JPH0622991B2 - 高温埋設配管用ポリオレフィン被覆鋼管 - Google Patents

高温埋設配管用ポリオレフィン被覆鋼管

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JPH0622991B2
JPH0622991B2 JP2259515A JP25951590A JPH0622991B2 JP H0622991 B2 JPH0622991 B2 JP H0622991B2 JP 2259515 A JP2259515 A JP 2259515A JP 25951590 A JP25951590 A JP 25951590A JP H0622991 B2 JPH0622991 B2 JP H0622991B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 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(オープン法)
通則、JIS K 7212」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、
ニッケルなどのメッキ、亜鉛−鉄、亜鉛−アルミニウ
ム、亜鉛−ニッケル、亜鉛−ニッケル−コバルト等の合
金メッキ、該メッキあるいは合金メッキにシリカ、酸化
チタン等の無機微粒子を分散させた分散メッキを施した
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
リットブラスト、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、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
ド系一液型エポキシプ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ボン酸また
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、リン系酸化防止剤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; を0.01〜5.0 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 N
A-11が利用できる。
上記のリン酸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だけ、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土で吸着・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が起こり、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
換算で100mg/m2越1000mg/m未満の範囲が望ましい。
次いで、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一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、10μ越 200μ未満の
範囲が好ましい。
次いで、エポキシプライマーを塗布した鋼管を高周波誘
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、その表面にポリ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10mm
未満の範囲が好ましい。
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
鋼管の一部断面は第1図と第2図に示す通りのものであ
り、図中1は脱脂、酸洗、グリットブラスト、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
塗布し焼き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一液
型エポキシプ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/m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] 以下、実施例により本発明を詳細に説明する。
実施例1 鋼板(24mmφ×50mm長さ×5mmt)の外表面をグリ
ットブラスト処理し、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/m2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(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 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 200
μ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 NA
-11 ]を添加したポリオレフィンを膜厚が2.5mm 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−t
ert−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−ter
t−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75mmφ×深さ 150mm、珪砂8号または
土を深さ100 mm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] 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大幅に抑制できるため、従来にな
い耐久性のあるポリオレフィン被覆鋼材を提供できるこ
ととなった。
【図面の簡単な説明】
第1図と第2図は本発明によるポリオレフィンの被覆鋼
管の一部断面図である。 1……脱脂、酸洗、ブラスト処理等によって油分、錆等
を除去した鋼管 2……シリカ微粒子を含有する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
ト処理剤を塗布して焼き付け得られるクロメート被膜 3……二液硬化型エポキシプライマーまたはジシアンジ
アミド系一液型エポキシプライマーを塗布して硬化させ
て得られるエポキシプライマー塗膜 4……変性ポリオレフィン 5……ポリオレフィン

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項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. 【請求項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. 【請求項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. 【請求項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. 【請求項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。
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EP1260528A1 (en) 2001-05-21 2002-11-27 Borealis Technology OY Propylene polymer pipes for pipelines
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