JP2016056896A - 地中埋設管の防食用被覆具 - Google Patents

Abstract

【課題】電気絶縁性の管継手で接続される鋳鉄製地中埋設管を、地上から長距離にわたって電磁誘導方式で探査する際の防食用被覆具を提供する。【解決手段】可撓性防食用被覆具は、地中埋設管１が挿通されるポリエチレン製スリーブと、その外表面に形成されるアルミニウム製の第１導電層と、第１導電層をスリーブとともに気密に覆う耐食性の第２導電層とを含む。第２導電層は、カーボン粒子とゴムとの混合物から成る。一方の被覆具２ａの端部２１ａが、他方の被覆具２ｂの折り返された端部２１ｂ内に、挿通され、この折り返された長手方向領域１８において、一方の被覆具の端部２１ａの第２導電層５ａの表面に、他方の被覆具の折り返された端部２１ｂの第２導電層５ｂ１が接触して、電気的に接続され、束縛部材８によって縛られる。【選択図】図１

Description

本発明は、流体を輸送する地中埋設管の防食用被覆具に関する。

水道水、都市ガスなどの流体を輸送する地中埋設管は、金属製であり、地中で腐食消失することを防ぐために、合成樹脂製可撓性スリーブ内に挿通して被覆される（たとえば本件出願人による特許文献１）。地中埋設管を連続的に接続する管継手は、流体の漏洩を防ぐために、合成樹脂、ゴム、ジュートなどのシール材を含み、これらのシール材は電気絶縁性材料である。したがって、このような電気絶縁性の管継手によって接続されて連続する各地中埋設管は、相互に電気的に絶縁されている。そのため地上から、電磁誘導を利用して地中埋設管に誘導電流を生じさせて埋設位置を探査する作業を、連続した地中埋設管の長距離にわたって行なうことができない。

特公昭５９−５１９６

本発明の目的は、連続的に接続された地中埋設管を、長距離にわたって地上から探査することができるようにし、しかも地中で土、水などによって腐食消失しないようにした地中埋設管の防食用被覆具およびその接続構造を提供することである。

本発明は、後述の図１〜図７のように、
地中埋設管が挿通され、電気絶縁性を有する合成樹脂から成り、可撓性の防食用スリーブと、
スリーブの外表面に、スリーブの長手方向に延びて一体的に形成され、金属から成る可撓性の第１導電層と、
第１導電層を覆って積層され、地中における耐食性が、第１導電層よりも優れた材料から成る可撓性の第２導電層とを含むことを特徴とする地中埋設管の防食用被覆具である。
本発明は、後述の図８のように、
地中埋設管が挿通され、電気絶縁性を有する合成樹脂から成り、可撓性の防食用スリーブと、
スリーブの長手方向に延びて形成され、金属から成る可撓性の第１導電層と、
第１導電層の全周を覆い、地中における耐食性が、第１導電層よりも優れた材料から成り、スリーブの外表面に一体的に形成される可撓性の第２導電層とを含むことを特徴とする地中埋設管の防食用被覆具である。

本発明は、
第１導電層は、電気良導体であり、
第２導電層は、導電性粒子と電気絶縁性を有する合成樹脂もしくはゴムとの混合物、または導電性合成樹脂から成ることを特徴とする。

本発明は、
導電性粒子は、カーボンブラック、グラファイトおよび金属のグループから選ばれた１または複数から成ることを特徴とする。

本発明は、
導電性合成樹脂は、ポリアセチレン、ポリピロール、ポリチオフェンおよびポリアニリンのグループから選ばれた１または複数から成ることを特徴とする。

本発明によれば、図１〜図７のように、地中埋設管の外周面を可撓性防食用被覆具によって覆い、この防食用被覆具の電気絶縁性合成樹脂製防食用スリーブの外方に臨む表面には、金属製、したがって電気良導体である第１導電層４が一体的に形成され、すなわち第１導電層４がたとえば接着材などによって固定され、この第１導電層４の上に、第１導電層４よりも地中において耐食性が優れた第２導電層５が、積層される。第１導電層４は、その全体がスリーブ３と第２導電層５とによって覆われ、外方に露出しない。

また本発明によれば、図８のように、第２導電層３５は、第１導電層３４の全周を覆い、スリーブの外表面に一体的に形成され、すなわち第２導電層３５がたとえば接着材などによって固定される。

これによって、第１導電層４，３４が地中で土、水などによって腐食消失することがない。第１および第２導電層４、５；３４，３５の長手方向で切断された端面では、第１導電層４，３４は、第２導電層５から露出し、地中の土、水などに接触するが、その第１導電層４，３４の端面の面積は、ごくわずかであるので、第１導電層４，３４の腐食消失は問題とならない。

第１および第２導電層４、５；３４，３５は、接触または接続されて電気的に導通しており、第１導電層４、３４は電気良導体であるので、防食用被覆具の長手方向に沿う第１および第２導電層４、５；３４，３５の単位長さあたりの電気抵抗を低くし、誘導電流による地上からの探査が容易となる。

第１導電層４、３４は、単一または複数の層から成ってもよい。第２導電層５，３５も、単一または複数の層から成ってもよい。第１および第２導電層は、スリーブの外方に臨む外表面に形成されてもよいが、スリーブの地中埋設管に臨む内表面に形成されてもよい。

防食用被覆具のスリーブは、筒状、たとえば自然状態で、すなわち外力が作用しない状態で、直円筒状であってもよいが、またはシート状であってもよい。スリーブは、透明であってもよいが、不透明であってもよい。導電性粒子は、繊維状であってもよい。

本発明は、
前述の地中埋設管の防食用被覆具であって、複数の防食用被覆具内に、地中埋設管が挿通され、
地中埋設管の軸線方向に隣接する２つの防食用被覆具のうちの一方の防食用被覆具の端部２１ａが、前記軸線方向に隣接する２つの防食用被覆具のうちの他方の防食用被覆具の軸線方向内方に、かつ、半径方向内方に折り返された端部２１ｂ内に、挿通され、
この折り返された長手方向領域１８において、
前記一方の防食用被覆具の端部２１ａの第２導電層５ａの半径方向外方の表面に、前記他方の防食用被覆具の折り返された端部２１ｂの第２導電層５ｂ１の半径方向内方の表面が接触して、電気的に接続され、
折り返された長手方向領域１８で、周方向に無端状束縛部材８によって縛られることを特徴とする地中埋設管の防食用被覆具の接続構造である。

本発明は、
スリーブは、地中埋設管よりも自然状態で大径であり、
スリーブ内に地中埋設管が挿通された状態で、長手方向に沿う外折れ線１３と内折れ線１４とによって折りたたまれて、周方向に部分的に重ねられて折りたたまれた周方向領域１７が形成され、この折りたたまれた状態で、第２導電層は外方に臨んでいることを特徴とする。

本発明によれば、連続的に接続された地中埋設管が挿通される防食用被覆具のスリーブの外表面には、第１および第２導電層が形成され、一方の防食用被覆具の端部２１ａの第２導電層５ａと、他方の防食用被覆具の軸線方向内方に、かつ、半径方向内方に折り返された端部２１ｂの第２導電層５ｂ１とが接触して電気的に接続される。したがって、複数の各地中埋設管が、たとえば電気絶縁性材料から成るシール材を有する電気絶縁性の管継手によってそれぞれ接続されて、相互に電気的に絶縁されていても、各防食用被覆具の第１および第２導電層は、折り返された長手方向領域１８において電気的に接続される。そのため地上から、電磁誘導を利用して第１および第２導電層に誘導電流を生じさせて埋設位置を探査する作業を、連続した地中埋設管の長距離にわたって行なうことができる。

各地中埋設管は、防食用被覆具内に個別的に挿通され、各防食用被覆具は、地中埋設管よりも長く形成され、第１および第２導電層は、スリーブの全長にわたって形成される。したがって、折り返された長手方向領域１８の形成による一方と他方との防食用被覆具の第１および第２導電層の接続が、容易かつ確実である。

スリーブは、地中埋設管よりも自然状態で大径であり、外折れ線１３と内折れ線１４とによって長手方向に沿って折りたたまれるので、各種の呼び径の地中埋設管に共通に使用することができる。スリーブが折りたたまれた状態で、第２導電層は、折りたたまれた周方向領域１７において、または周方向の残余の領域において、外方に臨むので、前記他方の防食用被覆具の端部２１ｂの折り返しによる前記一方と他方との防食用被覆具の第２導電層５ａ、５ｂ１の電気的に接続が容易になる。

本発明の他の考え方に従えば、スリーブ３の地中埋設管１に臨む内表面に、導電層７が形成される構成では、一方の防食用被覆具の端部２１ａ内に、他方の防食用被覆具の軸線方向内方に、かつ、半径方向外方に折り返された端部２１ｂが、挿通され、この折り返された長手方向領域１８において、前記一方の防食用被覆具の端部２１ａの第２導電層５ａの半径方向内方の表面に、前記他方の防食用被覆具の折り返された端部２１ｂの第２導電層５ｂ１の半径方向外方の表面が接触して、電気的に接続される。

本発明の実施の一形態の一部の断面図である。 防食用被覆具２の斜視図である。 防食用被覆具２の一部の軸直角断面図である。 スリーブ３内に地中埋設管１が挿通された状態を示す簡略化した軸直角断面図である。 防食用被覆具２のスリーブ３内に地中埋設管１を挿通して、長手方向に隣接する防食用被覆具２の端部で導電層７を電気的に接続する作業を説明するためのフローチャートである。 図４に示されるように地中埋設管１が挿通されたスリーブ３を長手方向の折り目で折りたたんで被覆する作業工程を示す図である。 図１に示される折り返された長手方向領域１８における切断面線ＶＩＩ−ＶＩＩから見た簡略化した軸直角断面図である。 本発明の実施の他の形態の防食用被覆具２の一部の軸直角断面図である。 地中埋設管１の地上からの探査を行う電磁誘導方式の原理を簡略化して示す図である。

図１は、本発明の実施の一形態の一部の断面図である。水道水、都市ガスなどの流体を輸送する地中埋設管１は、金属製であり、たとえばダグタイル鋳鉄管であってもよく、複数の防食用被覆具２ａ、２ｂによって被覆されて防食される。参照符は、数字に、個別的には添え字ａ、ｂを付し、総括的には添え字ａ、ｂを省略して示す。防食用被覆具２の基層であるスリーブ３に、スリーブ３の長手方向全長に、長手方向に沿って細長く延びる導電層７が形成される。この導電層７は、スリーブ３の外表面に形成される第１導電層４と、この第１導電層４の全体をスリーブ３とともに外方に露出しないように液密に覆って第１導電層４の上に積層される第２導電層５とを有する。

図２は防食用被覆具２の斜視図であり、図３はその防食用被覆具２の一部の軸直角断面図である。スリーブ３は、ポリエチレンなどの合成樹脂製であり、可撓性を有し、外力が作用しない自然状態で直円筒状であり、その全長は、たとえば約７ｍであり、地中埋設管１の長さ約６ｍよりも長い。

スリーブ３は、地中埋設管１よりも大径に形成される。これによって、スリーブ３は、各種の呼び径の地中埋設管に共通に使用することができる。スリーブ３は、後述の図４に示される緩み部分１５が形成され、スリーブ３が外折れ線１３と内折れ線１４とによって折りたたまれた状態で、折りたたまれた周方向領域１７が形成される。

第１導電層４は、たとえばアルミニウム、銅、またはその他の電気良導体である金属製であり、可撓性を有し、その厚みは、たとえば０．２ｍｍなどの箔状であってもよい。この第１導電層４は、たとえば接着剤などによってスリーブ３に固定されてもよい。

第２導電層５は、可撓性であって導電性を有する。この第２導電層５の比抵抗は、たとえば２０〜５００００Ω・ｃｍであってもよい。第２導電層５は、一例として、クロロプレンゴムなどの合成ゴムまたは天然ゴム、さらには合成樹脂などの電気絶縁性粉末１００質量部に、アセチレンカーボン５０〜６０質量部を加えることによって実現される。

アセチレンカーボンなどのカーボンブラック、炭素粉または金属粉の混合割合が合成樹脂またはゴムの量に比べて多くなりすぎると可撓性が劣り、作業性が劣ることになる。第２導電層５における炭素粉または金属粉の混合割合が合成樹脂またはゴムの量に比べて少なすぎると、比抵抗が高くなりすぎて電気絶縁性が高くなり、そのため第２導電層５だけを使用する構成では、そのひび割れなどに起因して切断された場合における地上からの探査が全く不可能になるが、第１導電層４は、この問題を解決し、第２導電層５の可撓性を得て、しかも第１および第２導電層４，５から成る導電層７の電気伝導度を高くするのに役立つ。この第２導電層５は、第１導電層４の表面に接触し、または電気的に接続され、第１導電層４の両側方で、たとえば接着剤などによってスリーブ３に固定される。第２導電層５は、地中において第１導電層４に比べて耐食性に優れている。

スリーブ３の外表面には、導電層７に近接して、そのスリーブ３の全長にわたり細長い表示層６が長手方向に形成される。この表示層６は、スリーブ３の外表面上に塗料などによって、輸送される流体の種類、地中埋設管１の管理者、呼び径などの情報が印刷されて形成された領域である。表示層６は、これらの情報が表示されたシートがスリーブ３の外表面に貼着されて構成されてもよい。

図４はスリーブ３内に地中埋設管１が挿通された状態を示す簡略化した軸直角断面図であり、図５は防食用被覆具２のスリーブ３内に地中埋設管１を挿通して被覆し、長手方向に隣接する防食用被覆具２の端部で導電層７を電気的に接続する作業工程を説明するためのフローチャートである。第１ステップｓ１において、地中埋設管１を、地上または掘削溝内などにおいてクレーンなどで吊り下げた状態で、地中埋設管１をスリーブ３内に挿通する。

次に第２ステップｓ２において、図６（１）に示されるように、作業者１１が、地中埋設管１が挿通されたスリーブ３の導電層７付近をつまんで上方へ引っ張り上げて、外折れ線１３の折り目を形成する。この外折れ線１３付近には、導電層７および表示層６が位置する。したがって、導電層７および表示層６は、地中埋設管１の管頂部付近にあり、これによって、地上における電磁誘導による探査が確実であり、掘削時の表示が見やすくなり、さらに掘削、運搬などの工事作業中において誤って損傷されるおそれがなくなる。

次に第３ステップｓ３において、図６（２）に示されるように、導電層７および表示層６が外方に臨む状態で、スリーブ３の周方向の緩み部分１５を内折れ線１４で折り曲げて、内折れ線１４の折り目を形成する。

その後、第４ステップｓ４において、図６（３）に示されるように、外折れ線１３および内折れ線１４で折りたたまれたスリーブ３の外周面上を、長手方向に間隔をあけて複数個所で、束縛部材８によって束縛して、スリーブ３を地中埋設管１に固定する。束縛部材８は、たとえば可撓性紐などであってもよい。地中埋設管１の両端部付近では、図１に示される折り返された長手方向領域１８を確保するために、束縛部材８による束縛は、されない。防食被覆具２によって被覆された地中埋設管１は、掘削溝に運搬され、電気絶縁性の管継手によって連続して接続される。

第５ステップｓ５において、再び図１を参照して、一方の防食用被覆具２ａと他方の防食用被覆具２ｂとは、折り返された長手方向領域１８において、それらの第２導電層５ａ、５ｂの電気的接続が行われる。他方の防食用被覆具２ｂの折り返しは、次の図７に関連して述べる。

第６ステップｓ６において、この電気的接続が行われた折り返された長手方向領域１８の外周面を、周方向に無端状束縛部材８によって縛る。これによって、第２導電層５ａ、５ｂの電気的接続が確実に保たれる。

図７は、図１に示される折り返された領域１８における切断面線ＶＩＩ−ＶＩＩから見た簡略化した軸直角断面図である。一方および他方の防食用被覆具２ａ、２ｂにおける導電層７ａ、７ｂは、地中埋設管１の軸線まわりの位置が一致しており、管頂部である。前述の図５の第５ステップｓ５において、前記他方の防食用被覆具２ｂの端部２１ｂでは、軸線方向内方に、かつ、半径方向内方に、折り返しの外折れ線２３（図１参照）の折り目が付けられ、折り返された長手方向領域１８が形成される。

この折り返された長手方向領域１８では、一方の防食用被覆具２ａにおける端部２１ａの導電層７ａの上に、他方の防食用被覆具２ｂの折り返された端部２１ｂにおける導電層７ｂ１が重ねられて接触し、これによって第２導電層５ａ，５ｂが電気的に接続される。図７では、前記他方の防食用被覆具２ｂの折り返された端部２１ｂの対応する部分には、参照符の数字に添え字ｂ１を付して示す。

これらの端部２１ａ，２１ｂは、図５の第６ステップｓ６に関連して前述したように、束縛部材８によって束縛されて固定される。こうして防食用被覆具２ａ，２ｂが、図１の折り返された領域１８において、かつ、図７に示される折りたたまれた周方向領域１７において、第２導電層５ａ，５ｂ１が当接して電気的に接続されることによって、長距離にわたり第１および第２導電層４，５から成る導電層７が電気的に導通された状態となる。これによって電磁誘導方式による地上からの地中埋設管１の探査が可能になる。

図８は、本発明の実施の他の形態の防食用被覆具２の一部の軸直角断面図である。この実施の形態は、前述の図１〜７の実施の形態に類似し、対応する部分に同一の参照符を付す。注目すべきは、第２導電層３５は、第１導電層３４の全周を覆い、スリーブ３の外表面に一体的に形成され、すなわち第２導電層３５がたとえば接着材などによって固定される。第２導電層３５は、スリーブ３との接着面積を広くするために、スリーブ３の周方向に幅広く形成される。その他の構成と作用とは、前述の実施の形態と同様である。

図９は、地中埋設管１の地上からの探査を行う電磁誘導方式の原理を簡略化して示す図である。地中埋設管１は、図１〜図８に関連して説明した防食用被覆具２内に挿通される。電気絶縁性の管継手は、接続される各地中埋設管１を電気的に遮断するが、防食用被覆具２の導電層７，３７は、長距離にわたって前述のように電気的に接続される。地上において、コイル２６が高周波電源２７によって励振され、誘導磁界２８が発生される。

電源２７の出力電圧は、たとえば６０Ｖ未満であってもよく、その周波数は、たとえば２〜１００ｋＨｚであってもよい。この誘導磁界２８によって、導電層７，３７には誘導電流２９が誘起される。この誘導電流２９によって、誘導磁界３１が発生される。地上では、コイル３２によって誘導磁界３１を鎖交することによって、誘起起電力を計測手段３３で検出する。こうして導電層７，３７、したがって地中埋設管１の埋設位置、深さを地上から探査することができる。

他の電磁誘導方式では、防食用被覆具２の導電層７，３７、したがって地中埋設管１を地上から探査するために、直流または交流の電流を導電層７の長手方向端部から供給し、これによって誘導磁界３１を発生するようにしてもよい。

１ 地中埋設管
２ 防食用被覆具
３ スリーブ
４，３４ 第１導電層
５，３５ 第２導電層
６ 表示層
７，３７ 導電層
８ 束縛部材
１３ 外折れ線
１４ 内折れ線
１７ 折りたたまれた周方向領域
１８ 折り返された長手方向領域
２３ 折り返しの外折れ線

Claims (7)

1. 地中埋設管が挿通され、電気絶縁性を有する合成樹脂から成り、可撓性の防食用スリーブと、
   スリーブの外表面に、スリーブの長手方向に延びて一体的に形成され、金属から成る可撓性の第１導電層と、
   第１導電層を覆って積層され、地中における耐食性が、第１導電層よりも優れた材料から成る可撓性の第２導電層とを含むことを特徴とする地中埋設管の防食用被覆具。
2. 地中埋設管が挿通され、電気絶縁性を有する合成樹脂から成り、可撓性の防食用スリーブと、
   スリーブの長手方向に延びて形成され、金属から成る可撓性の第１導電層と、
   第１導電層の全周を覆い、地中における耐食性が、第１導電層よりも優れた材料から成り、スリーブの外表面に一体的に形成される可撓性の第２導電層とを含むことを特徴とする地中埋設管の防食用被覆具。
3. 第１導電層は、電気良導体であり、
   第２導電層は、導電性粒子と電気絶縁性を有する合成樹脂もしくはゴムとの混合物、または導電性合成樹脂から成ることを特徴とする請求項１または２に記載の地中埋設管の防食用被覆具。
4. 導電性粒子は、カーボンブラック、グラファイトおよび金属のグループから選ばれた１または複数から成ることを特徴とする請求項３に記載の地中埋設管の防食用被覆具。
5. 導電性合成樹脂は、ポリアセチレン、ポリピロール、ポリチオフェンおよびポリアニリンのグループから選ばれた１または複数から成ることを特徴とする請求項３または４に記載の地中埋設管の防食用被覆具。
6. 請求項１〜５のうちの１つに記載された地中埋設管の防食用被覆具であって、複数の防食用被覆管内に地中埋設管が挿通され、
   地中埋設管の軸線方向に隣接する２つの防食用被覆具のうちの一方の防食用被覆具の端部２１ａが、前記軸線方向に隣接する２つの防食用被覆具のうちの他方の防食用被覆具の軸線方向内方に、かつ、半径方向内方に折り返された端部２１ｂ内に、挿通され、
   この折り返された長手方向領域１８において、
   前記一方の防食用被覆具の端部２１ａの第２導電層５ａの半径方向外方の表面に、前記他方の防食用被覆具の折り返された端部２１ｂの第２導電層５ｂ１の表面が接触して、電気的に接続され、
   折り返された長手方向領域１８で、周方向に無端状束縛部材８によって縛られることを特徴とする地中埋設管の防食用被覆具の接続構造。
7. スリーブは、地中埋設管よりも自然状態で大径であり、
   スリーブ内に地中埋設管が挿通された状態で、長手方向に沿う外折れ線１３と内折れ線１４とによって折りたたまれて、周方向に部分的に重ねられて折りたたまれた周方向領域１７が形成され、この折りたたまれた状態で、第２導電層は外方に臨んでいることを特徴とする請求項６に記載の地中埋設管の防食用被覆具の接続構造。

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