JPH022624B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はプラスチツク内面ライニング鋼管等の
管体を溶接にて継ぎ合せた後、その溶接継手部内
面に防食被覆を施す方法及びそれに用いる装置に
関する。

近来、上下水道、原子力、火力発電所の海水導
入管、石油、化学薬品の輸送管などパイプライン
による流体輸送は飛躍的発展をとげ、管サイズも
次第に大径へと移行している。それに伴い、輸送
流体による管体内面の腐食を防止するため内面に
ポリエチレン等のプラスチツクをライニングした
ライニング鋼管の需要が増大している。

一般に、鋼管を接続するには、鋼管の強度特性
を活かす上及びコスト面から、現地において溶接
継手により接合することが望ましい。しかしなが
ら内面ライニング鋼管に対しては簡単に溶接を行
うわけにはいかない。即ち、ライニング鋼管に対
して溶接継手を利用するには、あらかじめ接合端
部の溶接熱により劣化を起す範囲のライニング被
膜を除去しておき、溶接加工完了後、この金属露
出部にプラスチツク被膜形成による防食加工を行
う必要があるが、現在のところ、このような溶接
継手部の防食加工技術がほとんど開発されていな
い。従来知られている溶接継手部の防食加工技術
は、ポリエチレンライニング鋼管における上述の
溶接継手部に対し、タールエポキシ系塗料をハケ
塗り等にて積層して行き所定の膜厚（１mm以上）
を得る方法である。しかし、ハケ塗一層で得られ
る膜厚はおよそ150〜200μであり、次の重ね塗を
行うまでには10時間以上の乾燥時間が必要であ
る。しかも所定の塗布が完了してからの養生期間
が10日間以上を要し極めて加工性が悪い。その
上、継手部ライニング材（タールエポキシ）と本
管部ライニング材（ポリエチレン）との材質が異
なるので流体に対する性能も当然差異を生じ使用
範囲が継手部被覆の性能により限定されてしまう
という不合理さも起る欠点がある。

これに代る方法として、本出願人は先に、粉体
樹脂を用いた防食被膜形成方法を開発し特許出願
した（特開昭56−115668）。この公開公報に開示
のものは、管体内の防食被膜を形成すべき部分に
粉体樹脂を充満させ、管体を加熱して内面に粉体
樹脂を溶融付着させて被膜を形成し、その後余剰
の粉体樹脂を除去する方法及び加熱された管内面
に、管内に同心状に配置された多孔筒から粉体樹
脂を散布し、管内面に溶融付着させて被膜を形成
する方法である。この方法は従来のタールエポキ
シ系塗料をハケ塗りする方法に比べれば、はるか
に敏速に被膜を形成しうる優れたものではある
が、余剰の粉体樹脂を回収するという操作を必要
とし、かつ管径が大きくなればなる程、大量の粉
体樹脂を必要とする困難性があつた。

このような状況であるので、現在のところライ
ニング鋼管の接続に溶接はあまり使用されず、フ
ランジ継手やヴイクトリツジヨイント等のメカニ
カル継手が一般に用いられている。しかし、これ
らの継手は高価であり、特に管サイズが大径にな
ればなる程、高価となるため、配管のコスト高を
まねく原因となつていた。

本発明は上述の問題を解決するため、溶接継手
部内面に容易から均一に防食被覆を施すことので
きる方法及び装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成すべくなされた本発明は、ポリ
エチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリ
アミド、フツ素樹脂、塩化ビニール等からなる既
存のライニング被膜に対して熱融合性のよい粉体
樹脂を選定し、管体を外側から局部的に加熱し
て、管体内面の金属露出部及びその近傍のライニ
ング被膜を前記粉体樹脂の融点以上に昇温させ、
粉体スプレーノズルを、昇温部の管体内面に近接
して円周方向に移動させながら前記粉体樹脂を噴
射させ、該粉体樹脂を前記金属露出部及びその近
傍のライニング被膜に付着溶融させて防食被膜を
形成することを特徴とする管体内面防食被覆方
法、及びこの方法を実施するための装置であつ
て、管体の外側に、管体を局部的に加熱するよう
配置される加熱装置と、管体に対して長手方向に
移動可能なライニングマシンとを備え、該ライニ
ングマシンは、管体内面に近接して円周方向に移
動するように、管体の中心軸線をほぼ中心として
回転可能な粉体スプレーノズルと、該粉体スプレ
ーノズルを回転駆動する駆動装置とを有している
ことを特徴とする管体内面防食被覆装置を要旨と
する。被膜形成に用いる粉体樹脂としては、上記
の如く既存ライニング被膜に対し良好な熱融合性
をもつほか、更にスプレーノズルで吹付けやす
い、加熱面に吹付けられた時、溶融付着しやす
い、付着後、被膜表面が平滑になりやすい等の諾
特性を有するものが好ましい。また粉体樹脂は既
存ライニング被膜を構成する素材と同種の樹脂が
好ましいが、必ずしも同種に限定されず異種であ
つてもよい。なお、粉体樹脂を加熱内面に吹付け
付着させるに際し、樹脂によつては適当なプライ
マーを用いてもよい。

以下、添付図面を参照して本発明を更に詳細に
説明する。

第１図は内面にプラスチツク被膜２をライニン
グした管体１，１の溶接継手部を示している。同
図において管体１，１の端部の溶接箇所３近傍
の、溶接熱の影響によつて劣化を起す恐れのある
ところの被膜は除去されており金属面４が露出し
ている。本発明はこの金属面４を覆いかつその近
傍の既設ライニング被膜２にオーバーラツプする
防食被膜５を形成せんとするものである。

第２図はこの防食被膜５を形成する被覆装置１
０を示している。被覆装置１０は管体１の外側に
配置される加熱装置１１を有する。本実施例では
加熱装置１１は誘導加熱を利用しており、誘導加
熱コイル１２、電源トランス１３、入力ケーブル
１４、出力ケーブル１５、温度検出端（CA熱電
対）１６、温度調節計１７等を有する。誘導加熱
コイル１２は管外径部にセツトしやすいように分
割型（例えば二ツ割型）となつており、セツト溶
接箇所３を中心に振分けクリアランスを一定にす
る。温度検出端１６は溶接箇所近傍の管外表面に
付着させてあり、管体温度を検出し、一方、温度
調節計１７は設定温度に対し電源トランス１３へ
の入力電源のON、OFF制御により管体温度を一
定に保つよう作用する。なお、加熱装置として
は、誘導加熱に限らず他の加熱手段例えばバンド
ヒータ、ガスバーナ、赤外線ヒータ等が用いられ
てもよい。

被覆装置１０は更に管内に配置されるライニン
グマシン２０と粉体樹脂供給装置２１を有する。
ライニングマシン２０は管内面で支持され、管内
を走行しうる台車２２及び台車２２の車輪を駆動
するモータ２３を有しており、これにより管内を
長手方向に移動可能である。台車２２には管体１
の金属露出部検出センサを設け、管内を走行する
台車２２が金属露出部近傍の所定位置で自動的に
停止するようにすることが好ましい。

台車２２上には竪軸２４が取付けられ、竪軸２
４には垂直方向の位置を調節可能に軸受２５が取
付られ、軸受２５には中空軸２６が回転自在に保
持されている。中空軸２６の取付位置は、その中
心軸線が管体１の中心軸線にほぼ一致するように
定められる。この中空軸２６は先端に粉体スプレ
ーノズル２７を保持し、該スプレーノズル２７は
管内面に粉体樹脂を吹付けるように管内面に向い
合つている。軸受２５上にはモータ２８が取付ら
れ、該モータ２８はギヤを介して中空軸２６を回
転駆動する。中空軸後端には、粉体樹脂供給装置
２１からの粉体樹脂を受ける回転継手２９が取付
けられる。かくして、粉体スプレーノズル２７は
管体１のほぼ中心のまわりに回転し、管内面に沿
つて円周方向に移動しながら、粉体樹脂を管内面
に吹付ける。粉体スプレーノズル２７としては通
常のスプレーノズルの外に、静電式（摩擦静電を
含む）塗装ガンを用いてもよい。図示実施例では
粉体スプレーノズル２７を１個示しているが、こ
の数に限定されず、管の長手方向や円周方向に複
数個のスプレーノズルを用いてもよく、そうする
ことにより能率を上げることができる。粉体スプ
レーノズル２７の回転速度は管内径、粉体樹脂の
物性、粉体吐出量等に応じて変えることが望まし
く、そのためモータ２８としては可変速モータ或
は変速機付モータが用いられる。

一方、粉体樹脂供給装置２１は、ライニングマ
シン２０の台車２２に連結金具３０を介して連結
され台車３１、粉体樹脂を圧縮エヤー管３２から
の圧縮エヤーで流動状態にして保持する流動槽３
３、流動槽３３内に配置され、流動中の粉体樹脂
を送り出す空気輸送装置（図示せず）及び該空気
輸送装置を回転継手２９に連結するホース３４等
を有し、粉体樹脂をホース３４を介してライニン
グマシン２０の回転継手に供給する。流動槽３３
内の粉体樹脂は後述するように管体内面に吹付け
られた溶融付着し防食被膜を形成するものであ
り、既存ライニング被膜２に対して熱融合性のよ
いものが選択されて入れられている。

次に、上記装置を用いた溶接継手部の被覆方法
を第３図の工程図を参照しながら説明する。

(1) 継手部研掃 第１図に示すように管体１，１の端部を溶接
したあと、継手部の研掃を行う。即ち、パワー
ブラシ、サンダー等を用い溶接スパツタを除去
し、溶接箇所３のビード部をなめらかに仕上
げ、その後、粉じんは真空掃除機で吸引する。

(2) 加熱装置セツト 管外径部に誘導加熱コイル１をセツトし、ま
た加熱幅のほぼ中央部管外表面にCA熱電対１
６を取付ける。

(3) ライニング装置管内搬入 ライニングマシン２０及び粉体樹脂供給装置
２１を管体１の開放端から管内に入れ、自走さ
せるか、又は手押しにて溶接継手部の近傍に送
り込む。

(4) 管体加熱 誘導加熱コイル１２に通電を開始し、管体１
を加熱し、継手部の金属露出面４及びその近傍
の既存ライニング被膜を温度を、少くとも吹付
られる粉体樹脂の融点以上に昇温させる。

(5) ライニング 次に粉体スプレーノズル２７をゆつくりを回
転させながら、高温の管内面に粉体樹脂を吹付
ける。このさい、粉体スプレーノズル２７から
の吐出量及びスプレーノズルの円周方向の回転
速度は、管内面に吹付けられた粉体樹脂が管の
熱容量により直ちに溶融状態になり管内壁に付
着するように定めてあるので、吹付けられた粉
体樹脂は管内面に付着、溶融し薄い被膜を形成
する。１回の吹付けより形成される被膜厚さは
例えばポリエチレンでは約70〜100μ程度であ
る。管体１の加熱は継続して行つているので、
形成された被膜表面も粉体樹脂の融点以上にな
り、被膜上に再び粉体樹脂を吹付けることによ
り被膜が積層される。かくして、吹付けを繰り
返すことにより所望厚さの被膜が形成できる。

ところで、通常、防食被膜５の幅はスプレー
ノズル２７の幅よりも広い。このように広い幅
に渡つて一定厚みの被膜の形成する具体的手順
を説明する。防食被覆部の一端にスプレーノズ
ル２７を位置決めすると、台車２２をその位置
で停止させ、スプレーを開始する。スプレーノ
ズル２７が１回転すると、スプレーの巾より
やゝ狭い巾を１ピツチとして、台車２２を１ピ
ツチ進め、その位置でスプレーノズル２７が１
回転するまでスプレーをする。その後、順次こ
の動作を繰り返し、ライニングマシン２０を移
動させていく。スプレーノズルが防食被覆部の
他端に達したならば、今後は順次逆方向に移動
させる。これを所定の膜厚になるまで繰り返し
行う。

また、この他の方法として防食被覆部の両端
部は上記と同一方法で、即ち、台車２２を停止
させスプレーノズルのみを回転させてスプレー
を行うが、中間部は台車２２を連続的に移動さ
せ、スパイラル状に被膜形成する方法もある。
いずれの場合においても、台車２２を移動させ
るモータ２３及びスプレーノズル２７を回転さ
せるモータ２８を手動操作してもよいし、トグ
盤、リミツトスイツチ、タイマー等を用いて自
動制御してもよい。なお、スプレーノズル２７
の幅が充分大きい場合或は多数のスプレーノズ
ルを幅方向に並べて用いる場合のように、防食
被覆部の全巾に同時にスプレーを行い得る時に
は、ライニングマシン２０を幅方向（管の長手
方向）に移動させる必要はない。また、スプレ
ーノズル２７を幅方向に移動させるには、図示
実施例の如く台車２２を移動させるかわりに、
中空軸２６を前後スライド出来るように構成し
て行つても良い。

なお、上記したように、粉体スプレーノズル
２７からの吐出量は管内壁に吹付けられた粉体
樹脂が直ちに溶融付着するように定められてい
るが、現実には粉体スプレーの付着効率が100
％とはならないので、下側の被膜が浮遊粉体の
落下によつて厚くなる。その対策としてスプレ
ーノズルが下側を通過する際リミツトスイツチ
又はタイマー等とバルブを連動させ、粉体の吐
出を適宜な比率で減少させるか又は停止させる
ことにより膜厚差を小さくすることもできる。

(6) 後加熱 粉体スプレーノズル２７による被膜形成が完
了すると、スプレーを停止し、ライニングマシ
ン２０を後退させる。吹付完了後も管体１の加
熱を継続し、被膜を充分溶融、融着させる。被
膜表面が充分溶融し、光択が出て平滑になるの
を待ち、加熱装置の電源を切る。

(7) 冷 却 管の外表面より水冷又は放冷を行う。

(8) 検査 ピンホール検査、膜厚検査等の各種検査を行
う。以上で防食被覆作業が完了する。

なお、この防食被覆方法及び装置は、溶接継
手部に対し使用するのみではなく、例えば、ピ
ンホール発生箇所の修理や部分はくりを起した
ライニング管の修複、又は現場合せ用短管等の
防食被覆にも使用できる。

以上に説明した如く、本発明は管体を外部から
加熱しておき、内面に粉体スプレーノズルで粉体
樹脂を吹付け、付着溶融させて防食被膜を形成す
るものであるので、容易にかつ敏速に所望厚さの
防食被膜を形成することができる。しかも、粉体
スプレーノズルから吹出された粉体樹脂はほぼ全
部が管内面に付着するので、余剰の粉体樹脂の回
収が必要でなく、かつ粉体スプレーノズルは定量
の粉体樹脂を管内面に吹付けながら移動するの
で、管内面に極めて均一な厚さの被膜を形成する
ことができる。また粉体樹脂としては既存ライニ
ング被膜に対して熱融合性のよいものであればよ
いので、既存ライニング被膜と同一の樹脂を用い
ることが可能となつた。この結果、プラスチツク
ライニング管の接続に溶接継手を採用しうるよう
になり、配管コストを下げ、プラスチツクライニ
ング管の普及に大きく貢献するという優れた効果
を奏する。

実施例 １ 1000Aのポリエチレンライニング鋼管（ライニ
ング厚１mm）の溶接継手部に、第２図の装置を用
いかつ第３図の手順で防食被覆を施した。ライニ
ング条件は次の通り。

鋼管の加熱温度 230℃ 粉体樹脂の種類 ポリエチレン 〃 の粒度 100メツシユアンダー 〃 のMI ４ （メルトインデツクスフロー） スプレーノズルの回転数 2rpm 〃 巾 120mm 吐出量 100〜150ｇ／min ライニングマシンの吹付け一層につき70〜
100μの被膜が得られ、約40分にて500mm幅（既存
ライニング被膜へのオーバーラツプ部分を含む）
の防食被膜形成が完了し、金属面及び既存ライニ
ング被膜に良好に接着した平均膜厚１、４mmの被
膜が得られた。

なお、ポリエチレンライニング鋼管に対するラ
イニング条件を検討したところ、次の条件が好適
であつた。

管体加熱温度 150〜280℃ 粉体樹脂の種類 ポリエチレン 〃 の粒度 100〜200メツシユ 〃 のMI ３〜９ 実施例 ２ 管体内面に粉末エポキシ約300μコーテイング
した鋼管の溶接継手部を、外部より約220℃に加
熱し、第２図の装置により、同一樹脂をスプレー
し、300μの防食被膜を得た。

実施例 ３ 管体内面にナイロン１２を約0.5mmライニング
した鋼管の溶接継手部にプライマーを塗布し、外
部より約250℃に加熱、ナイロン１２の粉体をス
プレーして0.5mmの防食被膜を得た。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法により防食被覆される溶接
継手部を示す断面図、第２図は本発明の一実施例
を示す断面図、第３図は本発明方法を実施する手
順を示す工程図である。 １……管体、２……既存ライニング被膜、３…
…溶接箇所、４……金属面、５……防食被膜、１
０……被覆装置、１１……加熱装置、２０……ラ
イニングマシン、２６……中空軸、２７……粉体
スプレーノズル、２８……モータ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 管体内面にプラスチツクライニング被膜を有
   するライニング管の内面の金属露出部に防食被覆
   を施す方法において、既存ライニング被膜に対し
   て熱融合性のよい粉体樹脂を選定し、前記管体を
   外側から局部的に加熱して、前記管体内面の金属
   露出部及びその近傍のライニング被膜を前記粉体
   樹脂の融点以上に昇温させ、粉体スプレーノズル
   を、昇温部の管体内面に近接して円周方向に移動
   させながら前記粉体樹脂を噴射させ、該粉体樹脂
   を前記金属露出部及びその近傍のライニング被膜
   に付着溶融させて防食被膜を形成することを特徴
   とする管体内面防食被覆方法。 ２ 管体の外側に、管体を局部的に加熱するよう
   配置される加熱装置と、管体に対して長手方向に
   移動可能なライニングマシンとを備え、該ライニ
   ングマシンは、管体内面に近接して円周方向に移
   動するように、管体の中心軸線をほぼ中心として
   回転可能な粉体スプレーノズルと、該粉体スプレ
   ーノズルを回転駆動する駆動装置とを有している
   ことを特徴とする管体内面防食被覆装置。