JPH0248928A - 設置配管の内張り方法 - Google Patents

設置配管の内張り方法

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JPH0248928A
JPH0248928A JP1115909A JP11590989A JPH0248928A JP H0248928 A JPH0248928 A JP H0248928A JP 1115909 A JP1115909 A JP 1115909A JP 11590989 A JP11590989 A JP 11590989A JP H0248928 A JPH0248928 A JP H0248928A
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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】 本発明は既設パイプを内張りする方法および装置に関す
る０本発明をガス、油および水の供給パイプに関連して
説明するが、本発明があらゆるの種類のパイプに適用で
きるものであることを認識できよう。
設置したパイプ（パイプは地中に埋設しなとき、地中の
動きで損傷しやすい）を内張りするとき、プラスチック
チューブの加熱した内張りをダイを通して引いて直径を
減少させ、次いで一本の既設パイプ中に入れることが知
られている。
本発明は、据え込みダイを用いて、既設パイプに引込績
れる前に内張りパイプの直径を減少させるときに、設置
したパイプ（存在するパイプ）を内張りする改良した方
法に関する。”設置したパパイプは本発明の目的を実行
するために定位置に既に設置されているパイプを意味し
、例えばガス、油、水用の地中に埋設したパイプ、下水
管、油またはガスの精製または貯蔵設備のような大きな
設備の一部を構成するパイプ、または地面に置かれて、
抗弁を精製装置またはボートに連結する油パイプのよう
な供給源を容器に連結するためのパイプを意味する。
地中に埋設したパイプの場合、かかる工程が実行される
ときに、通常の装置は内張りすべき一本のパイプの一端
において掘削した穴に隣接するウィンチを含み、ケーブ
ルまたは同様な可撓性のひもがパイプを通して第２の掘
削した大町で通され、この穴を越えて、ケーブルがプラ
スチック材料の内張りパイプの前端に取付けられる。第
２の掘削した穴に隣接して、加熱器および寸法減少ダイ
を有する加熱圧縮装置がある。この装置の下流には、パ
イプを把持しパイプを装置から引き出ｌ−１内張りすべ
きパイプに向けて押込むことができる往復動°“押込み
装置”があるのがよい。
本発明によると、設置したパイプを内張りする方法にお
いて、内張りすべきパイプの内径より大きな外径の記憶
保持プラスチック材料から作られた一本の内張りパイプ
を用意し、内張りパイプの先端に取付けた張力下の引張
り装置を用いて内張りすべきパイプに直接的にまたは間
接的に取付けた据え込みダイを通して内張りパイプを引
張ってパイプを通して、内張りパイプの外径を１５％ま
で減少させ、その際内張りパイプがダイから出た後内張
りパイプの外面の半径方向の膨張を部分的に保持するよ
うに引張り装置によって張力を加え、内張りパイプの外
径を設置したパイプの内径より小さい寸法に減少させか
つ（丈なは）維持した状態で内張りパイプを設置したパ
イプを通して引き、その後内張りパイプを前記張力の解
放によってパイプ内で膨張させ、普通の大気圧およびパ
イプの周囲温度において記憶により引き起こされる膨張
を行う１、ことを特徴とする方法、が提供される。
本発明の成る態様では、内張りパイプは据え込み操作の
前に公知の方法で加熱される。他の方法としては、また
は付加的には、内張りパイプは据えぽみダイを通る通過
中に加熱される。その場合、内張りパイプが据え込みダ
イを通過すると同時に据え込みダイの内面を加熱する装
置が設けられる。
本発明の他の態様によると２据え込み操作は周囲温度で
実行される。周囲温度で据え込みを行うのに適した内張
りパイプと選択することは、特に、内張りパイプの寸法
、そのＳＤＲ比および内張つパイプが作られる材料の特
性によって決まる。特定の環境下で、周囲温度での内張
りパイプの据え込みが成功するか否かは作業者による試
行錯誤によって容易に確認される。
本発明は、その操作の好ましい態様において、面まなは
その一部がダイの軸線に対して６度および３２度の間の
角度で傾斜して３２度以上の角度の部分がなく、しかも
、内張りパイプがそのような面と係合する部分と内張り
パイプ゛がダイから係合を解く部分との間の軸線方向の
距離の少なくとも７０％の軸線方向の長さにわたって延
びるような面が設けられた据え込みダイを用いることで
あるや 実際に用いられていたパイプ据え込みの先行技術の方法
で用いられたダイは、直径が最小値にまで減少する傾斜
した据え込み面である第１部分および、ダイの軸線に平
行な壁およびそのような最小値に等しい内径を持つダイ
内部の軸線方向に連結した部分である第２部分の２つの
部分から成る。
本発明を実行する際、第１部分の軸線方向の長さに対す
る第２部分の軸線方向の長さを減少させるか、或いは第
２部分を省くのが有利であるとわかった。特に、内張り
パイプが傾斜した面に係合する部分と内張りパイプがダ
イから出る出口オリフィスとの間の軸線方向の距離の少
なくとも７０％、好ましくは８０％を越え、有利には８
５％を越えた軸線方向の距離にわたって第１部分が延び
るようにダイを構成することによって、内張りパイプを
据え込みするのに要する引張り力が実質的に減少される
０本発明を実行する際そのようなダイを用いる結果とし
て、従来実際に用いられたようなポリエチレンまたは変
性ポリエチレンのような合成炭化水素樹脂のような内張
りパイプを用いるとき、出口オリフィスから出る際内張
りパイプは、先行技術におけるように据え込みダイが代
表的にはダイの全長の５０％はどの長さほど第２部分を
備えた場合よりもダイによって作用される据え込みの程
度に対して半径方向に膨張する一層大きな傾向を示す、
引張り力を解放した際、このような傾向は先行技術のダ
イを用いて生じるよりも引張り力に関して一層大きな割
合の半径方向の膨張を生じさせる。
本発明の工程は、引張り力の解放の結果として、又据え
込みした内張りパイプの記憶により引き起こされる膨張
の結果としてのパイプ内の内張りパイプの膨張に共に依
存している。前述のように第１部分の軸線方向の長さに
対して第２部分の長さを減少したダイを用いることによ
って、引張り力の解放から生ずる膨張が著しく増加され
、その結果パイプ内張り操作に対して改良した制御を与
えることができる。
前述の構成は、更に例えば本出願人の英国特許出願第８
８０６９２６号に記載した形式の“押込み装置パが用い
られる場合に対して著しい利点を与える。押込み装置が
内張りパイプを把持し、内張りすべきパイプに対して内
張りパイプを押込むとき、パイプの遠い方の端にある引
張り装置（例えばウィンチ）によって及ぼされる引張り
力の一時的な減少が経験されることは、そのような押込
み装置の操作において、固有のものである。押込み装置
が把持を解放すると、張力がその初期値に回復する。実
際には、このことによって張力の連続的な変動が生じる
。変動における最大張力および最小張力の間の変化が最
小の急速な推移でもって円滑に行われることが望ましい
。
先行技術のダイと比較して据え込みの大部分を行う実質
的に低い引張力しか要せずかつパイプの部分がダイオリ
フイスから出るとき大きな°゛ばね戻り″傾向がある本
発明のダイを使用する結果、変動の大きさが減少され、
変動自体が一層円滑であることが見出された。引張り力
を働かせる際に含まれる極めて強い力に関連して、この
変動の減少は安全性および操作の効率の両方を著しく改
善する６ 本発明の方法による単一操作において内張りされろパイ
プの長さは一般に１０メ−Ｉ〜ル以上でもよい、任意の
特定の場合に内張すされるパイプの長さの限界は、パイ
プ内の内張りの移動に対する摩擦抵抗と、パイプへの挿
入後減少した直径を持つ内張りパイプが受ける変形（比
較的大きなＳＤＲ比の大きな直径の内張りパイプに関し
て起こる問題）の程度と、永久的な損傷や伸びを被るか
もしれない内張りパイプの先端に働く張力の限界と、引
張り装置を作動する機構（例えばウィンチ）の容量と、
パイプ内部の直径および方向の均一性と、を含むファク
タの組合わせによって決まる。任意の特定の場合に内張
りすべき最も適した実用的な長さは試行銘誤によって容
易に確認できる９本発明によると、４５０メートルまた
はそれ以上の長さまでパイプを内張りできる。ダイの面
の仕上げが当技術分野で知られた装置で施されてもよい
。
そのような面の仕上げは少なくともＮ７の値より低く、
−最にはＮ６の値以下であり、好ましくはＮ５の値以下
であり、理想的にはＮ４の程度またはそれ以下である。
１２度ないし２９度の範囲内の、好ましくは２０度ない
し２５度の範囲内の、ダイ軸線に対するダイの傾斜面の
比較的浅い傾斜角を持っダイを用いルコとが有利である
ことが見出された。角度の減少は内張りパイプの圧縮を
行・うのに要する引張り荷重の減少を助け、同時に所定
の圧縮程度に対して据え込み面の面積を増加させる。最
適角度は、任意の特定の場合に、一方ご圧縮を６ならし
かつ他方でダイ面の面積に起こる大きな摩擦をもたらす
ような高荷重による欠点を最少にするようなものである
。ダイの面は形状が切頭円錐状でよい、その他としては
、前述の範囲内でダイの軸線に対して可変の傾斜角度を
有してもよい。本発明の方法にしたがって変形可能な記
憶保持材料から作られた内張りパイプを用いるとき、内
張りパイプを構成する材料の記憶作用で内張りパイプが
内張すしたパイプ内で半径方向に膨張することが本発明
の著しい、有利な特徴である。内張りパイプの初期直径
と、据え込み操作中の圧縮の程度と、内張すされるパイ
プの内径に関連したダイのオリフィス直径とを適当に３
ｕぶことによって、本発明は、パイプ内の周囲温度およ
び圧力においてバイプ内張りの記憶により起こされる膨
張から、（張力の解放に続いて）生じるパイプへの緊密
に嵌合した内張りを設けることができる。大気圧より大
きな内部圧力を加えること、内部からパイプ内張りに熱
を加えること、またはパイプへの挿入前に直径を初期的
に減少させるためにパイプ内張りに極めて高い伸び力を
初期的に加えることのような、パイプ内のパイプ内張り
を膨張させるための先行技術において設けられた装置に
頼る必要がない。
本発明の方法を実行するために用いられる正確な操作条
件は、任意の特定の場合において前述した数個のファク
タによって決まるものであり、パイプの内径、使用の目
的（例えば水またはガスに対して）、パイプ内張りの材
料およびパイプ内張りのＳＤＲに基づいて変更してもよ
い。（ＳＤＲは据え込み前のパイプ内張りの壁の厚みに
対する直径の比を意味する）。
本発明の他の態様によると、存在するパイプを内張りす
る装置において、支持構造体と、据え込みダイを通して
引張られる内張りパイプの直径を減少させるために支持
構造体に配置した据え込みダイと、支持構造体を内張り
すべきパイプに固定するための固定装置と５任意である
が、据え込みダイを通して引張られる内張りパイプを加
熱するためにダイを加熱できるように据え込みダイに配
置した加熱装置と、を有する装置、が提供される。
内張りパイプ用の好ましい材料はポリエチレンであるが
、必要な記憶保持特性を持つ他の材料、例えばポリエチ
レンと１０炭素原子までの少なくとも１つのアルファオ
レフィンとのコポリマーが等しく用いられる。据え込み
ダイを通過中の内張りパイプの直径の減少は１５％まで
あるが、５．０％ないし９．８％の範囲の減少が好まし
い。この減少は、既設パイプを通して内張りパイプを引
張ることができるようなものであるべきである。この幾
分簡単な要件は、存在するパイプの内部がしばしば正確
に形成されていないことおよび内径がパイプの長さに沿
って変化すること、および内張リパイプの回復の割合が
周囲条件およびパイプが作られた材料によって変化する
ことによって複雑となる。内張りパイプの壁の厚みは、
パイプが用いられる用途および既設パイプの適当な内部
密封を与える要件に一致するようにできるため薄くすべ
きである。１０ないし４６の範囲内の内張りパイプの直
径に対する壁の厚みの比が好ましい。
既設パイプを通しで内張りパイプを引張るなめに選らば
れる最大張力は内張りパイプの降伏強度の４５％ないし
７５５％の範囲内、特に約５０％であることが有利であ
る。既設パイプの直径に対するダイのスロート（入口）
直径の比は１．０５：１ないし１／１５：１の範囲内に
あるのが有利である。往復動押込み装置が据え込みダイ
を通して内張りパイプを引張るために前記引張り装置に
よって働かされる張力を補助するように用いられてもよ
い。
本発明を明瞭に理解するために、添付図面を参照して例
示的に本発明の詳細な説明する。
第１図を参照すると、装置は、一端にパイプクランプ２
を、他端に据え込みダイ３を組込んだ支持構造体１から
成る。据え゛込みダイ３はほぼ円筒状であり、円錐セク
ション６によって小径のセクション５に結合された大径
のセクション４を有する。据え込みダイは、ダイの軸線
に対して６度ないし３２度の間の角度、有利には１２度
ないし２９度の間の角度、好ましくは２０度ないし２５
度の間の角度で傾斜した磨いた据え込み面を有する。磨
きは少なくともＮ７の値にまで下げられ、一般的にはＮ
６の値にまで下げられ、好ましくはＮ５の値にまで下げ
られ、理想的にはＮ４の値の程度またはそれ以下である
。セクション４および５の直径比は好ましくは１．０５
：１ないし１．１５：１の範囲内である。この比の値は
、最も普通のパイプに対するパイプ内径とパイプ内張り
との間の適切な程度の隙間を提供し、また、材料の直径
寸法の回復に十分であるものとわかった。
図示実施例のダイ３の本体は中空であり、電気供給回路
９を介して電気が供給される電気加熱コイル８を収容し
ている。加熱コイルへの電力は、３５°Ｃないし９５℃
の範囲内の温度、好ましくは約５０℃の温度まで内張り
パイプを加熱するなめに加えられる。据え込みされた内
張りパイプは、ダイを離れる際、パイプのまわりに配置
されて熱をパイプから奪う環状熱交換器１２によって冷
却される。熱交換器の媒体は二酸化炭素、空気、水丈な
は任意の他の適当な流体である。
パイプクランプ２は既設パイプの自由端に固定され、既
設パイプ１０に関連して引留めを形成し、内張りパイプ
７はこの引留めに対して引張られる。
パイプクランプが連結された支持構造体は形状が環状で
あっても、或いはパイプクランプ２と据え込みダイ３と
を一緒に連結する複数のアームから成ってもよい。
装置の操作においては、ポリエチレンまたは他の適当な
材料の一本の内張りパイプが、一端にノーズコーンを形
成するように、その一端において留め継ぎされるかまた
は有効に予備形成され、該端に孔付金属ノーズコーンが
取付けられるのがよい。１０ないし４６の範囲内の内張
りパイプの直径に対する壁の厚みの比が好ましＢ、穴が
金属ノーズコーンの留め継ぎセクションに対応するパイ
プの留め継ぎセクションに穿けられ、その穴を通してケ
ーブルがパイプに連結される。ケーブルは据え込みダイ
３および既設パイプを通され、適当に係止されたウィン
チのようなある種の引張り装置に連結される。電力が入
れられダイを所定の温度に加熱し、内張りパイプの留め
継ぎした端がダイの上流端に導入される。ケーブルの張
力は、内張りパイプがダイを通って移動し始め、既設パ
イプ中に引張られるまで、所要の値（普通は内張りパイ
プの降伏強度の４５％および５５の間、特に５０％）ま
で増大させられる。内張りパイプはこのようにして既設
パイプ中に完全に引込まれる。
ケーブルは解放され、次いでパイプの記憶〈復元）特性
によって、内張りパイプは膨張され、ついには既設パイ
プの内面に接触する。
必要に応じて、内張りパイプを既設パイプに通すのを、
内張りパイプ押込み機械によって補助するのが良い、こ
のような構成が図面の第２図に示されている。この図を
参黙すると、フレーム２１、油圧シリンダ２２、クラン
ブリング２３および付属品から略構成される押込み機械
が据え込みダイ３およびパイプクランプ２の間に配置さ
れている。
操作において、この機械は内張りパイプを据え込みダイ
を通して引張り、内張りパイプを既設パイプ内に押込む
。
前述の実施例は例示的に記載されたものであり、多くの
変更が本発明の範囲内で可能である。例えば、内張りパ
イプは、本出願人の別途出願中の出願第２１．８６３４
０号に記載されているように据え込みダイにより伸ばさ
れる前に加熱してもよい。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明による装置のある形態を示す断面側面
図である。 第２図は、第１図に示す装置の変形例を示す断面側面図
である。 １・・・支持構造体、 ２・・・パイプクランプ、 ３・・・据え込みダイ、 ７・・内張りパイプ、 ８・・・加熱コイル、 １０・・・既設パイプ、 ２１・・・フレーム、 ２２・・・油圧シリンダ、 ２３・・・クランブリング。 手 続 補 正 書 （方式） １、事件の表示 平成１年特許願第１１５９０９号 ２、発明の名称 既設パイプを内張りする方法および 装置 ３、補正をする者 事件との関係 出 願 人 名 称 ブリティッシュ ガス ピーエルシー ４、代 理 人 （門番１こ支更１よし）

Claims (19)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）設置したパイプを内張りする方法において、内張
    りすべきパイプの内径より大きな外径の記憶保持プラス
    チック材料から作られた一本の内張りパイプを用意し、
    内張りパイプの先端に取付けた張力下の引張り装置を用
    いて、内張りすべきパイプに直接的にまたは間接的に取
    付けた据え込みダイを通して内張りパイプを引き、パイ
    プを通して、内張りパイプの外径を１５％まで減少させ
    、内張りパイプがダイから出た後内張りパイプの外面の
    半径方向の膨張を部分的に保持するように引張り装置に
    よって張力を加え、内張りパイプの外径を設置したパイ
    プの内径より小さい寸法に減少させ且つ／又は／維持し
    た状態で内張りパイプを設置したパイプを通して引張り
    、その後内張りパイプを前記張力の解放によってパイプ
    内で膨張させ、普通の大気圧およびパイプの周囲温度に
    おいて記憶により引き起こされる膨張を行う、ことを特
    徴とする方法。
  2. （２）請求項１記載の方法において、内張りパイプが据
    え込み工程前に３５℃および９０℃の間の温度に予め加
    熱されることを特徴とする方法。
  3. （３）請求項２記載の方法において、内張りパイプが３
    ０℃から６５℃までの温度に予め加熱されることを特徴
    とする方法。
  4. （４）請求項３記載の方法において、内張りパイプが４
    ５℃から５５℃までの温度に予め加熱されることを特徴
    とする方法。
  5. （５）請求項１ないし４のいずれか１つに記載の方法に
    おいて、内張りパイプが据え込み前にダイ構造体内で少
    なくとも部分的に予め加熱されることを特徴とする方法
    。
  6. （６）請求項１記載の方法において、内張りパイプが周
    囲温度でダイ構造体中に引かれ、据え込みダイを通る内
    張りパイプの通過中内張りパイプおよび据え込みダイの
    内面の間の摩擦によって発生され得るような熱を除き、
    据え込みダイ構造体に熱が供給されず、或は該構造体内
    に熱が発生しないことを特徴とする方法。
  7. （７）設置したパイプを内張りする装置において、支持
    構造体と、パイプを通させられる内張りパイプの直径を
    減少させるために支持構造体内に配置された据え込みダ
    イと、内張りすべきパイプに支持構造体を固定するため
    の固定装置とを有し、据え込みダイには据え込み面が設
    けられており、該据え込み面又は該据込み面の一部は、
    ダイの軸線に対して６度および３２度の間の角度で傾斜
    しており、３２度以上の角度の部分がないことを特徴と
    する装置。
  8. （８）請求項７記載の装置において、据え込み面の傾斜
    角度が１２度および２９度の間にあることを特徴とする
    装置。
  9. （９）請求項８記載の装置において、据え込み面の傾斜
    角度が２０度および２５度の間にあることを特徴とする
    装置。
  10. （１０）請求項７ないし９のいずれか１つに記載の装置
    において、傾斜した面は、最大直径を持つ据え込み面の
    部分とダイの出口との間の軸線方向の全長の少なくとも
    ７０％の割合を占める軸線方向の長さにわたって延びる
    ことを特徴とする装置。
  11. （１１）請求項１０記載の装置において、割合が少なく
    とも８０％であることを特徴とする装置。
  12. （１２）請求項１１記載の装置において、割合が少なく
    とも８５％であることを特徴とする装置。
  13. （１３）請求項１０ないし１２のいずれか１つに記載の
    装置において、前記据え込み面および出口の間に延びる
    ダイ内部の部分の壁がダイの軸線に平行であることを特
    徴とする装置。
  14. （１４）請求項７ないし１３のいずれか１つに記載の装
    置において、据え込みダイ構造体内に配置した加熱装置
    をさらに有し、ダイを通る間、熱が内張りパイプに加え
    られることを特徴とする装置。
  15. （１５）請求項７ないし１４のいずれか１つに記載の装
    置において、ダイから出た後内張りパイプを把持し、内
    張りパイプをパイプに向けて押すようになった押込み装
    置をさらに有することを特徴とする装置。
  16. （１６）請求項１ないし６のいずれか１つに記載の方法
    において、請求項７ないし１５のいずれか１つに記載の
    装置が用いられることを特徴とする方法。
  17. （１７）請求項１ないし６または１６のいずれか１つに
    記載の方法において、内張りパイプは、ダイを通る間、
    １．０５：１から１．１５：１までの範囲内の程度まで
    直径が減少されることを特徴とする方法。
  18. （１８）本明細書に記載されたような設置したパイプを
    内張りする方法。
  19. （１９）本明細書に記載されたような設置したパイプを
    内張りする装置。
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