JPH0159474B2 - - Google Patents

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JPH0159474B2
JPH0159474B2 JP17106682A JP17106682A JPH0159474B2 JP H0159474 B2 JPH0159474 B2 JP H0159474B2 JP 17106682 A JP17106682 A JP 17106682A JP 17106682 A JP17106682 A JP 17106682A JP H0159474 B2 JPH0159474 B2 JP H0159474B2
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Japan
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pipe
fibers
strength
pipes
enamel
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JP17106682A
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Japanese (ja)
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JPS5874984A (en
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Shii Fuaurii Nooman
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Publication of JPH0159474B2 publication Critical patent/JPH0159474B2/ja
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16LPIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L9/00Rigid pipes
    • F16L9/02Rigid pipes of metal
    • F16L9/04Reinforced pipes
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16LPIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L57/00Protection of pipes or objects of similar shape against external or internal damage or wear

Description

【発明の詳細な説明】 パイプや、パイプによつて構成されるパイプラ
インは、ガス、石油、水およびその他の流体を搬
送する上で益々重要な役割を占めるようになつて
きている。パイプは、その耐久性を高めるために
従来からいろいろな態様で処理されている。例え
ば、地中に敷設されるパイプラインは、電気分解
による腐食、生物化学的腐食、周期的な土壤応
力、カソード脱結合、および機械的損傷から保護
するために瀝青質物質、ガラス繊維マツト、プラ
スチツクテープなどのいろいろな材料を塗布また
は被覆されている。しかしながら、破裂強さ、破
断抵抗、耐熱性、安全率および重量などの改良に
は、今まではほとんど関心が払われていなかつ
た。また、そのための数少い試みは、別の問題を
生じる結果となつている。例えば、パイプの半径
方向の強度、即ちフープ強度を増大させるために
パイプに比較的太いワイヤを巻装することが提案
されているが、そのような構成は、水分の付着に
よりすき間腐食を生じ易く、その結果、ワイヤの
隣接する巻きと巻きの間の空間に、そしてワイヤ
とパイプの間の空間に腐食が生じる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Pipes and the pipelines they constitute are playing an increasingly important role in transporting gas, oil, water and other fluids. Pipes have traditionally been treated in various ways to increase their durability. For example, pipelines laid underground may be coated with bituminous materials, fiberglass pine, or plastics to protect against electrolytic corrosion, biochemical corrosion, cyclic soil stress, cathodic debonding, and mechanical damage. Painted or coated with various materials such as tape. However, until now little attention has been paid to improvements in burst strength, fracture resistance, heat resistance, safety factor, weight, and the like. Moreover, the few attempts to do so have resulted in other problems. For example, it has been proposed to wrap a relatively thick wire around a pipe in order to increase its radial strength, that is, its hoop strength, but such a configuration is prone to crevice corrosion due to moisture adhesion. , resulting in corrosion in the spaces between adjacent turns of the wire and in the spaces between the wire and the pipe.

従つて、本発明の目的は、従来型式の保護処理
をそのまま享受し、しかもなお、延性破壊抵抗の
面で著しく改良された改良パイプを提供すること
である。
It is therefore an object of the present invention to provide an improved pipe which still enjoys the protection treatments of the conventional type, yet which is significantly improved in terms of ductile fracture resistance.

本発明の他の目的は、最少限の追加の労力およ
び材料でもつて、しかも、上述したすき間腐食の
ような追加の問題を惹起することなく、高い強度
および延性破壊抵抗を付与した上記型式のパイプ
を提供することである。
It is another object of the invention to provide a pipe of the above type with high strength and ductile fracture resistance with a minimum of additional effort and materials and without introducing additional problems such as crevice corrosion as mentioned above. The goal is to provide the following.

本発明の更に他の目的は、パイプに腐食防護処
置を施すために従来から使用されている方法に類
似した方法で、上述の強度および破壊抵抗を付与
された上記型式のパイプを提供することである。
A further object of the invention is to provide a pipe of the above type which is endowed with the strength and fracture resistance described above in a manner similar to that conventionally used for providing corrosion protection to pipes. be.

本発明の更に他の目的は、上記改良パイプを製
造する方法を提供することである。
Yet another object of the present invention is to provide a method of manufacturing the improved pipe described above.

本発明によれば、複数の連続した全体として一
方向性の高強度非金属繊維をパイプの周りに巻装
する。これらの繊維は、パイプに結合する均質な
マトリツクスを構成するエナメルまたはエポキシ
の如き粘性物質と共に被覆してもよく、あるいは
接着裏打材と共に被覆するか、エナメルたはエポ
キシを予め含浸させておいてもよい。
According to the present invention, a plurality of continuous, generally unidirectional, high strength non-metallic fibers are wrapped around a pipe. These fibers may be coated with a viscous material such as enamel or epoxy to form a homogeneous matrix that bonds to the pipe, or they may be coated with an adhesive backing or pre-impregnated with enamel or epoxy. good.

本発明の叙上およびその他の目的ならびに利点
は、添付図を参照して記述した以下の実施例の説
明から一層明らかになろう。
These and other objects and advantages of the present invention will become more apparent from the following description of the embodiments, which are given with reference to the accompanying drawings.

例として、本発明の方法を、比較的大径のスチ
ール製または他の金属製のパイプを処理する場合
に関連して説明する。この処理は、電気分解によ
る腐食および生物化学的腐食、カソード脱結合、
土壤応力および機械的損傷に対する防護を施すこ
と、パイプの円周方向の強度を大幅に増大させる
こと、およびパイプの軸方向の延性破壊抵抗を増
大させることを目的としたものである。
By way of example, the method of the invention will be described in connection with the treatment of relatively large diameter steel or other metal pipes. This treatment includes electrolytic and biochemical corrosion, cathodic debonding,
The purpose is to provide protection against soil stress and mechanical damage, to significantly increase the circumferential strength of the pipe, and to increase the axial ductile fracture resistance of the pipe.

本発明の好ましい実施例によれば、金属性のパ
イプを、サンドブラスチングまたはグリツトブラ
スチングによつて、あるいは掻き落しやワイヤブ
ラツシングによつてパイプ表面から油、グリス、
塵埃、湿気、非付着性のミルスケールを除去する
ことにより浄化する。次いで、このスチールパイ
プと後で被覆すべき粘性物質との間の結合剤とし
てパイプの外面に下塗剤を塗布する。この下塗剤
は、例えばAWWAタイプBのような任意の物質
であつてよいが、AWWAタイプBは、結合力が
非常に強く、しかも、乾燥時間が速く、アスフア
ルト被覆材とも、コールタール被覆材とも完全に
適合するので、好ましい。
According to a preferred embodiment of the invention, metal pipes are removed from the pipe surface by sandblasting or gritblasting, or by scraping or wire brushing to remove oil and grease from the pipe surface.
Cleans by removing dust, moisture, and non-stick mill scale. A primer is then applied to the outer surface of the pipe as a bonding agent between the steel pipe and the viscous material to be coated later. The primer can be any material, such as AWWA Type B, which has very strong bonding strength and fast drying time, and is compatible with both asphalt and coal tar coatings. It is preferred because it is perfectly compatible.

上述の操作に従つてパイプに下塗を施した後、
その下塗された外面にコールタールエナメルまた
はアスフアルトエナメルのような高温の粘性物質
を塗布する。第1図に示されるように、高温エナ
メルは、放出ヘツド12によつてパイプ10の表
面に塗布する。ヘツド12は、パイプ10から離
隔させてあり、エナメルをパイプの外表面に吹き
つけるようになされている。ヘツド12は慣用の
設計のものであつてよく、好ましくは、エナメル
を500〓(260℃)程度の高い温度で受容し、それ
をパイプの外表面上へ放出する堰、溢流箱、流し
塗機、またはカーテンコータの形のものとする。
この塗布工程においては、パイプ10をヘツド1
2に対して回転させながら長手方向に移動させて
もよく、あるいは機械によつてヘツド12を左右
に動かしながらパイプの一定長に亘つて移動さ
せ、エナメルをパイプの外表面に塗布してもよ
い。
After priming the pipe according to the procedure described above,
Applying a hot viscous substance such as coal tar enamel or asphalt enamel to the primed exterior surface. As shown in FIG. 1, hot enamel is applied to the surface of pipe 10 by discharge head 12. As shown in FIG. A head 12 is spaced apart from the pipe 10 and is adapted to spray enamel onto the outer surface of the pipe. The head 12 may be of conventional design, preferably a weir, overflow box, or flow coater that receives the enamel at temperatures as high as 500°C (260°C) and discharges it onto the external surface of the pipe. It shall be in the form of a machine or curtain coater.
In this coating process, the pipe 10 is attached to the head 1.
The enamel may be applied to the outer surface of the pipe by moving the head 12 longitudinally while rotating relative to the head 2, or by moving the head 12 from side to side over a fixed length of the pipe. .

上述したコールタールエナメルは、好ましくは
改質された充填材入りのコークス炉ピツチから製
造する。アスフアルトエナメルは、酸化された充
填材入りの特定の原油から製造することができ
る。
The coal tar enamels described above are preferably produced from modified filled coke oven pits. Asphalt enamel can be made from certain crude oils with oxidized fillers.

エナメル被覆材がまだ熱いうちに、即ち、まだ
完全には乾燥せず、結合しないうちに、そのパイ
プの周りに複数の連続した一方向の高強度の無機
の非導電性繊維を巻装する。第2図を参照して詳
述すれば、上記連続した一方向の高強度非金属繊
維の連続ウエブ即ち包被材14をパイプ10の処
理された外面に巻きつけることによつて被覆す
る。包被材14は、最少限の緊張度で、即ち、パ
イプに十分に付着するに足る範囲の最少限の緊張
度で必要に応じて一層または複数の層に巻装す
る。即ち、粘性物質を含む繊維をパイプに接着さ
せるに足るだけの緊張度でパイプに繊維を巻付け
る。この緊張度はパイプの回りに巻付けられる繊
維を真直にそして平行に保つに足るだけの張力に
対応する。また、ウエブを構成する繊維は、後述
するようにガラスあるいはガラスと同等の特性を
有するその他の材料であることが好ましい。
While the enamel coating is still hot, ie, before it has completely dried and bonded, a plurality of continuous unidirectional high strength inorganic non-conductive fibers are wrapped around the pipe. More specifically, with reference to FIG. 2, the treated outer surface of the pipe 10 is coated with the continuous unidirectional continuous web or wrapping material 14 of high strength non-metallic fibers. The wrapping material 14 is wrapped in one or more layers as required with a minimum tension, ie, a minimum tension sufficient to adequately adhere to the pipe. That is, the fibers are wrapped around the pipe with sufficient tension to adhere the fibers containing the viscous substance to the pipe. This tension corresponds to just enough tension to keep the fibers wrapped around the pipe straight and parallel. Further, the fibers constituting the web are preferably glass or other materials having properties equivalent to glass, as described below.

一方向繊維の包被材14をパイプに被覆した
後、そしてエナメルがまだ高温粘性状態にある間
に、第3図に示されるように包被材14の上に防
護材の外被16を巻きつける。外被16は、パイ
プの輸送中およびパイプラインの埋設作業中パイ
プが損傷しないように防護し、また、周期的な土
壤応力や岩石による損傷に対してエナメルおよび
繊維を防護する任意の材料であつてよいが、外被
16として最も好ましい素材は、コールタールま
たはアスフアルトを含浸させた補強繊維織物、ま
たはコールタールまたはアスフアルトを含浸させ
た補強アスベストフエルトである。外被16は、
先に塗布されたエナメルがまだ熱い、未結合状態
にある間に被覆されるので、エナメルが結合して
硬化するとき包被材の一方向繊維およびパイプに
結合される。
After coating the pipe with the unidirectional fiber wrapping 14 and while the enamel is still in its hot viscous state, a protective jacket 16 is wrapped over the wrapping 14 as shown in FIG. Put on. The jacket 16 is any material that protects the pipe from damage during pipe transportation and pipeline burying operations, and protects the enamel and fibers against cyclic soil stress and rock damage. However, the most preferred material for the jacket 16 is a reinforced fiber fabric impregnated with coal tar or asphalt, or a reinforced asbestos felt impregnated with coal tar or asphalt. The outer cover 16 is
Since the previously applied enamel is coated while still in a hot, unbonded state, it bonds to the unidirectional fibers of the enveloping material and to the pipe as the enamel bonds and hardens.

繊維および結合したエナメルは、パイプに接合
された均質なマトリツクスを構成し、パイプに追
加の強度を付与するとともに、後述するように腐
食を防止する。
The fibers and bonded enamel constitute a homogeneous matrix bonded to the pipe, providing additional strength to the pipe and preventing corrosion as discussed below.

包被材14は、その一方向繊維がパイプの軸線
に実質的に垂直な平面内に延長し、かつ、各隣接
する巻きと巻きの間の重なり度合が1%からほぼ
50%までの範囲となるような態様で巻きつけるこ
とができる。外被16も、同じ重なり度の範囲で
巻きつけることができる。
The wrapping material 14 is such that its unidirectional fibers extend in a plane substantially perpendicular to the axis of the pipe and the degree of overlap between each adjacent turn is from 1% to approximately 1%.
It can be wrapped in such a manner that it has a range of up to 50%. The jacket 16 can also be wrapped within the same degree of overlap.

即ち、繊維は、パイプの軸に対して90℃よりも
少し小さい角度をもつように、パイプの周囲に巻
付けられる。パイプの長手方向に対する90゜の巻
付け角度は、最大の効果を示すであろう。しかし
この角度ではパイプの長さに沿つて繊維を連続的
に巻付けることはできない。また90゜よりも著し
く小さい巻付け角度では、パイプの軸方向の巻付
けは迅速に行なわれるが、この角度は、パイプの
円周方向の破裂強度を高くする結果は示さない。
この角度は、パイプの軸方向の破裂強度を高くす
るが、金属パイプの軸方向の破裂強度は円周方向
の破裂強度よりも本来高いので、パイプの軸方向
の破裂強度を高くする必要はない。
That is, the fibers are wrapped around the pipe at an angle of slightly less than 90° to the axis of the pipe. A wrap angle of 90° to the longitudinal direction of the pipe will show the greatest effect. However, this angle does not allow continuous wrapping of the fibers along the length of the pipe. Also, at winding angles significantly smaller than 90°, the axial winding of the pipe takes place quickly, but this angle does not result in a higher circumferential bursting strength of the pipe.
This angle increases the axial burst strength of the pipe, but since the axial burst strength of metal pipes is inherently higher than the circumferential burst strength, there is no need to increase the axial burst strength of the pipe. .

粘性物質を塗布する場合と同様に、被覆材14
および16は、パイプを回転させながら長手方向
に移動させて、固定ローラや、巻出ヘツドなどに
よつて被覆してもよく、あるいは、パイプを静止
させておき、繰出ヘツドを備えた機械によつて被
覆材14,16をパイプの周りに巻きつけながら
長手方向に進めるようにすることができる。これ
らの技法はいずれも業界において周知であること
から、ここではこれ以上詳述しない。
As in the case of applying a viscous substance, the coating material 14
and 16 may be covered by moving the pipe longitudinally with rotation, by means of fixed rollers, an unwinding head, etc., or the pipe may be left stationary and covered by a machine equipped with an unwinding head. The sheathing material 14, 16 can be wound around the pipe and advanced in the longitudinal direction. All of these techniques are well known in the industry and will not be discussed in further detail here.

第4図には包被材14の一片が詳細図で示され
ている。包被材14を構成する個々の連続した一
方向繊維18は、横断方向に延長した紐22によ
つて複数のロービングまたは束20に分けられて
いる。紐22は、これらの束20を交互に上下に
縫うようにして延長している。
FIG. 4 shows a detail of a piece of wrapping material 14. The individual continuous unidirectional fibers 18 making up the wrapping material 14 are separated into a plurality of rovings or bundles 20 by transversely extending strings 22. The string 22 extends so as to alternately sew these bundles 20 up and down.

第5図には、別の実施例による包被材14′が
示されている。この実施例では、一方向繊維18
はやはり複数の束20′に分離されているが、そ
れらの束の幅は第4図の実施例のそれより狭い。
図からは明らかではないが、紐22は、束20′
を所定位置に保持するように編組してもよく、あ
るいはその他の態様で結ぶことができる。
FIG. 5 shows an alternative embodiment of a wrapper 14'. In this example, unidirectional fibers 18
is again separated into bundles 20', but the width of the bundles is narrower than that of the embodiment of FIG.
Although it is not clear from the figure, the string 22 is connected to the bundle 20'
may be braided or otherwise tied to hold them in place.

第6図の実施例では、包被材14″は、各々複
数の一方向繊維18から成る複数の束20″によ
つて構成されているが、それらの繊維は、各束2
0″の全長に亘つて延長した糸24によつてZ字
パターンに縫付けられている。
In the embodiment of FIG. 6, the wrapping material 14'' is comprised of a plurality of bundles 20'', each consisting of a plurality of unidirectional fibers 18;
The stitches are sewn in a Z-pattern using a thread 24 extending over the entire length of 0''.

更に別の実施例として、紐などの使用を省除
し、繊維18を巻付け機などによつて束の形でパ
イプに巻装してもよい。
In yet another embodiment, the use of strings or the like may be omitted and the fibers 18 may be wrapped around the pipe in the form of a bundle using a wrapping machine or the like.

また、本発明の変型実施例によれば、高温エナ
メルを塗布するのを省除し、その代りに一方向繊
維に接着剤を塗布しており、繊維をパイプに巻付
けて接着させるようにすることもできる。その場
合、繊維製包被材14は、上述した技法のうちの
任意の技法によつて形成し、任意の慣用の接着剤
を包被材14の両面に塗布し、包被材の一方の面
に裏打材を貼付し、他方の面を第2図に示された
のと同様の態様でパイプの周りに巻きつけること
ができる。
Also, according to a variant embodiment of the invention, the application of high-temperature enamel is omitted, and instead an adhesive is applied to the unidirectional fibers, and the fibers are wound around the pipe and bonded. You can also do that. In that case, the textile wrapper 14 is formed by any of the techniques described above, with any conventional adhesive applied to both sides of the wrapper 14 and one side of the wrapper A backing material can be applied to the pipe and the other side wrapped around the pipe in a manner similar to that shown in FIG.

あるいは別法として、包被材14の一方の面に
接着剤コーチングを塗布し、その塗布された面に
裏打材を被覆し、その裏打材の他方の(露呈され
た)面に別の接着剤コーチングを被覆し、その接
着剤コーチングの面を上述した態様でパイプに巻
付けることができる。
Alternatively, an adhesive coating may be applied to one side of the encapsulant 14, a backing material may be applied to the coated side, and another adhesive coating may be applied to the other (exposed) side of the backing material. The coating can be applied and the adhesive coating side wrapped around the pipe in the manner described above.

本発明の更に別の実施例によれば、繊維をパイ
プに巻付ける前に、エポキシ、エナメルなどの液
体物質を含浸させることができる。その場合、繊
維を、好ましくは上述のように束にして浴内また
は塗布ローラなどを通して液体物質を含浸させ
る。このようにして液体物質を含浸または塗布さ
れた繊維を、その液体物質がまだ濡れている間に
直ちに第2図に示されるようにパイプの周りに巻
付け、乾燥させてパイプに付着させることができ
る。あるいは、液体物質を上述のようにして繊維
に塗布した後、液体物質をそれが「粘着」状態に
なるまで所定時間だけ乾燥させ、しかる後その繊
維を上述した態様でパイプに巻付ける。
According to yet another embodiment of the invention, the fibers can be impregnated with a liquid substance such as epoxy, enamel, etc. before being wrapped around the pipe. In that case, the fibers are preferably bundled as described above and impregnated with the liquid substance in a bath or through application rollers or the like. The fibers impregnated or coated with a liquid substance in this manner can immediately be wrapped around a pipe as shown in Figure 2 while the liquid substance is still wet and allowed to dry and adhere to the pipe. can. Alternatively, after applying the liquid substance to the fibers as described above, the liquid substance is allowed to dry for a period of time until it becomes "sticky" and the fibers are then wrapped around the pipe in the manner described above.

上述の各実施例において、包被材14を構成す
る各繊維の直径は0.001in(0.0254mm)より小さい
値とすることが好ましい。径を細くすると、個々
の繊維が完全に被覆され、パイプに巻付けたとき
個々の繊維の間および繊維とパイプの間に隙間の
ない均質な混合体が形成される。かくして、本発
明に従つて被覆されたパイプは、先に述べたすき
間腐食を生じない。
In each of the embodiments described above, the diameter of each fiber constituting the wrapping material 14 is preferably smaller than 0.001 inch (0.0254 mm). The narrower diameter completely covers the individual fibers and forms a homogeneous mixture with no gaps between the individual fibers and between the fibers and the pipe when wrapped around the pipe. Thus, pipes coated according to the invention do not suffer from the crevice corrosion mentioned above.

また、上述の構成の結果として、パイプの軸方
向の延性破壊抵抗が相当に改良される。更に、パ
イプの円周方向の応力即ちフープ応力の一部分
が、連続した一方向繊維のウエブ14によつて吸
収される。かくして、一方向繊維によつてパイプ
に付与される円周方向の破裂強度が、パイプの長
手方向の破裂強度に等しくなるように制御するこ
とができる。もちろん、それは使用する繊維の種
類、数およびサイズ、および層の数によつて調整
することができる。
Also, as a result of the above-described arrangement, the axial ductile fracture resistance of the pipe is considerably improved. Additionally, a portion of the circumferential or hoop stress of the pipe is absorbed by the web 14 of continuous unidirectional fibers. Thus, the circumferential burst strength imparted to the pipe by the unidirectional fibers can be controlled to be equal to the longitudinal burst strength of the pipe. Of course, it can be adjusted by the type, number and size of fibers used and the number of layers.

即ち、パイプの円周方向の破裂強度がその軸方
向の破裂強度に等しくなるまで円周方向の破裂強
度を高くする量の高強度非金属繊維をパイプの回
りに巻付ける。このような量の繊維をパイプの回
りに巻付けた場合、パイプは、軸方向と同じ程度
に円周方向にも破裂し難くなる。パイプの任意の
大きさ及び種類について円周方向の破裂強度を軸
方向の破裂強度に等しくするのに必要な繊維の量
は、実験によつて定めることができる。
That is, high strength non-metallic fibers are wrapped around the pipe in an amount that increases the circumferential burst strength of the pipe until the circumferential burst strength of the pipe is equal to its axial burst strength. When such an amount of fiber is wrapped around a pipe, the pipe becomes as difficult to rupture circumferentially as it is axially. The amount of fiber required to equalize the circumferential burst strength to the axial burst strength for any size and type of pipe can be determined by experiment.

本発明の方法に従つて処理したパイプは、更に
幾つかの利用を有する。例えば、パイプの破裂圧
および特定の作動圧に対する安全率が増大する。
また、同じ使用圧においてパイプの応力値が減少
され、それによつて応力腐食亀裂を生じる可能性
を相当に少くする。もちろん、一定の設計使用圧
に対して、また破裂圧に対する一定の安全率を得
るために必要なパイプの金属含有量従つて重量を
減少させることができる。また、パイプに十分な
量の一方向繊維を被覆すれば、「破裂前に漏洩」
の破損態様が得られる。即ち、パイプ10は、内
部腐食または外部腐食を生じた場合、破裂するよ
り先に漏れを生じる。パイプに少量の繊維を被覆
した場合でも、延性亀裂の伝播を減速させ、発生
点から短い距離の範囲内にとどめる。このような
破壊抵抗特性の増大は、CO2のような高圧ガスや
揮発性液体を搬送するためのパイプにとつて特に
重要である。
Pipes treated according to the method of the invention have several further uses. For example, the bursting pressure of the pipe and the safety factor for certain operating pressures are increased.
Also, the stress values in the pipe are reduced at the same working pressure, thereby considerably reducing the possibility of stress corrosion cracking. Of course, for a given design working pressure and in order to obtain a certain safety margin against the bursting pressure, the metal content and therefore the weight of the pipes required can be reduced. Also, if the pipe is coated with enough unidirectional fibers, it will "leak before bursting".
The following damage conditions are obtained. That is, if the pipe 10 suffers from internal or external corrosion, it will leak before it bursts. Coating a pipe with small amounts of fiber slows the propagation of ductile cracks and keeps them within a short distance from the point of initiation. Such increased puncture resistance properties are particularly important for pipes intended to convey high pressure gases or volatile liquids such as CO 2 .

本発明の主要な利点の1つは、パイプに腐食防
護を施すための現行の技法に容易に転用すること
ができることである。現行の技法では、ほとんど
強度特性をもたない、ランダム配置の(一方向で
はない)ガラス繊維マツトを高温の接着剤および
防護外被と共に被覆する。
One of the major advantages of the present invention is that it can be easily transferred to current techniques for providing corrosion protection to pipes. Current techniques coat randomly placed (not unidirectional) fiberglass mats with high temperature adhesives and protective jackets, which have little strength properties.

本発明の方法のもう1つの利点は、外部衝撃に
よりパイプが損傷する可能性が大幅に減少される
ことである。本発明のパイプは、裸のパイプを破
断させるような大抵の外部衝撃を受けても、局部
的な圧痕や、くぼみを生じるだけである。また、
裸のパイプに圧痕はくぼみをつけるようなその他
の衝撃を受けても、本発明のパイプにはほとんど
損傷を生じない。
Another advantage of the method of the invention is that the possibility of pipe damage due to external impacts is significantly reduced. The pipe of the present invention will only experience localized impressions or depressions when subjected to most external impacts that would rupture a bare pipe. Also,
Other impacts, such as impressions or dents in bare pipes, cause little damage to the pipes of the present invention.

本発明の方法には、発明の範囲から逸脱するこ
となく、いろいろな変更を加えることができる。
例えば、一方向繊維18の包被材14を多層重ね
て施すだけでなく、多層の外被16を包被材14
と交互に、あるいは交互にではなく、被覆するこ
ともできる。また、第1実施例において説明した
粘性物質は上述したエナメルに限定されるもので
はなく、樹脂、ウレタン、エポキシ、塗料などの
ように繊維を完全に被覆し、水分やその他の腐食
性溶液の浸出を防止する他の粘性物質であつても
よい。これらの物質は、単に放置することによ
り、あるいは加熱、冷却、化学反応、湿潤、紫外
線などによつて硬化し、フイラメント(繊維)同
志を、あるいはフイラメントとパイプを結合し、
更にフイラメントを所定位置に保持または結合す
る。
Various modifications can be made to the method of the invention without departing from the scope of the invention.
For example, in addition to applying multiple layers of the wrapping material 14 of unidirectional fibers 18, multiple layers of the outer covering 16 may be applied to the wrapping material 14.
They can also be coated alternately or non-alternately. In addition, the viscous substance described in the first embodiment is not limited to the above-mentioned enamel, but may also be a resin, urethane, epoxy, paint, etc. that completely coats the fibers and leaches moisture and other corrosive solutions. Other viscous substances that prevent These materials harden by simply being left alone or by heating, cooling, chemical reaction, moisture, ultraviolet light, etc., and bond filaments together or between filaments and pipes.
It also holds or bonds the filament in place.

また、本発明の方法の技術は、ステンレススチ
ール、アルミニウム、銅、黄銅などの金属に相当
する特性を有するいかなる直径の、いかなる種類
のパイプにも適用することができ、上述した改良
特性を付与し、しかも、それらのパイプの個々の
特質(例えば銅製パイプの場合には高い腐食抵
抗)を保持することができる。
Additionally, the technique of the method of the present invention can be applied to any type of pipe of any diameter with properties comparable to metals such as stainless steel, aluminum, copper, brass, etc., imparting the improved properties mentioned above. , moreover, the individual characteristics of these pipes (for example high corrosion resistance in the case of copper pipes) can be preserved.

本発明の方法は、破断抵抗を劇的に増大させ、
従つてパイプの使用寿命を延長させるので、苛酷
な環境で使用されるパイプに特に適している。例
えば、パイプの強度および破断抵抗が大幅に高め
られるのでパイプを修理または交換する必要が、
完全に排除されないまでも、大幅に減少される。
The method of the invention dramatically increases fracture resistance,
It therefore extends the service life of the pipe and is therefore particularly suitable for pipes used in harsh environments. For example, the strength and break resistance of the pipe is significantly increased so that the pipe does not need to be repaired or replaced.
If not completely eliminated, it is significantly reduced.

更に、本発明の方法の原理は、継目や、長手方
向の溶接部などのパイプの高応力点にも適用する
ことができ、上述した改良を施すことができる。
また、本発明は、パイプに生じる延性亀裂の伝播
を停止または減速させるために使用することがで
きる。場合によつては、亀裂が全く伝播しないこ
ともある。
Furthermore, the principles of the method of the invention can also be applied to high stress points in pipes, such as seams and longitudinal welds, to provide the improvements described above.
The present invention can also be used to stop or slow the propagation of ductile cracks in pipes. In some cases, cracks may not propagate at all.

以上、本発明の実施例を説明したが、本発明
は、その精神および範囲内においていろいろな態
様で実施することができることは当業者には明ら
かであろう。
Although the embodiments of the present invention have been described above, it will be obvious to those skilled in the art that the present invention can be implemented in various forms within the spirit and scope thereof.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1〜3図は、パイプを本発明の方法に従つて
処理する順次工程を示すパイプの透視図である。
第4〜6図は、本発明の方法に使用することがで
きる一方向繊維の包被材の各種実施例の部分拡大
図である。 図中、10はパイプ、12は放出ヘツド、14
は包被材(ウエブ)、16は外被、18は繊維、
20は繊維束。
1-3 are perspective views of a pipe showing the sequential steps in treating the pipe according to the method of the present invention.
4-6 are partially enlarged views of various embodiments of unidirectional fiber wrapping materials that can be used in the method of the invention. In the figure, 10 is a pipe, 12 is a discharge head, 14
is the wrapping material (web), 16 is the outer cover, 18 is the fiber,
20 is a fiber bundle.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 軸方向の延性破壊抵抗を増大させるために金
属製パイプを処理する方法において、複数の連続
した一方向の高強度非金属繊維を該金属製パイプ
の周りに巻付ける巻付け工程と、該金属製パイプ
に結合される均質なマトリツクスを該繊維と共に
形成する粘性物質を該金属製パイプと該繊維との
どちらか一方又は両方に適用することによつて該
繊維を相互にまた該金属製パイプに接着させる工
程とを有し、該繊維が該パイプの円周方向の応力
の一部を吸収し、かつ該パイプ自体が長さ方向の
応力を吸収し、前記巻付け工程は、該パイプの円
周方向の破裂強度が長さ方向の破裂強度と等しく
なるように制御し、更に該繊維が該パイプの軸線
に対して90゜よりも少し小さい角度をもつように
最小の緊張度で延在されるように該パイプの周囲
に該繊維を巻付け、該繊維の太さは該パイプの軸
方向の延性亀裂の伝播を阻止する値とすることを
特徴とするパイプを処理する方法。
1. A method of treating a metal pipe to increase axial ductile fracture resistance, comprising a wrapping step of wrapping a plurality of continuous unidirectional high strength non-metallic fibers around the metal pipe; The fibers are bonded to each other and to the metal pipe by applying to either or both the metal pipe and the fibers a viscous substance which together forms a homogeneous matrix that is bonded to the metal pipe. the fibers absorb some of the stress in the circumferential direction of the pipe, and the pipe itself absorbs stress in the longitudinal direction; The bursting strength in the circumferential direction is controlled to be equal to the bursting strength in the longitudinal direction, and the fibers are stretched with a minimum tension so that they have an angle of slightly less than 90° with respect to the axis of the pipe. A method for treating a pipe, characterized in that the fibers are wound around the pipe so that the fibers have a thickness that prevents the propagation of ductile cracks in the axial direction of the pipe.
JP17106682A 1981-10-20 1982-10-01 Method of treating pipe Granted JPS5874984A (en)

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FR2514858A1 (en) 1983-04-22
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