JP5720746B2

JP5720746B2 - 配管内面の塗装装置

Info

Publication number: JP5720746B2
Application number: JP2013189865A
Authority: JP
Inventors: 宜尚柏原; 一朗笠原; 大深井
Original assignee: JFE Engineering Corp
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 2013-09-12
Filing date: 2013-09-12
Publication date: 2015-05-20
Anticipated expiration: 2033-09-12
Also published as: JP2015054298A

Description

本発明は、配管内面の塗装装置に係り、特に、口径８００ｍｍ〜１３５０ｍｍの中口径の水道鋼管の内面に無溶剤形エポキシ樹脂塗料を塗装する際に用いるのに好適な、配管内面の塗装装置に関する。

内面塗装鋼管を用いた配管において、図１に例示するような配管１０の継手溶接部１１及び巻込鋼管１２の巻込溶接部１２Ａは、溶接時の入熱により塗料が焼損してしまうため、工場塗装の段階では塗り残した状態で出荷される。従って、このような現地溶接部１１、１２Ａは、現地において接合後、塗装する必要がある。

現地塗装は、はけやローラを用いた手塗り塗装が一般的であり、塗料のダレを防止するため、工場で使用する塗料に比べ粘度が高い塗料が用いられる。従って、１度に塗装できる膜厚は０．２ｍｍ程度であり、標準的な規定膜厚０．４ｍｍまでには、乾燥工程を含んで３回塗りが必要であり、最短でも３日程度掛かっていた。

一方、近年自動塗装装置として、例えば特許文献１〜４等に開示されている様な塗装機が提案されている。しかし、これらの塗装機は、一回の運転において長距離、長時間の塗装作業を可能にするようには考慮されていない。また、塗料の供給方法は、配管された管外部からチューブ等により供給する方法、または、主剤と硬化剤から成る二液性塗料を予め混合してタンク等に貯留しておき、動力を使用してチューブ等により送り込み塗布する方法が採られている。また、塗布する際の制御信号、動力等は、配管された管外部からケーブル等により供給する方法が採られている。

しかし、これらの方法によると、二液性塗料を混合した後のポットライフに時間的な制約があるために、塗料混合後長時間にわたって塗装作業を行うことができない。また、電源ケーブル、塗料ホース等を引き回しているために、長距離の塗装を行おうとすると、これら電源ケーブル、塗料ホース等の重量が大きなものとなる。これに対応するために、塗装装置の走行用のモーターを大型化する必要が生じる。しかしながら、塗装装置は配管の中を走行しなければならないものであるので、モーターをむやみに大きくすることは不可能である。これらの理由により、従来の塗装装置においては、一回の運転による溶接部の塗布箇所は５箇所程度に制限され、昨今のパイプライン敷設速度に対応させるには非効率になりつつある。さらに、従来の塗装機は、前述のように電源ケーブル、塗料ホース等を引き回しているために、塗装作業に際しては、敷設したパイプラインの開口部から管内塗布装置を塗布開始箇所まで走行させ、逆進させながら作業を行う必要があるため、所要時間が長く掛かってしまう事が問題となっている。

一方、工場では、例えば日本水道協会の規格ＪＷＷＡＫ１５７：２０１３「水道用無溶剤形エポキシ樹脂塗料塗装方法」中に規定された二液内部混合型塗装機を用いて吹付け塗装を行っている。

吹付け塗装は塗料が霧化しているため、一度に手塗り可能な膜厚０．２ｍｍではなく、試験の結果、２．０ｍｍ程度の塗装でも問題ない。従って、一度で規定膜厚０．４ｍｍ以上を十分に確保できる。また、上記規格の付属書Ｇ「長寿命形水道鋼管用無溶剤エポキシ樹脂塗料塗装方法−現場溶接部内面における手塗り塗装」に規定されている膜厚１．０ｍｍ以上に対しても１度の吹付け塗装で対応できる。

前記二液内部混合型塗装機は、移動可能なカートに搭載されたものが、例えば特許文献５や６に開示され、市販もされている。この塗装機は、工場での設置スペースを極力少なくするため、幅・長さを小さくし、高さを大きくしているので、加温設備・容量等から高さ１３００ｍｍ程度の機械となり、概ね口径１５００ｍｍを超える大口径配管の場合には、これを使用して、所定位置まで配管内に塗装機を挿入して使用することができる。

一方、口径８００ｍｍ〜１３５０ｍｍ程度の中口径管の場合は、管内の高さが確保できず、所定位置まで塗装機が挿入できないため、工場用の塗装機を用いる場合には、図１に示したように地上又は管外に塗装機２０を設置し、ホース２２のみを配管１０内へ挿入し、スプレー２４から吹付け塗装を行う。

実開昭６２−１０６６７５号公報実開昭６０−２４３７６号公報実開昭６０−９１２８１号公報特開平１−２５４２７４号公報特開平５−４９９７７号公報特開２０１２−１９６６０５号公報

しかしながら、塗装機を管外に設置して塗装を行う場合には、塗装機の性能上管口から１５０ｍ程度までの範囲しか施工できないという問題点を有していた。

本発明は、前記従来の問題点を解消するべくなされたもので、塗装機を小型化して施工距離の制約を無くし、工場で使用する塗料を用いて、従来の塗装機が入らない中口径以下の配管内面の吹付け塗装を可能にすることを課題とする。

本発明は、主剤と硬化剤から成る二液性の無溶剤形エポキシ樹脂塗料の貯留手段と、前記主剤と前記硬化剤の定量供給手段と、前記定量供給手段により供給された前記主剤と前記硬化剤の加温手段と、前記加温手段で加温された前記主剤と前記硬化剤を混合する混合手段と、前記混合手段により混合、調製された塗料を配管内面に吹付け塗装する塗装手段と、前記混合手段から前記塗装手段までの塗料配管に塗料洗浄剤を供給する塗料洗浄剤供給手段を備えた口径８００ｍｍ〜１３５０ｍｍの中口径管の配管内面を手動で吹付け塗装するための塗装装置であって、少なくとも前記貯留手段、前記定量供給手段、前記加温手段、前記塗料洗浄剤供給手段が、最長部の長さが、前記配管に設けられた作業用人孔から搬出入が可能な長さである複数の台車に分散配置され、前記作業用人孔から搬出入が可能であるとともに、前記貯留手段が搭載された作業者による牽引方向から１両目の台車と、前記定量供給手段と前記塗料洗浄剤供給手段のいずれかが搭載された２、３両目の台車と、前記加温手段が搭載された４両目の台車が連結手段で連結されて、該４両目の台車の後方で塗装作業者が配管内面を手動で吹付け塗装し、前記４両目の台車の近傍で作業者が前記加温手段を操作し、前記１両目の台車を作業者が引っ張ることによって前記配管内を移動可能な装置により、前記課題を解決したものである。

ここで、前記連結手段を、各台車を回動自在に連結する手段とすることができる。

また、前記混合手段の入側と前記貯留手段を、前記主剤及び前記硬化剤をそれぞれ循環させるための循環手段で接続することができる。

また、前記台車の側面にガイドローラを設けることができる。

また、前記ガイドローラを台車幅内に収納可能とすることができる。

本発明によれば、塗装機の構成要素を、連結された複数の台車上に分けて搭載することにより塗装機を小型化したので、施工距離の制約を無くして、従来の塗装機が入らない口径８００ｍｍ〜１３５０ｍｍの中口径配管内の現地塗装部に塗装機を挿入して、工場で使用する塗料を用いて配管内面の吹付け塗装が可能になる。従って、重ね塗りが必要なく、一度の塗装で規定膜厚が確保できるため、迅速に作業できる。また、９０度曲がり管も通過可能である。更に、手塗りに比べて良好な外観となる等の優れた効果を有する。

中口径の水道管を、工場で使用する従来の塗装機を用いて塗装している状態を示す断面図本発明の実施形態の全体構成を示す側面図同じく平面図同じくガイドローラの設置状態を示す平面図同じく側面図前記実施形態による作業状態を示す正面図

以下、本発明を好適に実施するための形態（以下、実施形態と称する）につき、詳細に説明する。なお、本発明は以下の実施形態及び実施例に記載した内容により限定されるものではない。また、以下に記載した実施形態及び実施例における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、所謂均等の範囲のものが含まれる。更に、以下に記載した実施形態及び実施例で開示した構成要素は適宜組み合わせても良いし、適宜選択して用いても良い。

本実施形態は、図２（側面図）及び図３（平面図）に示す如く、二液性塗料の主剤を貯留するための主剤の貯留タンク３２、同じく硬化剤を貯留するための硬化剤の貯留タンク３６、及び、これらを吐出するためのポンプ３３、３７が搭載された第１の台車３０と、主剤と硬化剤を所定の割合、ここでは２：１で定量供給するための定量供給装置４１を構成する、主剤供給ライン３４を介して前記主剤貯留タンク３２内の主剤が送り込まれる主剤用の２つのシリンダ４２、４３、硬化剤供給ライン３８を介して前記硬化剤貯留タンク３６内の硬化剤が送り込まれる硬化剤用のシリンダ４５及びポンプ４７が搭載された第２の台車４０と、配管洗浄剤（例えばシンナー）を貯留するための洗浄剤貯留タンク５２、及び、該洗浄剤貯留タンク５２から洗浄剤を洗浄剤供給ライン５６に吐出するためのポンプ５４が搭載された第３の台車５０と、前記定量供給装置４１のシリンダ４２、４３から主剤供給ライン４４を介して供給される主剤を加温するための主剤用ヒータ６２、同じく前記定量供給装置４１のシリンダ４５から硬化剤供給ライン４８を介して供給される硬化剤を加温するための硬化剤用ヒータ６４、前記ヒータ６２、６４の温度及び駆動・吐出用の空気圧を制御するためのコントローラ６６が搭載された第４の台車６０と、各台車間３０、４０、５０、６０を連結する、例えば鎖でなる連結器７０と、前記ヒータ６２、６４で加温され、主剤供給ライン６３及び硬化剤供給ライン６５を介して供給される主剤と硬化剤を混合するミキサー８０と、該ミキサー８０により混合、調製され、ホース８１を介して供給される混合塗料を配管内面に噴射するスプレー８２とを備えている。

前記ミキサー８０の入側と前記主剤貯留タンク３２、硬化剤貯留タンク３６とは、主剤リターンライン６８、硬化剤リターンライン６９により、それぞれ接続されて循環経路が構成されており、この循環経路内の液温が、所定温度、例えば６０℃一定に維持されている。

前記台車３０、４０、５０、６０の平面形状は、配管１０内の移動を容易とするため、小判型とされている。なお、小判型ではなく両側面が直線とされた円状としても良い。

図において、７２は、各台車３０、４０、５０、６０の下側に設けられた走行用車輪である。

各台車３０、４０、５０、６０の側面には、図４及び図５に詳細に示す如く、ガイドローラ７４が設けられ、直管通過時の片寄りを防止すると共に、曲管通過を円滑にしている。

なお、各台車３０、４０、５０、６０を配管１０に挿入する場合の作業用人孔（図示省略）の通過を可能とするために、ガイドローラ７４は、図５に詳細に示す如く、Ｃ字状ガイドレール７７とねじ止め７８を含む、ヒンジ７９を用いた折畳み機構７６により折り畳み可能とされている。

塗装に際しては、図示しない作業用人孔から各台車３０、４０、５０、６０を分離し、ヒンジ７９を閉じた状態で配管１０内に持ち込み、ヒンジ７９を開くと共に、連結器７０で連結する。そして、配管１０の一番奥の塗装部近傍まで第４の台車６０を押し込んだ後、作業を開始する。即ち、スプレー８２を持った作業者８４が塗装している一番奥の第４の台車６０の近傍に控えた作業者８６がコントローラ６６を操作する。溶接箇所の塗装が終わった段階で配管１０入側の作業者８８が第１の台車３０を配管１０入側（図の左側）へ引っ張ることによって、塗装機全体を図の左方向に移動し、次の塗装箇所へ移る。塗装が終了した段階で、第３の台車５０に搭載したポンプ５４を稼働させて洗浄剤を、ミキサー８０、ホース８１及びスプレー８２に供給し、これらを洗浄して、混合後の塗料がこれらの中で残って固まるのを防ぐ。

なお、各台車３０、４０、５０、６０の配設順序は実施形態に限定されず、第２の台車４０と第３の台車５０を逆にすることも可能である。

本実施形態においては、台車の最長部の長さを、口径８００ｍｍ程度の配管に設けられた作業用人孔の長さに合わせて６００ｍｍ以内としているが、台車のサイズはこれに限定されない。

なお、本実施形態においては、ミキサー８０の入側をリターンライン６８、６９により貯留タンク３２、３６と結んで、循環させつつ加熱するようにしていたが、リターンライン６８、６９を省略することもできる。

１０、１２…配管
１１、１２Ａ…溶接部
３０、４０、５０、６０…台車
３２…主剤貯留タンク
３３、３７、４７、５４…ポンプ
３４、４４、６３…主剤供給ライン
３６…硬化剤貯留タンク
３８、４８、６５…硬化剤供給ライン
４１…定量供給装置
４２、４３、４５…シリンダ
５２…洗浄剤貯留タンク
６２、６４…ヒータ
６６…コントローラ
６８…主剤リターンライン
６９…硬化剤リターンライン
７０…連結器
７２…車輪
７４…ガイドローラ
７６…折畳み機構
８０…ミキサー
８２…スプレー
８４、８６、８８…作業者

Claims

主剤と硬化剤から成る二液性の無溶剤形エポキシ樹脂塗料の貯留手段と、前記主剤と前記硬化剤の定量供給手段と、前記定量供給手段により供給された前記主剤と前記硬化剤の加温手段と、前記加温手段で加温された前記主剤と前記硬化剤を混合する混合手段と、前記混合手段により混合、調製された塗料を配管内面に吹付け塗装する塗装手段と、前記混合手段から前記塗装手段までの塗料配管に塗料洗浄剤を供給する塗料洗浄剤供給手段を備えた口径８００ｍｍ〜１３５０ｍｍの中口径管の配管内面を手動で吹付け塗装するための塗装装置であって、
少なくとも前記貯留手段、前記定量供給手段、前記加温手段、前記塗料洗浄剤供給手段が、最長部の長さが、前記配管に設けられた作業用人孔から搬出入が可能な長さである複数の台車に分散配置され、前記作業用人孔から搬出入が可能であるとともに、前記貯留手段が搭載された作業者による牽引方向から１両目の台車と、前記定量供給手段と前記塗料洗浄剤供給手段のいずれかが搭載された２、３両目の台車と、前記加温手段が搭載された４両目の台車が連結手段で連結されて、該４両目の台車の後方で塗装作業者が配管内面を手動で吹付け塗装し、前記４両目の台車の近傍で作業者が前記加温手段を操作し、前記１両目の台車を作業者が引っ張ることによって前記配管内を移動可能な装置であることを特徴とする配管内面の塗装装置。
前記連結手段は、各台車を回動自在に連結する手段であることを特徴とする請求項１に記載の配管内面の塗装装置。
前記混合手段の入側と前記貯留手段が、前記主剤及び前記硬化剤をそれぞれ循環させるための循環手段で接続されていることを特徴とする請求項１または２に記載の配管内面の塗装装置。
前記台車の側面にガイドローラが設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の配管内面の塗装装置。
前記ガイドローラが台車幅内に収納可能とされていることを特徴とする請求項４に記載の配管内面の塗装装置。