JP6871794B2 - Manufacturing method of anticorrosion coated metal tube - Google Patents
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Description
本発明は、ラインパイプ等として用いることができる防食被覆金属管の製造方法に関する。具体的には、粉体エポキシプライマーや有機樹脂被覆前の加熱工程における加熱装置の出力を変化させることで、金属管を均一に加熱し、金属管の品質劣化や耐食性の低下を抑制した、防食被覆金属管の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing an anticorrosion coated metal pipe that can be used as a line pipe or the like. Specifically, by changing the output of the heating device in the heating process before coating with the powder epoxy primer or organic resin, the metal tube is heated uniformly, and the deterioration of the quality and corrosion resistance of the metal tube is suppressed. The present invention relates to a method for manufacturing a coated metal tube.
天然ガスの産出地から消費地またはLNG基地までの輸送にはパイプラインが使われており,ガス産出地の遠隔地化にともない長距離パイプラインの開発が盛んに進められている。これらラインパイプの防食はパイプの延命化のために重要な課題となっているため、ラインパイプの外面に粉体エポキシプライマーを塗装し長期耐食性を持たせている。この粉体エポキシプライマーは従来の液体エポキシプライマーに比べて、膜厚を厚くできるため、耐食性を向上することができる。一方で、粉体エポキシプライマーは十分に溶融、硬化させるために、一般的に180℃〜240℃まで鋼管を加熱する必要がある。粉体エポキシプライマーは、鋼管塗装後に溶融し、低粘度の状態で鋼材表面全体が濡れることで、鋼材表面と粉体エポキシプライマーの接触面積が増え、鋼管の耐食性が向上する。鋼管に塗装された直後の粉体エポキシプライマーの粘度は、鋼管の温度が高いほど低下することから、鋼材表面全体に溶融した粉体エポキシプライマーを濡らすには、180℃以上の高温で塗装することが望ましい。一方で、粉体エポキシプライマーは塗装温度が高いほど硬化が早くなるため、塗装時に粉体エポキシプライマー内に含まれた空気が塗膜から抜ける前に硬化するため、塗膜内に気泡が存在し、耐食性が劣る。また、塗装温度が高いほど、硬化が早く、接着に寄与する官能基量が減少することから、粉体エポキシプライマーの外層にポリオレフィンを被覆した際に、十分な接着力が得られない。従って、180℃〜240℃の範囲で鋼管を加熱する必要がある。 Pipelines are used for transportation from natural gas producing areas to consuming areas or LNG terminals, and the development of long-distance pipelines is being actively promoted with the remoteization of gas producing areas. Since corrosion protection of these line pipes is an important issue for prolonging the life of the pipes, the outer surface of the line pipes is coated with a powder epoxy primer to provide long-term corrosion resistance. Since this powder epoxy primer can have a thicker film thickness than the conventional liquid epoxy primer, corrosion resistance can be improved. On the other hand, in order for the powder epoxy primer to be sufficiently melted and cured, it is generally necessary to heat the steel pipe to 180 ° C. to 240 ° C. The powder epoxy primer melts after coating the steel pipe, and the entire surface of the steel material gets wet in a low viscosity state, so that the contact area between the steel material surface and the powder epoxy primer increases, and the corrosion resistance of the steel pipe is improved. The viscosity of the powder epoxy primer immediately after being painted on the steel pipe decreases as the temperature of the steel pipe increases. Therefore, in order to wet the molten powder epoxy primer on the entire surface of the steel material, paint at a high temperature of 180 ° C or higher. Is desirable. On the other hand, the higher the coating temperature, the faster the powder epoxy primer cures. Therefore, the air contained in the powder epoxy primer cures before it escapes from the coating film during coating, so that bubbles exist in the coating film. , Poor corrosion resistance. Further, the higher the coating temperature, the faster the curing and the less the amount of functional groups that contribute to adhesion. Therefore, when the outer layer of the powder epoxy primer is coated with polyolefin, sufficient adhesive strength cannot be obtained. Therefore, it is necessary to heat the steel pipe in the range of 180 ° C. to 240 ° C.
ポリオレフィン等を被覆した樹脂被覆鋼管の製造は、生産効率を向上させ、粉体エポキシプライマーやポリオレフィン等の樹脂のロスを減らすために、一定の長さの鋼管同士を接続金具で接続し、この接続された鋼管を被覆装置に通し金属管および接続金具の外面上に樹脂を被覆していく。その後、その樹脂被覆部は金属管接続部で走行切断され、接続金具を外し、さらには樹脂被覆部の端面を仕上げて製品とする。 In the production of resin-coated steel pipes coated with polyolefins, etc., in order to improve production efficiency and reduce loss of resins such as powdered epoxy primers and polyolefins, steel pipes of a certain length are connected to each other with connecting metal fittings, and this connection is made. The steel pipe is passed through the covering device, and the resin is coated on the outer surface of the metal pipe and the connecting metal fittings. After that, the resin coating portion is cut by running at the metal pipe connecting portion, the connection fitting is removed, and the end face of the resin coating portion is finished to obtain a product.
このような連続的に金属管の外面に樹脂を被覆して被覆金属管を製造する際の接続金具として、例えば特許文献1に示すように、円筒状の枠体と連結金属管の内径よりやや小さい外径を有する円筒状の挿入部とを互いに着脱可能に設け、この枠体の中心部にはネジ棒を設けて、このネジの回転により枠体の内部から外部への拡縮可能な機構により押し具を放射状に被接続金具の内面に押圧して鋼管を連結するような接続金具が知られている。その他にも特許文献2に示すように、鋼管の内径よりもやや小径の接続金具が知られている。連続的に金属管の外面に樹脂を被覆する場合、上記接続金具が用いられるが、金属管加熱時に接続金具部を含む周囲の温度が大幅に低下するため、その後の工程で金属管に塗布した粉体エポキシプライマーが十分に硬化しない箇所が存在する。一方で、金属管の均一加熱の手法として、特許文献3に示すように、鋼管の加熱目標温度と鋼管の測定移動速度から、誘導加熱装置に必要な電力を計算し、第1加熱手段のみで、精度よく目標温度に制御する方法が知られている。しかしながら、接続金具を含む連結管を加熱する際、金属管と接続金具が接し 厚みの違いがある箇所や、金属管と連結管と金属管が接していない箇所、金属管と接続金具の材質が異なる場合があり、一様な鋼管形状を有していないため、第1加熱手段のみでは均一に連結管を加熱することはできない。以上のことから、一様な鋼管形状を有していない連結管を簡易的に均一に加熱する方法が求められる。
As a connecting metal fitting for manufacturing a coated metal tube by continuously coating the outer surface of the metal tube with a resin, for example, as shown in Patent Document 1, the cylindrical frame and the inner diameter of the connecting metal tube are slightly larger than the inner diameter. A cylindrical insertion portion having a small outer diameter is provided detachably from each other, a screw rod is provided at the center of the frame body, and a mechanism capable of expanding / contracting from the inside to the outside of the frame body by rotating the screw is provided. There is known a connection fitting that connects steel pipes by pressing a pusher radially against the inner surface of the fitting to be connected. In addition, as shown in
粉体エポキシプライマーを金属管に塗装するには、誘導加熱装置等の加熱装置を用いて金属管を事前に加熱するが、金属管を接続金具同士で接続し、連続的に塗装する場合、接続金具を挿入した金属管端部近傍は、接続金具そのものが加熱されて金属管の加熱に必要な熱量の一部が接続金具に消費されるため、金属管の温度が著しく低下する。従って、粉体エポキシプライマーの硬化が不十分となり、防食被覆金属管の耐食性が著しく劣る。以上のことから、金属管の均一加熱が求められる。 To apply the powder epoxy primer to the metal tube, the metal tube is preheated using a heating device such as an induction heating device. In the vicinity of the end of the metal pipe into which the metal fitting is inserted, the connection metal fitting itself is heated and a part of the heat required for heating the metal pipe is consumed by the connection metal fitting, so that the temperature of the metal pipe is remarkably lowered. Therefore, the curing of the powder epoxy primer is insufficient, and the corrosion resistance of the anticorrosion coated metal tube is significantly inferior. From the above, uniform heating of the metal tube is required.
本発明の目的は、ラインパイプとして用いることができる防食被覆金属管の製造方法であって、金属管を均一加熱することで粉体エポキシプライマーの硬化不良の無い耐食性に優れた防食被覆金属管の製造方法を提供することである。 An object of the present invention is a method for producing an anticorrosion-coated metal tube that can be used as a line pipe, wherein the anticorrosion-coated metal tube having excellent corrosion resistance without curing failure of a powder epoxy primer by uniformly heating the metal tube. To provide a manufacturing method.
本発明者は鋭意検討し、上記課題を解決する方法を見出して本発明を完成させた。
本発明は、2以上の金属管の各々の軸が一致するように金属製の接続金具を用いて接続してなる連結管を、その軸の方向へ移動させて加熱手段および塗装手段を通過させることで、加熱処理および塗装処理を施して、前記連結管の表面にエポキシプライマー層を形成する操作を含む、防食被覆金属管の製造方法であって、
前記加熱手段は第1加熱手段および第2加熱手段を含み、
前記第1加熱手段によって前記連結管を加熱する前の前記連結管の表面温度(Ti1)を測定する工程と、
前記第1加熱手段によって一定の出力(W1)で前記連結管を加熱した後、加熱後の、1以上の前記金属管の温度(T01)および1以上の前記接続金具の温度(T02)を測定する工程と、
下記式(1)によって金属管における出力係数Kを算出する工程と、
下記式(2)によって接続金具における出力係数K´を算出する工程と、
前記第2加熱手段によって前記連結管を加熱する前の、1以上の前記金属管の表面温度(Ti2)および1以上の前記接続金具の表面温度(Ti3)を測定する工程と、
下記式(3)によって第2加熱手段によって前記金属管を加熱する際の出力W21を算出する工程と、
下記式(4)によって第2加熱手段によって前記接続金具を加熱する際の出力W22を算出する工程と、
前記第2加熱手段によって2以上の前記金属管の表面を出力W 21 によって加熱し、前記第2加熱手段によって1以上の前記接続金具の表面を出力W 22 によって加熱することで、加熱前と比べて前記金属管の表面温度と前記接続金具の表面温度との差を小さくする工程と、
を備え、前記連結管を前記第1加熱手段によって加熱した後に前記第2加熱手段によって加熱し、その後に前記塗装処理を施して前記エポキシプライマー層を得る、防食被覆金属管の製造方法。
式(1):K=W1/{(T01−Ti1)×(Dp−Dt)×Dt×v}
式(2):K´=W1/{(T02−Ti1)×(Dp−Dt)×Dt×v}
式(3):W21=(T03−Ti2)×(Dp−Dt)×Dt×v×K
式(4):W22=(T03−Ti3)×(Dp−Dt)×Dt×v×K´
式(1)〜式(4)において、Dpは金属管外径(mm)、Dtは金属管肉厚(mm)、vは金属管速度(m/min)を意味する。
式(3)および式(4)において、T03は第2加熱手段による加熱後の金属管および接続金具の目標温度(℃)を意味する。
このような防食被覆金属管の製造方法を、以下では「本発明の製造方法」ともいう。
The present inventor has diligently studied and found a method for solving the above problems to complete the present invention.
In the present invention, a connecting pipe formed by connecting using a metal connecting metal fitting so that the axes of two or more metal pipes coincide with each other is moved in the direction of the shaft to pass the heating means and the coating means. it is, for heat-treatment and painting process, including operation of forming the d port carboxymethyl primer layer on the surface of the connection pipe, a manufacturing method of anticorrosive coated metal tube,
The heating means includes a first heating means and a second heating means.
A step of measuring the surface temperature (Ti1 ) of the connecting pipe before heating the connecting pipe by the first heating means, and a step of measuring the surface temperature (Ti1) of the connecting pipe.
After heating the connecting pipe with a constant output (W 1 ) by the first heating means, the temperature of one or more of the metal pipes (T 01 ) and the temperature of one or more of the connecting fittings (T 02) after heating. ) And the process of measuring
The process of calculating the output coefficient K in the metal tube by the following formula (1) and
The process of calculating the output coefficient K'in the connection fitting by the following formula (2) and
A step of measuring the surface temperature (T i2 ) of one or more of the metal pipes and the surface temperature (T i3 ) of one or more of the connection fittings before heating the connecting pipe by the second heating means.
The step of calculating the output W 21 when the metal tube is heated by the second heating means by the following formula (3), and
The step of calculating the output W 22 when the connection fitting is heated by the second heating means by the following formula (4), and
By heating the surface of two or more of the metal pipes by the output W 21 by the second heating means and heating the surface of one or more of the connection fittings by the output W 22 by the second heating means, it is compared with that before heating. In the process of reducing the difference between the surface temperature of the metal tube and the surface temperature of the connecting fitting,
Wherein the heating by the second heating means connecting pipe after heating by the first heating means, get disappeared Po carboxymethyl primer layer prior to subsequent subjected to the coating treatment method of anticorrosive coated metal tube.
Equation (1): K = W 1 / {(T 01 −T i1 ) × (D p −D t ) × D t × v}
Equation (2): K'= W 1 / {(T 02 −T i1 ) × (D p −D t ) × D t × v}
Equation (3): W 21 = (T 03 −T i2 ) × (D p −D t ) × D t × v × K
Equation (4): W 22 = (T 03 −T i3 ) × (D p −D t ) × D t × v × K ´
In the formulas (1) to (4), D p means the outer diameter of the metal pipe (mm), D t means the wall thickness of the metal pipe (mm), and v means the speed of the metal pipe (m / min).
In the formulas (3) and (4), T 03 means the target temperature (° C.) of the metal tube and the connecting fitting after heating by the second heating means.
The method for manufacturing such an anticorrosion-coated metal tube is also referred to as the "manufacturing method of the present invention" below.
本発明によれば、防食被覆金属管の製造方法であって、金属管を均一加熱することで粉体エポキシプライマーの塗膜品質の低下が抑制された防食被覆金属管の製造方法を提供することができる。 According to the present invention, there is provided a method for producing an anticorrosion-coated metal tube, wherein the metal tube is uniformly heated to suppress deterioration of the coating quality of the powder epoxy primer. Can be done.
ここで本発明の防食被覆金属管の製造方法によって製造することができる防食被覆金属管として、鋼管端部を含む鋼管全体におけるエポキシプライマー層の品質が良好である、ラインパイプが挙げられる。
As anticorrosive coated metal tube which can be produced by the production method of the anti-corrosion coated metal tube of the present invention where the quality of the Rue Po carboxymethyl primer layer put on the entire steel pipe including a steel tube end is good, and a line pipe ..
本発明の製造方法について図1および図2を用いて説明する。
図1は連結管の横断面図(概略図)であり、図2は連結管に処理を施している様子を示す横断面図(概略図)、図3は第2加熱手段の出力を算出するまでのフロー図である。
The production method of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
FIG. 1 is a cross-sectional view (schematic view) of the connecting pipe, FIG. 2 is a cross-sectional view (schematic view) showing a state in which the connecting pipe is processed, and FIG. 3 is a calculation of the output of the second heating means. It is a flow chart up to.
本発明の製造方法では、図1に示すような連結管1を用意する。連結管1は、2以上の金属管2、2の各々の軸3が一致するように、金属製の接続金具4を用いて接続してなるものである。図1では2つの金属管2を1つの接続金具4によって接続している態様が示されているが、さらに複数の金属管2を、接続金具4を用いて接続することができる。
なお、従来公知の接続金具4を用いて金属管を連結すると、通常、金属管の各々の軸は図1に示すように一致する。
In the manufacturing method of the present invention, the connecting pipe 1 as shown in FIG. 1 is prepared. The connecting pipe 1 is connected by using a metal connecting metal fitting 4 so that the
When the metal pipes are connected by using the conventionally known connecting metal fittings 4, the axes of the metal pipes usually match as shown in FIG.
ここで金属管2は鋼管であることが好ましい。また、普通鋼、高合金鋼等からなる鋼管、高強度ラインパイプにおいては、API(アメリカ石油協会)のグレードとしてAPI X50以上であることが好ましい。
金属管2の大きさや断面直径は特に限定されない。例えば軸方向の長さは6〜18mであってよい。また、断面直径は例えば50mm〜1600mmであってよい。
Here, the
The size and cross-sectional diameter of the
接続金具4の大きさや形状等も特に限定されない。接続金具の材質としては、普通鋼、アルミニウムなどが挙げられる。 The size and shape of the connection fitting 4 are not particularly limited. Examples of the material of the connection fitting include ordinary steel and aluminum.
本発明の製造方法は、連結管1を、その軸の方向(図2の矢印の方向)へ移動させて加熱手段および塗装手段を通過させることで、加熱処理および塗装処理を施して、連結管1の表面にエポキシプライマー層を形成する操作を含む。
In the manufacturing method of the present invention, the connecting pipe 1 is moved in the direction of its axis (the direction of the arrow in FIG. 2) and passed through the heating means and the painting means to perform heat treatment and painting treatment, and the connecting pipe including the operation of forming the d port carboxymethyl primer layer to one surface.
ここで加熱手段は第1加熱手段5および第2加熱手段6を含む。誘導加熱装置等の第1加熱手段5によって連結管1を加熱する前の連結管1の温度を、放射温度計等の温度計7を用いて測定してTi1とする。ここで、必ずしも常に連結管1の温度(表面温度)を測定している必要はなく、次に説明するように、連結管1における金属管2の温度と接続金具4の温度とを比較できる程度に測定すればよい。
Here, the heating means includes a first heating means 5 and a second heating means 6. The temperature of the connecting tube 1 before being heated by the first heating means 5 such as an induction heating device is measured using a thermometer 7 such as a radiation thermometer to obtain T i1 . Here, it is not always necessary to always measure the temperature (surface temperature) of the connecting pipe 1, and as will be described next, the temperature of the
次に、第1加熱手段5における出力W1を決定する。
後述する実施例1に例示される方法によって、概ねの出力を計算した後、その計算結果を参考にして出力W1を決定することが好ましい。
Next, the output W 1 in the first heating means 5 is determined.
It is preferable to calculate the approximate output by the method exemplified in Example 1 described later, and then determine the output W 1 with reference to the calculation result.
次に、第1加熱手段5によって一定の出力W1によって連結管1を加熱する。そして、加熱後の連結管1の表面温度を、放射温度計等を用いて測定する。そうすると、金属管2の表面の温度(T01)に対して接続金具4の温度(T02)は、著しく低くなる。
Next, the connecting pipe 1 is heated by the first heating means 5 with a constant output W 1. Then, the surface temperature of the connecting pipe 1 after heating is measured using a radiation thermometer or the like. Then, the temperature (T 02 ) of the connection fitting 4 becomes significantly lower than the temperature (T 01 ) of the surface of the
次に、次式(1)を用いて、金属管2における出力係数Kを算出する。
K=W1/{(T01−Ti1)×(Dp−Dt)×Dt×v} ・・・式(1)
Next, the output coefficient K in the
K = W 1 / {(T 01 −T i1 ) × (D p −D t ) × D t × v} ・ ・ ・ Equation (1)
また、次式(2)を用いて、接続金具4における出力係数K´を算出する。
K´=W1/{(T02−Ti1)×(Dp−Dt)×Dt×v} ・・・式(2)
Further, the output coefficient K'in the connection fitting 4 is calculated by using the following equation (2).
K'= W 1 / {(T 02 −T i1 ) × (D p −D t ) × D t × v} ・ ・ ・ Equation (2)
式(1)および式(2)においてT01およびT02は第1加熱手段5による加熱後の金属管2および接続金具4の温度(℃)、Ti1は第1加熱手段5による加熱前の金属管温度(℃)、Dpは金属管外径(m)、Dtは金属管肉厚(m)、vは金属管速度(m/min)を示す。
In the formulas (1) and (2), T 01 and T 02 are the temperatures (° C.) of the
次に、次式(3)を用いて、金属管2を加熱する際の第2加熱手段6における出力W21を算出する。
W21=(T03−Ti2)×(Dp−Dt)×Dt×v×K ・・・式(3)
Next, the output W 21 in the second heating means 6 when heating the
W 21 = (T 03 −T i2 ) × (D p −D t ) × D t × v × K ・ ・ ・ Equation (3)
また、式(4)を用いて、接続金具4を加熱する際の第2加熱手段6における出力W22を算出する。
W22=(T03−Ti3)×(Dp−Dt)×Dt×v×K´ ・・・式(4)
Further, using the equation (4), the output W 22 in the second heating means 6 when heating the connection fitting 4 is calculated.
W 22 = (T 03 −T i3 ) × (D p −D t ) × D t × v × K ´ ・ ・ ・ Equation (4)
式(3)および式(4)においてT03は第2加熱手段6による加熱後の金属管2および接続金具4の目標温度(℃)、Ti2およびTi3は第2加熱手段6による加熱直前に測定した金属管2および接続金具4の温度(℃)、Dpは金属管外径(m)、Dtは金属管肉厚(m)、vは金属管速度(m/min)を示す。
なお、T03の目標温度(℃)は、次の工程で粉体エポキシプライマーを用いることを考慮して決定する。
In equations (3) and (4), T 03 is the target temperature (° C.) of the
The target temperature (° C.) of T 03 is determined in consideration of using a powder epoxy primer in the next step.
次に、第2加熱手段6によって、金属管2の表面はW21の出力によって加熱し、接続金具4の表面はW22の出力によって加熱する。
Next, the surface of the
以上のように第2加熱手段6の温度制御を行うことで、加熱後の前記連結管の全体の温度分布を平坦化することが可能となる。この結果、粉体プライマーの硬化不良を起こさない温度領域で塗装することが可能となる。
その後、塗装手段11によって粉体エポキシプライマーを塗装すると、連結管1の表面の全体において、均一かつ十分に硬化するため、高品質なエポキシプライマー層12を形成することができる。
塗装手段11によってエポキシプライマー層12を形成した後は、接着層形成手段13によって接着層14を形成し、さらに、有機樹脂層形成手段15によって有機樹脂層16を形成することができる。
By controlling the temperature of the second heating means 6 as described above, it is possible to flatten the entire temperature distribution of the connecting pipe after heating. As a result, it becomes possible to coat the powder primer in a temperature range that does not cause curing failure.
Then, when painting powder epoxy primer by coating means 11, the entire surface of the connecting pipe 1, to cure uniformly and sufficiently, it is possible to form a high-quality et Po
After forming the d port
本発明の製造方法において、接着層形成手段13および有機樹脂層形成手段15は必須構成要件ではないが、本発明の製造方法はこれらを備えることが好ましい。
Although the adhesive layer forming means 13 and the organic resin
本発明の製造方法では、第1加熱手段5によって加熱する前において、連結管1の表面のスケールや汚染物等を予め除去することが好ましい。除去するための手段として、アルカリ脱脂、酸洗、サンドブラスト処理、グリッドブラスト処理、ショットブラスト処理等の前処理を行なうことができる。 In the production method of the present invention, it is preferable to remove scales, contaminants, etc. on the surface of the connecting pipe 1 in advance before heating by the first heating means 5. As a means for removing, pretreatment such as alkaline degreasing, pickling, sandblasting, grid blasting, and shot blasting can be performed.
第1加熱手段5および第2加熱手段6はガス炉であってもよいが、誘導加熱装置であることが好ましい。
第1加熱手段5によって、連結管1を所望の温度(例えば100〜180℃程度)に加熱し、その後、第2加熱手段6によって、180〜240℃にまで加熱することが好ましい。
The first heating means 5 and the second heating means 6 may be gas furnaces, but are preferably induction heating devices.
It is preferable that the connecting pipe 1 is heated to a desired temperature (for example, about 100 to 180 ° C.) by the first heating means 5, and then heated to 180 to 240 ° C. by the second heating means 6.
本発明の製造方法によって高強度ラインパイプを得る場合、歪時効による変形能の低下を抑制するため、250℃以下、望ましくは200℃以下の加熱がよい。一方で、粉体エポキシプライマーの推奨塗装温度は180℃〜240℃が一般的である。従って、高変形能を保ちつつ粉体エポキシプライマーの品質を確保するには180℃から200℃の範囲で加熱、塗装することが望ましい。第1加熱手段5による加熱直後に設置した温度計8を用いて連結管1の外面の温度を連続的に測定すると、通常、接続金具4付近の温度が他の箇所よりも温度が低いことを確認できる。連結管1の温度の不均一化を防ぐために、直後に設置された第2加熱手段6において、前述の式(1)および式(2)から算出された出力係数を用い、式(3)および式(4)から得られた出力で接続金具4を加熱することで、鋼管が180℃〜200℃の範囲での加熱が可能となる。その後、エポキシプライマー層12を形成し、必要であれば、さらに接着層形成手段13および有機樹脂層形成手段15によって接着層14および有機樹脂層16を形成することができる。
When a high-strength line pipe is obtained by the production method of the present invention, heating at 250 ° C. or lower, preferably 200 ° C. or lower is preferable in order to suppress a decrease in deformability due to strain aging. On the other hand, the recommended coating temperature of the powder epoxy primer is generally 180 ° C. to 240 ° C. Therefore, in order to ensure the quality of the powder epoxy primer while maintaining high deformability, it is desirable to heat and paint in the range of 180 ° C. to 200 ° C. When the temperature of the outer surface of the connecting pipe 1 is continuously measured using a thermometer 8 installed immediately after heating by the first heating means 5, the temperature near the connecting fitting 4 is usually lower than that of other parts. You can check. In order to prevent non-uniformity of the temperature of the connecting pipe 1, in the second heating means 6 installed immediately after, the output coefficients calculated from the above equations (1) and (2) are used, and the equations (3) and By heating the connection fitting 4 with the output obtained from the formula (4), the steel pipe can be heated in the range of 180 ° C. to 200 ° C. Thereafter, a d port
エポキシプライマー層12について説明する。一般にエポキシプライマー層12の主成分であるエポキシ樹脂としてはビスフェノールA型、ビスフェノールF型樹脂を単独、もしくは混合して使用する。さらに高温特性が要求される場合、多官能性のフェノールノボラックやハロゲン化樹脂を上記のビスフェノールA型あるいは、ビスフェノールF型の樹脂と組み合わせて用いる。化成処理被膜層の上にエポキシプライマー層12を設けることにより、一層防食層の密着性が向上する。
It explained et Po
また、プライマーに添加する無機顔料は全体積に対して3〜30vol%の範囲で添加することで収縮歪みを低下し、密着特性が大きく改善される。無機顔料には、シリカ、酸化チタン、ウォラストナイト、マイカ、タルク、カオリン、酸化クロム、硼酸亜鉛、ホウ酸亜鉛、燐酸亜鉛等の顔料、もしくは亜鉛、Al等の金属粉、あるいはセラミック粉等、その他にバナジウムリン系化合物等の防錆顔料を適宜用いる。 Further, by adding the inorganic pigment added to the primer in the range of 3 to 30 vol% with respect to the total volume, the shrinkage strain is reduced and the adhesion property is greatly improved. Inorganic pigments include pigments such as silica, titanium oxide, wollastonite, mica, talc, kaolin, chromium oxide, zinc borate, zinc borate, zinc phosphate, metal powders such as zinc and Al, and ceramic powders. In addition, a rust preventive pigment such as a vanadium phosphorus compound is appropriately used.
以上の粉体エポキシプライマーを用いることにより、有機樹脂層16の形成に対し一層防食層の耐食性が向上する。粉体エポキシプライマーは静電粉体塗装等の塗装手段11を用いて形成することができる。膜厚は特に限定されないが、20〜1000μmの範囲で塗布することが好ましい。膜厚が20μmより薄い場合にはピンホールが発生し得る。一方、膜厚の上限は樹脂の種類によって異なるが、1000μmを超える厚膜塗装では低温での耐衝撃性等の特性が低下する傾向がある。
By using the above powder epoxy primer, the corrosion resistance of the anticorrosion layer is further improved against the formation of the
有機樹脂層16を形成するために使用する有機樹脂として、ポリオレフィン樹脂を主として用いることができる。ポリオレフィン樹脂としては、低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、ポリプロピレンなどの従来公知のポリオレフィン、及びエチレン−プロピレンブロックまたはランダム共重合体、ポリアミド−プロピレンブロック叉はランダム共重合体等公知のポリオレフィン共重合体を含む樹脂である。
As the organic resin used for forming the
ポリオレフィン樹脂以外の成分としては、耐熱性、耐候性対策としてカーボンブラック又はその他の着色顔料、充填強化剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、ヒンダードアミン系の耐候剤等を任意の組み合わせで添加することができる。 As components other than the polyolefin resin, carbon black or other coloring pigments, filling enhancers, antioxidants, ultraviolet absorbers, hindered amine-based weathering agents, etc. may be added in any combination as measures against heat resistance and weather resistance. it can.
接着層14を形成するために、ポリオレフィンを変性した接着剤を用いることができる。このポリオレフィン接着剤は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ナイロンなどの公知のポリオレフィン、及び公知のポリオレフィ共重合体樹脂を、マレイン酸、アクリル酸、メタアクリル酸などの不飽和カルボン酸または、その酸無水物で変性したもの、あるいは、その変性物をポリオレフィン樹脂で適宜希釈したもの等、従来公知の変性ポリオレフィンである。
A polyolefin-modified adhesive can be used to form the
50〜700μmの薄い変性ポリオレフィンの接着層14に0.3〜10mmのポリオレフィンの有機樹脂層16を組み合わせて用いる方法が価格、性能のバランスからは好ましい。
A method of using a thin modified
ポリオレフィン被覆の方法としては、例えば、押出機のダイスを用いて加熱溶融したポリオレフィン樹脂で直接鋼材を被覆する押出被覆方法を用いることができる。あるいは、加熱した鋼材に予め成形したポリオレフィンシートを貼り付ける方法、粉砕したポリオレフィンを粉体塗装して溶融して被膜を形成する方法等がある。これらの方法により、0.3mm〜10mmの膜厚を有する有機樹脂層16を形成することができる。
As the polyolefin coating method, for example, an extrusion coating method in which a steel material is directly coated with a polyolefin resin heated and melted using a die of an extruder can be used. Alternatively, there are a method of attaching a preformed polyolefin sheet to a heated steel material, a method of powder coating crushed polyolefin and melting it to form a film, and the like. By these methods, the
以下、本発明を実施例によって具体的に説明する。 Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to Examples.
<実施例1>
本発明によって均一加熱できることを検証する実験を行った。
初めに、炭素鋼鋼管(外径609.6mm、板厚11.5mm)を用い、事前にグリッドブラスト処理を施した。そして、鉄製の接続金具を鋼管内に設置し、0.9m/minの速度で連結管を搬送し、2つの高周波誘導加熱装置を用いて加熱した。ここで上流側の高周波誘導加熱装置が第1加熱手段に相当し、下流側の高周波誘導加熱装置が第2加熱手段に相当する。以下では、第1加熱手段である高周波誘導加熱装置を第1加熱装置、第2加熱手段である高周波誘導加熱装置を第2加熱装置ともいう。
<Example 1>
An experiment was conducted to verify that uniform heating can be performed by the present invention.
First, a carbon steel pipe (outer diameter 609.6 mm, plate thickness 11.5 mm) was used and grid blasted in advance. Then, an iron connecting metal fitting was installed in the steel pipe, the connecting pipe was conveyed at a speed of 0.9 m / min, and heating was performed using two high-frequency induction heating devices. Here, the high frequency induction heating device on the upstream side corresponds to the first heating means, and the high frequency induction heating device on the downstream side corresponds to the second heating means. Hereinafter, the high frequency induction heating device which is the first heating means is also referred to as a first heating device, and the high frequency induction heating device which is a second heating means is also referred to as a second heating device.
次に、第1加熱装置における出力を、Q(J)=m×c×ΔT(Q:熱量、m:質量、c:比重、ΔT:温度差)の一般式に基づき、下記式(A)から算出した。 Next, the output in the first heating device is calculated by the following formula (A) based on the general formula of Q (J) = m × c × ΔT (Q: heat quantity, m: mass, c: specific gravity, ΔT: temperature difference). Calculated from.
出力=ΔT×単位重量×搬送速度×比熱×1000/60・・・式(A) Output = ΔT x unit weight x transport speed x specific heat x 1000/60 ... Equation (A)
ここで、第1加熱装置後の目標鋼管温度を150℃とした。また、第1加熱装置による加熱前の連結管の温度は20℃であった。したがって、式(A)におけるΔTは130℃(=150℃−20℃)となる。 Here, the target steel pipe temperature after the first heating device was set to 150 ° C. Further, the temperature of the connecting pipe before heating by the first heating device was 20 ° C. Therefore, ΔT in the formula (A) is 130 ° C. (= 150 ° C.-20 ° C.).
式(A)における単位重量(kg/m)は下記式(B)から求められる。
単位重量(kg/m)=(Dp−Dt)×Dt×0.02466・・・式(B)
式(B)中、Dpは金属管外径(mm)(=609.6mm)、Dtは金属管肉厚(mm)(=11.5mm)である。
The unit weight (kg / m) in the formula (A) is obtained from the following formula (B).
Unit weight (kg / m) = (D p −D t ) × D t × 0.02466 ・ ・ ・ Equation (B)
In the formula (B), D p is the outer diameter of the metal tube (mm) (= 609.6 mm), and D t is the wall thickness of the metal tube (mm) (= 11.5 mm).
式(A)における搬送速度は上記の通り、0.9m/minである。 The transport speed in the formula (A) is 0.9 m / min as described above.
式(A)における比熱は、炭素鋼鋼管の場合、0.460kJ/(kg・℃)を用いる。 For the specific heat in the formula (A), 0.460 kJ / (kg · ° C.) is used in the case of carbon steel pipe.
これらより、式(A)から、出力は152kWと算出された。そこで、第1加熱装置における出力を160kWに設定することにした。計算上は152kWに設定すれば炭素鋼鋼管の表面温度が150℃になるはずだか、実際の表面温度はそれよりも低くなる可能性があることを考慮して、やや高め出力に設定するという意図である。 From these, the output was calculated to be 152 kW from the formula (A). Therefore, it was decided to set the output of the first heating device to 160 kW. In calculation, if the surface temperature is set to 152 kW, the surface temperature of the carbon steel pipe should be 150 ° C, or the actual surface temperature may be lower than that, so the intention is to set it to a slightly higher output. Is.
このようにして第1加熱装置における出力を160kWに設定して第1加熱装置による加熱を行い、直後における鋼管表面の温度を、放射温度計を用いて測定した。その結果を図4に示す。
図4に示すように、金属管の表面の温度が150℃程度であるのに対して、接続金具の温度は130℃程度と、著しく低くなることが分かった。
In this way, the output of the first heating device was set to 160 kW, heating was performed by the first heating device, and the temperature of the steel pipe surface immediately after that was measured using a radiation thermometer. The result is shown in FIG.
As shown in FIG. 4, it was found that the temperature of the surface of the metal tube was about 150 ° C., whereas the temperature of the connecting metal fitting was about 130 ° C., which was extremely low.
次に、前述の式(1)および式(2)を用いて、金属管におけるKと、接続金具におけるK´とを算出した。具体的にKは次のように求めた。
K=160×1000/{(150−20)×(609.6−11.5)×11.5×0.9}
これよりK=0.199と算出された。
Next, K in the metal tube and K'in the connection fitting were calculated using the above equations (1) and (2). Specifically, K was calculated as follows.
K = 160 × 1000 / {(150-20) × (609.6-11.5) × 11.5 × 0.9}
From this, K = 0.199 was calculated.
また、具体的にK´は次のように求めた。
K´=160×1000/{(130−20)×(609.6−11.5)×11.5×0.9}
これよりK´=0.235と算出された。
Specifically, K'was obtained as follows.
K'= 160 x 1000 / {(130-20) x (609.6-11.5) x 11.5 x 0.9}
From this, it was calculated that K'= 0.235.
次に、前述の式(3)および式(4)を用いて、金属管を加熱する際の第2加熱装置における出力W21と、接続金具を加熱する際の第2加熱装置における出力W22とを算出した。ここで、第2加熱装置によって加熱した直後の鋼管表面温度の目標値を190℃とした。次の工程で粉体エポキシプライマーを用いることを考慮した場合の最適な鋼管表面温度が190℃だからである。
また、第2加熱装置によって加熱する直前の金属管の表面温度は150℃から145℃に低下していた。さらに、第2加熱装置によって加熱する直前の接続金具の表面温度は130℃から125℃に低下していた。よって、これら低下後の温度を考慮して出力W21および出力W22を求めた。
Next, using the above equations (3) and (4), the output W 21 in the second heating device when heating the metal tube and the output W 22 in the second heating device when heating the connection fittings. Was calculated. Here, the target value of the steel pipe surface temperature immediately after heating by the second heating device was set to 190 ° C. This is because the optimum steel pipe surface temperature when considering the use of the powder epoxy primer in the next step is 190 ° C.
Further, the surface temperature of the metal tube immediately before being heated by the second heating device was lowered from 150 ° C. to 145 ° C. Further, the surface temperature of the connecting fitting immediately before being heated by the second heating device was lowered from 130 ° C. to 125 ° C. Therefore, the output W 21 and the output W 22 were obtained in consideration of the temperature after the decrease.
具体的にW21は次のように求めた。
W21=(190−145)×(609.6−11.5)×11.5×0.9×0.199
これよりWは55.4kWと算出された。
Specifically, W 21 was calculated as follows.
W 21 = (190-145) x (609.6-11.5) x 11.5 x 0.9 x 0.199
From this, W was calculated to be 55.4 kW.
具体的にW22は次のように求めた。
W22=(190−125)×(609.6−11.5)×11.5×0.9×0.235
これよりW22は94.6kWと算出された。
Specifically, W 22 was calculated as follows.
W 22 = (190-125) × (609.6-11.5) × 11.5 × 0.9 × 0.235
From this, W 22 was calculated to be 94.6 kW.
第2加熱装置によって、金属管の表面は55.4kWで加熱し、接続金具の表面は94.6kWで加熱した。
その結果、図5に示すように、金属管および接続金具を含む全体の連結管表面温度を、185から195℃の温度範囲内に調整することができた。
The surface of the metal tube was heated at 55.4 kW and the surface of the connecting metal fitting was heated at 94.6 kW by the second heating device.
As a result, as shown in FIG. 5, the surface temperature of the entire connecting pipe including the metal pipe and the connecting fitting could be adjusted within the temperature range of 185 to 195 ° C.
連結管は加熱後、粉体エポキシプライマー(BASEPOX PE50−1081、Arsonsisi社製)を、粉体プライマー塗装機11によって膜厚が250μmとなるよう静電粉体塗装を実施した。この後、接着剤としては三井化学社製のNE080を0.2mm被覆し、ポリエチレンとしては日本ポリエチレン社製のNOVATEC ER002Sを用い、被覆の全厚みが3mmとなるように被覆した。
そして、被覆した連結管は100mm×150mmに切断し、鋼面に達する直径6mmの人工疵を設け、これを80℃に保った3%NaCl食塩水に接液させ、飽和カロメル電極に対して1.5Vの電位として30日間保持した。人工疵からの剥離距離を測定し、耐食性を評価した。
その結果を表1に示す。
After heating, the connecting tube was subjected to electrostatic powder coating with a powder epoxy primer (BASEPOX PE50-1081, manufactured by Arsonsisi) by a powder
Then, the coated connecting tube was cut into 100 mm × 150 mm, an artificial flaw having a diameter of 6 mm reaching the steel surface was provided, and this was contacted with 3% NaCl saline solution kept at 80 ° C., and 1 with respect to the saturated caromel electrode. It was held at a potential of .5 V for 30 days. The peeling distance from the artificial flaw was measured and the corrosion resistance was evaluated.
The results are shown in Table 1.
<比較例1>
実施例1では、第2加熱装置によって接続金具の表面を94.6kWで加熱したが、比較例1では、接続金具の表面についても、金属管の表面と同様に55.4kWで加熱した。
そして、それ以外は全て実施例1と同様の操作を行い、同様の評価を行った。
比較例1では図6に示すように金属金具周辺の連結管の温度は160℃となり、著しく温度が低下した。
実施例1と同様に行った陰極剥離試験の評価の結果を表1に示す。
<Comparative example 1>
In Example 1, the surface of the connecting fitting was heated at 94.6 kW by the second heating device, but in Comparative Example 1, the surface of the connecting fitting was also heated at 55.4 kW in the same manner as the surface of the metal tube.
Then, all other operations were performed in the same manner as in Example 1, and the same evaluation was performed.
In Comparative Example 1, as shown in FIG. 6, the temperature of the connecting pipe around the metal fitting was 160 ° C., which was significantly lowered.
Table 1 shows the evaluation results of the cathode peeling test performed in the same manner as in Example 1.
表1に示すように陰極剥離試験では、被覆鋼管に対し、鋼面に達する直径6mmの人工疵を設け、これを80℃に保った3%NaCl食塩水に接液させ、飽和カロメル電極に対して1.5Vの電位として30日間保持した。人工疵からの剥離距離を測定し、耐食性を評価した。実施例1では13mmでありISO21809−1を満たすが、比較例1では剥離距離が27mmと大幅に剥離が生じた。これは、粉体エポキシプライマーが未硬化により、耐食性が著しく劣ったためである。以上のことから、鋼管を均一に加熱することで、耐食性に優れた被覆鋼管を製造することが可能である。 As shown in Table 1, in the cathode peeling test, an artificial flaw with a diameter of 6 mm reaching the steel surface was provided on the coated steel pipe, and this was contacted with 3% NaCl saline solution maintained at 80 ° C. on the saturated caromel electrode. The potential was maintained at 1.5 V for 30 days. The peeling distance from the artificial flaw was measured and the corrosion resistance was evaluated. In Example 1, the distance was 13 mm, which satisfied ISO21809-1, but in Comparative Example 1, the peeling distance was 27 mm, which was a large peeling. This is because the powder epoxy primer is uncured and the corrosion resistance is significantly inferior. From the above, it is possible to manufacture a coated steel pipe having excellent corrosion resistance by uniformly heating the steel pipe.
1 連結管
2 金属管
3 軸
4 接続金具
5 第1加熱手段
6 第2加熱手段
7 第1加熱手段による加熱前の連結管温度測定用の温度計
8 第1加熱手段による加熱後の連結管温度測定用の温度計
9 第2加熱手段による加熱前の連結管温度測定用の温度計
10 第2加熱手段による加熱後の連結管温度測定用の温度計
11 塗装手段
12 エポキシプライマー層
13 接着層形成手段
14 接着層
15 有機樹脂層形成手段
16 有機樹脂層
1 Connecting
Claims (1)
前記加熱手段は第1加熱手段および第2加熱手段を含み、
前記第1加熱手段によって前記連結管を加熱する前の前記連結管の表面温度(Ti1)を測定する工程と、
前記第1加熱手段によって一定の出力(W1)で前記連結管を加熱した後、加熱後の、1以上の前記金属管の温度(T01)および1以上の前記接続金具の温度(T02)を測定する工程と、
下記式(1)によって金属管における出力係数Kを算出する工程と、
下記式(2)によって接続金具における出力係数K´を算出する工程と、
前記第2加熱手段によって前記連結管を加熱する前の、1以上の前記金属管の表面温度(Ti2)および1以上の前記接続金具の表面温度(Ti3)を測定する工程と、
下記式(3)によって第2加熱手段によって前記金属管を加熱する際の出力W21を算出する工程と、
下記式(4)によって第2加熱手段によって前記接続金具を加熱する際の出力W22を算出する工程と、
前記第2加熱手段によって2以上の前記金属管の表面を出力W 21 によって加熱し、前記第2加熱手段によって1以上の前記接続金具の表面を出力W 22 によって加熱することで、加熱前と比べて前記金属管の表面温度と前記接続金具の表面温度との差を小さくする工程と、
を備え、前記連結管を前記第1加熱手段によって加熱した後に前記第2加熱手段によって加熱し、その後に前記塗装処理を施して前記エポキシプライマー層を得る、防食被覆金属管の製造方法。
式(1):K=W1/{(T01−Ti1)×(Dp−Dt)×Dt×v}
式(2):K´=W1/{(T02−Ti1)×(Dp−Dt)×Dt×v}
式(3):W21=(T03−Ti2)×(Dp−Dt)×Dt×v×K
式(4):W22=(T03−Ti3)×(Dp−Dt)×Dt×v×K´
式(1)〜式(4)において、Dpは金属管外径(mm)、Dtは金属管肉厚(mm)、vは金属管速度(m/min)を意味する。
式(3)および式(4)において、T03は第2加熱手段による加熱後の金属管および接続金具の目標温度(℃)を意味する。 A connecting pipe connected by using a metal connecting metal fitting so that the axes of two or more metal pipes are aligned is moved in the direction of the shaft and passed through a heating means and a painting means to heat the pipe. processing and subjected to coating treatment, including operation of forming the d port carboxymethyl primer layer on the surface of the connection pipe, a manufacturing method of anticorrosive coated metal tube,
The heating means includes a first heating means and a second heating means.
A step of measuring the surface temperature (Ti1 ) of the connecting pipe before heating the connecting pipe by the first heating means, and a step of measuring the surface temperature (Ti1) of the connecting pipe.
After heating the connecting pipe with a constant output (W 1 ) by the first heating means, the temperature of one or more of the metal pipes (T 01 ) and the temperature of one or more of the connecting fittings (T 02) after heating. ) And the process of measuring
The process of calculating the output coefficient K in the metal tube by the following formula (1) and
The process of calculating the output coefficient K'in the connection fitting by the following formula (2) and
A step of measuring the surface temperature (T i2 ) of one or more of the metal pipes and the surface temperature (T i3 ) of one or more of the connection fittings before heating the connecting pipe by the second heating means.
The step of calculating the output W 21 when the metal tube is heated by the second heating means by the following formula (3), and
The step of calculating the output W 22 when the connection fitting is heated by the second heating means by the following formula (4), and
By heating the surface of two or more of the metal pipes by the output W 21 by the second heating means and heating the surface of one or more of the connection fittings by the output W 22 by the second heating means, it is compared with that before heating. In the process of reducing the difference between the surface temperature of the metal tube and the surface temperature of the connecting fitting,
Wherein the heating by the second heating means connecting pipe after heating by the first heating means, get disappeared Po carboxymethyl primer layer prior to subsequent subjected to the coating treatment method of anticorrosive coated metal tube.
Equation (1): K = W 1 / {(T 01 −T i1 ) × (D p −D t ) × D t × v}
Equation (2): K'= W 1 / {(T 02 −T i1 ) × (D p −D t ) × D t × v}
Equation (3): W 21 = (T 03 −T i2 ) × (D p −D t ) × D t × v × K
Equation (4): W 22 = (T 03 −T i3 ) × (D p −D t ) × D t × v × K ´
In the formulas (1) to (4), D p means the outer diameter of the metal pipe (mm), D t means the wall thickness of the metal pipe (mm), and v means the speed of the metal pipe (m / min).
In the formulas (3) and (4), T 03 means the target temperature (° C.) of the metal tube and the connecting fitting after heating by the second heating means.
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