JPH06143424A - 内張りされた管路及びその内張り方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【構成】 管路１の内面に、気密性を有する外層チュー
ブ６を配置し、当該外層チューブ６の内面に、反応硬化
性樹脂を繊維補強材で補強してなる剛直なＦＲＰよりな
る内層内張り材４を配置した。 【効果】 管路１と内張り材４とが接着されていないた
め、地震などにより管路１が破損した場合においても管
路１の変位に内張り材４が追従することができる。また
鋼管のベンド部にに亀裂が生じたときにバリが生じて
も、そのバリにより内張りが破損することがなく、流体
の漏出を防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はガス導管、水道管、下水
道管、通信線や電力線などの敷設管路などの主として地
中に埋設された管路において、補強のために内張りを施
した構造及び、その内張り方法に関するものであって、
特にガス導管のうちの使用圧力３〜１０kg／cm² の中圧
ライン（以下中圧Ａライン）というにおける内張りに関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】前述のような地中埋設管路に対する内張
り方法としては、筒状の織布若しくは不織布又はそれら
の積層体よりなる筒状繊維補強材の外面に気密性の皮膜
層を形成して内張り材とし、その内張り材の内面に反応
硬化性樹脂液を塗布して筒状繊維補強材に含浸させ、こ
れを流体圧力で裏返しながら管路内に挿通すると共にそ
の流体圧力で管路内面に圧着させ、反応硬化性樹脂液を
硬化させて管路内面に接着すると共に、管路内において
反応硬化性樹脂液と前記筒状繊維補強材とで剛直なＦＲ
Ｐ管を形成することが行われている。

【０００３】またこの方法においては、地震などによっ
て管路が破損したり継手部分が抜けたりしたような場合
に備え、内張り材と管路内面との接着力を弱め、管路の
破断に伴って内張り材が破断するのを防止すると共に、
内張り材の周方向にガラス繊維や芳香族ポリアミド繊維
などの高強度繊維を配置し、管路が破壊されて内張り材
が露出した状態においても内圧及び外圧に耐え、流体の
流路を確保することが行われている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら前記内張
り方法においては、管路が鋳鉄管やヒューム管などであ
る場合には有効であるが、ガス導管における中圧Ａライ
ンのような鋼管について適用すると、十分な効果を発揮
しない。

【０００５】ガス中圧ラインにおいては、強度が大きく
靭性の高い炭素鋼の管が使用され、それを溶接して長い
管路系が形成されている。また管路の屈曲部においても
ベンド管を溶接して全体として一体の管路系を構成して
いる。

【０００６】ところがかかる管路系において、大地震に
よる地盤の液状化などにより地盤に伸縮が生じると、そ
の歪みがベンド部に集中する傾向がある。

【０００７】図３はこのガス中圧Ａラインにおける、ベ
ンド部の破壊の状態を示すものである。図３（ａ）は管
路１のベンド部２を示すものであるが、大地震などによ
り地盤に大きな伸縮が生じたときには、管路１は図中左
右方向に伸長及び圧縮が繰返され、それに伴ってベンド
部２は角度が変化して、激しい曲げ伸ばしの変形を受け
る。

【０００８】このときベンド部２が曲げられて曲げ角度
αが大きくなると、ベンド部２の内側が圧迫されて管の
内方に食込み、次いでベンド部２が伸ばされて曲げ角度
αが小さくなると、内側に食込んだ部分が引伸ばされ
る。このようにベンド部２の内側において局部的に激し
く屈曲が生じ、屈曲疲労によって図３（ｂ）に示すよう
にベンド部２の内側に大きな亀裂３が生じることがあ
る。

【０００９】この管路１の内面に内張り材４が貼着され
て内張りされている場合には、前記亀裂３の縁は内方に
食込んで鋭いバリ５を生じるため、そのバリ５が図３
（ｃ）に示すように内張り材４を突破り、管路１の損傷
に伴って内張り材４にも損傷が生じるのである。

【００１０】鋳鉄管は靭性に乏しいため、破断する場合
にもバリ５が生じることがなく、内張り材４は損傷する
ことがなく流路を確保することができるのであるが、鋼
管は靭性を有するために鋳鉄管のように衝撃により割れ
ることがない反面、ベンド部２などにおいて局部的に応
力が集中すると鋭いバリ５を伴う亀裂３が生じ、内張り
材４にも損傷を与えるのである。

【００１１】本発明はかかる事情に鑑みなされたもので
あって、鋼管の管路１において、ベンド部２などにおい
てバリ５を伴う亀裂３が生じた場合においても内張り材
４が損傷することなく、流路を確保することのできる構
造及びその内張り方法を提供することを目的とするもの
である。

【００１２】

【課題を解決する手段】而して本発明の内張りされた管
路は、管路の内面に、気密性を有する外層チューブを配
置し、当該外層チューブの内面に、反応硬化性樹脂を繊
維補強材で補強してなる剛直なＦＲＰよりなる内層内張
り材を配置したことを特徴とするものである。

【００１３】また本発明の内張り方法は、管路内に、気
密性を有する外層チューブを挿通し、次いで筒状繊維補
強材に反応硬化性樹脂液を含浸してなる内張り材を前記
外層チューブ内に挿通し、内張り材内に流体圧力を作用
させて膨ませた状態で前記反応硬化性樹脂液を硬化せし
めることを特徴とするものである。

【００１４】これらの発明においては、前記外層チュー
ブは、ポリエチレン若しくはナイロンのチューブ又は、
当該チューブを筒状布帛にラミネートしたものを使用す
るのが好ましい。

【００１５】また前記繊維補強材としては、周方向に補
強されていて内圧により膨脹しにくく、内圧として管路
の使用圧力を作用させたときの径膨脹が小さいものであ
ることが好ましい。

【００１６】以下本発明の内張りされた管路を、図面に
従って説明する。図１は本発明の内張りされた管路を示
すものである。

【００１７】１は管路であって、鋼管よりなっている。
そしてその管路１の内側には、気密性の外層チューブ６
が配置されており、当該外層チューブ６は管路１内面に
接着されていない。

【００１８】この外層チューブ６はポリエチレン又はナ
イロンなどのガス透過性の小さいプラスチックのチュー
ブ７を有している。図２（ａ）は外層チューブ６が前記
プラスチックチューブ７のみよりなるものである。

【００１９】また図２（ｂ）は外層チューブ６として筒
状の不織布８の内面に前記プラスチックチューブ７をラ
ミネートしたものを使用しており、図２（ｃ）において
は筒状の織布９の内面にプラスチックチューブ７をラミ
ネートしたものを外層チューブ６として使用している。

【００２０】次に４は内張り材である。この内張り材４
は反応硬化性樹脂を繊維補強材で補強してなるＦＲＰ層
１０を有し、該ＦＲＰ層１０の内面に気密性の被膜１１
を形成したものである。

【００２１】ＦＲＰ層１０を構成する繊維補強材１２
は、図２（ａ）に示すように、たて糸１３とよこ糸１４
とよりなる筒状織布１５の外側に高強度繊維糸１６を高
密度で周方向に配置し、当該高強度繊維糸１６を前記筒
状織布１５のたて糸１３で接結し、内圧により過度に膨
脹するのを防止している。

【００２２】内張り材４に使用内圧を作用させた状態に
おいて過度に膨脹するものでは、使用状態において内張
り材４は常時管路１内面に押付けられた状態となるの
で、地震などにより管路１が損傷したとき、バリ５によ
り内張り材４が傷付けられる可能性が大きく、好ましく
ない。

【００２３】またＦＲＰ層１０を構成する反応硬化性樹
脂１７は、不飽和ポリエステル樹脂又はエポキシ樹脂な
どが使用される。

【００２４】而して内張り材４は外層チューブ６の内側
において断面円形を保持しており、反応硬化性樹脂１７
により外層チューブ６の内面に接着されていると共に、
外層チューブ６を管路１内面に沿わせている。

【００２５】次にこの内張りされた管路を形成するに
は、先ず管路１内に外層チューブ６を挿通する。この外
層チューブ６を挿通するには、管路１内に外層チューブ
６を引張り込んで挿通することもできるが、内外が逆に
なるように製造された外層チューブ６を、流体圧力で裏
返しながら挿通するのが好ましい。

【００２６】而して管路１内に外層チューブ６を挿通し
た後、繊維補強材１２に反応硬化性樹脂液を含浸した内
張り材４を外層チューブ６内に挿通する。この場合も、
内外が逆となるように製造した内張り材４を、流体圧力
で裏返しながら挿通するのが好ましい。

【００２７】内張り材４をそのまま外層チューブ６内に
引込むことも可能ではあるが、反応硬化性樹脂液を含浸
した繊維補強材１２が外面に露出した状態の内張り材４
を外層チューブ６内に引込むと、反応硬化性樹脂液の粘
着力により内張り材４と外層チューブ６との滑りが悪
く、引込みが困難である。

【００２８】内張り材４を流体圧力で裏返しながら挿通
することにより、内張り材４と外層チューブ６との摩擦
がなく、また裏返り前の内張り材４内に塗布された反応
硬化性樹脂液が流体による外圧で均一に均され、内張り
材４の全体に亙って反応硬化性樹脂液が均等に含浸した
状態で内張りされる。また裏返った内張り材４は流体圧
力により円筒状に膨まされ、外層チューブ６を介して管
路１内面に圧接され、内張り状態となる。

【００２９】このようにして管路１内に外層チューブ６
を挿通し、当該外層チューブ６内に内張り材４を挿通
し、その内張り材４内に流体圧力を作用させて円筒状に
膨ませた状態で反応硬化性樹脂液を硬化させる。

【００３０】

【作用効果】本発明によれば、内張り材４は繊維補強材
１２に反応硬化性樹脂１７が含浸されており、剛直なＦ
ＲＰ層１０を形成しているが、その内張り材４と管路１
内面との間に外層チューブ６が介在しているため、内張
り材４が管路１と接着していることはない。

【００３１】従って前述のように管路１のベンド部２に
おいて亀裂３が生じた場合においても、内張り材４は管
路１から遊離しており、亀裂３の周囲においてバリ５が
内方に突出したときには、内張り材４はそのバリ５に押
されて内方に変形することがあっても、バリ５により内
張り材４が突破られることはなく、管路１の損傷に伴っ
て内張り材４が破壊されることはない。

【００３２】特に内張り材４に管路１の使用内圧を作用
させた状態において内張り材４の外径を管路１の内径よ
り小さいものとすることにより、内張り材４は管路１内
において揺動することができ、亀裂３が生じたときにも
内張り材４が容易にバリ５から逃げて、傷付けられるこ
とがない。

【００３３】また外層チューブ６として、筒状の不織布
８又は織布９にチューブ７をラミネートしたものを使用
することにより、その筒状の不織布８又は織布９がチュ
ーブ７をバリ５から保護し、バリ５に擦れてチューブ７
や内張り材４が損傷を受けることがなく、内部の流体の
漏出をより有効に防止できる。

【００３４】さらに外層チューブ６のチューブ７とし
て、ポリエチレン又はナイロンなどのガス透過性の小さ
い素材を使用することにより、ガスの透過による漏出を
も阻止することができる。

【００３５】

【実施例】管路１として、ガス中圧Ａ管（内径２０４．
７mm、使用圧力１０kg／cm² ）を使用した。

【００３６】外層チューブ６としては、次のものを使用
した。

【００３７】実施例１（ポリエチレンチューブ） 直径２００．０mm、肉厚０．４５mm、引張り強さ１６０
kg／cm² 、破断時伸度７００％の、低密度ポリエチレン
のチューブ。

【００３８】実施例２（不織布） 内径１８８．６mm、５００g/cm² 荷重時における肉厚
４．９mm、密度０．１８、引張り強さ２５kg/cm 、破断
時伸度１２０％の、ポリエステル繊維の筒状不織布の内
面に、実施例１のポリエチレンのチューブをラミネート
したもの。

【００３９】比較例（外層チューブなし） 外層チューブ６を使用しない。

【００４０】内張り材４のＦＲＰ層１０を構成する繊維
補強材１２として、１１００d のポリエステルフィラメ
ント糸３本と１０００d のポリエステルのスパンライク
フィラメント糸２本とを引揃えた糸条をたて糸１３とし
て６４０本使用し、１０００d のポリエステルフィラメ
ント糸を２本引揃えた糸条をよこ糸１４として、１０cm
間に３０本織込んで筒状織布１５を織成し、当該筒状織
布１５の外面に１５００d のアラミド繊維を８本引揃え
た糸条を、周方向に１０cm間に１５本巻回し、これを１
０００d のポリエステルのスパンライクフィラメント糸
を綴じ糸として周方向に３２カ所において接結してなる
ものを使用した。

【００４１】当該繊維補強材１２の重量は１０９０g/m
、折り幅２９０mm、肉厚２．６mm、長さ方向の強度３
３０kg/cm 、破断圧力２３kg／cm² であった。また管路
１の使用圧力（１０kg／cm² ）に加圧したときの外径
は、各実施例及び比較例毎に、次の通りであった。

【００４２】 実施例１ ２０５．１mm 実施例２ １９７．１mm 比較例 ２０６．９mm

【００４３】内張り材４のＦＲＰ層１０を構成する反応
硬化性樹脂１７として、エポキシ樹脂を使用した。

【００４４】大変形試験 前記各実施例及び比較例により、２２．５°のベンド部
２を有する長さ約２mの管路１に内張りし、当該管路１
を図４に示す試験装置を組んだ。

【００４５】この試験装置において１はベンド部２を有
する管路であって、その内側に各実施例及び比較例の内
張りが施されている。１８は固定支承であって、該固定
支承１８上に可動支承１９が摺動自在に載置されてお
り、その固定支承１８と可動支承１９とに跨って前記管
路１が取付けられている。２０はセンターホールジャッ
キであって、作動杆２１を介して可動支承１９を図中左
右に往復させるようになっている。

【００４６】管路１を装置に取付け、内張り材４内に１
０kg／cm² の圧縮空気を送入しながら、センターホール
ジャッキ２０により可動支承１９を正常な取付け位置か
ら左右に５０mm及び１００mm往復させ、管路１をベンド
部２で屈曲させた。この状態で管路１に亀裂が発生する
まで及び、内部の圧縮空気が漏出するまでの可動支承１
９の往復回数を１／８回単位で測定した。

【００４７】試験の結果は表１の通りであった。

【００４８】

【表１】

【００４９】引張り試験 長さ９００mmの直管を２本、１００mmの間隔をおいて直
列に配置し、その２本の管を通して各実施例及び比較例
の内張りを施し、１kg／cm² の内圧をかけて反応硬化性
樹脂１７を硬化させた。

【００５０】内張り材４の両端を管の外側端末に固定
し、その内張り材４内に１０kg／cm²の水圧をかけ、両
管に引張り力を作用させて、管の間隔が１０mm大きくな
る荷重を測定した。

【００５１】耐外傷性試験 引張り試験において内張りを施した管を、内圧力１０kg
／cm² 、間隔１１０mmに保持した。この間隔部の内張り
材４の表面に先端角度４５°のチゼルを接触させ、その
チゼルを内張り材４表面から３mmの深さまで圧入した。
その状態でチゼルを長さ方向に１００mmに亙って１０回
往復移動させ、内張り材４が破壊されて加圧水が噴出す
るまでの回数を測定した。

【００５２】チゼルを１０回往復させて内張り材４が気
密性を保持している場合には、チゼルの圧入深さを２mm
ずつ増して同様の試験を行い、内張り材４が破壊されて
加圧水が噴出するまで繰返した。

【００５３】管の変位に対する内張りの追従性試験 長さ９００mmの管を２本端末を突合わせて直列に配置
し、その内部に各実施例及び比較例の内張りを施し、内
張り材４内に１kg／cm² の内圧をかけて反応硬化性樹脂
１７を硬化させた。

【００５４】内張り材４内の両端を管の外側端末に固定
し、その内張り材内に１０kg／cm²の内圧をかけなが
ら、両管を引張って１００mm引伸した。このときの最大
荷重及び、途中で内張り材４が破断した場合にはその伸
びを測定した。引張り試験、耐外傷性試験及び追従性試
験の結果を表２に示す。

【００５５】

【表２】

【００５６】以上の試験結果からも明らかなように、本
発明によれば内張りと管路とが接着されていないために
管路の変位に対して内張りが追従することができ、管路
の破断に伴って内張り材４が破断することがない。

【００５７】また内張りの耐外傷性に優れており、管路
１の亀裂に伴って生じたバリにより内張り材４が傷付け
られ、内部の流体が漏出することがない。実施例２にお
いては、不織布が内張り材４を保護するために耐外傷性
が向上することが容易に想像できるが、実施例１におい
てそれ自体耐外傷性には全く寄与しないポリエチレンチ
ューブを外層チューブ６として使用したものにおいて
も、比較例に比べて耐外傷性が大巾に向上しており、内
張りが管路１に接着されていないことが耐外傷性の向上
に大きく寄与していることが理解できる。

【００５８】そしてベンド部２を有する管路１に内張り
した状態における大変形試験において、本発明の実施例
では管路１に亀裂が生じてから流体が漏出するまでの回
数が大きくなっており、鋼管が地震などにより損傷が生
じた場合においても、内張りが流路を確保し得ることが
判る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の内張りされた管路の横断面図

【図２】 本発明の内張りされた管路の主要部の拡大横
断面図

【図３】 従来の内張りされた鋼管のベンド部を示すも
のであって、（ａ）はベンド部を有する鋼管の側面図、
（ｂ）はそのベンド部に亀裂が生じた状態の側面図、
（ｃ）は亀裂が生じたベンド部の拡大中央縦断面図

【図４】 内張りされた管路の大変形試験装置の側面図

【符号の説明】

１ 管路 ４ 内張り材 ６ 外層チューブ ７ チューブ ８，９ 筒状布帛 １２ 繊維補強材 １７ 反応硬化性樹脂

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ２９Ｌ 23:22 4Ｆ (72)発明者 佐藤 左右文 神奈川県川崎市高津区梶ケ谷２−11−２ 東京ガス梶ケ谷独身寮 (72)発明者 兵藤 正勝 大阪府高槻市松ケ丘４−11−14 (72)発明者 上垣 潔志 兵庫県宝塚市寿町６−15 (72)発明者 斉藤 均 大阪府豊中市上新田１−24−Ｅ−604

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 管路（１）の内面に、気密性を有する外
   層チューブ（６）を配置し、当該外層チューブ（６）の
   内面に、反応硬化性樹脂（１７）を繊維補強材（１２）
   で補強してなる剛直なＦＲＰよりなる内層内張り材
   （４）を配置したことを特徴とする、内張りされた管路
2. 【請求項２】 前記外層チューブ（６）が、ポリエチレ
   ン若しくはナイロンのチューブ（７）又は、当該チュー
   ブ（７）を筒状布帛（８，９）にラミネートしたもので
   あることを特徴とする、請求項１に記載の内張りされた
   管路
3. 【請求項３】 前記繊維補強材（１２）が、管路（１）
   の使用内圧を作用させた状態において径膨脹が小さいこ
   とを特徴とする、請求項１に記載の内張りされた管路
4. 【請求項４】 管路（１）内に、気密性を有する外層チ
   ューブ（６）を挿通し、次いで筒状繊維補強材（１２）
   に反応硬化性樹脂液を含浸してなる内張り材（４）を前
   記外層チューブ（６）内に挿通し、内張り材（４）内に
   流体圧力を作用させて膨ませた状態で前記反応硬化性樹
   脂液を硬化せしめることを特徴とする、管路の内張り方
   法
5. 【請求項５】 前記外層チューブ（６）が、ポリエチレ
   ン若しくはナイロンのチューブ（７）又は、当該チュー
   ブ（７）を筒状布帛（８，９）にラミネートしたもので
   あることを特徴とする、請求項５に記載の管路の内張り
   方法
6. 【請求項６】 前記筒状繊維補強材（１２）が、管路
   （１）の使用内圧を作用させた状態において径膨脹が小
   さいことを特徴とする、請求項５に記載の管路の内張り
   方法