JP4411454B2 - 防食処理管路の補修工法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、防食管路の補修工法に関し、さらに詳しくは、外表面に防食被覆層が形成された金属管における防食被覆層の欠損部を補修するための工法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ガスなどの流体を移動させるために用いられる管材として鋳鉄管などの金属管を用いることがある。
金属管は、地中に埋設されて用いられるが、土中の水分と接触して経年腐食を起こす虞があるので、外表面には、例えば、ポリエチレンなどの樹脂層あるいはこの樹脂が金属管に接触する側にブチルゴムなどの防水性材料を用いたアンダーコート層を重ねて設けて防食処理を施される場合がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記樹脂やゴムなどを用いた被覆層による防食処理された金属管が埋設されている箇所の地面が建設機械や工具により掘削された場合、外表面に位置する被覆層が建設機械や工具の接触により剥離したり欠損してしまうことがある。
このため、被覆層における剥離部あるいは欠損部等の損傷位置を放置しておくと、土中の水分により金属管の腐食が進行し、ガス漏れなどの問題が生じる。
従来、上記損傷位置が発見された場合には、管全体を露出させて防食テープなどを巻き付けて補修作業が行われていた。
しかし、このような作業では、管路口径に拘わらずテープを巻くために管路の全周にわたって露出されることが必要となり、掘削作業などの付帯作業に対する労力負担が多くなるばかりでなく、テープの巻き付けを隙間なく、かつ堅固に巻き付けする必要があるために効率がきわめて悪い作業となる。
テープは巻き付けるだけでなく接着剤などを用いて剥がれないようにすることが重要であるが、接着剤自体の経年劣化によって剥離する虞がある。このため、補修箇所での監視が必要となる場合もあり、これによって、メンテナンスという新たな労力負担が強いられることになる。
防食方法としては、上述した方法とは別に電気防食があるが、隙間腐食を誘発するような損傷形態の場合にはあまり効果がなく、気密性のない不完全なテープの巻き付けが行われてしまうと防食効果が期待できなくなる虞もある。
【０００４】
補修対象箇所の大きさによっては、補修後、その箇所の表面を被覆して防食性能を高めると共に、補修対象箇所近傍の防蝕層表面と面一となるように表面仕上げすることもある。この場合には、例えば、補修テープ表面の窪んでいる箇所に被覆材料が充填されることになる。しかし、補修テープ表面に被覆材料を充填あるいは塗布してテープ表面を覆い、表面を面一としただけでは表面仕上げに用いられた材料がテープ表面から遊離してしまう虞があり、これにより、補修箇所での経年劣化の問題が残されたままとなる。
一方、補修対象箇所を補修する際には、上述した補修テープを捲装するだけで作業を終えてしまうことが多く、補修箇所からからのガス漏れが完全に止まっているかどうかを確認することはあまり行われていないのが現状である。つまり、補修テープを巻き付けること自体がガス漏れを完全に遮断したとすることが前提となっており、作業時間の短縮を図る目的などによって補修時での漏れ監視は行われないことが多い結果となる。
【０００５】
本発明の目的は、上記従来の管路、特に防食処理された金属管における問題に鑑み、比較的大きな範囲で補修が必要な場合に労力負担の低減を可能にすると共に、補修箇所での補修後の気密状態を確認できるようにして簡単且つ確実に補修が行えるようにし、さらには、表面仕上げを行う場合に用いられる表面仕上げ材の剥離強度を高めて機械的な耐久性を向上させることが可能な防食管路の補修工法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため、請求項１記載の発明は、土中に埋設され、外表面に防食用の被覆層が形成された金属管を対象とした補修工法であって、上記金属管の補修対象箇所において該金属管表面に設けられている防食層を研削して防食層の一部を外部に露呈させ、上記露呈した防食層に対して対向する面に凹状空間部を有した熱融着可能な材質からなり、上記一部が露呈している防食層の側部内面との間に隙間が形成できる大きさに形成された被覆部材を上記露呈している防食層に載置し、上記被覆部材を超音波加熱することにより上記凹状空間部の外周縁とこれが対向当接している上記防食層とを互いに融着させて一体化し、融着後、上記隙間に気密探査剤を充填したうえで上記被覆部材を上方から押圧することで上記気密探査剤の状態変化を監視することにより上記被覆部材と上記防蝕層との融着状態を判別することを特徴としている。
【０００７】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の防食管路の補修工法において、上記被覆部材は、下面に上記凹状空間部有し、これと反対側の面における側部に折り返し片からなる係止部が設けられ、上記融着後に行われる気密探査剤の状態変化確認後に上記被覆部材の上面に仕上げ材が充填された際に該充填された仕上げ材の一部を係止して剥離を防ぐことを特徴としている。
【０００８】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の防食管路の補修工法において上記被覆部材は、上記上面中央部が他の部分よりも肉厚が厚くされていることを特徴としている。
【０００９】
【作用】
請求項１および３記載の発明では、一部が研削されて外部に露呈している防蝕層に対して、この防蝕層と対面する側に凹状空間部が設けられている被覆部材を載置して超音波加熱することにより凹状空間部の外周部と露呈している防蝕層とを融着させて一体化できる。しかも、融着の際に金属管側に設けられている防蝕層の一部が融着熱によって噴出した場合でも、凹状空間部内に噴出物を収容できるので、被覆部材が噴出物によって浮き上がることがなく融着が確実に行える。さらに融着後には被覆部材の側面と防食層の側部内面との間に位置する隙間内に気密探査剤を充填して被覆部材を上方から押圧することにより気密探査剤の状態変化を利用して融着状態が判別できる。この結果、被覆部材と防食層との融着を監視できるので、融着をより確実に行わせることができる。特に、融着時には、加熱時間によって被覆部材の中央部が他の部分に比べて融解が進行しやすい状況であっても他の部分が融解するまで被覆部材の原型を維持できるので、被覆部材の側面と防食層内面との融着を確実なものとすることができる。
【００１０】
請求項２記載の発明では、被覆部材の上面に設けられている係止部を利用して表面仕上げに用いられる材料を係止して剥離を防止できるので、表面仕上げに用いられる材料の機械的な剥離強度を高めて耐久性を向上させることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図示実施例により本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本発明実施例による補修工法に用いられる補修部材に相当する被覆部材１の断面図である。
図１において被覆部材１は、下向きキャップ状をなすポリエチレン製の熱融着可能な材料を用いた成形部品である。
本実施例では、補修対象箇所の大きさが１６φ程度の範囲を対象とした場合にその補修対象箇所の範囲を覆うことができる２２φの外形寸法に設定されている。
被覆部材１の下面は凹状に形成された空間部（以下、凹状空間部という）１Ａが形成されており、その空間部１Ａの外周部に位置する壁部の下方外側の面が、後述する防食層との融着面をなす勾配面１Ａ１とされている。
【００１２】
被覆部材１の外周部に位置する壁部から上方の位置には上方に向け延長されると共にその上方先端部が中心に向けて折り曲げられた鈎状の係止部１Ｂが設けられており、さらに、上面における中心部には他の部分よりも肉厚が厚くされた厚肉部１Ｃが設けられている。
係止部１Ｂは、上方先端が鈎状であることによりこの上面に充填される材料の一部を係止して剥離を防止できる部分であり、厚肉部１Ｃは、加熱時間が長くなる場合に中央部の方が他の部分よりも融解が進行するのを考慮して他の部分での融解が完了するまでの間、中央部での厚さを維持して他の部分での融着が不完全となるのを防止するための部分である。つまり、実施例に示した被覆部材１のように円盤形状の場合、超音波を被覆部材に入力した際に超音波加熱による加熱時間が長くなると中央部に超音波振動が集中し、この部分での融解が他の部分よりも進行しやすくなる。このため、中央部での熱的な変形や欠損が発生してしまうと他の部分での融着ができなくなるので、他の部分での融解が完了するまでの間、被覆部材１としての原形を維持して他の部分での加熱融着を促進させて融着不良の発生を防止するようになっている。このような厚肉部１Ｃは、加熱時間の長短に影響する被覆部材１のサイズによって設置されるものであるが、小サイズのものであっても、加熱時間が長く必要となる場合には、図５に示すように、中央部に設けることで上述した作用により中央部以外での融着部での融着不良を防ぐことができる。
【００１３】
厚肉部１Ｃは上方から押圧することができるようになっており、押圧されると被覆部材１は下方に向けて撓むことができ、これにより凹状空間部１Ａを収縮変形させることができる。なお、この厚肉部１Ｃは、実施例に示すような構成以外でも、円盤形状のものであれば、比較的小さなサイズのものにも構成することができ、例えば、図５に示すように、図１に示した勾配面１Ａ１が設けられていない、単なるキャップ状の構造であっても、その中央部に設けることで上述した場合と同じ作用を得ることができる。
【００１４】
本実施例は上記構成を備えた被覆部材１を用いて次の手順により補修が行われる。
（１）図２は、補修対象箇所Ｐを有する金属管２を示しており、同図において、金属管２の表面には、ブチルゴムなどを用いたゴム系アンダーコート層２Ａと、この層２Ａの上面にて順次積層されているポリエチレン樹脂およびポリプロピレン樹脂を用いた防食被覆層２Ｂ、２Ｃが設けられている。
損傷箇所Ｐは、これら防食被覆層２Ｂ、２Ｃの一部が欠損あるいは損傷している箇所であり、その箇所を対象として図示しないストッパー付きリーマにより研削が行われる。本実施例では、被覆部材１の凹状空間部１Ａの外形寸法よりも大きい寸法で研削され、被覆部材１の凹状空間部１Ａに位置している外周壁部の外側面と研削面の内側との間に隙間Ｓが形成されるようになっている。この隙間Ｓには、後述するが、融着状態を判別する際に用いられる気密探査剤が充填されるようになっている。
ストッパ付きリーマは研削深さを規定することができ、その研削深さはゴム系アンダーコート層２Ａが露呈する深さとされている。ストッパ付きリーマにより研削された個所は、リーマの刃先角度に応じて研削面の内側が勾配面とされている。
【００１５】
（２）研削後、研削面に被覆部材１が載置されて融着される。
被覆部材１は、下面に位置する凹状空間部１Ａの外周壁部の勾配面１Ａ１が研削面の勾配面に載置されることにより接触面同士がほぼ整合した状態とされる。
被覆部材１は、凹状空間部１Ａの外周壁部外側面と研削面の内側との間に隙間Ｓが形成された状態で研削面に載置される。
研削面に載置された被覆部材１は図示しない超音波溶接機によって１〜数分程度の間で超音波加熱され、凹状空間部１Ａの外周壁部における勾配面と研削面とが融着される。融着時には、被覆部材１の中央部が集中的に加熱されることになるが、厚肉部１Ｃを設けてあることにより、他の部分での融解が進行するまでの間、中央部での熱的な変形や欠損などが防止される。
被覆部材１と研削面との融着時には金属管２の表面に位置するゴム系アンダーコート層２Ａも金属管２を介した熱伝導により温度上昇し、溶融することがある。ゴムの一部が溶融するとその噴出物（便宜上、図２において符号ＢＯで示す）が被覆部材１の凹状空間部１Ａ内に収容されるので、噴出物によって被覆部材１が押し上げられるようなことがない。これにより、被覆部材１が融着面から浮き上がることがないので、確実に融着接合が行える。
【００１６】
（３）被覆部材１に対する超音波加熱が完了すると、研削面の内側と被覆部材１の外周壁の外側面との間に存在する隙間Ｓに気密探査剤ＤＬが充填されて融着状態が判別される。
本実施例では、気密充填剤ＤＬとして石鹸水などの発泡可能な材料が用いられ、気体の進入による発泡具合を監視できるようになっている。
図３は、融着状態を判別しているときを示す図であり、同図において、被覆部材１が厚肉部１Ｃが上方から押圧（図３中、符号Ｆで示す方向の押圧力）されて下方に撓まされる。これにより、凹状空間部１Ａ内が収縮変形することにより内部圧力が高められる。このとき、融着状態が不完全な場合には、融着面に存在する空間部を介して凹状空間部１Ａからの空気が気密探査剤ＤＬに進入するので、気密探査剤ＤＬが発泡することになる。これにより、融着状態が不完全であることが外部から確認できるので、再度、超音波加熱を繰り返して融着を完全な状態とすることができる。
【００１７】
（４）図３に示した融着状態判別が終了し、融着状態が完全である場合には、図４に示すように、被覆部材１の上面が仕上げられる。
図４において、被覆部材１の上面には、硬化型樹脂あるいはコーキングゴムなどを用いた表面仕上げ材３が充填される。
仕上げ材３は、その一部が被覆部材１の係止部１Ｂにより係止されて剥離強度が高められる。
仕上げ材３は、気密探査剤ＤＬが充填された隙間Ｓ内にも浸入して充填されるので、融着面から被覆部材１の上面に亘って全ての空間部が埋められ、その表面が補修対象箇所近傍の防食層２Ｃと面一に形成される。
【００１８】
本実施例によれば、凹状空間部１Ａの外周壁部に勾配面１Ａ１を設け、この勾配面１Ａ１を研削面の勾配面に整合しやすくしているので、融着に必要な接合面の面積を確保しやすくすることができる。
【００１９】
【発明の効果】
以上の実施形態からも明らかなように、請求項１および３記載の発明によれば、一部が研削されて外部に露呈している防蝕層に対して、この防蝕層と対面する側に凹状空間部が設けられている被覆部材を載置するだけの簡単な作業により超音波加熱による凹状空間部の外周部と防蝕層とを融着させることができる。しかも、融着の際に金属管側に設けられている防蝕層の一部が融着熱によって噴出した場合でも、凹状空間部内に噴出物を収容できるので、被覆部材が噴出物によって浮き上がることがなく融着が確実に行える。
さらに融着後には被覆部材の側面と防食層の側部内面との間に位置する隙間内に気密探査剤を充填して被覆部材を上方から押圧することにより気密探査剤の状態変化を利用して融着状態が判別できる。この結果、被覆部材と防食層との融着を監視できるので、融着状態をより確実に行わせることができる。特に、融着時には、加熱時間によって被覆部材の中央部が他の部分に比べて融解が進行しやすい状況であっても他の部分が融解するまで被覆部材の原型を維持できるので、被覆部材の側面と防食層内面との融着を確実なものとすることができる。
【００２０】
請求項２記載の発明によれば、被覆部材の上面に設けられている係止部を利用して表面仕上げに用いられる材料を係止して剥離を防止できるので、表面仕上げに用いられる材料の機械的な剥離強度を高めて耐久性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明実施例による補修工法に用いられる被覆部材の構成を説明するための図である。
【図２】本発明実施例による補修工法の一工程を説明するための図である。
【図３】本発明実施例による補修工法の他の工程を説明するための図である。
【図４】本発明実施例による補修工法の最終工程を説明するための図である。
【図５】図１に示した被覆部材の他の例を示す図である。
【符号の説明】
１ 被覆部材
１Ａ 凹状空間部
１Ａ１ 勾配面
１Ｃ 厚肉部
２ 金属管
２Ａ ゴム系アンダーコート層
２Ｂ 防食層の一つであるポリエチレン層
２Ｃ 防食層の他の一つであるポリプロピレン層
Ｐ 補修対象箇所
Ｐ１ 研削された箇所
ＢＯ 噴出物
ＤＬ 気密探査剤
Ｓ 気密探査剤が充填される隙間

Claims (3)

1. 土中に埋設され、外表面に防食用の被覆層が形成された金属管を対象とした補修工法であって、
   上記金属管の補修対象箇所において該金属管表面に設けられている防食層を研削して防食層の一部を外部に露呈させ、
   上記露呈した防食層に対して対向する面に凹状空間部を有した熱融着可能な材質からなり、上記一部が露呈している防食層の側部内面との間に隙間が形成できる大きさに形成された被覆部材を上記露呈している防食層に載置し、
   上記被覆部材を超音波加熱することにより上記凹状空間部の外周縁とこれが対向当接している上記防食層とを互いに融着させて一体化し、
   融着後、上記隙間に気密探査剤を充填したうえで上記被覆部材を上方から押圧することで上記気密探査剤の状態変化を監視することにより上記被覆部材と上記防蝕層との融着状態を判別することを特徴とする防食処理管路の補修工法。
2. 請求項１記載の防食管路の補修工法において、
   上記被覆部材は、下面に上記凹状空間部有し、これと反対側の面における側部に折り返し片からなる係止部が設けられ、上記融着後に行われる気密探査剤の状態変化確認後に上記被覆部材の上面に仕上げ材が充填された際に該充填された仕上げ材の一部を係止して剥離を防ぐことを特徴とする防食管路の補修工法。
3. 請求項２記載の防食管路の補修工法において、
   上記被覆部材は、上記上面中央部が他の部分よりも肉厚が厚くされていることを特徴とする防食管路の補修工法。

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