JP6087420B2 - 高分子材料を含む多層パイプライン、多層パイプラインを製造する装置及び多層パイプラインを製造する方法 - Google Patents
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Description
−第1の熱可塑性ポリマー材で構成するインナー流体密封層(inner fluid-tight ply)と;
−被覆繊維強化部を有し、前記インナー流体密封層を覆うインナー繊維強化熱可塑性ポリマー層と;
−第2の熱可塑性ポリマー材によって形成された第1の中間層と;
−被覆繊維強化部を有するアウター繊維強化熱可塑性ポリマー層を備え、前記インナー繊維強化熱可塑性ポリマー層と前記アウター繊維強化熱可塑性ポリマー層(12)の少なくとも一方は、少なくとも1つの繊維含有層(fibre-containing layer)及び1つの無補強層(reinforcement-free layer)を備え;第1の中間層が膨張型(expanded)熱可塑性ポリマー材によって形成されている。前記第1の中間層が少なくとも軸方向に向いた1つのチャネル(channel)を備えている。前記多層パイプラインは、更に、第3の熱可塑性ポリマー材によって形成された第2の中間層を含んでいる。第2の中間層は、少なくとも軸方向に向いた1つのチャネルを備えている。前記チャネルの断面は、略円形である。前記チャネルの断面は、略楕円形であってもよい。前記チャネルの断面は、略台形であってもよい。
−第1のラッピング・マシンステーション(wrapping-machine station)を含み;第1のラッピング・マシンステーションが:インナー繊維強化ポリマー層の繊維強化層を形成するために、インナー流体密封層の周りに繊維テープを包むように配置された1つのリールカルセール(reel carousel)と;層を覆う熱可塑性ポリマー材の無補強層を形成するために、配置された押出機と;
−熱可塑性ポリマー材で更にインナー繊維強化層を包む第1の中間層を形成するために配置された押出機と、少なくとも有し、更に;
−第2のラッピン・マシンステーションを含み;第2のラッピング・マシンステーションが:
アウター繊維強化ポリマー層の繊維補強層を形成するために、多層パイプラインのその他の層を繊維テープで包むように配置された1つのリールカルセールと;
−熱可塑性材含有層を囲み、無補強層を形成するために、配置された押出機と、を少なくとも含んでいる。
a)熱可塑性ポリマーによって形成されたインナー流体密封層を準備するステップと;
b)少なくとも1つの繊維層を形成する為に、繊維テープで前記インナー流体密閉層を包みこみ、押出によって、無補強層を繊維層に被覆することによって、前記インナー流体密閉層の周りにインナー繊維強化層を形成するステップと;
c)押出によって、前記インナー繊維強化層の周りに第1の中間層を形成するステップと
d)少なくとも1つの繊維層を形成する為に、繊維テープで多層パイプラインの他の層を包みこみ、押出によって無補強層を繊維層に被覆することによって、アウター繊維強化層を形成するステップと、を含んでいる。
押出によって第3の熱可塑性ポリマー材で形成された第2の中間要素を任意の場所、即ち:ステップb)で形成されたインナー繊維強化層及びステップc)で形成された第1の中間層の間、又はステップc)で形成された第1の中間層及びステップd)で形成された繊維強化層との間のうちの任意の場所に配置するステップc1)を含んでいる。前記ステップc1)は、前記押出機ヘッドのカリブレーション要素と、前記押出機ヘッドに収容される前記多層パイプラインの間に形成された環状スペース内に、前記押出機の前記押出機ヘッドを準備し、少なくとも1つのマンドレルが、前記第2の中間層に軸方向に向いたチャネルを形成するように設けられている。
図1A−Cに示すような多層パイプライン1は、40.6cm(16インチ)の外径を有している。摩耗層11は、熱可塑性ポリウレタンから形成され、厚さ8mmの層を形成している。第1の中間層13は、発泡熱可塑性ポリウレタンから形成され、厚さ50mmの絶縁層を構成している。アウター繊維強化ポリマー層12は、熱可塑性ポリウレタンを含浸したガラス繊維と、熱可塑性ポリウレタンから形成される外層部12fによって形成され、15mmの厚さの層を形成する。インナー繊維強化ポリマー層14は、熱可塑性ポリウレタンを含浸させて、15mm厚の層を形成したガラス繊維から形成される。
図2A−Cに示すような多層パイプ1は、40.6cm(16インチ)の外径を有している。摩耗層11は、熱可塑性ポリウレタンから形成され、厚さ8mmの層を形成する。第1の中間層13は、発泡ポリスチレンから形成され、厚み50mmの絶縁層を構成している。アウター繊維強化ポリマー層12は、熱可塑性ポリウレタンを含浸したガラス繊維及び熱可塑性ポリウレタンから形成される外層部12fによって形成され、15mmの厚さの層を形成する。インナー繊維強化ポリマー層14は、熱可塑性ポリウレタンを含浸したガラス繊維によって形成され、15mmの層の厚さを形成している。第2の中間層15は、熱可塑性ポリウレタンから形成されている。第2の中間層15では、密閉された20個のチャネル20が軸方向に延在している。チャネル20は、隣合わせに、等間隔に間を開けて第2の中間層15の周囲に配設されている。熱放射流体がチャネル20を通して流れる多層パイプライン1。
図3Aに示す多層パイプライン1は、40.6cm(16インチ)の外径を有する。多層パイプライン1は、概ね実施例2に記載の多層パイプライン1と同様に構成されている。密封されたチャンネル20に代わりに、第2の中間層15は、公知の電気抵抗線22、いわゆる加熱ケーブル22を備えている。この例では、第2の中間層15は、加熱ジャケットを多層パイプライン1の内部に形成している。加熱ケーブル22は、アウター絶縁層を含んでも良い。代替の態様として、第2の中間層は、図3Bに示すように、加熱ケーブル22及びチャネル20の両方に設けても良い。
図4に示す多層パイプライン1は、40.6cm(16インチ)の外径を有している。摩耗層11は、熱可塑性ポリウレタンから形成され、厚さ8mmの層を形成している。第1の中間層13は、発泡熱可塑性ポリウレタンから形成され、厚さ32mmの絶縁層を構成している。アウター繊維強化ポリマー層12は、熱可塑性ポリウレタンを含浸したガラス繊維及び熱可塑性ポリウレタンから形成される外層部12fとを有し、15mmの厚さの層を形成する。図5では、アウター繊維強化ポリマー層12は、ラッピング・マシンステーション360’及び360”で層12a−dを被覆塗布することによって形成されていることを示している。インナー繊維強化ポリマー層14は、エポキシ樹脂を含浸したガラス繊維によって形成され、15mm厚の層を形成している。図4では、繊維強化ポリマー層14が、ラッピング・マシンステーション350で層14a−b及び14c−ddを被覆塗布することにより形成されたことが示されている。第2の中間層15は、熱可塑性ポリウレタンによって形成されている。第2の中間層15において、軸方向に延在する10個の密封チャネル20が軸方向に熱放射流体の輸送するために形成されている。各チャネル20は、20cm2の断面積を有する。チャネル20は、隣合わせに等間隔に間を開けて第2の中間層15の周囲に配設している。
多層パイプライン1の別の実施形態が図5に示されている。多層パイプライン1は、該パイプライン1のチャネル10に第1の流体と、該パイプライン1の周辺チャネル20に第2の流体をそれぞれ輸送する構成を備えている。第1の流体は、石油であっても良く、第2の流体はガスであっても良い。多層パイプライン1は40.6cm(16インチ)又はそれより大きくても良い。摩耗層11は、ポリウレタンで形成され、更に、8mmの厚みの層で形成している。アウター繊維強化ポリマー層12は、熱可塑性ポリウレタンを含浸させたガラス繊維と熱可塑性ポリウレタンから形成する外層部12fとによって形成され、15mmの厚さの層を形成している。図5では、アウター繊維強化ポリマー層12は、ラッピング・マシンステーション360で層12a−d(b)、層12c−dを被覆塗布することによって形成されることが示されている。インナー繊維強化ポリマー層14は、熱可塑性ポリウレタンを含浸させたガラス繊維によって形成され、15mm厚の層を形成している。図5では、インナー繊維強化ポリマー層14がラッピング・マシンステーション350からの層12a−b、層12c−dを被覆塗布されることによって形成されることが示されている。第1の中間層13は、熱可塑性ポリウレタンから形成する。第1の中間層13は、軸方向に熱放射流体の輸送のために10個の密封チャネル20を有している。各チャネル20は、20cm2の断面積を有する。チャネル20は、隣合わせに等間隔に間を開けて第1の中間層13の周囲に配設している。
多層パイプライン1の別の実施形態が図12に示されている。多層パイプライン1は40.6cm(16インチ)又はそれより大きくても良い。第1の中間層13は、発泡スチレンで形成され、絶縁層を構成している。第2の中間層15は、層13を囲み、熱可塑性ポリウレタンで形成している。第2の中間層15において、10個の軸方向に延びる密封チャネル20が形成されている。各チャネル20は、20cm2の断面積を有する。チャネル20は、隣合わせに等間隔に間を開けて第2の中間層15の周囲に配設している。アウター繊維層12(図13に図示せず)は、第2の中間層15を囲んでいる。チャネル20には、流動コンクリート(図示せず)が充填されるか、又は重い質量の流体が開口部(図示せず)を介してアウター繊維層12を通るように形成されている。
Claims (24)
- 少なくとも以下を備える継ぎ目無し(endless)多層パイプライン(1)であって:
−第1の熱可塑性ポリマー材で構成するインナー流体密封層(11)と;
−被覆繊維強化部を有し、前記インナー流体密封層を覆うインナー繊維強化熱可塑性ポリマー層(14)と;
−第2の熱可塑性ポリマー材によって形成された第1の中間層(13)と;
−被覆繊維強化部を有するアウター繊維強化熱可塑性ポリマー層(12)と、を備え;
前記インナー繊維強化熱可塑性ポリマー層(14)と前記アウター繊維強化熱可塑性ポリマー層(12)の少なくとも一方は、少なくとも1つの繊維含有層(fibre-containing layer)(14a−b,14c−d;12a−b,12c−d)及び1つの無補強層(reinforcement-free layer)(14c,14f;12c,12f)を備え、
前記被覆繊維強化部は、少なくとも一つの繊維テープ(4)を含み、前記第1の中間層(13)は軸方向に向けられた少なくとも一つのチャネル(20)を有する
ことを特徴とする多層パイプライン(1)。 - 前記第1の中間層(13)が膨張型(expanded)熱可塑性ポリマー材によって形成されていることを特徴とする請求項1に記載の多層パイプライン(1)。
- 前記多層パイプライン(1)は、更に第3の熱可塑性ポリマー材によって形成された第2の中間層(15)を含むことを特徴とする請求項1に記載の多層パイプライン(1)。
- 前記第2の中間層(15)は、少なくとも軸方向に向けられた1つのチャネル(20)を備えていることを特徴とする請求項3に記載の多層パイプライン(1)。
- 前記チャネル(20)の断面が略円形であることを特徴とする請求項1又は4に記載の多層パイプライン(1)。
- 前記チャネル(20)の断面が略楕円形であることを特徴とする請求項1又は4に記載の多層パイプライン(1)。
- 前記チャネルの断面が略台形であることを特徴とする請求項1又は4に記載の多層パイプライン(1)。
- 前記第2の中間層(15)は、少なくとも軸方向に向けられた1つの加熱要素(20,22)を備えていることを特徴とする請求項3に記載の多層パイプライン(1)。
- 前記多層パイプライン(1)は、多層パイプライン(1)の長手方向に延びる少なくとも1つの光ファーバーケーブル(6)を含み、更に少なくとも1つの光ファイバーケーブル(6)は少なくとも一つの層(11;12;13;14)内に配置されていることを特徴とする請求項1に記載の多層パイプライン(1)。
- 前記多層パイプライン(1)は、多層パイプライン(1)の長手方向に延びる少なくとも1つの光ファーバーケーブル(6)を含み、更に少なくとも1つの光ファイバーケーブル(6)は少なくとも一つの層(11;12;13;14;15 )内に配置されていることを特徴とする請求項1に記載の多層パイプライン(1)。
- 第1の熱可塑性材で形成されたインナー流体密封層(11)を含む継ぎ目無し(endless)多層パイプラインの製造をするための機械組立部(30)であって:
−第1のラッピング・マシンステーション(350)を含み;第1のラッピング・マシンステーション(350)が:
インナー繊維強化ポリマー層(14)の繊維強化層(14a)を形成するために、インナー流体密封層(11)を繊維テープ(4)で包むように配置された1つのリールカルセール(352a)と;
層(14a)を覆う熱可塑性ポリマー材の無補強層(14c)を形成するために、配置された押出機(320)と;
−熱可塑性ポリマー材で更にインナー繊維強化層(14)を包む第1の中間層(13)を形成するために配置された押出機(330)と、少なくとも有し、更に;
−第2のラッピン・マシンステーション(360)を含み;第2のラッピング・マシンステーション(360)が:
アウター繊維強化ポリマー層(12)の繊維補強層(12a)を形成するために、多層パイプライン(1)のその他の層(11,13,14)を繊維テープ(4)で包むように配置された1つのリールカルセール(362a)と;
−熱可塑性材含有層(12a)を囲み、無補強層(12c)を形成するために、配置された押出機(340)と、を少なくとも含むことを特徴とする機械組立部(30)。 - 前記押出機(330)は、押出機ヘッド(371)を備えた押出機(370)を有し、前記押出機ヘッド(371)内には、前記押出機ヘッドのカリブレーション要素(378)と多層パイプライン(1)の間に、前記押出機ヘッド(371)を収容するように形成された環状スペース(374)が形成され、更に、前記環状スペース(374)内には、少なくとも1つのマンドレル(379)が前記第1の中間層中に、軸方向に向いたチャネル(20)を形成するために位置付けされていることを特徴とする請求項11に記載の機械組立部(30)。
- 第3の熱可塑性ポリマー材で形成された第2の中間層(15)を形成するために配置された押出機(370)を有しており、前記第2の中間層(15)が:前記第2のインナー繊維層(14)と前記第1の中間層(13)の間もしくは前記第1の中間層(13)と前記アウター繊維強化ポリマー層(12)との間に、任意の順序で設けられていることを特徴とする請求項11に記載の機械組立部(30)。
- 前記押出機(370)は押出機ヘッド(371)を備え、前記押出機ヘッドには、
環状スペース(374)が、前記押出機ヘッド(371)のカリブレーション要素(378)と前記多層パイプライン(1)との間に押出機ヘッド(371)を収容するように設けられ、少なくとも1つのマンドレル(379)が、前記第2の中間層(15)内に軸方向に向いたチャネル(20)を形成するために前記環状スペース内に位置付けられていることを特徴とする請求項13に記載の機械組立部(30)。 - 前記機械組立部(30)は更に、第1の熱可塑性ポリマー材によって形成された前記インナー流体密封層(11)を形成する押出機(310)を含んでいることを特徴とする請求項11に記載の機械組立部(30)。
- 前記機械組立部(30)は更に、光ファイバーケーブルを収容するために配置された少なくとも1つのリール(5)を有していることを特徴とする請求項11又は13に記載の機械組立部(30)。
- 前記少なくとも1つのリール(5)は、前記光ファイバーケーブル(6)を前記押出機(340)の中に供給できるように配置されていることを特徴とする請求項16に記載の機械組立部(30)。
- 前記少なくとも1つのリール(5)は、前記光ファイバーケーブル(6)を前記押出機(310)に供給できるように設けられていることを特徴とする請求項15及び16に記載の機械式組立部(30)。
- 継ぎ目無し多層パイプライン(1)を形成する方法であって、
a)熱可塑性ポリマーによって形成されたインナー流体密封層(11)を準備するステップと;
b)少なくとも1つの繊維層(14a)を形成する為に、繊維テープ(4)で前記インナー流体密閉層(11)を包みこみ、押出によって、無補強層(14a)を繊維層(14a)に被覆することによって、前記インナー流体密閉層(11)の周りにインナー繊維強化層(14)を形成するステップと;
c)押出によって、前記インナー繊維強化層(14)の周りに第1の中間層(13)を形成するステップと
d)少なくとも1つの繊維層(12a)を形成する為に、繊維テープ(4)で多層パイプライン(1)の他の層(11,13,14)を包みこみ、押出によって無補強層(12c)を繊維層(14a)に被覆することによって、アウター繊維強化層(12)を形成するステップと、を含むことを特徴とする継ぎ目無し多層パイプラインの製造方法。 - 前記ステップc)は、更に、環状スペース(374)内に押出機(370)の押出機ヘッド(371)を準備するステップを有し、前記環状スペース(374)は、押出機ヘッド(371)のカリブレーション要素(378)と多層パイプライン(1)の間に前記押出機ヘッド(371)を収容するように形成され、少なくとも1つのマンドレル(379)が第1の中間層(13)に軸方向に向いたチャネル(20)を形成するように設けられていることを特徴とする請求項19に記載の継ぎ目無し多層パイプラインの製造方法。
- 継ぎ目無し多層パイプライン(1)を形成する方法であって、
押出によって第3の熱可塑性ポリマー材で形成された第2の中間要素(15)を任意の場所、即ち:ステップb)で形成されたインナー繊維強化層(14)及びステップc)で形成された第1の中間層(13)の間、又はステップc)で形成された第1の中間層(13)及びステップd)で形成された繊維強化層(12)との間のうちの任意の場所に配置するステップc1)を含むことを特徴とする請求項19に記載の継ぎ目無し多層パイプラインの製造方法。 - 前記ステップc1)は、前記押出機ヘッド(371)のカリブレーション要素(378)と、前記押出機ヘッド(371)に収容される前記多層パイプライン(1)の間に形成された環状スペース(374)内に、前記押出機(370)の前記押出機ヘッド(371)を準備し、少なくとも1つのマンドレル(379)が、前記第2の中間層(15)に軸方向に向いたチャネル(20)を形成していることを特徴とする請求項21に記載の継ぎ目無し多層パイプラインの製造方法。
- 前記ステップa)は、押出によって熱可塑性ポリマーでインナー流体密封層(11)を形成することを特徴とする請求項19に記載の方法。
- 請求項13に記載の機械組立部(30)を使用する方法であって、前記機械組立部(30)を船の甲板(9)上に据え付けることを特徴とする請求項19に記載の方法。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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