JPH066996B2 - パイプ用継手 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、配管作業において使用されるパイプ用継手に
関する。

（従来の技術） 形状記憶合金を使用したパイプ用継手は、合金の種類を
選ぶことによって、現場作業性や継手性能の点で既存の
継手に劣らないものを製造できることが基本的には確認
されている。それにもかかわらず一般的な配管分野で広
く実用されるに至っていない理由は、現場作業性の良好
な合金、例えば鉄系合金、を選ぶと耐食性等の継手性能
が十分でなかったり、継手性能中心で合金、例えばチタ
ン・ニッケル系合金や銅系合金、を選ぶと極低温での拡
管と施工までの低温保管が要求されて現場作業性が必ず
しも良く無かったり、あるいはコスト高等の問題が絡ん
できたりするためである。

各種の形状記憶合金の中でも、Fe−Mn−Si系の形状記憶
合金を用いた継手は室温で拡管処理ができる上、継手締
結のための加熱も２００〜３００℃で良いので、現場施
工作業を容易に行うことのできる特徴がある。得られる
継手性能面も、継手強度やシール性等の基本特性は良好
であるが、問題は、ステンレス配管等を想定した場合に
合金自体の耐食性がやや見劣りする点にある。

パイプ用継手の耐食性を考える場合にまず必要なこと
は、配管内の流体に直接曝される継手内面側の耐食性確
保の点である。この点については、締結前の継手内面に
シール剤を塗布したり（溶接技術：１９８８年９月号、
P.７９）、ステンレス（特開昭59-93241号公報）やアル
ミ又は銅（配管と装置：１９８８年８月号、P.３３）の
ライナーを使用したり、ゴム等をシール材とする（実開
昭59-191488号公報）等の方法が従来より行われてい
る。

一方、鉄系形状記憶合金製パイプ用継手外面側の耐食性
についても、対策を必要とする場合が当然考えられる。
そのような場合には、継手を加熱・締結した後で、改め
て耐食性塗料を継手表面に塗布するといった方法で対処
することは不可能ではない。しかしながら実際には、た
くさんの継手の表面を塗り残しのないように耐食性塗料
を塗布することは容易ではない。特に多くのパイプが交
差していたり狭い隙間を通る配管の場合には、継手の周
囲全周にわたって塗り残しが無いことを確認することは
困難ですらあった。

パイプ外面側の耐食性確保の別な手段として、実際に締
結する前、例えば拡管後に予め継手表面に耐食性塗料を
塗布しておくことが考えられる。しかし形状記憶合金製
パイプ用継手は外径が収縮することによってパイプに対
する締結力を発生させるものであるため、加熱時の合金
の収縮によって剥離したり被膜の密着性が著しく劣化し
てしまう。長期間の耐食性確保という目的に沿う安定な
被膜を得ることは、このような方法によっても極めて困
難であった。

（発明が解決しようとする課題） 本発明の目的は、鉄系形状記憶合金製パイプ用継手本体
の外面とともに、最も問題になりやすい継手本体と配管
用パイプとの境界部分とを、耐食性の高い被膜で完全に
被覆することによって耐食性の優れた鉄系形状記憶合金
製パイプ用継手を実現しようとするものである。

なお、継手本体とは、形状記憶合金製円筒の外周のみな
らず、端面を含んだものを指す。

（課題を解決するための手段） 本発明は、熱収縮性プラスチック円筒と、前記円筒の内
側に入る拡径処理した後の鉄系形状記憶合金製円筒から
なり、該プラスチック円筒が継手の締結作業完了後にお
いて、少なくとも該形状記憶合金製円筒の外周及び両端
面を被覆するに充分な長さを有することを特徴とするパ
イプ用継手を要旨とする。すなわち、鉄系形状記憶合金
製継手本体の外側に熱収縮性プラスチック円筒を組み合
わせて予め一体構造としておくか、或は両者を別々に用
意して継手施工時に組み合わせて使用するかのいずれか
の方法により、パイプを締結した後の継手本体外面側に
プラスチックのコーティングを施すことにより、継手の
耐食性を効果的に改善しようとするものである。本発明
による継手の施工に当たり熱収縮性プラスチック円筒を
収縮させる方法としては、形状記憶合金製継手本体を加
熱するための手段によって同時に加熱・収縮させること
が最も望ましいが、特に形状記憶合金製継手本体の形状
回復温度と熱収縮性プラスチック円筒の動作温度に隔た
りのあるような場合には、一旦形状記憶合金製継手本体
を先に加熱締結させた後で熱収縮性プラスチック円筒を
継手本体の外側にはめ、改めて熱収縮性プラスチック円
筒部分を加熱する方法によることも可能である。

なお、本発明で使用する熱収縮性プラスチックとして
は、熱収縮性テフロンや熱収縮性塩化ビニール等がある
が、これら以外に形状記憶樹脂の利用も可能である。

本発明に用いる熱収縮性プラスチック円筒の長さは、加
熱締結後の形状記憶合金製円筒の長さと肉厚、及び、熱
収縮性プラスチックの収縮率を基に、継手の締結作業が
全て完了した後に、プラスチック製円筒が、形状記憶合
金製円筒の外周及び両端面を完全に被覆し得るものとす
る必要がある。また、継手両端外側のパイプ外面の一部
も被覆し得るものとすれば耐食性に対する信頼性をさら
に高めることができる。

（作用） 一般に形状記憶合金製パイプ用継手は、低温度側で拡管
して内径を拡げた状態でパイプを挿入し、しかる後に合
金固有の一定温度以上まで加熱することによって内径を
拡管前の寸法に収縮させ、この時の収縮力によってパイ
プを締結するものである。本発明においても継手本体は
鉄系形状記憶合金であるから、施工時には形状記憶合金
製継手の内径を収縮させるための加熱が必要である。本
発明におけるパイプ用継手は、熱収縮性プラスチック
と、その内側に入る大きさの拡管処理後の形状記憶合金
製継手本体とからなっているが、両者がはじめから一体
として構成されている場合と、別々に用意されていて継
手施工時に組み合わせて使用する場合との二通りの実施
態様が存在する。

まずはじめから一体として構成されている場合には、継
手にパイプを差し込んで加熱することによって、形状記
憶合金製パイプ用継手本体と熱収縮性プラスチック本体
がともに収縮し、形状記憶合金製パイプ用継手本体はパ
イプを締結し、熱収縮性プラスチック円筒はそのパイプ
を締結した形状記憶合金製パイプ用継手本体の外側から
継手全体を包み込むように収縮する。ここで、プラスチ
ック製円筒の長さは、既に述べた考え方によって所定の
長さとしてあるので、収縮した後のプラスチックの被膜
は形状記憶合金製パイプ用継手本体とともに継手本体、
すなわち形状記憶合金製円筒の外周及び両端面とともに
パイプの一部までを一体として被覆するため、継手本体
とパイプの境界部分、すなわち継手端面、の耐食性確保
には極めて有利となる。

一方、形状記憶合金製パイプ用継手本体と熱収縮性プラ
スチック円筒が別々に用意され、継手施工時に組み合わ
せて使用することも可能である。このような方法が有効
なのは、特に、形状記憶合金製パイプ用継手本体の形状
回復温度と熱収縮性プラスチック円筒の収縮温度とに隔
たりのある場合である。すなわち形状記憶合金製パイプ
用継手本体の収縮温度より熱収縮性プラスチックの収縮
温度が低いような組合せの場合には、両者を一体構造と
して同時に加熱すると、継手本体が収縮する前に継手に
プラスチックコーティングがされてしまい、次に継手本
体が収縮することによってコーティング部分の密着性が
損なわれることになりがちである。したがってこのよう
な組合せの時には、まず形状記憶合金製パイプ用継手本
体だけを加熱してパイプを固定させてしまった後、改め
て熱収縮性プラスチック円筒を継手本体の上からかぶせ
て再度加熱して、熱収縮性プラスチック円筒を収縮固定
させることによって、前述の一体構造の場合と同様の使
用が可能となる。

この場合も、プラスチック製円筒の長さは、既に述べた
考え方によって所定の長さとしてあるので、収縮後、継
手本体とともにパイプの一部までを一体として被覆する
ため、優れた耐食性が確保できる。

（実施例） 実施例 １ 第１図は本発明の基本的な実施例を示したものである。
第１図（イ）は熱収縮性プラスチック円筒２（ここでは
肉厚0.5mmの熱収縮性テフロンを使用）内に形状記憶合
金性パイプ用継手本体１（ここではFe−Mn−Si−Cr系形
状記憶合金を使用）を組み込んで一体構造とした本発明
による形状記憶合金製パイプ用継手の一例である。この
例では、熱収縮性プラスチック円筒２の長さは、締結後
の形状記憶合金製継手本体１の外周と両端面及び接続さ
れるパイプの一部までを被覆できるように長く作られて
いる。第１図（ロ）は前記継手の両側に配管用パイプ
３，３′を差し込んだ状態を示す。この状態で、図示は
しない高周波誘導加熱法等の加熱手段によって継手部分
を加熱することにより（本実施例においては、３００℃
まで加熱）、形状記憶合金製継手本体１と熱収縮性プラ
スチック円筒２がともに収縮して、継手の締結と継手表
面のプラスチックコーティングが完了した状態を示した
のが第１図（ハ）である。プラスチックコーティングは
継手本体とともに左右の配管用パイプの一部分までに跨
って収縮・被覆を行うから、継手の耐食性は極めて完全
なものとなる。

実施例 ２ 第２図は、熱収縮性プラスチック円筒２と形状記憶合金
製パイプ用継手本体１が一体化されていない、本発明の
別な実施態様を示すものである。使用した素材は先の実
施例１と同様であるが、この例においては継手締結作業
直前までプラスチック円筒２と継手本体１は別々に保管
されており、締結作業時に初めて両者を第２図（ロ）の
ように一体に組み合わせて、しかる後に高周波誘導加熱
装置等によって継手部分が加熱した（本実施例では加熱
温度は３００℃）。結果的には第１図に示した先の実施
例と全く同じ結果が得られた。

実施例 ３ 第３図は、本発明のさらに別な実施態様を示すものであ
る。熱収縮性プラスチック円筒２と形状記憶合金製継手
本体１が一体化されていない点は第２図の場合と同じで
あるが、この場合には、さらに熱収縮性プラスチック円
筒は外れた位置においたまま、まず形状記憶合金製継手
本体だけに配管用パイプを差し込んだ状態で先にパイプ
を締結させてしまう（第３図（ハ））。しかる後に第３
図（ニ）に示すように、パイプを締結した形状記憶合金
製継手本体の上に熱収縮性プラスチック円筒を移動さ
せ、改めて熱収縮性プラスチック円筒を収縮させるため
の加熱を行う訳である。

本実施例では、継手本体をFe−Mn−Si−Cr系形状記憶合
金で製作し、熱収縮性プラスチック円筒としては熱収縮
性塩化ビルールを用いた。予め３００℃に加熱して継手
本体を締結した後に熱収縮性塩化ビニール製円筒を継手
本体上に覆いかぶせ、次に熱風ブロアーによって約１０
０℃前後に加熱して塩化ビニール製円筒を収縮させた。

この例においても、最終的に得られるパイプの締結状態
は、第３図（ホ）に示されるとおり、先の二例と変わる
所の無い結果となった。

（発明の効果） 鉄系形状記憶合金製パイプ用継手の締結時の加熱、もし
くは締結後の簡単な加熱の追加によって確実に継手表面
がプラスチックコーティングされるので、継手の耐食性
が極めて良好になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本的な実施例を示す図で、（イ）は
形状記憶合金製継手本体１と熱収縮性プラスチック円筒
２を一体とした本発明による形状記憶合金製パイプ用継
手の縦断面図、（ロ）は継手に配管用パイプ３，３′を
差し込んで継手部分を加熱する直前の状態を示す図、更
に（ハ）は継手の締結が完了した状態を示す図、第２図
及び第３図は本発明の別な実施態様を説明する同様な図
である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山田 寛之 東京都千代田区大手町２―６―３ 新日本 製鐵株式會社内 (56)参考文献 特開 昭55−90784（ＪＰ，Ａ) 特開 昭47−26469（ＪＰ，Ａ) 実開 昭60−143983（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】熱収縮性プラスチック円筒と、前記円筒の
   内側に入る拡径処理した後の鉄系形状記憶合金製円筒か
   らなり、該プラスチック円筒が継手の締結作業完了後に
   おいて、少なくとも該形状記憶合金製円筒の外周及び両
   端面を被覆するに充分な長さを有することを特徴とする
   パイプ用継手。