JP6623800B2

JP6623800B2 - マリンホース

Info

Publication number: JP6623800B2
Application number: JP2016019914A
Authority: JP
Inventors: 俊一小野; 典之布施
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2016-02-04
Filing date: 2016-02-04
Publication date: 2019-12-25
Anticipated expiration: 2036-02-04
Also published as: JP2017137958A; CN108603620A; EP3412950A4; WO2017135040A1; CN108603620B; EP3412950A1; BR112018015852A2

Description

本発明は、マリンホースに関し、さらに詳しくは、ホース本体を構成する内面層の可撓性と耐油性とを高いレベルで両立させることができるマリンホースに関するものである。

海上のタンカーと陸上施設との間をマリンホースによって連結し、このマリンホースを通じて原油等の様々な流体が搬送されている。原油等を搬送するマリンホースでは、原油等が直接接触するホース本体の内面層には相応の耐油性が要求される。

一方、マリンホースの使用時には、波、風、潮流等の自然環境の影響によってホース本体には様々な外力が作用する。また、マリンホースの敷設作業や回収作業の際には、これら作業に起因してホース本体には引張り、曲げ、ねじり等の外力が作用する。ここで、内面層の可撓性が低いとホース本体に外力が作用した際に、内面層が損傷し易くなる。特に、ホース本体の長手方向両端部に連接された連結金具の挿入側端の周辺では、内面層が応力集中により損傷し易くなる。内面層が損傷すれば、搬送している流体がマリンホースの外部に漏洩して周辺に拡散することになるため、損傷し難い内面層が望まれる。

従来、内面層の耐油性を向上させるために、搬送する流体が直接接触する最内面層に樹脂層を採用したマリンホースが提案されている（特許文献１参照）。しかしながら、樹脂層はゴム層に比して可撓性が低い。また、内面層の耐油性と可撓性とを同時に向上させることは、一般的に両者がトレードオフの関係にあるため、両者を高いレベルで両立させることは非常に困難であった。

特開２００６−１４４８７８号公報

本発明の目的は、ホース本体を構成する内面層の可撓性と耐油性とを高いレベルで両立させることができるマリンホースを提供することにある。

上記目的を達成するため本発明のマリンホースは、内面層と、この内面層の外周側に配置された補強層と、この補強層の外周側に配置された外面層とを有するホース本体と、このホース本体の長手方向両端部にそれぞれ連接された連結金具とを有するマリンホースにおいて、前記内面層の前記連結金具の挿入側端に対して前記ホース本体の長手方向に少なくとも前後１００ｍｍの範囲が、物性の異なる複数のゴム層をホース本体の半径方向に積層した積層構造であり、この積層構造の最内周のゴム層のゴムは、その破断伸びが７００％以上７５０％以下であり、かつ、ＩＳＯ６７２２のメソッド２の試験方法において、ＩＳＯ１８１７で規定されたＩＲＭ９０１、ＩＲＭ９０２およびＩＲＭ９０３のそれぞれに対して４０℃で４８時間浸漬した後の膨張率が３０％超４０％以下であり、前記最内周のゴム層以外の前記内面層を構成するゴム層のゴムは、その破断伸びが５５０％以上６００％以下であり、かつ、ＩＳＯ６７２２のメソッド２の試験方法において、ＩＳＯ１８１７で規定されたＩＲＭ９０１、ＩＲＭ９０２およびＩＲＭ９０３のそれぞれに対して４０℃で４８時間浸漬した後の膨張率が３０％以下であることを特徴とする。

本発明によれば、ホース本体に外力が作用した際に、最も応力が集中し易い範囲、即ち、前記内面層の前記連結金具の挿入側端に対して前記ホース本体の長手方向前後１００ｍｍの範囲を、物性の異なる複数のゴム層を積層した特別な積層構造にしている。具体的には、連結金具および搬送する流体と直接接触する最内周のゴム層には、所定の試験方法による膨潤率が３０％超４０％以下の一定水準の耐油性を有し、かつ、破断伸びが大きく可撓性に優れたゴムを採用している。最内周のゴム層以外の内面層を構成するゴム層には、一定水準の可撓性を有し、かつ、所定の試験方法による膨潤率が３０％以下の耐油性に優れたゴムを採用している。この積層構造によって内面層を、主に可撓性を担うゴム層と、主に耐油性を担うゴム層とに機能を分担させて、内面層の全体として可撓性と耐油性とを高いレベルで両立させることを可能にしている。

例えば、前記内面層の層厚が３ｍｍ以上であり、前記最内周のゴム層の層厚が１ｍｍ以上、前記最内周のゴム層以外の前記内面層を構成するゴム層の合計層厚が２ｍｍ以上である仕様にする。この仕様によれば、内面層の耐油性を安定して高いレベルに維持することができる。前記内面層は、例えば２層構造にする。

前記積層構造が、前記連結金具の挿入側端に対して前記ホース本体の長手方向に前後１００ｍｍの範囲内にのみ配置されている仕様にすることもできる。この仕様によれば、内面層の上記の特別な積層構造の範囲を最小限にしながらも、効果的に内面層の可撓性と耐油性とを高いレベルで両立させることができる。

本発明のマリンホースの長手方向一端部の上半分を例示する縦断面図である。図１のマリンホースを正面視（一方の連結金具側から他方の連結金具側を見た矢視）で例示する説明図である。マリンホースを連結して形成されたホースラインを例示する説明図である。図１のマリンホースに曲げ変形が生じている状態を例示する縦断面図である。マリンホースの別の実施形態を側面視で例示する説明図である。

以下、本発明のマリンホースを図に示した実施形態に基づいて説明する。

図１、図２に例示する本発明のマリンホース１は、ホース本体３と、ホース本体３の長手方向両端部にそれぞれ連接された連結金具２とを有している。図３に例示するように、複数のマリンホース１が互いの連結金具２を介して連結されることによりホースラインＬが形成される。この実施形態ではホースラインＬが海に浮いた状態になり、マリンホース１は波、風、潮流等により外力が作用する。これに伴い、マリンホース１には伸び、曲げ、ねじり等の多様な変形が生じる。

ホース本体３は、内面層４と、内面層４の外周側に配置された補強層５（主補強層５Ａおよび本体ワイヤ層５Ｂ）と、補強層５の外周側に配置された外面層７とを有している。ホース本体３には、その他に必要な部材が適宜設けられる。この実施形態のマリンホース１はフローティングタイプなので、補強層５と外面層７との間にスポンジ等の浮力材で形成された浮力層６が介在している。本発明は、フローティングタイプのマリンホース１だけでなく、浮力層６を有していないサブマリンタイプのマリンホースに適用することもできる。

連結金具２は、円盤状のフランジ２ａとこのフランジ２ａに接合されて先端部側がホース本体３に挿入された筒状のニップル２ｂとで構成されている。ニップル２ｂの先端部の外周面は先端側になるに連れてニップル外径が小さくなった傾斜面になっている。ニップル２ｂの外周には外周側に向かって順に、内面層４、主補強層５Ａ、本体ワイヤ層５Ｂが巻付けられて積層され、最外周は外面層７で覆われている。内面層４の内周側が流体流路１ａとなる。図１の線分ＣＬは、マリンホース１の軸方向に延びる中心線である。

マリンホース１を通じて搬送する流体は内面層４の内周面に直接接触する。内面層４は、例えば耐油性に優れたアクリロニトリルゴム等で構成される。内面層４の詳細については後述する。

本体ワイヤ層５Ｂは、主補強層５Ａの外周のゴム層に金属ワイヤを所定間隔あけて螺旋状に巻付けて構成されている。主補強層５Ａは補強コードをゴムで被覆した複数の補強コード層を積層して構成されている。

主補強層５Ａ、本体ワイヤ層５Ｂのそれぞれの一端部のニップルワイヤ５ａ、５ｂは、ニップル２ｂの外周面に突設された固定リング２ｃ等により、ニップル２ｂに固定されている。外面層７は、ゴム等の非透水性材料で構成されている。

内面層４のホース本体３の長手方向の一部の範囲、または全範囲は、物性の異なる複数のゴム層をホース本体３の半径方向に積層した積層構造になっている。具体的には、内面層４の連結金具２の挿入側端Ｅに対してホース本体３の長手方向に少なくとも前後１００ｍｍの範囲Ｚが、この積層構造になっている。この実施形態では、内面層４が第１ゴム層４Ａとその外周側の第２ゴム層４Ｂとの２層構造になっているが、積層数は適宜決定することができ、例えば２〜４程度にする。また、この実施形態では、この積層構造が、連結金具２の挿入側端Ｅに対してホース本体３の長手方向に前後１００ｍｍの範囲Ｚに配置されている。

第１ゴム層４Ａのゴムは、破断伸びが７００％以上７５０％以下になっている。本発明における破断伸びは、ＩＳＯ３７で規定された試験方法による測定値である。この破断伸びの値が大きい程、可撓性に優れていると言える。さらに、第１ゴム層４Ａのゴムは、ＩＳＯ６７２２のメソッド２の試験方法において、ＩＳＯ１８１７で規定されたＩＲＭ９０１、ＩＲＭ９０２およびＩＲＭ９０３のそれぞれに対して４０℃で４８時間浸漬した後の膨張率が３０％超４０％以下になっている。この膨張率の値が小さい程、耐油性に優れていると言える。

第２ゴム層４Ｂを形成するゴムは、破断伸びが５５０％以上６００％以下になっている。さらに、第２ゴム層４Ｂのゴムは、上記の膨張率が３０％以下になっている。例えば、この膨張率の値は２０％以上３０％以下である。

したがって、第１ゴム層４Ａのゴムは一定水準の耐油性を有し、かつ、第２ゴム層４Ｂのゴムに比して可撓性に優れている。第２ゴム層４Ｂのゴムは一定水準の可撓性を有し、かつ、第１ゴム層４Ａのゴムに比して耐油性に優れている。

図４に例示するようにマリンホース１（ホース本体３）に外力が作用してホース本体３が曲げ変形した場合は、ニップル２ｂの先端Ｅの周辺では、内面層４に応力が集中する。本発明のマリンホース１では、ホース本体３に外力が作用した際に、最も応力が集中し易い範囲Ｚ、即ち、連結金具２の挿入側端Ｅに対してホース本体３の長手方向前後１００ｍｍの範囲Ｚを上述した積層構造にしている。

第１ゴム層４Ａのゴムは、一定水準の耐油性を有するとともに相対的に破断伸びが大きく可撓性に優れているので、応力集中を緩和するには有利である。そのため、ホース本体３が曲げ変形してもクラックが発生し難くなっている。しかも、一定水準の耐油性を有しているので、搬送する流体が原油等であっても十分な耐用期間を確保できる。また、仮に、第１ゴム層４Ａにクラックが発生しても、外周側に隣接する第２ゴム層４Ｂは、第１ゴム層４Ａよりも優れた耐油性を有しているので、十分な耐用期間を確保できる。そして、第２ゴム層４Ｂは一定水準の可撓性を有していて、また、連結金具２（ニップル２ｂ）と直接接触していないので、第１ゴム層４Ａよりも大きな応力が生じ難い。それ故、ホース本体３が曲げ変形しても第２ゴム層４Ｂには、クラックが容易に発生することはない。

このように本発明のマリンホース１は、内面層４を特別な積層構造にすることで、主に可撓性を担う第１ゴム層４Ａと、主に耐油性を担う第２ゴム層４Ｂとに機能を分担させている。一見すると、第２ゴム層４Ｂよりも、直接、流体に接触する最内周の第１ゴム層４Ａの耐油性を高めた方がよいと考えられる。しかしながら、耐油性および可撓性を高水準にしたゴムを得ることは現状では困難である。また、幾ら耐油性が優れていてもクラックが発生して損傷すればその耐油性は機能しない。そのため、最内周の第１ゴム層４Ａは、耐油性よりも、むしろ、クラックが発生し難い性能（可撓性）が重要になる。したがって、この特別な積層構造によって、結果的には、内面層４の全体として可撓性と耐油性とを高いレベルで両立させることが可能になる。

内面層４の層厚は例えば、３ｍｍ以上であり、最内周の第１ゴム層４Ａの層厚は１ｍｍ以上にして、第１ゴム層４Ａ以外の内面層４を構成するゴム層（この実施形態では第２ゴム層４Ｂ）の合計層厚は２ｍｍ以上にするとよい。この仕様によれば、内面層４の耐油性を安定して高いレベルで維持し易くなる。製造し易さ等を考慮すると内面層４は２層構造が好ましい。尚、内面層４および第１ゴム層４Ａの層厚の上限値、第１ゴム層４Ａ以外の内面層４を構成するゴム層の合計層厚の上限値は、内面層４の可撓性を過大に低下させない範囲で適宜決定し、例えば１４ｍｍの範囲内で決定する。

この実施形態のように、内面層４の積層構造が、連結金具２の挿入側端Ｅに対してホース本体３の長手方向に前後１００ｍｍの範囲Ｚ内にのみ配置されている仕様にすると、この特別な積層構造の範囲を最小限にしながらも、効果的に内面層４の可撓性と耐油性とを高いレベルで両立させることができる。

図５に例示するように内面層４の特別な積層構造を、一方端側の連結金具２（ニップル２ｂ）の挿入側端Ｅに対してホース本体３の長手方向に後側１００ｍｍの位置から他方端側の連結金具２（ニップル２ｂ）の挿入側端Ｅに対してホース本体３の長手方向に後側１００ｍｍの位置までの間の範囲Ｚ１に設けることもできる。或いは、ホース本体３の長手方向全長（全範囲）に渡って内面層４の特別な積層構造を設けることもできる。

１マリンホース
１ａ流体流路
２連結金具
２ａフランジ
２ｂニップル
２ｃ固定リング
３ホース本体
４内面層
４Ａ第１ゴム層
４Ｂ第２ゴム層
５補強層
５Ａ主補強層
５ａニップルワイヤ
５Ｂ本体ワイヤ層
５ｂニップルワイヤ
６浮力層
７外面層
Ｌホースライン

Claims

内面層と、この内面層の外周側に配置された補強層と、この補強層の外周側に配置された外面層とを有するホース本体と、このホース本体の長手方向両端部にそれぞれ連接された連結金具とを有するマリンホースにおいて、
前記内面層の前記連結金具の挿入側端に対して前記ホース本体の長手方向に少なくとも前後１００ｍｍの範囲が、物性の異なる複数のゴム層をホース本体の半径方向に積層した積層構造であり、
この積層構造の最内周のゴム層のゴムは、その破断伸びが７００％以上７５０％以下であり、かつ、ＩＳＯ６７２２のメソッド２の試験方法において、ＩＳＯ１８１７で規定されたＩＲＭ９０１、ＩＲＭ９０２およびＩＲＭ９０３のそれぞれに対して４０℃で４８時間浸漬した後の膨張率が３０％超４０％以下であり、
前記最内周のゴム層以外の前記内面層を構成するゴム層のゴムは、その破断伸びが５５０％以上６００％以下であり、かつ、ＩＳＯ６７２２のメソッド２の試験方法において、ＩＳＯ１８１７で規定されたＩＲＭ９０１、ＩＲＭ９０２およびＩＲＭ９０３のそれぞれに対して４０℃で４８時間浸漬した後の膨張率が３０％以下であることを特徴とするマリンホース。
前記内面層の層厚が３ｍｍ以上であり、前記最内周のゴム層の層厚が１ｍｍ以上、前記最内周のゴム層以外の前記内面層を構成するゴム層の合計層厚が２ｍｍ以上である請求項１に記載のマリンホース。
前記内面層が２層構造である請求項１または２に記載のマリンホース。
前記積層構造が、前記連結金具の挿入側端に対して前記ホース本体の長手方向に前後１００ｍｍの範囲内にのみ配置されている請求項１〜３のいずれかに記載のマリンホース。