によれば、混入された導電性の微粉末により接着剤は均一に加熱溶融されるので被覆用チューブ接合部およびその周囲の防食層に均一に密着され、優れた防食効果を得ることができるという利点がある。しかしながら、この方法では、防食層と熱収縮チューブを接合している接着剤が地中の雰囲気のために腐食して隙間が生じ、その隙間から水分等が侵入するおそれがあった。さらに、導電性微粉末を練り込んだ接着剤が塗布された特殊な熱収縮チューブを用意する必要があるという問題があった。

このような熱収縮チューブを使用する代わりに、接続部を包囲するように巻設された透明な樹脂を主体とした被覆部材を防食層にレーザ光で接合することが検討されている。例えば特許文献２の被覆方法は、レーザ光に対して吸収性を有する樹脂部材からなるパイプ形状品（防食層）を、レーザ光に対して透過性を有する樹脂部材からなる継手（被覆部材）に挿入し、該継手側からレーザ光を照射して両者をレーザ溶着するものであり、防食層と被覆部材はそれら同士が溶融・固化して接合されるので接合部に腐食等が生じにくく、さらに、防食層は通常有色でレーザ光吸収性を有するので特殊な部材を用意しなくてよいという利点がある。
特開平７−９１５８８号公報 特開２００４−９０６２８号公報

特許文献２に記載された被覆方法は、原理的には優れたものであるが、本願発明者らが検討したところ、上記非開削工法等において使用される樹脂被覆鋼管の接続部を被覆するものとして適用するためには防食層と被覆部材との接合強度をさらに向上すべく改良すべき点があることが判った。

本発明は、上記従来の技術の問題点を鑑みてなされたものであり、樹脂被覆鋼管の接続部を被覆するにあたり、該樹脂被覆鋼管の防食層と被覆部材との接合部の接合強度をより高めることができる防食樹脂被覆鋼管、樹脂被覆鋼管の接続部の被覆部材及び樹脂被覆鋼管の接続部の被覆構造を提供することを目的としている。

本願発明者らは、上記課題を解決するため種々検討し、樹脂を主体とした被覆部材を使用して防食層を被覆するにあたっては、被覆部材においてレーザ光透過性の高い、波長が８００ｎｍ近傍から１０００ｎｍ近傍のレーザ光、いわゆる半導体レーザを用いることが望ましいことを知見した。また、更に検討を進め、特に波長が９４０ｎｍ近傍のレーザ光を使用することで防食層と被覆部材との接合強度がより高い接合部を得ることができることを知見した。これは、例えば波長が９４０ｎｍのレーザ光を吸収するレーザ吸収部を形成したポリプロピレン系の樹脂を主体とする被覆部材の該レーザ吸収部に波長が９４０ｎｍのレーザ光を照射した場合、被覆部材におけるレーザ光透過率が９０％程度、レーザ吸収部におけるレーザ光吸収率が７０％程度と、その他の波長に比べて樹脂におけるレーザ光透過率およびレーザ光吸収部におけるレーザ光吸収率が格段に優れている点に起因する。したがって、防食層または被覆部材のいずれかに波長が９４０ｎｍのレーザ光を吸収するレーザ光吸収部を設けることにより、他の波長のレーザ光を使用する場合に比べ、同一の熱量を与えた場合でも防食層と被覆部材の境界はより加熱溶融され、もって相互の樹脂の溶け込みが大きくなるので接合強度が向上するものである。

かかる知見による本発明の一態様は、鋼管の外周が樹脂を主体とした防食層で被覆された樹脂被覆鋼管であって、前記防食層は波長が９４０ｎｍ近傍のレーザ光を７０％以上吸収するレーザ光吸収部を外周面に有する樹脂被覆鋼管である。ここで「近傍」とは、具体的には９４０ｎｍを中心波長として±３％の範囲をいう（以下同じ）。かかる態様の樹脂被覆鋼管によれば、防食層は波長が９４０ｎｍ近傍のレーザ光を吸収するレーザ光吸収部を外周面に有しているので、この樹脂被覆鋼管の接続部を被覆するにあたっては、該接続部の周囲にレーザ光透過性のある被覆部材を巻回し、その後、防食層と被覆部材との接合すべき部分に波長が９４０ｎｍ近傍のレーザ光を照射することにより防食層と被覆部材は溶融し接合される。

本発明の別の態様は、鋼管の外周が樹脂を主体とした防食層で被覆された二以上の樹脂被覆鋼管の該鋼管の端部同士が接続されてなる接続部を被覆するレーザ光透過性を有する樹脂を主体とした被覆部材であって、波長が９４０ｎｍ近傍のレーザ光を７０％以上吸収するレーザ光吸収部を一面に有する樹脂被覆鋼管の接続部の被覆部材である。かかる態様の被覆部材によれば、被覆部材は波長が９４０ｎｍ近傍のレーザ光を吸収するレーザ光吸収部を一面に有しているので、樹脂被覆鋼管の接続部を被覆するにあたっては、該接続部の周囲に被覆部材を巻設し、その後、防食層と被覆部材との接合すべき部分に波長が９４０ｎｍ近傍のレーザ光を照射することにより防食層と被覆部材は溶融し接合される。

本発明の更に別の態様は、上記態様の樹脂被覆鋼管又は被覆部材によりなるものであり、鋼管の外周が樹脂を主体とした防食層で被覆された二以上の樹脂被覆鋼管の鋼管の端部同士が接続されてなる接続部を包囲するようにレーザ光透過性を有する樹脂を主体とした被覆部材が前記防食層に巻接された樹脂被覆鋼管の接続部の被覆構造であって、前記防食層と被覆部材との接合部の近傍には波長が９４０ｎｍ近傍のレーザ光を７０％以上吸収するレーザ光吸収部が存する樹脂被覆鋼管の接合部の被覆構造である。

上記態様の樹脂被覆鋼管または被覆部材によれば、上記説明のように、波長が９４０ｎｍ近傍のレーザ光を吸収するレーザ光吸収部を樹脂被覆鋼管の防食層または被覆部材のいずれかに設けることにより、接合強度がより高い防食層と被覆部材との接合部を得ることができる。

本発明について、以下、第１〜第３の実施態様に基づき説明する。

［第１実施態様］
第１態様について図１〜６を参照し説明する。図１は本態様に係る樹脂被覆鋼管の接続部の被覆構造の斜視図、図２は図１の構成を説明する部分詳細図、図３は図２の部分拡大断面図、図４は図１の樹脂被覆鋼管の接続部を被覆する被覆装置の概略構成を示す正面図、図５は図４の矢視ａから見た矢視図、図６は図４、５の被覆装置の動作を説明する図である。

図１、２に示すように、第１態様で対象とする樹脂被覆鋼管１は、図において符号１１で示す鋼管の外周面が樹脂を主体とした防食層１２で被覆され、樹脂被覆鋼管１の端部の防食層１２が取り除かれた状態の物である。防食層１２は、例えばポリエチレン樹脂などからなり、粘着性のあるブチルゴムなどを介して鋼管１１の外周面に被覆されている。 符号１３は、２本の樹脂被覆鋼管１ａ，１ｂの露出した鋼管１１の端面同士の全周が突合せ溶接され接続されてなる接続部である。通常、この種の樹脂被覆鋼管１を接合する場合には開先を取って全周溶接するが、開先を取らずに溶接してもよい。この接続部１３は溶接の熱により変質しているため水分や化学物質などで腐食しやすい。したがって、溶接接続後に接続部１３を包囲するように接続部１３の両側の防食層１２の外周面に被覆部材２を巻設した後に被覆部材２と防食層１２とを接合し、被覆部材２の内面、防食層１２の端面および鋼管１１の表面で区画され密閉された密閉空間の中で接続部１３を保護する。

被覆部材２は、防食層１２と同様な材料例えばポリエチレン樹脂を主体とした伸縮性のあるチューブ状を成したレーザ光透過性のある物であり、その内径は樹脂被覆鋼管１の直径よりやや小さく、その長さは接続部１３の両側の防食層１２に重ね合わすことができる長さで形成されている。このチューブ状の被覆部材２は、２本の樹脂被覆鋼管１ａ，１ｂを接続する前に一方の樹脂被覆鋼管１ａに通しておき、樹脂被覆鋼管１ａ，１ｂの接続後に所定の位置に移動させることにより接続部１３を包囲するように防食層１２にほぼ密着して重ね合わされた状態とされる。このチューブ状の被覆部材２を用いて接続部１３を被覆する場合には、樹脂被覆鋼管１の長手方向において樹脂被覆鋼管１ａ、１ｂの防食層１２と重合している２箇所の接合予定部について被覆部材２を防食層１２とを接合する。

ここで、樹脂被覆鋼管１には、図２（ａ）、（ｂ）、図３（ａ）に示すように、一方の端面から、上述した防食層１２の剥ぎ取りが予定される以上の長さで波長が９４０ｎｍ近傍のレーザ光を７０％以上選択的に吸収するレーザ光吸収部１４が防食層１２の外周部に設けられている。このレーザ光吸収部１４は、例えば波長９４０ｎｍのレーザ光を７０％以上吸収可能な顔料や色素を防食層１２の一部に混錬して一体に形成したり、或いは防食層１２の一部を除去しレーザ光吸収性のあるなシートを巻接することにより形成することができる。なお、レーザ光吸収部１４は、防食層１２の全長に渡り設けられていてもよい。

具体的には、レーザ光吸収部１４を形成するためには、防食層１２を形成する樹脂の中に次述する顔料または色素を添加するとよい。すなわち顔料としては、例えばセラミックブラック、酸化鉄（無機顔料）、カーボンブラック、ボーンブラック（有機顔料）等の黒色顔料、クロムエロー、セラミックエロー、ジンククロメートエロー（無機顔料）、ニッケルアゾグリーンエロー（有機顔料）等の黄色顔料、ハイドロクロムオキサイドグリーン、クロムグリーン（無機顔料）、クロミウムオキサイドダルグリーン、フタロシアニングリーン（有機顔料）等の緑色顔料を用い得る。また、色素としては、例えばシアニン系色素の他、フタロシアニン系、チオールニッケル錯体系、インドフェノール金属錯体系、ナフトキノン系、アゾ系、トリアゾールメタン系、分子間型ＣＴ色素等の色素を使用することができる。

レーザ光吸収部１４は、図３（ｂ）、（ｃ）に示すような形態とすることができる。図３（ｂ）のレーザ光吸収部１４ａは、防食層１２の外周面よりやや隆起した状態で設けられているものであり、上記したレーザ光吸収性のあるフィルムを防食層１２の外周面にホットプレス等で直接巻接することにより形成される。また、図３（ｃ）のレーザ光吸収部１４ｂは厚みがほとんどないものであり、例えばレーザ光吸収性のある塗料を防食層１２の外周面に塗布することなどで形成される。

上記レーザ吸収部１４が防食層１２の外周部に形成された樹脂被覆鋼管１によれば、図２（ａ）〜（ｄ）に示すように、該樹脂被覆鋼管１の接続部が被覆される。ここで、図２（ａ）は準備された樹脂被覆鋼管１の部分断面図、同図（ｃ）は防食層１２を剥ぎ取り２本の樹脂被覆鋼管１ａ，１ｂを接続した後の部分断面図、同図（ｄ）は接続部１３を被覆部材２で被覆した後の部分断面図である。

図２（ａ）に示すように、上記説明した樹脂被覆鋼管１ａ，１ｂを２本準備する。それぞれの樹脂被覆鋼管１ａ，１ｂにおいて、一方の端面から所定の長さだけ防食層１２を剥ぎ取り鋼管１１を露出させる。このとき、レーザ光吸収部１４は、剥ぎ取りが予定される長さより長く形成されているので防食層１２の一方の端部に存している状態となっている。その後、チューブ状の被覆部材２を一方の樹脂被覆鋼管１ａに通しておき、図２（ｃ）に示すように、樹脂被覆鋼管１ａ，１ｂの鋼管１１の端面を突合せ溶接する。次に、図２（ｄ）に示すように、接続部１３の両側の防食層１２に重合可能な位置まで被覆部材２を動かし、レーザ光吸収部１４と被覆部材２が密接している部分に波長が９４０ｎｍのレーザ光を照射する。すると、レーザ光吸収部１４（すなわち防食層１２）がレーザ光を吸収し、該レーザ光吸収部１４が溶融するとともにレーザ光吸収部１４に密接している被覆部材２も溶融し、その結果、レーザ光吸収部１４と被覆部材２とが接合される。

以上により、図１、２に示すように、鋼管１１の外周が樹脂を主体とした防食層１２で被覆された二以上の樹脂被覆鋼管１の鋼管１１の端部同士が接続されてなる接続部１３を包囲するようにレーザ光透過性を有する樹脂を主体とした被覆部材２が前記防食層１２に巻接された樹脂被覆鋼管１の接続部の被覆構造であって、前記防食層１２と被覆部材３との接合部の近傍には波長が９４０ｎｍ近傍のレーザ光を吸収するレーザ光吸収部が存する樹脂被覆鋼管の接合部の被覆構造が形成されることとなる。

上記のように被覆部材２を防食層１２に接合し接続部１３を被覆する被覆装置８の具体例ついて図４，５に示す。被覆装置８は、基本的な構成として、下方に向けてレーザ光Ｌを照射するレーザ照射部８１１を備えたレーザ照射手段８１と、被覆部材２の表面をレーザ光Ｌが照射可能な状態でレーザ照射部８１１を樹脂被覆鋼管１の軸心廻りに回転させる回転手段８２とを有している。以下、被覆装置８の各構成要素について説明する。

［レーザ照射手段］
レーザ照射手段８１は、下方に向けてレーザ光Ｌを照射するレーザ照射部８１１と、レーザ光Ｌを伝達する光ファイバー８１３を介し前記レーザ照射部８１１に接続され波長が９４０ｎｍ近傍のレーザ光Ｌを励起して発信するレーザ発信部８１２とを具備している。レーザ照射部８１１には複数の光学レンズが組込まれており、該光学レンズは、光ファイバ８１３を通じて伝送されたレーザ光Ｌを集光し適宜な位置に焦点を結ばせる。

［回転手段］
回転手段８２は、樹脂被覆鋼管１の外周面を取り囲み周設される略円環状の案内部８２１と、樹脂被覆鋼管１の軸心廻りに回転する方向のみに摺動可能に案内部８２１に嵌着された支持部材８２３と、前記支持部材８２３に配設されるとともに前記案内部８２１に係合して支持部材８２３を樹脂被覆鋼管９の軸心廻りに回転させる回転駆動部８２２とから構成されている。なお、前記レーザ照射部８１１は、被覆部材２の表面をレーザ光Ｌが照射できるようにレーザ光Ｌを照射する先端部が下方に向けられた状態で、後述する水平駆動部８２４、焦点調整部８２５を介して支持部材８２３に取り付けられている。

案内部８２１は、樹脂被覆鋼管９の防食層９２の外周面に下面が接触するように配置可能な等間隔で設けられた略円柱形状の６本の支柱８２１３と、樹脂被覆鋼管９の外径より大きな内径を有し樹脂被覆鋼管９の外周面に前記支柱８２１３を介して支持され固定される略円環状のベース部材８２１１と、軸心方向においてベース部材８２１１の中央部に配設された案内部材である連続して複数の歯面が並設された円環状のラック８２１２とからなる。この案内部８２１は、樹脂被覆鋼管９への取り付けが容易に行なえるように上部案内部８２１ａ、下部案内部８２１ｂと上下に２つに分割された構造となっている。

回転駆動部８２２は、ラック８２１２に噛合う駆動部材である歯車８２２１と、該歯車８２２１に連結し歯車８２２１を回転させる回転駆動部材である電動機８２２２とからなる。回転駆動部８２２は支持部材８２３に取り付けられているので、その歯車８２２１が電動機８２２２で回転されることにより支持部材８２３は樹脂被覆鋼管９の軸心廻りに回転することとなる。

この回転手段８２には、上記した基本的な構成に加えて、被覆装置８の操作・取扱いの容易化および自動化のため好ましい構成として、水平駆動部８２４と焦点調整部８２５が組込まれている。水平駆動部８２４は、前記レーザ照射部８１１を樹脂被覆鋼管９の軸心方向すなわち水平方向に移動させるものである。また、焦点調整部８２５は、レーザ光Ｌの焦点の位置を調整するためレーザ照射部８１１を上下方向に位置合わせするものである。水平駆動部８２４は、支持部材８２３に取り付けられ、その先端に焦点調整部８２５が固定されている。レーザ照射部８１１は、その焦点調整部８２５に取り付けられている。また、被覆装置８は、回転駆動部８２２、水平駆動部８２４およびレーザ発信部８１２の動作制御のため、電気通信回路を介してそれらが接続された制御手段８３を備えており、レーザ照射部８１１が回転および水平移動される際の速度制御や位置制御、レーザ光Ｌを照射する際の照射条件の制御を設定した条件等で自動的に行なえる構成となっている。

上記構成の被覆装置８による被覆方法について図６を参照し説明する。
まず、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、レーザ照射部８１１が頂部に固定された上部案内部材８２１ａを樹脂被覆鋼管１の上側に置き、次に樹脂被覆鋼管１の下方から下部案内部８２１ｂを上部案内部８２１ａと接続し、被覆装置８を組み上げる。そして、一方の樹脂被覆鋼管１ａのレーザ光吸収部１４に存する接合予定部１５ａにレーザ光Ｌが照射されるように樹脂被覆鋼管１の軸心方向について被覆装置８の位置合わせし、被覆装置８を固定する。その後、焦点調整部８２５によりレーザ照射部８１１の高さを変えてレーザ光Ｌの焦点位置を調整する。

次に、図６（ｃ）に示すように、被覆装置８を起動して制御手段８３に設定した条件で樹脂被覆鋼管１の中心からみて反時計回りにレーザ照射部８１１を所定の速度で回転させてレーザ光Ｌを円周方向に走査しつつレーザ光Ｌを照射する。

次に、図６（ｄ）に示すように、レーザ照射部８１１を樹脂被覆鋼管９の廻りを一回転させることにより、一方の樹脂被覆鋼管１ａについて被覆部材２と防食層１２の接合が終了する。このとき、レーザ照射部８１１はレーザ光Ｌを照射しつつ樹脂被覆鋼管１の廻りを連続的に回転しているので、被覆部材２と防食層１２の接合部は、接合の開始点から終了点まで切れ目無く連続した一条の筋状に形成されている。

次に、図５（ｅ）に示すように、他方の樹脂被覆鋼管１ｂのレーザ光吸収部１４に存する接合予定部１５ｂに被覆装置８を位置合わせし、上記と同様に被覆部材２と防食層１２を接合する。その結果、チューブ状の被覆部材２の両端は防食層１２と接合された状態となり、図１に示す被覆構造を得ることができる

［第２実施態様］
本発明の第２態様について図１、７を参照し説明する。図７は、第２態様の被覆部材２の一部断面を含む正面図（図７（ａ））とその側面図（同図（ｂ））である。上記第１態様と本態様との相違点は、第１態様においては樹脂被覆鋼管の防食層にレーザ光吸収部が設けられていたのに対し、本態様では被覆部材側にレーザ光吸収部が設けられている点にある。

図７に示すように、本態様の被覆部材２は、レーザ透過性のある樹脂を主体としたチューブ状のものであり、両端部の内周に波長が９４０ｎｍ近傍のレーザ光を７０％以上吸収するレーザ光吸収部２４が設けられている。なお、このレーザ光吸収部２４は、被覆部材２の長手方向の全長に渡り形成されていてもよく、また塗料等を塗布してほとんど厚みを持たないものであってもよいことは上記第１態様のレーザ光吸収部１４と同様である。

かかる被覆部材２によれば、レーザ光吸収部が防食層に形成されていない樹脂被覆鋼管同士の接続部について、図１に示すように、該接続部の両側の防食層に被覆部材２を重ね合わせ、その後上記第１態様と同様に、被覆部材２のレーザ光吸収部２４に存する接合予定部に波長が９４０ｎｍ近傍のレーザ光を照射し防食層と被覆部材２を接合し、前記接続部を被覆することができる。

［試験例１］
波長が９４０ｎｍのレーザ光を吸収するレーザ光吸収部２４をカーボン系塗料で形成したポリエチレンからなる被覆部材２の試験片と防食層１２の試験片とを接合し、その接合部の接合強度について試験した結果を図１０に示す。なお、図１０では、比較のため、波長が８１０ｎｍのレーザ光を吸収するレーザ光吸収部を被覆部材２と同様に形成した被覆部材について、波長が８１０ｎｍのレーザ光を使用して同様に防食層に接合したときの接合強度も示している。なお、被覆部材のレーザ光透過率は、波長が８１０ｎｍのレーザ光に対しては８３％、９４０ｎｍのレーザ光に対しては９２％であった。また、レーザ光吸収部のレーザ光吸収率は、波長が８１０ｎｍの場合が７５％、波長が９４０ｎｍの場合が８５％であった。その他レーザ光の照射条件等については下記のとおりである。
１）レーザ光照射出力：２６Ｗ
２）レーザ光走査速度：５００ｍｍ／ｍｉｎ
３）レーザ光のスポット径：０．０３ｍｍ
４）接合部の長さ方向におけるレーザ光の位置決めピッチ：０．１ｍｍ
５）レーザ光のスポット位置：防食層と被覆部材の境界面

本試験における接合強度は、ＪＩＳ Ｋ６８５４−３（接着剤の剥離強さ試験方法）のＴ型剥離試験片を使用して求める方法に準じ測定されたものであり、同規格との相違点は、短冊状のＴ型試験片の幅が９ｍｍであること、Ｔ型試験片の長手方向における接合部の長さが６ｍｍであることである。なお、本試験では、レーザ光の波長が８１０、９４０ｎｍごとに上記のＴ型試験片を５個づつ準備し、試験を行なった。

図１０に示すように、波長が９４０ｎｍのレーザ光を吸収するレーザ光吸収部が形成された被覆部材２と防食層との接合部の接合強度は、波長が８１０ｎｍの場合に比較して平均で１．５倍程度の１．３（Ｎ／ｍｍ^２）となった。

［試験例２］
上記試験例１で準備した波長が９４０ｎｍのレーザ光を吸収するレーザ吸収部２４を有する被覆部材２の試験片と同様にして、レーザ吸収部２４のレーザ吸収率を５３〜８５％の間で１０水準変化させた被覆部材２の試験片を５片づつ準備し、上記と同様な条件で、その被覆部材２の試験片と防食層１２の試験片をレーザ接合し、上記と同様に剥離試験を行った結果を図１１に示す。ここで、図１１の「剥離試験結果」では、試験例１の結果得られた接合強度１．３（Ｎ／ｍｍ^２）に相当する荷重をかけたときに５片全ての試験片が剥離した場合を「×」、少なくとも１片が剥離した場合を「△」、剥離しなかった場合を「○」として表示している。図１１より、レーザ光吸収部２４のレーザ光吸収率が少なくとも７０％以上あれば良好な接合強度を得られることが判った。

［第３実施態様］
本発明の第３態様について図８に基づいて説明する。図８（ａ）は第３態様の被覆部材の平面図、同図（ｂ）は当該被覆部材を使用して樹脂被覆鋼管の接続部を被覆した状態の断面図、同図（ｃ）は図８（ｂ）を側面からみた部分拡大断面図である。

上記第２態様と本態様との相異点は被覆部材の形態である。すなわち、第３態様の被覆部材３は、図８（ａ）に示すように、レーザ光透過性を有する矩形状の樹脂シート３７と、樹脂シート３７の一方の対辺３７ａ、３７ｂのそれぞれからＬ１、Ｌ２の距離だけ離隔して配設され辺３７ａ、３７ｂに沿い樹脂シート３７の表面を伸びる幅がＬ３の第１のレーザ光吸収部３４ａ及び幅がＬ４の第２のレーザ光吸収部３４ｂを有している。したがって、被覆部材３は、第１のレーザ光吸収部３４ａと辺３７ａの間に辺３７ａに沿いレーザ光が透過可能な帯状に伸びるレーザ光透過部３５ａと、第２のレーザ光吸収部３４ｂと辺３７ｂの間に辺３７ｂに沿いレーザ光が透過可能な帯状に伸びるレーザ光透過部３５ｂとを有することとなる。さらに、樹脂シート３７は、該樹脂シート３７の他方の対辺３７ｃ、３７ｄの一辺３７ｃに沿い伸びる幅がＬ５の第３のレーザ光吸収部３４ｃとを有している。上記第１〜第３のレーザ吸収部３４ａ〜３４ｃは、いずれも波長が９４０ｎｍ近傍のレーザ光を７０％以上吸収可能なものである。

上記の被覆部材３による樹脂被覆鋼管１の接続部の被覆方法について、図８（ｂ）、（ｃ）を参照しつつ説明する。なお、本態様の樹脂被覆鋼管１の防食層１２は、レーザ光吸収部３４ａ〜３４ｃと同様なレーザ光吸収性を有するレーザ光吸収部１４を端部に有しているものである。

防食層１２が所定幅だけ剥離され鋼管１１の端面同士接続されてなる接続部１３の周囲にレーザ光吸収部３４ａ〜３４ｃが下になるように樹脂被覆鋼管１の外周に被覆部材３を巻き付ける。ここで、図８（ｃ）に示すように、被覆部材３の自由端は他の端部の上に重ねられ所定長さの重合部３６が形成される。

第１態様と同様にして、レーザ光透過部３５ａにレーザ光を照射しつつ円周方向に走査する。被覆部材３を透過したレーザ光が被覆部材３と防食層１２との界面に到達すると防食層１２のレーザ吸収部１４にレーザ光が吸収されて溶着部が形成される。

次いで、レーザ光を被覆部材３の内側に移動させる。そして、レーザ光吸収部３４ａに照レーザ光を射しつつ円周方向に走査する。被覆部材３を透過したレーザ光がレーザ光吸収部３４ａに到達すると、該レーザ光吸収部３４ａにレーザ光が吸収されて溶着部が形成される。その後、被覆部材３の他方の辺３７ｂ側も同様に操作して被覆部材３と防食層１２との溶着部が形成される。これにより、被覆部材３の重合部３６においては、レーザ透過部３５ａ（３５ｂ）に照射されたレーザ光が上層と下層の被覆部材３の内部を透過し防食層１２のレーザ吸収部１４に到達することにより、被覆部材３と防食層１２との界面に溶着部が形成される。また、レーザ光吸収部３４ａ（３４ｂ）に照射されたレーザ光が上層の被覆部材３の内部を透過し当該レーザ光吸収部３４ａ（３４ｂ）に到達することにより、被覆部材３同士の界面に溶着部が形成されることとなる。

次いで、重合部３６においては、レーザ光吸収部３４ｃにレーザ光を照射しながら軸方向に走査する。その結果、上層の被覆部材３を透過したレーザ光がレーザ吸収部３４ｃに到達すると、レーザ光がレーザ光吸収部３４ｃに吸収されて発熱し、上層と下層の被覆部材３が溶着される。

上述したようにレーザ光照射により、被覆部材３同士及び被覆部材３と防食層１２とが溶着され、接続部１３の周囲に巻き付けられた被覆部材３は、その両端部と重合部３６とが樹脂被覆鋼管１に融着・一体化され、接続部１３は被覆されることとなる。

本発明に係る第１態様の樹脂被覆鋼管の接続部の被覆構造の斜視図である。 図１の構成を説明する部分詳細図である。 図２の部分拡大断面図である。 図１の樹脂被覆鋼管の接続部を被覆する被覆装置の概略構成を示す正面図である。 図４の矢視ａから見た矢視図である。 図４、５の被覆装置の動作を説明する図である。 本発明に係る第２態様の被覆部材の正面図及び側面図である。 本発明に係る第３態様の被覆部材の平面図及びそれを用いた被覆方法を説明する図である。 従来の樹脂被覆鋼管の接続部の被覆構造を示す図である。 第２態様の被覆部材と防食層の接合部の接合強度を試験した試験例１の結果を示す図である。 第２態様の被覆部材と防食層の接合部の接合強度を試験した試験例２の結果を示す図である。

符号の説明

１：樹脂被覆鋼管、１１：鋼管、１２：防食層、１３：接続部、１４：レーザ吸収部
２（３）：被覆部材、２４：レーザ吸収部
３４ａ：第１のレーザ吸収部、３４ｂ：第２のレーザ吸収部、３４ｃ：第３のレーザ吸収部、３５ａ：第１のレーザ透過部、３５ｂ：第２のレーザ透過部、３７：樹脂シート
８：被覆装置、８１：レーザ照射手段、８２：回転手段、８３：制御手段

Claims (3)

1. 鋼管の外周が樹脂を主体とした防食層で被覆された樹脂被覆鋼管であって、前記防食層は波長が９４０ｎｍ近傍のレーザ光を７０％以上吸収するレーザ光吸収部を外周部に有する樹脂被覆鋼管。
2. 鋼管の外周が樹脂を主体とした防食層で被覆された二以上の樹脂被覆鋼管の該鋼管の端部同士が接続されてなる接続部を被覆するレーザ光透過性を有する樹脂を主体とした被覆部材であって、波長が９４０ｎｍ近傍のレーザ光を７０％以上吸収するレーザ光吸収部を一面に有する樹脂被覆鋼管の接合部の被覆部材。
3. 鋼管の外周が樹脂を主体とした防食層で被覆された二以上の樹脂被覆鋼管の鋼管の端部同士が接続されてなる接続部を包囲するようにレーザ光透過性を有する樹脂を主体とした被覆部材が前記防食層に巻接された樹脂被覆鋼管の接続部の被覆構造であって、前記防食層と被覆部材との接合部の近傍には波長が９４０ｎｍ近傍のレーザ光を７０％以上吸収するレーザ光吸収部が存する樹脂被覆鋼管の接続部の被覆構造。

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