JPH04135844A - 高温埋設配管用ポリオレフィン被覆鋼管 - 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、ポリオレフィン被覆鋼管の耐熱寿命に関し、
更に詳しくは、高温埋設下でのポリオレフィン被覆の砂
と土により促進される熱劣化を抑制するポリオレフィン
被覆鋼管に関する。

［従来の技術］ ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィンは、
防食性が優れるため、従来から鋼管の重防食被覆に利用
されている。このようなポリオレフィン被覆は、酸化劣
化により被覆が劣化する。ポリオレフィンの酸化劣化防
止には一般に、ポリオレフィンにフェノール系酸化防止
剤、硫黄系酸化防止剤等の酸化防止剤を配合して、「熱
可塑性プラスチックの熱老化性試験方法（オーブン法）
通則、ＪＩＳに７２１２Ｊを行なって、高温での寿命を
試験温度を変えて３点以上測定し、試験温度と測定寿命
のアーレニウスプロットの外挿法で常温近傍の寿命を推
定する方法が用いられる。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、最近高温加熱輸送を行なう石油輸送管や地域冷
暖房のための蒸気配管のコンジット管などのように、埋
設下で高温流体を輸送する配管にこれらのポリオレフィ
ン被覆鋼管を用いると熱酸化によるポリオレフィンの劣
化が短期間に起こるが、高温埋設下のポリオレフィン被
覆の劣化防止には酸化防止剤を配合するだけでは十分で
ない。

［課題を解決するための手段］ 本発明者らは、上述の課題を解決すべく鋭意検討した結
果、ポリオレフィン被覆と該被覆を鋼管に接着する変性
ポリオレフィンに酸化防止剤の他に、特定のりん系造核
剤を添加してポリオレフィンの結晶を小さくすることに
よって、埋設下での砂や土による酸化防止剤の吸着・逃
散が抑制され、被覆の耐熱酸化劣化性が飛躍的に向上す
ることを見出し、本発明に至った。

すなわち、本発明は下地処理を施した鋼管の外表面に、
リン酸２，２゛−メチレンビス（４，６−ジ−ｔｅｒｔ
−ブチルフェノール）ナトリウムを必須成分として含有
する変性ポリオレフィンとポリオレフィンを順次積層し
たことを特徴とする高温埋設下でのポリオレフィン被覆
の砂と土により促進される熱劣化を抑制するポリオレフ
ィン被覆鋼管に関する。

以下、本発明につき詳細に説明する。

本発明に用いる鋼、管とは、炭素鋼、ステンレス鋼等の
合金鋼でできた鋼管である。また、鋼管の耐食性を向上
させる目的で、鋼管の外面、内面に亜鉛、アルミニウム
、ニッケルなどのメツキ、亜鉛−鉄、亜鉛−アルミニウ
ム、亜鉛−ニッケル、亜鉛−ニッケルーコバルト等の合
金メツキ、該メツキあるいは合金メツキにシリカ、酸化
チタン等の無機微粒子を分散させた分散メツキを施した
ものを用いることもできる。

鋼管の下地処理としては、鋼管の外面を脱脂、酸洗、グ
リッドブラスト、サンドブラスト等でブラスト処理して
除錆したのち、高温下での界面接着力を長期に保持する
ために、クロメート処理あるいはクロメート処理とエポ
キシプライマー処理の組み合せ処理で下地処理すると効
果的である。

本発明に用いるクロメート処理剤としては、高温下ての
ポリオレフィン被覆と鋼管の間の界面接着力を長期に保
持する観点から、微粒子シリカを添加したクロメート処
理剤あるいは該クロメート処理剤にりん酸を添加したり
ん、酸クロメート処理剤を用いるとより効果的である。

本発明によるエポキシプライマーとしては、高温下での
ポリオレフィン被覆と鋼管の間の界面接着力を長期に保
持する観点から、２液硬化型エポキシプライマーまたは
ジシアンジアミド変性硬化剤を添加したジシアンジアミ
ド系−液型エボキシブライマーを用いるとより効果的で
ある。

ポリオレフィンとしては、ポリエチレン、ポリプロピレ
ン、ポリブテン、あるいはエチレンとプロピレン、１−
ブテン、１−ヘキセン、４−メチル−１−ペンテン、１
−オクテン等のα−オレフィンとの共重合体を用いる。

また、変性ポリオレフィンは、該ポリオレフィンを不飽
和カルボン酸またはその無水物で変性した接着性ポリオ
レフィンを用いる。変性に用いる不飽和カルホン酸また
はその無水物としては、具体的には、例えば無水マレイ
ン酸、無水シトラコン酸、無水イタコン酸、マレイン酸
、アクリル酸、メタクリル酸等が挙げられ、これらの中
では、高温下での界面接着力を長期に保持する観点から
、特に無水マレイン酸が好ましい。該ポリオレフィンと
変性ポリオレフィンには、通常一般市販のフェノール系
酸化防止剤、硫黄系酸化防止剤、アミン系酸化防止剤、
リン系酸化防止側等の酸化防止剤の他に必須成分として
リン酸２，２°−メチレンビス（４，６−ジ−ｔｅｒｔ
−ブチルフェノール）ナトリウム。

ＣＨ，ＣＨ３ を００１〜５０重量％の範囲で添加する。リン酸２．２
゛−メチレンビス（４，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェ
ノール）ナトリウムの市販品としては、アデカアーガス
社製のＭＡＲＫ　ＮＡ−１１が利用できる。

上記のリン酸２，２゛−メチレンビス（４，６−ジ−ｔ
ｅｒｔ−ブチルフェノール）ナトリウムをポリオレフィ
ンおよび変性ポリオレフィンに添加する場合たけ、高温
埋設下で起こる砂や土によるポリオレフィンおよび変性
ポリオレフィン被覆からの酸化防止剤の吸着・逃散を抑
制し、両被覆の熱酸化劣化を抑制するのに極めて効果が
ある。これを添加しない場合には酸化防止剤が砂や士で
吸着・逃散し、ポリオレフィンと変性ポリオレフィン被
覆が短時間に劣化して亀裂発生や被覆の塊状崩壊か起こ
り、防食性が損なわれる。

本発明に用いるポリオレフィンには、押出機で溶融押出
する際の劣化を防止する酸化防止剤、埋設配管施工まで
の屋外暴露期間の耐候性を付与するための耐候安定剤、
色彩を付与する顔料、耐疵性を付与する無機あるいは有
機の繊維や充填剤、難燃材、ブロッキング防止剤、スリ
ップ剤等、通常ポリオレフィンに添加して使用される配
合剤を、本発明の目的を損なわない範囲で添加しておい
てもよい。

次に、本発明による高温埋設用ポリオレフィン被覆鋼管
の製造方法について説明する。

先ず、鋼管の外表面をグリッドブラスト等で研掃して除
錆し、微粒子シリカを含有するクロメート処理剤または
りん酸クロメート処理剤を塗布し加熱焼き付けする。ク
ロメート処理剤の塗布はしごき塗り、スプレー塗装等の
クロメート処理剤の塗布に通常用いられる方法で塗布す
るが、塗布するクロメート被膜の付着量は、高温下での
界面接着力を長期に保持する観点から、全クロム付着量
換算て１００ｍｇ／ｍ２越１０００ｍｇ／ｍ’未満の範
囲が望ましい。

次いて、その表面に、二液硬化型エポキシプライマーま
たはジシアンジアミド系−液型エポキシプライマーを塗
布して、加熱硬化させる。

これらのエポキシプライマーの塗布には、スプレー塗装
、しごき塗り等のエポキシプライマーの塗布に通常用い
られる方法で塗布するが、塗布するエポキシプライマー
の膜厚は、高温下での界面接着力を長期に保持する観点
から、ｌＯμ越２００μ未満の範囲が好ましい。

次いて、エポキシプライマーを塗布した鋼管を高周波８
導加熱等の通常鋼管の予熱に用いられる方法で予熱し、
変性ポリオレフィンとポリオレフィンを被覆する。変性
ポリオレフィンの被覆方法は、粉体状の変性ポリオレフ
ィンを静電塗装する方法、Ｔダイあるいは丸ダイから押
出被覆する方法、ポリオレフィンと二層一体で二層Ｔダ
イあるいは二層丸ダイから押出し被覆する方法等の通常
ポリオレフィン被覆に用いられる方法で被覆するが、被
覆する変性ポリオレフィンの膜厚は、高温下での界面接
着力を長期に保持する観点から、５０μ越３５０μ未満
の範囲が望ましい。

次いで、その表面にボッオレフィンを被覆する。被覆方
法は、Ｔダイあるいは丸ダイから押出被覆する方法、粉
体状のポリオレフィンを静電塗装する方法等の通常ポリ
オレフィンを被覆する方法を用いるが被覆膜厚は、高温
下での防食性を長期に保持する観点から、１ｍｍ越１０
＋ｇｍ未滴の範囲が好ましい。

以上のようにして得た本発明によるポリオレフィン被覆
鋼管の一部断面は３４１図と第２図に示す通りのもので
あり、図中１は脱脂、酸洗、グリッドブラスト、サンド
ブラスト等によって油分、錆等を除去した鋼管、２はシ
リカ微粒子を添加したクロメート処理剤または該クロメ
ート処理剤にりん酸を添加したりん酸クロメート処理剤
を塗布し焼鮒付けて得られるクロメート被膜、３は二液
硬化型エポキシプライマーまたはジシアンジアミド系−
液型１ポキシブライマーを塗布し硬化して得られるエポ
キシプライマー塗膜、４は変性ポリオレフィン、５はポ
リオレフィンを各々示している。

また、図中２は全クロム付着量で１００〜１０００ｍｇ
／ｍ２の付着量、３は１０〜２００μの膜厚、４は５０
〜３５０μの膜厚、５は１〜１０ｍｍの膜厚を有してい
ると良好な結果が得られる。

［実　　施　　例コ 以下、実施例により本発明の詳細な説明する。

実施例１ 鋼板（２４ｍｍφ×５０■長さｘ５ｍｍｔ）の外表面を
グリッドブラスト処理し、その表面にシリカ微粒子を添
加したクロメート処理剤を全クロム付着量が５００ｍｇ
／ｍ”になるようシゴキ塗りし１９０℃に予熱して焼き
付けた。次いで、その表面に二液硬化型エポキシプライ
マーを膜厚が５０μになるようにしごき塗りし硬化させ
、フェノール系酸化防止剤（０３重量％添加）、アミン
系酸化防止剤（０，３重量％添加）と本発明によるリン
酸２．２°−メチレンビス（４，６−ジー　ｔｅｒｔ−
ブチルフェノール）ナトリウム［アデカ・アーガス社製
Ｍａｒｋ　ＮＡ−１１］を添加した無水マレイン酸変性
ポリオレフィンの粉体を膜厚が２００μになるように静
電塗装して溶融させた。次いで、その表面にフェノール
系酸化防止剤（０，３重量％添加）、アミン系酸化防止
剤（０，３重量％添加）と本発明によるリン酸２．２゛
−メチレンビス（４，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェノ
ール）ナトリウム［アデカ・アーガス社製Ｍａｒｋ　Ｎ
Ａ−１１］を添加したポリオレフィンを膜厚が２．５ｍ
ｍになるように丸ダイによって押出被覆し、第１表に示
す本発明によるポリオレフィン被覆鋼管１〜１４を製造
した。比較例として、リン酸２．２°−メチレンビス（
４，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール）ナトリウム
を添加していない変性ポリオレフィンとポリオレフィン
を用い、上記と同じ方法で、第１表に示す比較ポリオレ
フィン被覆鋼管１と３およびリン酸２．２°−メチレン
ビス（４，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール）ナト
リウムの添加量が６．０重量％である比較ポリオレフィ
ン被覆鋼管２と４を製造した。このようにして得た本発
明によるポリオレフィン被覆鋼管と比較ポリオレフィン
被覆鋼管を、砂を入れたガラス容器（内径７５ｍｍφＸ
深さ　１５０ｍｍ、珪砂８号または土を深さ１００　ｍ
ｍまで充填）の中に埋設し、ガラス容器ごと　１２０℃
のオーブンに入れ促進試験を行ない、１００００時間経
過後の被覆表面の外観観察（塊状崩壊の有無、クラック
発生の有無）を行なった。結果を第１表に示す。

第１表に示す結果から、変性ポリオレフィンとポリオレ
フィンに本発明によるリン酸２，２°−メチレンビス（
４，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール）ナトリウム
を添加する場合のみ、　１２０℃の埋設促進試験でも砂
による被覆の酸化劣化が抑制され、被覆の塊状崩壊やク
ラックの発生が防止できる。

［発明の効果コ 第 図 実施例からも明らかな如く 本発明による ポリオレフィ ン被覆鋼管は、 高温埋設下での砂 と土によるポリオレフィ ン被覆の酸化劣化を犬 幅に抑制できるため、 従来にない耐久性のある ン被Ｎ鋼材を提供できるこ なった。

【図面の簡単な説明】

加したりん酵りロメート処理ル１を３石して焼き仲フ得
られるクロメート被月費３　二液硬化型エポキンブライ
マーまたはジノアンジアミド系−１蓚型エポキシプライ
マを１石して硬化させて得られるエホキノブライマー塗
１４　変性ポリオレフィン ５　ポリオレフィン 第２図 ４・・・変性ボリオレフィ ５・・・ポリオレフィ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　下地処理を施した鋼管の外表面に、リン酸２，２′
   −メチレンビス（４，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェノ
   ール）ナトリウムを必須成分として含有する変性ポリオ
   レフィンとポリオレフィンを被覆し、砂と土による被覆
   の熱酸化劣化を抑制することを特徴とする高温埋設配管
   用ポリオレフィン被覆鋼管。 ２　ポリオレフィンがポリエチレン、ポリプロピレン、
   ポリブテン、あるいはエチレンとプロピレン、１−ブテ
   ン、１−ヘキセン、４−メチル−１−ペンテン、１−オ
   クテン等のα−オレフィンとの共重合体であることを特
   徴とする請求項１記載の高温埋設配管用ポリオレフィン
   被覆鋼管。 ３　変性ポリオレフィンが請求項２記載のポリオレフィ
   ンを不飽和カルボン酸またはその無水物で変性した接着
   性ポリオレフィンであることを特徴とする請求項１記載
   の高温埋設配管用ポリオレフィン被覆鋼管。 ４　鋼管の下地処理として、鋼管の外表面にクロメート
   処理を施すことを特徴とする請求項１記載の高温埋設配
   管用ポリオレフィン被覆鋼管。 ５　鋼管の下地処理として、鋼管の外表面にクロメート
   処理を施し、次いでエポキシプライマー処理を施し、砂
   と土による被覆の熱酸化劣化を抑制することを特徴とす
   る請求項１記載の高温埋設配管用ポリオレフィン被覆鋼 管。