JP3608384B2 - 管端防食コア - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば内面を樹脂ライニングした給水用鋼管をハウジング型管継手を用いて接続する際に、内面ライニング鋼管の端部に端面腐食による赤水を防止するために挿嵌する管端防食コアに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
建築設備配管の中で、消火、冷却水、冷温水に使用される配管用炭素鋼鋼管（ＪＩＳ Ｇ ３４５２）の接続に用いる継手として、図４に示すような、ハウジング型管継手（鉄管継手協会規格：ＪＰＦ ＭＰ ００６）がある。
【０００３】
このハウジング型管継手１は、接続すべき鋼管２の端部に、図４（ｃ）に示すような転造溝２ａや、図４（ｄ）に示すような切削溝２ｂを設け、この転造溝２ａ或いは切削溝２ｂに、図４（ａ）に示すように、２つ割りのハウジング１ａの爪１ａａを係合させた状態で、ボルト３ａとナット３ｂで締付けて接続するものであり、ハウジング１ａの中には、配管内の水圧によって鋼管２の外周シール部２ｃにリップ１ｂａを押付けてセルフシールするリップ型のゴムパッキン１ｂが内装されている。
【０００４】
このハウジング型管継手１における管端防食技術を図５を用いて説明する。
図５は切削溝２ｂを形成した鋼管２の内面に、硬質塩化ビニル２ｄをライニングし、鋼管２の端面と外周シール部２ｃには防食塗装（図５中に×印で示す。）を施したものであり、防食塗装した外周シール部２ｃに、ゴムパッキン１ｂのリップ１ｂａを当接するようにしたものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図５に示したハウジング型管継手１では、次のような問題がある。
▲１▼ ライニングに比べて、塗装の防食性能は必ずしも高いとは言えず、長期間使用している間に腐食が発生する。
▲２▼ 切削溝加工によって鋼管の肉厚が削られるので、配管強度が低下する。
▲３▼ ▲２▼の加工に時間がかかり、生産性が低い。
【０００６】
上記したように、ハウジング型管継手は、管端部分の防食措置技術が確立されていないので、給水用配管での使用例は少なく、建設省の機械設備工事共通仕様書にも規定されていないのが現状である。
【０００７】
ところで、内面ライニング鋼管の端部に、ハウジング型管継手用の管端防食コアを装着することについては、現在は実用化されていないが、仮に、管端防食コアを装着した場合には、以下に説明するような問題がある。
【０００８】
接続すべき鋼管２については、切削溝２ｂを設けたものでは、鋼管２の内径に変化はないので、管端防食コアの胴部寸法を決定することは容易である。以下、切削溝２ｂを設けた鋼管２に管端防食コアを挿嵌する場合について説明する。
図６（ａ）に示すように、内面を硬質塩化ビニル２ｄでライニングした鋼管２（以下、「内面ライニング鋼管」という。）の端面のみを管端防食コア４で覆う場合には、防食性能は必ずしも高いとは言えず、長期間使用している間に鋼管２の外周シール部２ｃにおける露出部分に腐食が発生する。
【０００９】
また、図６（ｂ）に示すように、内面ライニング鋼管２の外周シール部２ｃまでを管端防食コア４で覆う場合には、図６（ｂ）に矢印で示すように、管端防食コア４の内面と、内面ライニング鋼管２の隙間を伝って配管内の水圧が外部へリークし、漏水を発生する虞がある。
【００１０】
図６は端部に切削溝２ｂを設けた鋼管２を使用した例であるが、このような鋼管２では、先に説明したように、切削加工によって鋼管２の肉厚が削られるので、配管強度が低下するという問題も併せ持っている。
【００１１】
一方、切削溝２ｂに代えて転造溝２ａを設けた鋼管２を使用した場合には、このような問題は発生しない。従って、配管強度の点からは、転造溝２ａを設けた鋼管２を使用することが望ましいことになる。しかしながら、転造溝２ａを設けた鋼管２では、程度の大小はあるものの、図７に示すように、管端部がラッパ状に拡がる傾向がある。これは、転造溝２ａを形成する際に、図８に示すように、鋼管２の内面側を受けローラ５で支持しながら、外面から転造ローラ６を回転する鋼管２に圧下させて塑性加工するので、加工部に曲げ応力が発生するためである。
【００１２】
鋼管２の管端部がラッパ状に拡がった場合、図６（ｂ）に示した管端防食コア４では、図９（ｂ）に示したように、管端防食コア４を管端に挿嵌することができなくなる。従って、転造溝２ａを設けた鋼管２をハウジング型管継手で接続する場合には、図６（ａ）に示した管端防食コア４を使用することになるが、この管端防食コア４を転造溝２ａを設けた鋼管２の管端に挿嵌した場合、図９（ａ）に示したように、線接触ないしは接触面積の僅かな面接触となって、管端防食コア４がぐらついて挿嵌状態が不安定になる。
【００１３】
挿嵌状態を安定させるためには、管端防食コア４の形状を、図１０に示すような突合わせ連結型となし、２箇所で線接触させることが有効である。
しかしながら、このような形状とした場合でも、まだ、次のような問題が残る。
【００１４】
まず、端部外周に転造溝２ａが加工された内面ライニング鋼管２を、ハウジング型管継手１を用いて接続した場合、図１１に示すように、接合された２つの内面ライニング鋼管２の端面間距離Ｌには寸法制限があり、一般には１〜５ｍｍである。これはハウジング１ａの爪１ａａが転造溝２ａに嵌合するための不可欠条件である。そして、突合わせ連結型の管端防食コア４を、このような端面間距離Ｌにある２つの内面ライニング鋼管２の夫々と線接触させる必要がある。
【００１５】
しかしながら、一方の内面ライニング鋼管２の管端部のラッパ状拡がりが他方よりも大きい場合、突合わせ連結型の管端防食コア４では、図１２（ａ）に示したように、ラッパ状拡がりの小さい内面ライニング鋼管２（図１２（ａ）における紙面右側）とは線接触するが、ラッパ状拡がりの大きい内面ライニング鋼管２（図１２（ａ）における紙面左側）とは線接触しなくなる場合がある。このような場合、管端防食コア４がうまくフィットした挿嵌にはならず、宙に浮いた状態になる。
【００１６】
一方、内面ライニング鋼管２の管端部のラッパ状拡がりが通常かそれより小さい場合、突合わせ連結型の管端防食コア４は、図１２（ｂ）に示したように、両方の内面ライニング鋼管２に線接触してうまくフィットした挿嵌になる。しかしながら、この場合には、内面ライニング鋼管２内と、ゴムパッキン１ｂ内が遮断された状態となるので、通水後に発生する配管内の水圧が、ゴムパッキン１ｂに届かなくなって、漏水の原因になる。
【００１７】
本発明は、端部外周に転造溝が加工された内面ライニング鋼管を、ハウジング型管継手を用いて接続するに際し、内面ライニング鋼管の管端に挿嵌する管端防食コアにあった問題を解決できる管端防食コアを提供することを目的としている。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するために、本発明の管端防食コアは、２個で対をなし、一方には外周に環状溝を設けてこの環状溝にシール用リングを装着した環状突出部を、また、他方にはこの環状突出部に嵌合する環状凹部を設け、前記環状突出部の内周から前記環状溝に至る貫通孔を少なくとも１個形成し、内面ライニング鋼管を接続した際、環状突出部が環状凹部に挿嵌した状態となるようにし、管端防食コアの胴部先端を内面ライニング鋼管の内面と接触させることとしている。そして、このようにすることで、端部外周に転造溝が加工された内面ライニング鋼管に管端防食コアを挿嵌する場合、内面ライニング鋼管の管端部のラッパ状拡がりの大小に関わらず、内面ライニング鋼管の内面と、管端防食コアの胴部との線接触を１００％確保することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明の管端防食コアは、端部外周に転造溝が加工された内面ライニング鋼管を、ハウジング型管継手を用いて接続するに際し、内面ライニング鋼管の管端に挿嵌する管端防食コアであって、２個で対をなし、一方には外周に環状溝を設けてこの環状溝にシール用リングを装着する環状突出部を、また、他方にはこの環状突出部に嵌合する環状凹部を設け、前記環状突出部の内周から前記環状溝に至る貫通孔を少なくとも１個形成し、内面ライニング鋼管を接続した際、環状突出部が環状凹部に挿嵌した状態となるようにし、管端防食コアの胴部先端を内面ライニング鋼管の内面と接触させたものであり、必要に応じて、環状突出部の外周にシール用リングを装着したりする。
【００２０】
本発明の管端防食コアでは、内面ライニング鋼管の管端部のラッパ状拡がりの大小に関わらず、内面ライニング鋼管の内面と、管端防食コアの胴部との線接触を１００％確保することができる。
【００２１】
つまり、一方の内面ライニング鋼管にのみ挿嵌する管端防食コアの場合、上記したように内面ライニング鋼管の内面と、管端防食コアの胴部との線接触を１００％確保することができたとしても、線接触の箇所は１箇所であるから、片持ち状態である。この場合、管端防食コアを、２個で対をなし、一方には環状突出部を、また、他方にはこの環状突出部に嵌合する環状凹部を設け、内面ライニング鋼管を接続した際、環状突出部が環状凹部に挿嵌した状態となるようにしたものとすれば、線接触の箇所は２箇所となるから、管端防食コアの挿嵌状態はより安定することになる。
【００２２】
この際、環状突出部の外周にシール用リングを装着した場合には、シール効果はより確実になる。
【００２３】
そして、前記した管端防食コアの環状突出部の外周に環状溝を設け、この環状溝にシール用リングを装着すると共に、環状突出部の内周から前記環状溝に至る貫通孔を少なくとも１個形成した場合には、接続後、通水して水圧がかかれば、水圧は貫通孔を経てシール用リングに作用し、シール用リングを外周側に伸ばして、配管内の水をゴムパッキン内に導き、セルフシール効果をゴムパッキンに与える。なお、配管内の水圧と、ゴムパッキン内の水圧が同じになった時は、水圧はバランスするので、シール用リングは収縮して貫通孔を塞ぎ、配管内の水とゴムパッキン内の水は遮断される。
【００２４】
【実施例】
以下、本発明の管端防食コアを図１〜図３に示す一実施例に基づいて説明する。
図１は本発明の管端防食コアの要部を説明するために、端部外周に転造溝が加工された内面ライニング鋼管の管端に挿嵌した状態を示す上半分の断面図、図２（ａ）は本発明の第１実施例を示す管端防食コアを、端部外周に転造溝が加工された内面ライニング鋼管の管端に挿嵌した状態を示す上半分の断面図、（ｂ）（ｃ）は（ａ）の要部拡大図で、（ｂ）は配管内の水圧がゴムパッキン内の水圧より高い場合、（ｃ）は配管内の水圧とゴムパッキン内の水圧が同じ場合、図３は本発明の第２実施例を示す管端防食コアを、端部外周に転造溝が加工された内面ライニング鋼管の管端に挿嵌しハウジング型管継手で接続した場合の上半分の断面図である。
【００２５】
図１において、１１は樹脂で製造された管端防食コアであり、端部外周に転造溝２ａが加工された内面ライニング鋼管２の管端に挿嵌する胴部１１ａと、この胴部１１ａの一方端に突設され、前記管端に当接する鍔部１１ｂとから構成されている。本例では、通常は、転造溝２ａを成形加工する過程で、管端がラッパ状に拡がることを考慮して、胴部１１ａは鍔部１１ｂから先端に向かって下り勾配に形成したものを示している。
【００２６】
ところで、端部外周に加工される転造溝２ａの底（外径）は、ハウジング型管継手１を構成するハウジング１ａの爪１ａａが、所定の深さ引っ掛かるように、外径寸法が狭い範囲内に収まるように加工現場でゲージによって管理されている。
【００２７】
従って、この管端防食コア１１は、前記胴部１１ａにおける先端を、転造溝２ａの底の管理された外径に最も近い、内面ライニング鋼管２の内面と接触させている。これによって、内面ライニング鋼管２の管端部のラッパ状拡がりの大小に関わらず、内面ライニング鋼管２の内面と、管端防食コア１１の胴部１１ａとの線接触を１００％確保することができる。
【００２８】
図１に示す例では、前記管端防食コア１１における胴部１１ａの先端側より鍔部１１ｂ寄りの位置に、環状突起１１ｃを例えば２列形成し、より効果的に内面ライニング鋼管２と管端防食コア１１の胴部１１ａ間のシールが行えるものを示している。なお、環状突起１１ｃに代えて、シール用の例えばＯリングを装着したり、また、環状突起１１ｃとＯリングの両方を設けたものでも良い。
【００２９】
図２は本発明に係る管端防食コアの第１の実施例を示したもので、この管端防食コア２１は、雄型２１ａと雌型２１ｂの２個で対をなし、夫々は前記した管端防食コア１１と同様に、胴部２１ａａ，２１ｂａと鍔部２１ａｂ，２１ｂｂを有し、夫々の胴部２１ａａ，２１ｂａにおける先端を、内面ライニング鋼管２の内面と接触させている。
【００３０】
そして、このうちの雄型２１ａの鍔部２１ａｂ側には、胴部２１ａａと反対の方向に環状突出部２１ａｃを設けている。一方、雌型２１ｂの鍔部２１ｂｂ側には、前記環状突出部２１ａｃに嵌合する環状凹部２１ｂｃを設けている。従って、内面ライニング鋼管２を接続した際には、図２（ａ）に示すように、環状突出部２１ａｃが環状凹部２１ｂｃに挿嵌して一体化した状態となり、管端防食コア２１と内面ライニング鋼管２が線接触する箇所は、雄型２１ａと雌型２１ｂの夫々１箇所ずつ、合計で２箇所となるから、管端防食コア２１の挿嵌状態は図１に示した管端防食コア１１より安定することになる。
【００３１】
図２に示した実施例では、前記した雄型２１ａの環状突出部２１ａｃの外周に、環状の例えばＵ字状溝２１ａｄを設け、このＵ字状溝２１ａｄにシール用の例えばＯリング２２を装着すると共に、環状突出部２１ａｃの内周から前記Ｕ字状溝２１ａｄに至る貫通孔２１ａｅを、例えば等角度位置に８個形成したものを示している。これが請求項１に対応する実施例である。
【００３２】
このような管端防食コア２１を採用した場合には、ハウジング型管継手１を用いて内面ライニング鋼管２を接続した後、通水して水圧がかかれば、水圧は貫通孔２１ａｅを経てＯリング２２に作用するので、図２（ｂ）に示すように、Ｏリング２２は外周側に伸びて配管内の水はゴムパッキン１ｂ内に導かれることになる。ゴムパッキン１ｂ内に導かれた水はゴムパッキン１ｂのリップ１ｂａに作用し、セルフシール効果をゴムパッキン１ｂに与える。
【００３３】
そして、配管内の水圧と、ゴムパッキン１ｂ内の水圧が同じになった時は、水圧はバランスするので、図２（ｃ）に示すように、Ｏリング２２は収縮して貫通孔２１ａｅを塞ぎ、配管内の水とゴムパッキン１ｂ内の水は遮断されることになる。従って、仮にゴムパッキン１ｂ内で赤水が発生した場合においても、赤水が配管内に侵入することはない。
【００３４】
図３は上記した図２に示した実施例における、雄型２１ａの環状突出部２１ａｃの外周にシール用の例えばＯリング２３を装着すると共に、転造溝２ａの加工により突出した部分の管端側直近の内径と一致させた雄型２１ａと雌型２１ｂとからなる管端防食コア２１の、夫々の胴部２１ａａ，２１ｂａの先端側より鍔部２１ａｂ，２１ｂｂ寄りの位置に、シール用の例えばＯリング２４を装着したり、また、図示省略したが、Ｏリング２４に代えて、環状突起を形成したものである。なお、環状突起とＯリング２４の両方を設けたものでも良い。
【００３５】
このようにすることで、内面ライニング鋼管２と雄型２１ａ，雌型２１ｂの胴部２１ａａ，２１ｂａ間、及び、雄型２１ａと雌型２１ｂ間のシールがより良好に行えることになる。これが請求項２に対応する実施例である。
なお、図３中の×印は、内面ライニング鋼管２の端面と外周シール部２ｃに塗布される防食シール剤を示す。
【００３６】
本発明の管端防食コアは上記した実施例に限らないことは言うまでもない。
なお、上記したＯリング２２〜２４は水道用ゴムを素材としていることは言うまでもない。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の管端防食コアを使用した場合には、建設現場において、熟練者でなくても誰でも、短時間で、内面ライニング鋼管の管端の防食を行うことができる。
この際、本発明の管端防食コアでは、２個で対をなし、一方には環状突出部を、また、他方にはこの環状突出部に嵌合する環状凹部を設け、内面ライニング鋼管を接続した際、環状突出部が環状凹部に挿嵌した状態となるようにしたものであるので、線接触の箇所が２箇所となって、管端防食コアの挿嵌状態はより安定することになる。
【００３８】
また、環状突出部の外周にシール用リングを装着した場合には、内面ライニング鋼管と管端防食コアの胴部間、雄型と雌型間のシール効果はより確実になる。
【００３９】
また、環状突出部の外周に環状溝を設け、この環状溝にシール用リングを装着すると共に、環状突出部の内周から前記環状溝に至る貫通孔を少なくとも１個形成しているので、通水時、ゴムパッキン内に水を導いてゴムパッキンのセルフシール効果が発揮され、漏水の虞がなくなる。また、配管内の水圧と、ゴムパッキン内の水圧が同じになった時は、水圧はバランスして、ゴムパッキン内の水と配管内の水とを遮断するので、酸素消費状態を保って高い防食性能を発揮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の管端防食コアの要部を説明するために、端部外周に転造溝が加工された内面ライニング鋼管の管端に挿嵌した状態を示す上半分の断面図である。
【図２】（ａ）は本発明の第１実施例を示す管端防食コアを、端部外周に転造溝が加工された内面ライニング鋼管の管端に挿嵌した状態を示す上半分の断面図、（ｂ）（ｃ）は（ａ）の要部拡大図で、（ｂ）は配管内の水圧がゴムパッキン内の水圧より高い場合、（ｃ）は配管内の水圧とゴムパッキン内の水圧が同じ場合である。
【図３】本発明の第２実施例を示す管端防食コアを、端部外周に転造溝が加工された内面ライニング鋼管の管端に挿嵌しハウジング型管継手で接続した場合の上半分の断面図である。
【図４】端部に溝を設けた鋼管を接続するハウジング型管継手の説明図で、（ａ）は上半分を示す断面図、（ｂ）はハウジングの締付状態を説明する側面図、（ｃ）は鋼管の端部に設ける転造溝の説明図、（ｄ）は鋼管の端部に設ける切削溝の説明図である。
【図５】ハウジング型管継手を用いて、切削溝を設け、内面のみライニングし、外周シール部と管端部は防食塗装した鋼管を接続した場合の説明図である。
【図６】ハウジング型管継手を用い、切削溝を設け、内面のみライニングした鋼管を接続する場合の説明図で、（ａ）は管端部のみ覆う管端防食コアを使用した場合、（ｂ）は管端部と外周シール部を覆う管端防食コアを使用した場合である。
【図７】管端に転造溝を形成した鋼管の、管端部がラッパ状に拡がった状態の説明図である。
【図８】鋼管の管端に転造溝を形成する方法の説明図である。
【図９】管端に転造溝を形成した鋼管の、管端部がラッパ状に拡がっていることによる問題点の説明図で、（ａ）は管端部のみ覆う管端防食コアの場合、（ｂ）は管端部と外周シール部を覆う管端防食コアの場合である。
【図１０】突合わせ連結型の管端防食コアの説明図である。
【図１１】ハウジング型管継手を用いて接続した鋼管における端面間距離の寸法制限の説明図である。
【図１２】突合わせ連結型の管端防食コアを管端に挿嵌した際の問題点の説明図で、（ａ）は一方の鋼管の管端のラッパ状拡がりが大きく１箇所しか線接触しない場合、（ｂ）は２箇所で線接触するが配管内の水圧がゴムパッキン内に届かない場合である。
【符号の説明】
１ ハウジング型管継手
２ 内面ライニング鋼管
２ａ 転造溝
１１ 管端防食コア
１１ａ 胴部
１１ｂ 鍔部
１１ｃ 環状突起
２１ 管端防食コア
２１ａ 雄型
２１ａａ 胴部
２１ａｃ 環状突出部
２１ａｄ Ｕ字状溝
２１ａｅ 貫通孔
２１ｂ 雌型
２１ｂａ 胴部
２１ｃ 環状凹部
２２ Ｏリング
２３ Ｏリング
２４ Ｏリング

Claims (2)

1. 端部外周に転造溝が加工された内面ライニング鋼管を、ハウジング型管継手を用いて接続するに際し、内面ライニング鋼管の管端に挿嵌する管端防食コアであって、
   ２個で対をなし、一方には外周に環状溝を設けてこの環状溝にシール用リングを装着した環状突出部を、また、他方にはこの環状突出部に嵌合する環状凹部を設け、前記環状突出部の内周から前記環状溝に至る貫通孔を少なくとも１個形成し、
   内面ライニング鋼管を接続した際、環状突出部が環状凹部に挿嵌した状態となるようにし、管端防食コアの胴部先端が内面ライニング鋼管の内面と接触することを特徴とする管端防食コア。
2. 環状突出部の外周にシール用リングを装着したことを特徴とする請求項１記載の管端防食コア。

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