JP6177196B2

JP6177196B2 - 配管の再生方法

Info

Publication number: JP6177196B2
Application number: JP2014122946A
Authority: JP
Inventors: 兼明池下
Original assignee: 株式会社サンケン
Priority date: 2014-06-14
Filing date: 2014-06-14
Publication date: 2017-08-09
Anticipated expiration: 2034-06-14
Also published as: JP2016003677A

Description

本発明は老朽化した配管内周を金属板で覆って配管を再生する配管再生方法に関するものである。

この種の配管の再生方法が特許文献１や特許文献２に開示されている。その概要を図６〜図１０で説明する。老朽化した金属の配管１（図６）内にこれよりも小径に巻回された一定幅のステンレス鋼板等の金属板７を複数装入する。そして、これら金属板７を、ジャッキ等を使用して配管１の内周面に押し拡げ、各金属板７の周方向両端部７１，７２を互いに重ねて（重ね継手）隅肉溶接７３を行っている（図７）。そしてこの場合、配管１への損傷を防止するために重ね継手部の背後にガラス繊維等の耐火断熱材７４を裏当てとして配設している。

また、隣接する各金属板７の幅方向端部７３，７４に生じる間隙は、図８に示すように、間隙を塞ぐように配管１の内方から一定幅のゴムや樹脂のシールリング８を配設して漏洩を防止している。なお、シールリング８にはその内周面に金属製のリング状固定板８１を当接させてそのバネ力でシールリング８を配管内周方向へ押圧保持している。

配管１の継ぎ手部１１では、隣接する配管１の内周面にそれぞれ配設された金属板７の幅方向端部７３，７４（図１０）間を、配管１の内方から広幅のゴム製シールリング６で塞ぎ、シールリング６の幅方向両端縁にそれぞれリング状固定板６１を当接させてシールリング６を配管内周方向へ押圧保持している。固定板６１の両端部６１１，６１２は、図９に示すように互いに重ねられ、積層構造の連結板６２で内周側から押さえられている。連結板６２は、その長穴６２１内に挿入したボルト６３を固定板６１の一方の端部６１２にねじ込み、長穴６２１内に樹脂材を注入して固定されている。なお、上記固定板８１の両端部も同様の構造で連結板によって内周側から押さえられている。

特開２００２−１２２２８７特開２００４−２０５０２０

ところで、再生された配管は流体の円滑な流通を確保するために流通抵抗を極力従来と同じにすることが求められるが、配管内方へ突出する多数のシールリングを設ける必要があるため、流通抵抗の大幅な増大が避けられないという問題があった。また、従来のガラス繊維等の耐火断熱材では１７００℃程度の溶接熱を直接受けることができないため上述のように重ね継手として隅肉溶接を行う必要があり、重ね継手部が配管内方への突出部となって流通抵抗の増大の原因になるとともに、隅肉溶接は十分な強度が確保できないという問題があった。さらに、シールリングや固定板の製造・保管や配管内への搬入等に手間を要するという問題もあった。

そこで、本発明はこのような課題を解決するもので、再生後の配管の流通抵抗の増大を抑えて流体の円滑な流通を保証できるとともに作業の手間も軽減できる配管の再生方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本第１発明では、配管（１）の内周の必要箇所に純粋炭素繊維の不織布からなる炭素繊維マット（４）を予め設置しておき、配管（１）内にその内径よりも小さくなるように巻回され前記配管（１）の内周に略等しい長さを有する一定幅の複数の金属板（２）を装入して当該金属板（２）を前記配管（１）の内周に沿う位置へ展開変形させて、前記金属板（２）の周方向両端部（２１，２２）と金属板（２）の幅方向両端部（２３，２４）を前記炭素繊維マット（４）上に位置させ、互いに近接する前記周方向両端部（２３，２４）を突合せ溶接（５）によって結合するとともに、配管（１）内で同様に展開変形した他の金属板（２）と隣接する前記金属板（２）の幅方向端部（２３）を、当該他の金属板（２）の幅方向端部（２４）と互いに突合せ溶接（５）により結合する。

本第１発明においては、金属板の周方向両端部に加えて幅方向両端部を突合せ溶接によって結合することができるから、配管内方へ突出する多数のシールリングを設ける必要がなく、配管内の流通抵抗が大幅に増大することが避けられる。また、重ね継手部を廃止できるから、これによっても配管内の流通抵抗の大幅増大を避けることができる。さらに、重ね継手部の隅肉溶接が廃止できるから十分な強度が確保される。また、従来のようなシールリングや固定板の製造・保管や配管内への搬入等の手間も削減される。

本第２発明では、前記金属板（２）は、自身の弾性復元力で前記配管（１）の内周に沿った位置に展開変形するものであり、前記配管（１）内にその内径よりも小さくなるように外周を拘束され巻回されて装入され、その後拘束を解かれて展開させられる。

本第２発明によれば、金属板は自身の弾性復元力によって配管の内周に沿った位置へ展開するから、従来のようにジャッキ等を使用して金属板を押し拡げる必要が無くなり、金属板の設置作業が大幅に軽減される。

上記カッコ内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

以上のように、本発明の配管の再生方法によれば、再生後の配管の流通抵抗の増大を抑えて流体の円滑な流通を保証できるとともに作業の手間も軽減できる。

本発明の一実施形態を示す、本発明の方法で再生された配管の破断概略側面図である。巻回結束され、および結束を解消された金属板の斜視図である。本発明の方法で再生された配管内周の部分拡大斜視図である。図３のIV−IV線に沿った断面図である。図３のV−V線に沿った断面図である。従来の方法で再生された配管の破断概略側面図である。図６のVII−VII線に沿った断面図である。図６のVIII−VIII線に沿った部分断面平面図である。固定板の端部連結部の正面図および断面図である。図６のX−X線に沿った部分断面平面図である。

なお、以下に説明する実施形態はあくまで一例であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲で当業者が行う種々の設計的改良も本発明の範囲に含まれる。

図１には本発明の方法で再生させた配管の一例を破断側面図で示す。図１において、既設の金属管や強化プラスチック複合管（ＦＲＰＭ）等の配管１内にはその長手方向へ、金属板２が隣接して配設されている。本実施形態で使用する上記金属板２としては弾性復元力に富むバネ材を使用する。一例としては２．５ｍｍ厚のＳＵＳ３０４１／２Ｈのステンレス鋼板が好適に使用できる。このような金属板２は配管の内周に略等しい長さを有し、その幅は配管の長さを金属板２の設置枚数（本実施形態では４枚（図１））で分割した数値とする。

上記各金属板２は図２（１）に示すように、配管１の内径の１/３程度の外径（例えば６００ｍｍφ）となるように巻回され公知の結束部材３で結束拘束されて、配管１内に装入される。そして配管１内の互いに隣接する所定位置で各金属板２の結束部材３の結束を解消し拘束を解くと、金属板２は図２（２）に示すように、自身の弾性復元力でその外径が３倍ほどに拡径変形する。したがって、わずかの補助を与えることによって金属板２は配管１の内周に沿った位置へ展開させられる。これにより、従来のようにジャッキ等を使用して金属板２を押し拡げる必要が無くなり、金属板２の設置作業が大幅に軽減される。

ところで、上記各金属板２の設置作業に先立って、配管１の内周の所定領域、すなわち配管１の内周に沿うように展開した金属板２の周方向の両端部２１，２２が互いに近接して位置する領域と、隣接する金属板２同士の幅方向の左右の端部２３，２４が互いに近接する領域には、図３に示すように裏当てマットとして炭素繊維マット４を接着配設しておく。

この炭素繊維マット４は、特許第４９６５７３０号にその製造方法が開示されている、以下に説明するような方法で製造されたもので、樹脂材等を含有しない純粋炭素繊維からなる不織布であることから、その耐熱温度は通常の炭素繊維マットが２５０℃以下であるのに対して３０００℃程度の高温まで耐えることができる。

このような炭素繊維マット４の製造の一例は以下のようなものである。すなわち、炭素繊維束を１０ｃｍ程度の長さに切断して短繊維化し、これを混打機でほぐして繊維の方向が揃った所定の大きさの粗綿とする。この粗綿を開繊シリンダにて開繊した後、開繊シリンダと同期して回転する吸引ケージとの間に形成された空気室で浮遊させ、吸引ケージに吸引して均一に積層させてフリース状繊維マットとする。そして、これをニードルパンチで整形し裁断して不織布マットとし、その後、必要な大きさに裁断して炭素繊維マットとする。

このような炭素繊維マット４を上述のように、金属板２の周方向の両端部２１，２２が互いに近接して位置する領域、および隣接する金属板２の幅方向端部２３，２４が互いに近接して位置する領域に配設して溶接時の裏当てとする。この場合の炭素繊維マットの厚みの一例は５ｍｍであり、目付は３００Ｋｇ／ｍ2である。

このような構造としたことによって、溶接時の発熱（１７００℃程度）が炭素繊維マット４によって配管１へ伝達するのが防止されるから、金属板２の周方向両端部２１，２２間を図３に示すように突合せ溶接５によって結合することができる。さらに、隣接する金属板２の互いに近接した幅方向両端部２３，２４も従来のようなシールリングを使用することなく図５に示すように突合せ溶接５によって直接結合することができる。

なお、配管１の継ぎ手部１１では、従来と同様に、隣接する配管１の内周面にそれぞれ配設された金属板２の幅方向端部間を、図１に示すように広幅のシールリング６と固定板６１で塞いでいる。

このように本実施形態の配管の再生方法によれば、隣接する金属板２の互いに近接する幅方向両端部２３，２４を突合せ溶接５で結合してこの部分に設けられていた多数のシールリング（図６参照）を廃止することができ、さらに各金属板２の周方向両端部２１，２２間も、従来のような重ね溶接ではなく、突合せ溶接５で結合できるから、配管１内への突出部分が大幅に少なくなる。この結果、配管１の流通抵抗の増大を小さく抑えることができる。また漏洩を確実に防止することもできる。

１…配管、２…金属板、２１，２２…周方向端部、２３，２４…幅方向端部、３…結束部材、４…炭素繊維マット、５…突合せ溶接。

Claims

配管の内周の必要箇所に純粋炭素繊維の不織布からなる炭素繊維マットを予め設置しておき、配管内にその内径よりも小さくなるように巻回され前記配管の内周に略等しい長さを有する一定幅の複数の金属板を装入して当該金属板を前記配管の内周に沿う位置へ展開変形させて、前記金属板の周方向両端部と金属板の幅方向両端部を前記炭素繊維マット上に位置させ、互いに近接する前記周方向両端部を突合せ溶接によって結合するとともに、配管内で同様に展開変形した他の金属板と隣接する前記金属板の幅方向端部を、当該他の金属板の幅方向端部と互いに突合せ溶接により結合することを特徴とする配管の再生方法。
前記金属板は、自身の弾性復元力で前記配管の内周に沿った位置に展開変形するものであり、前記配管内にその内径よりも小さくなるように外周を拘束され巻回されて装入され、その後拘束を解かれて展開させられる請求項１に記載の配管の再生方法。