JP7104199B2 - Inner surface treatment device for pipes - Google Patents
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Description
本発明は管体の内面処理装置に関する。 The present invention relates to an inner surface treatment device for a tubular body.
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。 Cast iron pipes, which are widely used for water pipes, have a cylindrical straight part with a constant inner and outer diameter, a socket provided at one end of the cast iron pipe with a larger inner and outer diameter than the straight part, and a straight part provided at the other end with an inner diameter of the straight part. Many are composed of equal outlets. The cast iron pipe is annealed after the pipe is cast, and then the inner surface is polished with a grindstone. Usually, after the inner surface is polished, a water pressure test is performed by applying water pressure to the inside of the pipe, and a base treatment such as rust removal is performed. Then, after heating the inside of the pipe, for example, a thermosetting epoxy resin powder coating material is added to form a resin layer on the inner surface of the pipe, so-called powder coating is performed.
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。 Pinhole inspection is usually performed on cast iron pipes that have been internally coated, such as powder coating. This pinhole inspection is performed to inspect the coating film for pinhole defects using a holiday detector. Reducing pinhole defects in cast iron pipes in order to clear this pinhole inspection leads to improvement in the productivity of cast iron pipes.
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。 As a countermeasure against such pinhole defects, for example, Patent Document 1 describes a cast iron pipe in which a rotated milling cutter is brought into contact with the inner surface of the cast iron pipe, and the inner surface of the pipe is ground by the blade of the rotating milling cutter. The inner surface treatment method of is disclosed.
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。
Further,
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。
Although a certain effect can be expected for pinhole defects by the methods disclosed in
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、管体の内面処理装置の提供を目的とする。 Therefore, in view of such a problem, an object of the present invention is to provide an inner surface treatment device for a pipe body, which can reduce pinhole defects.
本発明の管体の内面処理装置は、管体の内面を塗装する前に、管体の内面処理を行う内面処理装置であって、前記内面処理装置は、鋳造された前記管体の内面を研磨するために、前記管体の軸と略平行な軸周りに回転する砥石を備えた内面研磨装置と、前記砥石により研磨された後の前記管体の内面を研掃するために、前記管体の軸と略平行な軸周りに回転する研掃ブラシを備えた研掃装置とを備え、前記内面処理装置は、前記研掃ブラシを、前記砥石の回転方向とは逆方向に回転するように構成されていることを特徴とする。 The inner surface treatment device of the pipe body of the present invention is an inner surface treatment device that performs the inner surface treatment of the pipe body before painting the inner surface of the pipe body, and the inner surface treatment device is a cast inner surface of the pipe body. An inner surface polishing device provided with a grindstone that rotates about an axis substantially parallel to the axis of the tube body for polishing, and the tube for polishing the inner surface of the tube body after being polished by the grindstone. A sweeping device including a sweeping brush that rotates about an axis substantially parallel to the body axis is provided, and the inner surface treatment device rotates the sweeping brush in a direction opposite to the rotation direction of the grindstone. It is characterized by being configured in.
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。 Further, the cleaning brush is preferably a wheel brush that extends radially with respect to the rotation axis of the cleaning brush.
本発明の管体の内面処理装置によれば、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。 According to the inner surface treatment device for a tube body of the present invention, pinhole defects can be reduced and a good coating finish can be obtained.
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。 Hereinafter, a method for treating the inner surface of a pipe body according to an embodiment of the present invention (hereinafter, simply referred to as a method for treating the inner surface) will be described with reference to the accompanying drawings. The inner surface treatment method described below is merely an example, and the inner surface treatment method of the present invention is not limited to the following embodiments.
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。 As shown in FIG. 1, the inner surface treatment method of the present embodiment includes a casting step S1, a annealing step S2, an inner surface polishing step S3, a hydraulic test step S4, a polishing step S5, a heating step S6, and a powder coating step S7. Have. It should be noted that the above steps are merely examples, and other steps may be included, and a part of the above steps may be changed as long as the desired inner surface treatment can be performed.
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。 The casting step S1 is a step of casting a pipe body. In the present embodiment, the pipe body is a cast iron pipe having a receiving port, a straight portion, and an insertion port. After the casting step S1, an annealing step S2 is performed in order to perform an annealing treatment on the cast iron pipe.
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。 After the annealing step S2 is performed, the inner surface polishing step S3 is performed in which the inner surface of the pipe body is polished with a grindstone. After the inner surface polishing step S3 with a grindstone is performed, the inside of the pipe is filled with water, the water inside is pressurized under predetermined conditions, and the water pressure test step S4 is performed.
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。 After the water pressure test step S4 is performed, a cleaning step S5 using a cleaning brush is performed in order to perform a base treatment such as rust removal. In the cleaning step S5, a rust removing polishing step may be performed using a grindstone before cleaning with a polishing brush.
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。 After the cleaning step S5 is performed, a heating step S6 for heating the inner surface of the tubular body to a predetermined temperature is performed in order to perform powder coating. After the heating step S6 is performed, the powder coating step S7 is performed in which the powder coating is applied to the inner surface of the heated tube body. As the powder coating material used in the powder coating process, for example, in the case of a ductile cast iron pipe for water supply, an epoxy powder resin coating material conforming to the standard can be used.
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。 By the above steps, the inner surface of the cast iron pipe can be painted. Next, the inner surface treatment apparatus used in the inner surface treatment method of the present embodiment will be described. FIG. 2 is a schematic view of the inner surface polishing device used in the inner surface polishing step S3 of the pipe body as viewed from above, and FIG. 3 shows that the inner surface of the pipe body (straight portion) is polished by the grindstone of the inner surface polishing device. It is the schematic which shows the state. Further, FIG. 4 is a schematic view of the cleaning device used in the cleaning step S5 of the pipe body as viewed from above, and FIG. 5 shows that the inner surface of the pipe body is cleaned by the cleaning brush of the cleaning device. It is the schematic which shows the state which is.
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。
As shown in FIGS. 2 and 3, the inner surface polishing device 1 used in the inner surface polishing step S3 has a
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。
In the present embodiment, the inner surface polishing device 1 has a moving
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。
Further, the inner surface polishing device 1 includes a tube body rotating device (not shown) that supports the tube body P and rotates the tube body P around the axis X, and the rotation of the tube body P causes the inner surface Pa of the tube body P to be changed. It is polished in the circumferential direction by the
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。
In the present embodiment, the tubular body P rotates clockwise when viewed from the receiving side of the tubular body P. The tubular body P may rotate counterclockwise when viewed from the receiving side of the tubular body P. Further, in the present embodiment, the
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。 In the present embodiment, a pair of inner surface polishing devices 1 are provided on the receiving side and the insertion port side, but the inner surface polishing device 1 is one inner surface polishing device inserted from either the receiving port or the insertion port. It may be a device.
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。
As shown in FIGS. 4 and 5, the
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。
In the present embodiment, the
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。
Further, the
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。
In the present embodiment, the polishing
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。
As described above, the present inventors rotate the cleaning
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。 Next, the present invention will be specifically described with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to these Examples.
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。
For each of Examples 1 to 3, Comparative Examples 1 to 3, and Reference Examples 1 to 3, the inner surface polishing device 1 and the
(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。
(Polishing and cleaning conditions)
In Examples 1 to 3, in the inner surface polishing step S3, the tubular body P and the
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。
In Comparative Examples 1 to 3, in the inner surface polishing step S3, the tubular body P and the
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。
Regarding Reference Examples 1 to 3, in the inner surface polishing step S3, the tubular body P and the
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。 For the cast iron pipe painted by the above method, the pinhole ratio is calculated by a pinhole inspection using a holiday detector, and the grindstone and polishing in the inner surface polishing step S3, the rust removing polishing step, and the polishing step S5, which are considered to be normally performed. Degree of decrease in pinhole rate with respect to Reference Examples 1 to 3 in which the sweep brush is rotated in the same direction (all clockwise) ((Pinhole rate in Example or Comparative Example) / (Pinhole rate in Reference Example)) Was calculated. The evaluation criteria are shown below.
(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。
(Evaluation criteria)
⊚: The degree of decrease in the pinhole rate is 1/4 or less of the reference example ○: The degree of decrease in the pinhole rate is 1/4 to 1/2 of the reference example Δ: Pinhole rate The degree of decrease in the pinhole rate was 1/2 to 3/4 of the reference example. ▲: The degree of decrease in the pinhole rate was 3/4 to 1 in the reference example. ×: The pinhole rate was higher than that of the reference example. Table 1 shows the results of evaluation based on the above evaluation criteria.
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。
As shown in Table 1, in Examples 1 to 3 in which the
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。 As described above, according to the method for treating the inner surface of the tube body of the present invention, the pinhole rate can be significantly reduced, and pinhole defects can be reduced. Thereby, a good coating finish of the tube body can be obtained. Further, since the pinhole defect can be reduced by a simple method of reversing the rotation direction of the grindstone in the inner surface polishing process and the rotation direction of the polishing brush in the polishing process, the productivity of the cast iron pipe can be improved. improves. Further, according to the present invention, it is not necessary to increase the film thickness of the inner coating in order to reduce pinhole defects as in the conventional case, and the production cost can be reduced.
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。 In the inner surface treatment method of the above embodiment, the inner surface treatment of a cast iron pipe to which powder coating is performed has been described as an example, but the pipe body is not limited to the cast iron pipe. Further, in the inner surface treatment method of the above embodiment, the case where the powder paint is applied to the inner surface of the tubular body has been described as an example, but other synthetic resin paints and other synthetic resin paints which may cause pinhole defects similar to the powder paint may be used. The above-mentioned inner surface treatment method can also be applied when a mixture of a powder coating material and another material such as silica sand is applied.
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。 In the inner surface treatment method of the above embodiment, the water pressure test step is performed after the inner surface polishing step, but the water pressure test step may be performed before the inner surface polishing step.
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
1 Inner
Claims (2)
鋳造された前記管体の内面を研磨するために、前記管体の軸と略平行な軸周りに回転する砥石を備えた内面研磨装置と、
前記砥石により研磨された後の前記管体の内面を研掃するために、前記管体の軸と略平行な軸周りに回転する研掃ブラシを備えた研掃装置と
を備え、
前記内面処理装置は、前記研掃ブラシを、前記砥石の回転方向とは逆方向に回転するように構成されている、管体の内面処理装置。 An inner surface treatment device that performs inner surface treatment of a pipe body before painting the inner surface of the pipe body, and the inner surface treatment device is
An inner surface polishing device equipped with a grindstone that rotates around an axis substantially parallel to the axis of the tube in order to polish the inner surface of the cast tube.
In order to clean the inner surface of the tube after being polished by the grindstone, a sweeping device equipped with a sweep brush that rotates around an axis substantially parallel to the axis of the tube is provided.
The inner surface treatment device is an inner surface treatment device for a pipe body, which is configured to rotate the cleaning brush in a direction opposite to the rotation direction of the grindstone.
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