JP3977593B2 - コーティングされたパイプの冷却方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【従来技術】
本発明は、パイプコーティングの製造において、パイプは、高温に加熱され、また、この上にポリマー材料が粉末として与えられるか突き出し成形される。この材料は、溶融されてパイプの表面に適合される。一般的に、このパイプは、この軸を中心として、スピンされるか回転される。流動並びに／もしくは硬化を生じさせるための充分な時間が経過した後に、材料は、固体となるようにそして、さらなる取り扱いで損傷しないように冷却される。まだ溶融された状態のコーティングが、搬送ラインの支持タイヤのような、パイプを搬送するために使用される設備と接触したときに、損傷が生じる。既知のプロセスにおいて、冷却は、多くの開口もしくはスプレーノズルパイプを使用して、冷却水を外面に流すことにより果たされている。このプロセスは、材料が所定の温度に達したときに、終了する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
この既知の冷却プロセスにおいて、特に盛り上がった溶接形態のパイプに対して、欠陥の無いコーティングを得る問題が常時ある。困難性は、コーティングの硬化のときに、そしてこのための領域での不均一な硬化での収縮により、部分的に生じることが判っている。
【０００３】
外面の硬化は、まず、テンションで非常に歪みがあり、パイプの表面に接着されていないスキン層を生じる。この層がピンホールやバブルのような泡を有している場合には、これらは最大の弱点となり、コーティングは、この場所で裂け目を生じる。例えば、溶融部のネック領域で湾曲凹所が表面にある場合には、スキン層の裂け目は、パイプの表面からこの層を剥離させる。パイプ表面にある前記材料が、まだ溶融されていると、変位される材料を再配置するようにピンホールもしくはキャビティが、同時に生じる。溶融部のネック領域でのコーティングのキャビティは、テント形状部と呼ばれ、溶融部の全長に沿って所定の距離に渡って延びている。
【０００４】
溶融部の上面のような突出表面では、冷却されたスキン層の下で、まだ溶融されている材料は、コーティングが全体に渡って冷却されたときに、特定のコーティング厚さよりも薄くなるように縮む。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、液体状冷却媒体をパイプの内面に供給することを含む、加熱プラスチックのコーティングパイプの冷却方法を提供する。
パイプの内部の冷却を利用した流動可能もしくは溶融状態から固体状態への変遷は、外部の冷却に比べて多くの効果を有する。例えば、パイプの表面での材料は、最初に固化される。これは、表面への良好な取着を促進し、後でコーティング接着に悪影響を与える内部での凍結ストレスを最小にする。
【０００６】
内部の冷却は、欠陥での損傷を防止し、パイプが溶接されたパイプ、即ち、細長く外方に盛り上がった溶接形態を有する、金属、通常は、スチールパイプの場合には、溶接領域でのテント形状の盛り上がりを防止する。固化は、パイプコーティング界面から、固化される最後の領域でいる空気に晒されたコーティングの外面（コーティングと空気との界面）方向へ移動する。固化の間に収縮するコーティング材は、流れて、空気に晒された表面で内方に収縮する。このプロセスは、妨げられず、コーティングのストレスが少なくなる。
【０００７】
コーティングの溶融された外面は、不規則な表面を発生させるように変形並びに悪影響を与える冷却媒体との接触がなくなる。内部の冷却において、外面は、均一で審美的に満足する表面を損なういかなる物理的な干渉も無く、硬化する。
【０００８】
均一なコーティング厚は、著しい溶接形態において均一になされ得る。このことは、最小のコーティング厚を維持するために使用しなければならないコーティング材料が最小となることを意味する。
【０００９】
内部冷却は、外部冷却よりもよりかなり効率的である。パイプ表面への全体に渡る熱伝導率は、非常に高くなる。さらに、水もしくは他の冷却媒体は、パイプの中に残り、熱を除去し続ける。一方、外部冷却においては、水は、最初の接触の後は流れてしまう。かくして、本発明は、パイプを所望の温度にするために、冷却時間が短く、また、水の消費量が少ない。
【００１０】
本発明の方法を果たすための好ましい処置において、水分配装置は、パイプ内のコーティングが冷却される場所に配置されている。冷却は、コーティングが溶融し、流れ、円滑にするのに充分な時間の後に、なされる。
【００１１】
水もしくは他の媒体は、各々が３６０°の噴射パターンを生じさせる複合噴射先端のノズルを使用して、供給され得る。このようにして、パイプの全周面は、複合ノズルによりカバーされる細長い領域に沿って冷却される。この水分配装置は、固定された外側位置に対して固定して保持され得る。一方、パイプはノズルに対して前方に移動する。この結果、パイプが移動するのに従って、パイプ全体が冷却される。代わって、水分配装置は、パイプ全体を冷却するように、周囲の設備に対して制御された方法で移動され得る。
【００１２】
水分配装置を接続並びに制御する多くの異なる方法が可能である。例えば、固定されたランスもしくは自己推進カートを使用した処置が使用され得る。
【００１３】
固定されたランスは、水を供給するための、強く可撓性のあるホースによりパイプの外側から接続され得る。ホイールは、パイプの内側でランスを支持する。ランスの一端に１セットのノズルが設けられる。パイプは、回転し、前方に移動するけれども、ランスは、静止して保持される。
【００１４】
自己推進カートは、ホイールによりパイプに支持され得、また、パイプの外側に装着されない。カートは、各パイプを冷却した後に、補充される水の圧力リザーバを有し得る。ホイールの配置は、カートの相対位置を維持するような方法で制御され得る。パイプが回転し、前進している間、カートは、固定された外側ポイントに対する静止が維持し得る。パイプは、するようにこれが前進するのに従って冷却される。
【００１５】
ある冷却処置が、添付図面を参照して例としてのみでより詳細に以下に説明される。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１は、所定の長さのコーティングされかつ冷却されるパイプ１１と、これに続く所定の長さのコーティングされかつ冷却されパイプ１２とを示す。これらパイプは、スパイラルコンベア１３，１４上に夫々支持されている。これらコンベアは、パイプが、矢印１６の方向に向かって前方に搬送されている間、パイプの軸を中心としてスピンされるように、パイプの軸に対して傾斜された従動ゴムタイヤもしくは同様のローラを有する。パイプ１２は、コーティング処理ステーション１７、例えば、パイプの表面にポリマー粉末が供給され、溶けてこのパイプの表面に融着させる粉末供給ブース、に入る前に予備加熱される。カート１８が、ホイール１９のようなローラ部材により、パイプ１２内で支持されている。これらホイールは、パイプの軸に対して所定角度で傾斜するように調節されて、軸に対して回転可能なように軸支されている。この結果、パイプが回転し、前方に搬送されるのに従って、カート１８は、粉末ブース１７やコンベア１４のような周囲設備に対して固定一に維持される。このカート１８から後方に向かって硬いスプレーランス２１が延出しており、このランスは、パイプ表面の内部で事由に走行するホイールに接続されたフレーム２２への接続によって、中間位置に支持されている。領域２３において、前記スプレーランス２１の一端部には、複数のスプレーノズルが設けられている。
【００１７】
前記カート１８は、例えば、ダイアフラム、ブラダー、もしくは同様の気体を閉じ込める部材を備え、押圧され得る１もしくは複数のリザーバ２４を支持している。一般的に、前記領域２３内で、前記スプレーランス２１とノズルとには、リザーバ２４により供給される冷水のような加圧冷却媒体が連続して供給される。
【００１８】
通常、パイプ１１と１２のような連続した所定長さのパイプは、これらのパイプの端部が近接するようにして、セクション１７を通過する。図１は、最初のパイプ１１が、これの後端と続くパイプ１２の先端との間の間隙が広がるように加速されたステージを示す。この結果、図２に示すように再充填結合装置２６が、図２に破線で示された下位置から実線で示された上位置に結合部２７を上昇させるように駆動され得る。この結合部は、前記上位置で、カート１８に接続され、前方に突出した再充填ランス２８とアラインメントされる。そして、この装置２６は、これの結合部２７が再充填ランス２８の前端に設けられた相補形状の装着体２９を受け入れるように、後方に駆動される。この結果、水もしくは他の冷却媒体が、所定の圧力で、供給ライン３１からランス２８を通ってリザーバ２４に再充填されることを可能にしている。この動作の間、前記装着体２９は、クランプ装置３２により留められ得る。前記リザーバ２４は、パイプ１２の後端が装置２６に接近している間に充分に充填される。この時点で、前記クランプ装置３２は、係合が解除され、装置２６は、これらのホイール３３により前方に変位され、また、結合部２７は、図２に示されるように破線の位置へと下降される。この結果、パイプ１２は、パイプ１１が空になっているコンベア１３のタイヤもしくは他の搬送部材１３ａにより受けられるように、前方に搬送されることが可能になる。パイプ１２に次に続くパイプは、スプレイブース１７を通り、領域２３でノズルからの噴射により冷却される。カート１８のホイールが次に続くパイプの内部に走行した後で、図１のパイプ１２のために示された位置にほぼ達したときに、パイプ１２は、図１でパイプ１１のために示された位置へと前方に加速され、そして、このような動作サイクルが繰り返される。
【００１９】
前記説明で、冷却される領域２３は、コーティングステーション１７と、冷却並びにコーティングされたパイプがスパイラルコンベア１４のタイヤ１４ａもしくは他の搬送装置の最後端との間に配置されていることが判るであろう。
【００２０】
図３は、パイプ４１が、パイプ４２，４３，４４が側方コンベア並びにラック４６上に支持されながら、コーティング並びに冷却される他の形態のプロセスを示す。ここで、入口ステーションに配置されたさらなるパイプ４７がラック４６上への装填のために待機している。
【００２１】
前記パイプ４１は、スパイラルコンベア４８のタイヤもしくは他のローラ部材上で、酸性並びにリンスブース４９と、コイル５１とを通過される。これらコイルは、流動可能なプラスチックコーティングを形成するように粉末ブース５２での粉末の受け入れのための予備加熱をする。
【００２２】
冷却は、パイプ４１内の角度付けトラックホイール上を走行する硬いスプレーランス５４の一端に設けられたスプレーノズルから、領域５３の所で、パイプ４１の内側になされる。この結果、ランス５４は、周囲の設備を備えたステーションを維持し、実質的に、前述したようにパイプ４１に対して後方に移動する。前記ランス５４には、これの後端に位置し、次のパイプ４２の中を延びている補助ランス５７に接続する着脱可能な結合部５６によって水もしくは他の冷却媒体が供給される。前記補助ランス５７の後端は、着脱可能な結合部５８を介して主水供給源に接続されている。さらに、次のパイプ４３は、この中に事前に設置された補助ランス材５７ａを有する。
【００２３】
動作において、パイプ４２は、下に配置されラック４６の一部を構成するスパイラルコンベア５９により前方に加速され、この結果、このパイプ４２の前端は、前記パイプ４１の後端を捕らえ、硬いランス５４を支持しているホイールはパイプ４２の中に入る。そして、このパイプ４２はラック４６から離れて、図３でパイプ４１のために示された位置にほぼ達したときに、図３で波線で示された間欠的な水供給体６１はランス５４に水を供給するために結合体５６に装着され、また、補助ランス５７が、結合体５６，５８から外され、かつ破線並びに参照番号５７で示されるようにパイプ４４内に再度位置される。そして、補助ランス５７ａを含むパイプ４３は、図３でパイプ４２のために示された位置へと前方に移動され、また、ランス５７ａは、供給体５８と結合体５６とに結合されて、符号５８で示す主水供給体からランス５４への水の供給ラインを再構築し、間欠的に供給体６１は、外される。そして、パイプ４７のように新たなパイプがラック上へと転動され、また、補助ランス５７を含むパイプ４２は、図３でパイプ４３のために示された位置へと前方に転動され、さらに、新たなパイプがパイプ４７の位置をとる入口ステーションに導かれる。そして、このような動作サイクルは、繰り返される。
【００２４】
好ましい形態では、補助ランス５７は、部分的に円環の道に沿って無軌道装置６３により、ガイド６４を通ってパイプ４４の中に入ることができるように、可撓性パイプである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は、コーティング並びに冷却工程を説明するための概略的な側面図である。
【図２】 図２は、図１に示す装置に使用されている結合並びに冷却媒体供給ユニットとを、拡大して概略的に示す図である。
【図３】 図３は、コーティング並びに冷却工程の別の形態を説明するための概略的な平面図である。

Claims (14)

1. パイプに熱プラスチックコーティングを形成し、このコーティングを冷却するための方法であって、
   各々が軸を有する複数のパイプ（１１，１２）と、搬送されてきたパイプに熱プラスチックコーティングを形成するコーティング処理ステーション（１７）とを準備する工程と、
   前記パイプを、前記コーティング処理ステーションから長手方向に離れた領域の所で、隣り合うパイプ間にギャップが生じるように、各パイプの軸と平行な長手方向に前記コーティング処理ステーションを通過させて搬送させるための搬送装置（１３，１４）を適用する工程と、
   前記コーティング処理ステーションの近くでパイプ内を通る冷却媒体供給装置（１８，２１，２２，２３，２４，２８）を与える工程であって、前記冷却媒体供給装置は、この冷却媒体供給装置が、パイプの周囲の設備に対する静止位置を維持するようにパイプの軸に対して傾斜したローラ部材（１９）上でパイプ（１２）内で延びており、また、この冷却媒体供給装置は、加圧冷却媒体のリザーバ（２４）を支持しているカート（１８）と、前記リザーバから長手方向に延びている再充填ランス（２８）とを有する、工程と、
   前記長手方向に平行で往復する加圧冷却媒体の通過を可能にし、また、結合部（２７）を有し、この結合部が、前記パイプから横方向外方に離間した引っ込み位置と、結合部が前記再充填ランスとアラインメントする伸張位置との間で移動可能である再充填装置（２６）を与える工程と、
   熱プラスチックコーティングをパイプに与えるために、前記パイプ（１１，１２）を搬送装置により、前記コーティング処理ステーションを連続して通るように搬送する工程と、
   前記コーティング処理ステーションの下流で、各パイプの内面に、前記冷却媒体供給装置のリザーバから冷却媒体を連続的に与えて前記コーティングを冷却する工程と、
   前記パイプ間のギャップの近くで、前記結合部を前記伸張位置に移動させ、前記結合部（２７）を前記ランス（２８）と係合させるように、第１の長手方向に結合部と共に前記再充填装置（２６）を移動させ、この再充填装置を介して加圧冷却媒体を流して前記リザーバ（２４）を再充填し、前記ランスから結合部を非結合とするように、前記第１の長手方向とは反対の方向に前記再充填装置を移動させ、そして、前記結合部を前記引っ込み位置に移動させることにより、前記リザーバ（２４）を間欠的に再充填する工程とを具備する方法。
2. 前記冷却する工程において、冷却媒体が供給されてるときに、前記コーティングは、ほぼ全体に渡って流動状態である請求項１の方法。
3. 前記冷却媒体が供給されるときに、前記コーティングは、これが形成された温度とほぼ同じである請求項１もしくは２の方法。
4. パイプへの冷却媒体の供給は、コーティングがパイプの後部になされているときに始められる請求項１ないし３のいずれか１の方法。
5. 前記搬送装置を適用する工程において、前記搬送装置は、前記コーティング処理装置の下流に離間した所でパイプと接触する搬送部材（１４ａ）を有し、また、前記冷却媒体は、コーティングが形成されたパイプ（１２）が搬送部材（１４ａ）と接触する前記場所とコーティング処理ステーション（１７）との間の領域（２３）で、前記パイプの内部に与えられる請求項１ないし４のいずれか１の方法。
6. 前記パイプは、これの軸を中心として回転される請求項１ないし５のいずれか１の方法。
7. 前記冷却媒体は、水である請求項１ないし６のいずれか１の方法。
8. 前記冷却する工程において、前記冷却媒体は、パイプの長手方向にのびた領域（２３）に連続的に沿った内面に均一に供給される請求項１ないし７のいずれか１の方法。
9. コーティング処理ステーションを準備する工程において、このステーションは、粉末が供給されるコーティングもしくは突き出しコーティングを形成する請求項１ないし８のいずれか１の方法。
10. 前記冷却媒体供給装置を与える工程において、前記パイプは、金属パイプである請求項１ないし９のいずれか１の方法。
11. 前記金属パイプは、スチールパイプである請求項１０の方法。
12. 前記金属パイプは、外部に盛り上がった溶接部を有する請求項１０もしくは１１の方法。
13. 前記溶接部は、これの上面に凸湾曲部と、溶接のネック部に凹湾曲部とを有する請求項１２の方法。
14. 前記再充填装置（２６）は、前記コーティング処理ステーション（１７）の下流に設けられている請求項１ないし１３のいずれか１の方法。

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