JP6854168B2

JP6854168B2 - 管体の内面処理方法

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Publication number: JP6854168B2
Application number: JP2017061496A
Authority: JP
Inventors: 裕也森田; 哲朗長谷目; 了宍戸; 憲次中村
Original assignee: Kurimoto Ltd
Current assignee: Kurimoto Ltd
Priority date: 2017-03-27
Filing date: 2017-03-27
Publication date: 2021-04-07
Anticipated expiration: 2037-03-27
Also published as: JP7104199B2; JP2018161680A; JP2021100782A

Description

本発明は管体の内面処理方法に関する。

水道管などに広く使用される鋳鉄管は、内外径が一定な円筒形の直部と、その一端に設けられ内外径が直部より大きい受口と、他端に設けられ内径が直部と等しい挿し口とから構成されているものが多い。鋳鉄管は、管の鋳造後、焼鈍処理を行い、その後砥石によって内面研磨が行われる。通常、内面研磨が行われた後、管内に水圧をかけて水圧試験が行われ、錆取り等の下地処理が行われる。その後、管内を加熱した後、たとえば熱硬化性のエポキシ樹脂粉体塗料を投入して管の内面に樹脂層を形成する、いわゆる粉体塗装が行われる。

粉体塗装などの内面塗装が行われた鋳鉄管には、通常ピンホール検査が行われる。このピンホール検査は、ホリデーディテクタを用いて、塗膜のピンホール不良を検査するために行われる。このピンホール検査をクリアするために、鋳鉄管のピンホール不良を低減することは、鋳鉄管の生産性を向上させることにつながる。

このようなピンホール不良の対策として、たとえば特許文献１には、鋳鉄管内面に、回転させたミリングカッタを接触させ、回転するミリングカッタの刃によって管内表面をはつるようにして研削する鋳鉄管の内面処理方法が開示されている。

また、特許文献２には、鋳鉄管の内側に高周波コイルを挿入して残留水分を除去する、鋳鉄管の内面粉体塗装方法が開示されている。

特開２００２−２００５１４号公報特開平５−１３１１６８号公報

上記特許文献１および２に開示された方法によって、ピンホール不良に対して一定の効果は期待できるものの、粉体塗装などの内面塗装が行われた鋳鉄管のピンホール不良をさらに低減させることが求められている。

そこで、本発明はかかる問題点に鑑みて、ピンホール不良を低減することができる、管体の内面処理方法の提供を目的とする。

本発明の管体の内面処理方法は、管体の鋳造工程と、前記管体の内面を、前記管体の軸と略平行な軸周りに回転する砥石により研磨する内面研磨工程と、前記内面研磨工程の前または後に行われる水圧試験工程と、前記管体の内面を、前記管体の軸と略平行な軸周りに回転する研掃ブラシにより研掃する研掃工程とを備え、前記研掃工程における前記研掃ブラシが、前記内面研磨工程における砥石と逆方向に回転することを特徴とする。

また、前記研掃ブラシは、前記研掃ブラシの回転軸に対して放射状に延びるホイールブラシであることが好ましい。

また、前記管体は粉体塗装が行われる鋳鉄管であり、前記管体の内面処理方法がさらに、管体の内面を加熱する加熱工程と、加熱された管体の内面に粉体塗料が塗布される粉体塗装工程とを備えることが好ましい。

本発明の管体の内面処理方法によれば、ピンホール不良を低減することができ、良好な塗装仕上がりを得ることができる。

本発明の一実施形態の管体の内面処理方法のフローチャートである。管体の内面研磨工程に用いられる内面研磨装置を上側から見た概略図である。管体（直部）の内面が内面研磨装置の砥石により研磨されている状態を示す概略図である。管体の研掃工程に用いられる研掃装置を上側から見た概略図である。管体の内面が研掃装置の研掃ブラシにより研掃されている状態を示す概略図である。

以下、添付図面を参照し、本発明の一実施形態の管体の内面処理方法（以下、単に内面処理方法という）を説明する。なお、以下に説明する内面処理方法はあくまで一例であり、本発明の内面処理方法は、以下の実施形態に限定されるものではない。

図１に示されるように、本実施形態の内面処理方法は、鋳造工程Ｓ１、焼鈍工程Ｓ２、内面研磨工程Ｓ３、水圧試験工程Ｓ４、研掃工程Ｓ５、加熱工程Ｓ６、粉体塗装工程Ｓ７を有している。なお、上記工程はあくまで例示であり、さらに他の工程を有していてもよいし、所望の内面処理を行うことができれば、上記工程のうちの一部を変更しても構わない。

鋳造工程Ｓ１は、管体を鋳造する工程である。本実施形態では、管体は、受口、直部、挿し口を有する鋳鉄管である。鋳造工程Ｓ１の後には鋳鉄管に焼鈍処理を行うために、焼鈍工程Ｓ２が行われる。

焼鈍工程Ｓ２が行われた後、管体の内面を砥石により研磨する内面研磨工程Ｓ３が行われる。砥石による内面研磨工程Ｓ３が行われた後、管内に水を満たし、所定の条件で内部の水を加圧し、水圧試験工程Ｓ４が行われる。

水圧試験工程Ｓ４が行われたのち、錆取り等の下地処理を行うために、研掃ブラシによる研掃工程Ｓ５が行われる。なお、研掃工程Ｓ５は、研掃ブラシによる研掃の前に、砥石を用いて錆取り研磨工程を行なってもよい。

研掃工程Ｓ５が行われた後、粉体塗装を行うために、管体の内面を所定の温度まで加熱する加熱工程Ｓ６が行われる。加熱工程Ｓ６が行われた後、加熱された管体の内面に粉体塗料が塗布される粉体塗装工程Ｓ７が行われる。粉体塗装工程において用いられる粉体塗料は、たとえば、水道用のダクタイル鋳鉄管の場合、規格に適合したエポキシ粉体樹脂塗料を用いることができる。

以上の工程により、鋳鉄管の内面を塗装することができる。つぎに、本実施形態の内面処理方法に用いられる内面処理装置を説明する。図２は、管体の内面研磨工程Ｓ３に用いられる内面研磨装置を上側から見た概略図であり、図３は、管体（直部）の内面が内面研磨装置の砥石により研磨されている状態を示す概略図である。また、図４は、管体の研掃工程Ｓ５に用いられる研掃装置を上側から見た概略図であり、図５は、管体の内面が研掃装置の研掃ブラシにより研掃されている状態を示す概略図である。

図２および図３に示されるように、内面研磨工程Ｓ３に用いられる内面研磨装置１は、管体Ｐの軸Ｘと略平行な軸周りに回転する砥石１１を有し、砥石１１により管体Ｐの内面Ｐａを研磨する。砥石１１は、図２および図３に示されるように、略円柱状であり、回転軸１２周りに回転しながら、管体Ｐの内面Ｐａを研磨する。砥石１１の回転軸１２周りの回転数は特に限定されないが、たとえば、５００〜４０００ｒｐｍとすることができる。

内面研磨装置１は、本実施形態では、回転軸１２が接続される移動台車１３を有し、移動台車１３が管体Ｐの軸Ｘ方向に移動することにより、砥石１１を管体Ｐの軸Ｘ方向に移動させ、管体Ｐの軸Ｘ方向に研磨を行う。

また、内面研磨装置１は、管体Ｐを支持し、管体Ｐを軸Ｘ周りに回転させる図示しない管体回転装置を備え、管体Ｐが回転することにより、管体Ｐの内面Ｐａは砥石１１によって周方向で研磨される。管体Ｐの軸Ｘ周りの回転数は特に限定されないが、たとえば、２０〜１２０ｒｐｍとすることができる。なお、管体Ｐを回転させずに、砥石１１を回転させる回転軸１２を管体Ｐの内面Ｐａに対して、周方向に移動させて管体Ｐの内面Ｐａを周方向に研磨しても構わない。

本実施形態では、管体Ｐは、管体Ｐの受口側から見て時計回りに回転する。なお、管体Ｐは、管体Ｐの受口側から見て反時計回りに回転してもよい。また、本実施形態では、砥石１１は、管体Ｐの受口側から見て時計回り（管体Ｐと同方向）に回転する。なお、砥石１１は、管体Ｐの受口側から見て反時計回りに回転してもよい。

なお、本実施形態では、内面研磨装置１は、受口側と挿し口側とで一対設けられているが、内面研磨装置１は、受口および挿し口の一方から挿入される１つの内面研磨装置であっても構わない。

図４および図５に示されるように、研掃工程Ｓ５に用いられる研掃装置２は、管体Ｐの軸Ｘと略平行な軸周りに回転する研掃ブラシ２１を有し、研掃ブラシ２１により管体Ｐの内面Ｐａを研掃する。研掃ブラシ２１は、特に限定されないが、たとえば、研掃ブラシ２１の回転軸に対して、複数のワイヤが放射状に延びるホイールブラシとすることができる。本実施形態では、真鍮製の複数のワイヤを有するホイールブラシが用いられている。なお、研掃ブラシ２１の材料は特に限定されず、たとえばナイロン製等、他の材料のホイールブラシを用いても構わない。研掃ブラシ２１は、回転軸２２周りに回転しながら、管体Ｐの内面Ｐａを研掃し、水圧試験後の錆取りを行う。研掃ブラシ２１の回転軸２２周りの回転数は特に限定されないが、たとえば、５００〜４０００ｒｐｍとすることができる。

研掃装置２は、本実施形態では、回転軸２２が接続される移動台車２３を有し、移動台車２３が管体Ｐの軸Ｘ方向に移動することにより、研掃ブラシ２１を管体Ｐの軸Ｘ方向に移動させ、管体Ｐの軸Ｘ方向に研掃を行う。

また、研掃装置２は、管体Ｐを支持し、管体Ｐを軸Ｘ周りに回転させる図示しない管体回転装置を備え、管体Ｐが回転することにより、管体Ｐの内面Ｐａは研掃ブラシ２１によって周方向で研掃される。管体Ｐの軸Ｘ周りの回転数は特に限定されないが、たとえば、３０〜１２０ｒｐｍとすることができる。なお、管体Ｐを回転させずに、研掃ブラシ２１を回転させる回転軸２２を管体Ｐの内面Ｐａに対して、周方向に移動させて管体Ｐの内面Ｐａを周方向に研掃しても構わない。

本実施形態では、研掃ブラシ２１は、内面研磨工程における砥石１１と逆方向に回転するように構成されている。すなわち、砥石１１が受口側から見て時計回りに回転する場合には、研掃ブラシ２１は受口側から見て反時計回りに回転し、砥石１１が受口側から見て反時計回りに回転する場合には、研掃ブラシ２１は受口側から見て時計回りに回転する。なお、研掃工程Ｓ５において、本実施形態では、管体Ｐは、管体Ｐの受口側から見て反時計回りに回転し、研掃ブラシ２１も反時計回り（管体Ｐと同方向）に回転するように構成されているが、管体Ｐの回転方向は、時計回りであっても構わない。

本発明者らは、上述したように、研掃工程Ｓ５における研掃ブラシ２１を、内面研磨工程Ｓ３における砥石１１と逆方向に回転させることにより、以下の実施例に示されるように、ピンホール率を大幅に低減させることができることを見出した。

つぎに、実施例および比較例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。

実施例１〜３、比較例１〜３、参考例１〜３のそれぞれについて、図２〜図５に示される内面研磨装置１および研掃装置２を同様の条件で稼働し、上述した工程Ｓ１〜Ｓ７により、所定数の鋳鉄管を合計２３０７本製造した。なお、実施例、比較例、参考例について、それぞれ水圧試験工程Ｓ４と研掃工程Ｓ５との間に、内面研磨装置１と同様の装置、同様の条件で、砥石による錆取り研磨を行なった。

（研磨および研掃条件）
実施例１〜３については、内面研磨工程Ｓ３において、管体Ｐおよび砥石１１を受口側から見て右周り（時計回り）に回転させ、錆取り研磨工程においては、管体Ｐおよび砥石を受口側から見て左周り（反時計回り）に回転させ、研掃工程Ｓ５においては、管体Ｐおよび研掃ブラシ２１を受口側から見て左回り（反時計回り）に回転させた。

比較例１〜３については、内面研磨工程Ｓ３において、管体Ｐおよび砥石１１を受口側から見て右周りに回転させ、錆取り研磨工程においては、管体Ｐおよび砥石を受口側から見て左周りに回転させ、研掃工程Ｓ５においては、管体Ｐを受口側から見て左回りに、研掃ブラシ２１を受口側から見て右回りに回転させた。

参考例１〜３については、内面研磨工程Ｓ３において、管体Ｐおよび砥石１１を受口側から見て右周りに回転させ、錆取り研磨工程においては、管体Ｐおよび砥石を受口側から見て右周りに回転させ、研掃工程Ｓ５においては、管体Ｐを受口側から見て左回りに、研掃ブラシ２１を受口側から見て右回りに回転させた。

上述した方法により塗装した鋳鉄管について、ホリデーディテクタを用いたピンホール検査によりピンホール率を算出し、通常行われると思われる、内面研磨工程Ｓ３、錆取り研磨工程、研掃工程Ｓ５における砥石と研掃ブラシとを全て同方向（全て右周り）に回転させた参考例１〜３に対するピンホール率の低下度（（実施例または比較例のピンホール率）／（参考例のピンホール率））を算出した。評価基準を以下に示す。

（評価基準）
◎：ピンホール率の低下度が、参考例の１／４以下となったもの
○：ピンホール率の低下度が、参考例の１／４〜１／２となったもの
△：ピンホール率の低下度が、参考例の１／２〜３／４となったもの
▲：ピンホール率の低下度が、参考例の３／４〜１となったもの
×：ピンホール率が参考例以上であったもの
上述の評価基準により評価した結果を表１に示す。

表１に示されるように、内面研磨工程Ｓ３と研掃工程Ｓ５とで、砥石１１と研掃ブラシ２１とを逆方向に回転させた実施例１〜３は、内面研磨工程Ｓ３と研掃工程Ｓ５とで、砥石１１と研掃ブラシ２１とを同方向に回転させた比較例１〜３および参考例１〜３に対して、顕著なピンホール率の低下をもたらすことがわかった。また、比較例１〜３と参考例１〜３により、内面研磨工程Ｓ３での砥石１１と、錆取り研磨工程での砥石とを逆方向に回転させたとしても、ピンホール率が低下しないことがわかった。以上から、内面研磨工程Ｓ３における砥石１１の回転方向と、研掃工程Ｓ５における研掃ブラシ２１の回転方向とが逆方向であることに意味があることがわかり、この場合に非常に優れたピンホール率の低下をもたらすことがわかる。

上述したように、本発明の管体の内面処理方法によれば、ピンホール率を大きく低減することができ、ピンホール不良を低減することができる。これにより、管体の良好な塗装仕上がりを得ることができる。また、内面研磨工程における砥石の回転方向と、研掃工程における研掃ブラシの回転方向とを逆方向にするという簡単な方法でピンホール不良を低減することができるため、鋳鉄管の生産性が向上する。また、本発明によれば、従来のように、ピンホール不良を低減させるために、内面塗装の膜厚を厚くする必要がなく、生産コストを低下させることもできる。

上記実施形態の内面処理方法では、粉体塗装が行われる鋳鉄管の内面処理を例にあげて説明したが、管体は鋳鉄管に限定されるものではない。また、上記実施形態の内面処理方法では、管体の内面に粉体塗料を塗布する場合を例にあげて説明したが、粉体塗料と同様のピンホール不良が生じ得る他の合成樹脂塗料や、粉体塗料と珪砂など他の材料との混合物を塗布する場合にも、上記内面処理方法を適用することができる。

なお、上記実施形態の内面処理方法では、内面研磨工程の後に水圧試験工程が行われる構成としたが、内面研磨工程の前に水圧試験工程が行われる構成としてもよい。

１内面研磨装置
１１砥石
１２回転軸
１３移動台車
２研掃装置
２１研掃ブラシ
２２回転軸
２３移動台車
Ｐ管体
Ｐａ管体の内面
Ｓ１鋳造工程
Ｓ２焼鈍工程
Ｓ３内面研磨工程
Ｓ４水圧試験工程
Ｓ５研掃工程
Ｓ６加熱工程
Ｓ７粉体塗装工程
Ｘ管体の軸Ｘ

Claims

管体の鋳造工程と、
前記管体の内面を、前記管体の軸と略平行な軸周りに回転する砥石により研磨する内面研磨工程と、
前記内面研磨工程の前または後に行われる水圧試験工程と、
前記管体の内面を、前記管体の軸と略平行な軸周りに回転する研掃ブラシにより研掃する研掃工程とを備え、
前記研掃工程における前記研掃ブラシが、前記内面研磨工程における砥石と逆方向に回転する、管体の内面処理方法。
前記研掃ブラシは、前記研掃ブラシの回転軸に対して放射状に延びるホイールブラシである請求項１記載の管体の内面処理方法。
前記管体は粉体塗装が行われる鋳鉄管であり、
前記管体の内面処理方法がさらに、
前記研掃工程の後に行われ、前記管体の内面を加熱する加熱工程と、
前記加熱工程によって加熱された管体の内面に粉体塗料が塗布される粉体塗装工程と
を備える請求項１または２記載の管体の内面処理方法。