JPH02309080A - 管路をその内面から部分補修する方法及びこれに使用される補修材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、地中に埋設されたガス導管、水道管或いはそ
の他の管路をその内面から部分補修する方法及びこれに
使用される補修材に関するものである。

［従来の技術］ ガス導管等において、その一部に腐食が発生したり、漏
洩原因等が発生した場合の補修方法として、管路の内面
に補修材を当てて部分補修する方法（特開昭５８−１７
２７８）か公知である。この公知例は、補修を必要とす
る箇所に接着剤層を形成し、ここに加熱させたリング状
の熱可塑性補修材を拡径して接着するという補修方法で
ある。

また本出願人は特願昭６２−２４０３７９で、常温で剛
性を有する低融点の熱可塑性樹脂で作られた補修スリー
ブを被補修管内の補修箇所まで挿入し、次に補修スリー
ブに熱を加えて軟化させて補修スリーブの内面に圧力を
加えて拡径することにより補修スリーブを被補修箇所を
含む管内面に密着させて冷却することにより剛性を復元
させる管路なその内面から部分補修する方法を提案して
いる。

［解決しようとする課題］ 本出願人が提案した特願昭６２−２４０３７９は、前者
の公知例（特開昭５８−１７２７８）が補修材を管路の
内面に密着する手段として接着剤を使用しているために
生じる以下の問題点を解決したものである。

ａ、接着剤の劣化或いは化学変化により接着力が減退し
、時間が経つと補修材が剥離してしまい、再補修を繰り
返すようになる。

ｂ、接着剤を噴射して管路の内面に接着剤層を形成する
ため、管路内に流体を通したままで補修作業はできない
。

Ｃ８接着剤が硬化するまで補修材を拡径して圧着させて
おく必要かあり、時間かかかる。

しかしながら本出願人か提案した特願昭６２−２４０３
７９は、上記問題点Ｃにおいてかなりの時間短縮を実現
するものであるか、以下の問題により圧着時間が長くな
るという問題を生している。

ａ、補修スリーブの素材が蓄熱性か大きい為、冷却して
剛性が復元し初めだときに圧着状態を解くと、拡径した
歪みの影響で体積収縮を生じる。

ｂ、従って、補修スリーブを最終硬度まて剛性を生じさ
せないと、補修スリーブは体積収縮を起こし、管内面と
補修スリーブとの間に隙間を生じるので、圧着しながら
の冷却に時間を要する。

［本発明の目的］ 本発明は以上の点に鑑みてなされるものであって、その
目的は、管路なその内面から部分補修する方法において
、短時間で確実に管路内面を補修する方法とこの方法に
使用される補修材（スリーブ、シート）を提案すること
である。

［問題点を解決する手段］ 而して本発明は、上記目的を達成する技術手段として、
次の如き補修方法とこれに使用される補修材を提案する
。

表面に粘着剤を塗布したクッション層を外側に形成する
と共に常温で剛性を有する低融点の熱可塑性樹脂て作ら
れた補修材を被補修管路内の被補修箇所まで挿入し、次
にこの補修材に熱を加えてその物性を損わない程度に軟
化させ、次にこの軟化した補修材の内面に圧力を加えて
拡径させることにより被補修箇所を含む管路の内面に補
修材を密着させてこの状態を保持しながら冷却すること
により補修材に剛性を復元させて管路内に補修材を密着
させる管路をその内面から部分補修する方法。

及び、表面に粘着剤を塗布したクッション層を外側に形
成すると共に常温で剛性を有する低融点の熱可塑性樹脂
で作られた管路をその内面から部分補修するための補修
材。

上記補修方法において使用される補修材の骨材である熱
可塑性樹脂材は常温では剛性を有していて機械的な強度
が強く、比較的低温の加熱によって軟化して伸長し、冷
却によって再結晶して剛性を復元し、その際収縮を伴わ
ないものか選択される。この例としては、トランスポリ
イソプレンなベースにした素材が最適であり、形状はシ
ームレスタイプ又はシート状のものを円曲せしめてその
両端を接合、又は重ね合わせたもの等である。

またクッション材は、柔らかく、復元力の大きいスポン
ジゴムが選択され、発泡形態として気密性のある単独発
泡が選択される。この例としては、クロロブレン系ゴム
か最適であり、クッション材としてはシームレスタイプ
又はシート材のものを例えばスパイラル状にして、熱可
塑性樹脂材の外面に接着剤、粘着剤等で接着させる。

クッション材の表面に塗布される粘着剤は保持力、凝集
力の良いアクリル系壬マルジョンか選択される。なお、
この粘着剤は現場で挿入前に塗布してもよいし、あらか
じめ塗布しておき、現場て保護紙を剥離して用いるよう
にしてもよい。

［作用〕 上記補修材は、補修を必要とする管路内に補修装置によ
り挿入される。補修材は、補修装置の膨張膜の外側に装
着される。そして、管路の一部に開放された挿入口（補
修口）から補修装置は手動又は自動により管路内に挿入
され、補修箇所に止められる。

補修箇所は予めその位置が検索されており、このデータ
ーに基づいて補修装置は挿入される。

補修装置が所定の位置に定まると、先ずヒーターに通電
が行なわれ、ヒーターが発熱する。ヒーターが発熱する
と、この熱により補修材が加熱されて軟化する。加熱は
補修材の物性が失われる直前まで行なわれる。具体的に
は、前記材質の補修材の場合には６０℃まで加熱を行な
う。

補修材が軟化したなら、膨張膜内に流体圧を流入する。

流体圧源としては気体、液体圧を問わない。膨張膜に流
体圧がかかると、この膨張膜が半径方向に膨張して、補
修材を拡径し、やがて補修材を管の内面に圧着する。

このときクッション材と熱可塑性樹脂材が拡径され、ク
ッション材外周表面の粘着剤が管内面に接触する。更に
拡径な行なうと、管内面によって外径を規制されたクッ
ション材が、熱可塑性樹脂材の拡径により潰され、その
厚みが薄くなる。そしてクッション材外周表面の粘着剤
は管内面に密着して接着する。

その後補修材を自然又は強制的に冷却し、該熱可塑性樹
脂材の表面温度を３５°Ｃ以下（第１図のＡ点参照）ま
で降下させて再結晶化させることにより最終硬度直前ま
で剛性を復元させる。この温度に下がったならば流体圧
を解除して膨張膜を収縮させる。

熱可塑性樹脂材は最終硬度まで剛性が復元１ノていない
ので、体積収縮による縮径を行なう。このとき、まだク
ッション材は拡径の旅情れたままのため、その厚みを元
の厚みまで復元をしようと働くので、クッション材内面
は熱可塑性樹脂材の縮径に追従する。しかし、クッショ
ン材外面は粘着剤によって管内面に接着されているので
剥れてほこない。

熱可塑性樹脂材はクッション材が元の厚みに復元する直
前、又は復元したときに最終硬度に復元し５体積収縮に
よる縮径が止まり、剛性を回復する。

なお、本発明において、熱可塑性樹脂材外周にクッショ
ン材を接着し５そのクッション材外周表面に粘着剤を塗
布した補修材を用いているが、クッション材の変わりに
一般的なシール材を使用することは次の２通りの理由に
より適してはいない。

■　柔らかいシール材は、拡径な行なうと反発力か無く
なり、補修後管内面に対する面圧が低く、剥がれてくる
恐れがある。

■　比較的堅いシール材は、シール材自身の縮径しよう
とする力も大きいため、熱可塑性樹脂材の縮径を促進さ
せると共に、拡径の際潰れた厚みがほぼ元の厚みに戻り
、補修後補修材が管内面を縮径させて流量を下げ、管内
面に対する面圧か低く、剥がれてくる恐れがある。

上記の問題点をうまく解消するものとして、柔らかく且
つ復元力のあるクッション材が適していることがわかる
。

そして上記の問題点は、クッション材の厚みにもあては
まり、厚みの薄いものであれば柔らかいシール材と同様
に、復元力が乏しいので管内面に対する面圧が低くなり
、厚みの厚いものは堅いシール材と同様に、クッション
材自身の縮径しようとする力が大きく且つ厚みがほぼ元
の厚みに戻るため、管内面を縮径させると共に管内面に
対する面圧も低い。

また粘着剤の変わりに接着剤を使用することは、硬化時
間、保存性の問題から実用上好ましくない。

次に本発明の構成上、熱可塑性樹脂材外周にクッション
材を接着しただけのものであれば、熱可塑性樹脂材の縮
径の際クッション材外周を保持する働きが無いのでクッ
ション材は縮径方向のみの力だけが働き、熱可塑性樹脂
材の縮径を促進させ、拡径の旅情れた厚みがほぼ元の厚
みに戻り、補修後補修材が管内面を縮径させると共に、
管内面に対する面圧が低くなり剥がれてくる恐れもでて
くる。

また熱可塑性樹脂材外周表面に粘着剤を塗布しただけで
あれば、熱可塑性樹脂材の縮径を粘着剤による管内面と
の接着力だけで受は止める形となり、強力な接着力か必
要となってくる。しかし管内面との接着力は、管内面の
状態によって影響を受けるため、実用上確実性に欠ける
。

以上の操作により、膨張膜を収縮させたなら、補修装置
を管外に引き出してすべての補修作業を終了させる。

［実施例コ 図は本発明にかかる補修方法とこの方法に使用される好
ましい補修材及びその装置の一例を示すものである。

符号の１は補修具本体にして、この本体ｌは内部に貫通
穴２．２′を有し、前後に車輪アーム３′がスプリング
３″により半径方向に作動自在の車輪３を取付けた構成
である。

４は膨張膜にして、この膨張膜４は前記本体ｌの胴体部
１′の外周においてその両端５．５′が固定されている
。

６は流体圧注入孔にして、この流体圧注入孔６は前記本
体１の胴体部１′と膨張＄４間に開孔しており、この注
入孔６は流体圧導管７を介してコンプレッサー（図示せ
ず）に接続されている。

８はヒーターにして、例えばラバーヒーターを使用し、
このラバーヒーター８は前記膨張［４の内側であって、
胴体部１′の表面に張設されており、給電装置（図示せ
ず）により電線９を介して給電され、発熱する構造であ
る。

図中１０は前記本体ｌの一端にカップリング１１により
接続された挿入体である。

次に、上記装置を使用しての補修例を説明する。

第５図に示すように管路１２の一部にピンホール１３が
発生しているものとする。

先ず、作業穴１４を掘削し、この中に管路１２を露出さ
せて切断１５し、この切断口１５’から挿入体ｌＯを利
用して補修装置を挿入する。補修装置は車輪３により管
路１２内をスムーズに移動する。

補修装置には、あらかじめ管路１２の内径よりも小径の
補修材（熱可塑性樹脂材はクラプレンＨＭ−３７０Ｂ、
但し、株式会社クラレの商品名）１６を取り付け、膨張
１１９Ｉ４に少しの内圧をかけてこの補修材１６か挿入
中に外れないようにしておく。この状況は第２図に示さ
れている。

又第４図には、補修材１６の断面が示されており、熱可
塑性樹脂材１７の外周にクッション材１８が接着されて
おり、さらにクッション材１８の外周表面に粘着剤１９
を塗布しである。

補修装置かピンホール１３の発生箇所まで挿入されたこ
とを確認したなら、装置の挿入を停止する。この状況は
第６図に示されている。

補修装置を停止したなら１次に給電装置から電線９を介
してラバーヒーター８に給電を行ない、このラバーヒー
ター８を発熱させる。ラバーヒーター８の温度が上昇し
てくると、ラバーヒーター８の外部に位置する膨張膜４
を通して補修材１６が加熱される。このラバーヒーター
８は温度の立ち上がりの早いものが使用されているため
、補修材１６は短時間に融点近くまで熱せられ、軟らか
くなり、容易に径膨張つまり拡径しやすい状態になる。

このようにして補修材１６か拡径可能な状態になったな
ら、流体圧導管７及び注入孔６を介して膨張膜４内に流
体圧を供給し、この膨張膜４を膨張させる。膨張膜４は
その長手方向に亘って均一な膨張を行なうように工夫さ
れているため、この膨張膜４の外に取り付けられている
補修材１６は長手方向に均一な拡径を行ないながら、や
がて管路１２の内面であってピンホール１３の発生箇所
に密着する。この状況は第７図に示されている。

補修材１６の密着を終えたなら、ラバーヒーター８への
給電を停止し、ラバーヒーター８の発熱を止め、次に流
体圧導管７及び流体圧注入孔６から膨張膜４内に冷却さ
れた流体を注入し、膨張膜４を通して補修材１６を冷却
し、その剛性の復元作用を促進させる。

なお、この実施例においては補修材１６の強制冷却を行
なっているか、自然冷却により剛性を復元させることも
勿論可使である。又、実施例の補修装置においては管路
１２内を流れる流体は貫通孔２から連通孔２′を経由し
て装置内を通過しており、作業は活管のまま行なわれて
いる。

補修材１６の冷却が完了したなら流体圧導管７を通して
膨張Ｗ４４内から流体圧を排除し、膨張膜４を収縮させ
る。この状況は第８図に示されている。

このようにして補修材１６を管路１２の内面に密着させ
、膨張膜を収縮させたなら、補修装置を管路１２内より
回収し、補修作業を終了する。補修材１６によりピンホ
ール１３の部分を補修した状況は第９図に示されている
。

［本発明の効果コ 本発明は以上のように、補修材に常温で剛性を有する低
融点の材料とその外面にクッション材及び粘着性を付加
し、これを管路内に挿入し、加熱して拡径する事により
そのまま直接管路の内面に密着させ、常温近くまで冷却
を行ない熱可塑性樹脂材を固定に必要な最小硬度にまで
剛性を復元させ、さらにクッション材及び粘着剤によっ
て熱可塑性樹脂材の体積収縮で起きる縮径による管内面
からの剥がれを抑え、密着を保持するようにした。

この結果、補修材の冷却時間の短縮により、作業時間の
短縮が図れ、管路内面に確実に密着させる事が出来る。

［実施例］ 次に実施例ならびに比較例をあげ、本発明をさらに具体
的に説明する。

■補修材の体積収縮について 第１表は特願昭６２−２４０３７９で示された比較例で
、配管用炭素鋼管（ＳＧＰ）呼び径５０Ａ（内径５２．
９＋ｓｍ）の部分補修において、補修作業終了後の時間
経過と補修材の外径収縮量を示したものである。

常温で剛性を有する低融点の熱可塑性樹脂材としてクラ
プレンＨＭ−３７０Ｂ　（株式会社クラレの商品）を用
い、作業前の寸法は外径４２ｍｍ、肉厚２履醜、筒長２
８０ｍ層である。

第２表は本発明の実施例で、補修作業対称は第１表の比
較例と同様であり、又熱可塑性樹脂材１７も同様の材質
及び寸法である。クッション材１８として単独発泡ネオ
ブレンゴムを用い、作業前の厚みは１．５ｍｍである。

又粘着剤１９としてアクリル系エマルジョンを用い、塗
布量は２０ｍｇ／Ｃ１１２である。

第３表も本発明の実施例で、クッション材１８の厚みを
２１１Ｉｌとしたもので、他は第２表の実施例と同様で
ある。

第　　１　　表 第２表 第３表 ※補修材を１４分間冷却、膨張膜の収縮後の経過時間で
ある。

以上の結果、第１表の比較例においては冷却終了後４５
分間まで補修材か外径を収縮しており、これは冷却後４
５分間で、熱可塑性樹脂材であるクラプレンＨＭ−３７
０Ｂが最終硬度まで剛性を復元したことを表わし、よっ
て冷却後４５分間は、補修材を拡径の状態で保持してお
く必要がある。

しかし第２表、第３表の実施例においては冷却終了後か
ら外径の収縮は認められず、冷却後すぐ装置を取り出す
ことができる。

又クッション材の厚みについて言えば、第２表の実施例
で用いられた１、５ｏ＋ｍの方のそのつぶれ厚みは補修
装置取り出し直後０．７ｍｍから２４時間後０．５ｍｍ
と０．２ｍｍ復元し、第３表の実施例で用いられた２ｍ
ｍのそのつぶれ厚みは補修装置取り出し直後１．６ｍｍ
から２４時間後０．４＋＊ｍとクッション材自身の復元
力が強＜１．２ｍｍも復元している。よって１．５１の
ほうが補修後よく漬れている。つまり、よく漬れた状態
であることは言い換えれば、クッション材は管内面に対
する面圧か高いことを表わしていると共に補修材による
管内面の縮径も小さく、１．５ｍｍのほうが適している
ことか分かる。

実施例として示さなかったが、クッション材ｌＩＩＩＩ
Ｍのものは拡径の際裂けてしまい適用できず、配管用炭
素鋼管（ＳＧＰ）呼び径５０Ａの場合クッション材の厚
みは１．５ｍｍが最適であることが分かる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係わる補修材の骨材である熱可塑性樹
脂材の硬度の温度依存性の関係を示したものである。第
２図は本発明に係わる補修装置の外観図、第３図はａ−
ａ’線断面図、第４図はｂ−ｂ’線断面図、第５図は既
設管路において補修作業を行なうために作業穴を掘削し
た状況の説明図、第６図は補修装置を補修箇所まで挿入
した状況の縦断面図、第７図は膨張膜を膨張させて補修
材を拡径し、管の内面に密着させた状況の縦断面図、第
８図は硬化後の補修材をそのまま残して膨張膜を収縮さ
せた状況の縦断面図、第９図は補修終了状況を示す補修
箇所の縦断面図である。 １　・・・　挿入具本体　　６　・・・　流体圧注入口
４　・・・　膨張膜　　　　８　・・・　ラバーヒータ
ー１６　　・・・　補修材

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）表面に粘着剤を塗布したクッション層を外側に形
   成すると共に常温で剛性を有する低融点の熱可塑性樹脂
   で作られた補修材を被補修管路内の被補修箇所まで挿入
   し、次にこの補修材に熱を加えてその物性を損わない程
   度に軟化させ、次にこの軟化した補修材の内面に圧力を
   加えて拡径させることにより被補修箇所を含む管路の内
   面に補修材を密着させてこの状態を保持しながら冷却す
   ることにより補修材に剛性を復元させて管路内に補修材
   を密着させる管路をその内面から部分補修する方法。
2. （２）表面に粘着剤を塗布したクッション層を外側に形
   成すると共に常温で剛性を有する低融点の熱可塑性樹脂
   で作られた管路をその内面から部分補修するための補修
   材。