JPH07156285A - 可撓性流体輸送管 - Google Patents
可撓性流体輸送管Info
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- JPH07156285A JPH07156285A JP5341019A JP34101993A JPH07156285A JP H07156285 A JPH07156285 A JP H07156285A JP 5341019 A JP5341019 A JP 5341019A JP 34101993 A JP34101993 A JP 34101993A JP H07156285 A JPH07156285 A JP H07156285A
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 プラスチック管３の外側に、凹型補強材４ａ
を短ピッチでらせん巻きした内圧補強層４と、平型補強
材５ａを長ピッチでらせん巻きした軸力補強層５とを有
する可撓性流体輸送管において、凹型補強材および平型
補強材のうち少なくとも平型補強材５ａには炭素含有率
0.6〜0.8 ％の炭素鋼よりなる条材を用い、かつ軸力補
強層５には平型補強材１本または複数本おきに等価比重
1.0 以下の軽量平型材７を介在させたもの。 【効果】 可撓性流体輸送管を軽量化できるので、従来
よりさらに深い海での可撓性流体輸送管の使用が可能と
なる。
を短ピッチでらせん巻きした内圧補強層４と、平型補強
材５ａを長ピッチでらせん巻きした軸力補強層５とを有
する可撓性流体輸送管において、凹型補強材および平型
補強材のうち少なくとも平型補強材５ａには炭素含有率
0.6〜0.8 ％の炭素鋼よりなる条材を用い、かつ軸力補
強層５には平型補強材１本または複数本おきに等価比重
1.0 以下の軽量平型材７を介在させたもの。 【効果】 可撓性流体輸送管を軽量化できるので、従来
よりさらに深い海での可撓性流体輸送管の使用が可能と
なる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、海底油田から産出する
高圧の原油などを輸送するのに使用される可撓性流体輸
送管に関するものである。
高圧の原油などを輸送するのに使用される可撓性流体輸
送管に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来のこの種の可撓性流体輸送管の構造
を図５に示す。最内層は外圧に対する座屈強度が大き
く、耐食性も良好なステンレス製のインターロック管１
で構成される。その外側には、テープ巻き層２を設けた
上で、流体輸送管の本管となるプラスチック管３が押出
成形により設けられる。テープ巻き層２はインターロッ
ク管１の外周面の溝にプラスチックが食い込むのを防止
するものである。プラスチック管３の材質は、輸送流体
が油の場合は一般に、耐食性、加工性、可撓性にすぐれ
たナイロンを用いることが多い。
を図５に示す。最内層は外圧に対する座屈強度が大き
く、耐食性も良好なステンレス製のインターロック管１
で構成される。その外側には、テープ巻き層２を設けた
上で、流体輸送管の本管となるプラスチック管３が押出
成形により設けられる。テープ巻き層２はインターロッ
ク管１の外周面の溝にプラスチックが食い込むのを防止
するものである。プラスチック管３の材質は、輸送流体
が油の場合は一般に、耐食性、加工性、可撓性にすぐれ
たナイロンを用いることが多い。
【０００３】プラスチック管３の上には、凹型補強材４
ａを短ピッチでらせん巻きして内圧補強層４が設けられ
る。凹型補強材４ａは厚さ３〜６mm程度の鋼条を凹型に
成形したものである。この凹型補強材４ａは通常、開口
部側を向い合せて互いにかみ合うように２層に巻きつけ
られる。内圧補強層４は内部を流れる流体の圧力からプ
ラスチック管３を保護するものである。
ａを短ピッチでらせん巻きして内圧補強層４が設けられ
る。凹型補強材４ａは厚さ３〜６mm程度の鋼条を凹型に
成形したものである。この凹型補強材４ａは通常、開口
部側を向い合せて互いにかみ合うように２層に巻きつけ
られる。内圧補強層４は内部を流れる流体の圧力からプ
ラスチック管３を保護するものである。
【０００４】内圧補強層４の上には、鋼条からなる多数
本の平型補強材５ａを長ピッチでらせん巻きして軸力補
強層５が設けられる。この軸力補強層５は流体輸送管に
かかる張力を受け持つものである。平型補強材５ａは１
層毎に巻き方向を反転させて２層以上の偶数層設けられ
る。これは、らせん巻きされた平型補強材５ａに張力が
加わったときに発生するねじれトルクを打ち消すためで
ある。最外層にはプラスチックの押出成形により防食層
６が設けられる。
本の平型補強材５ａを長ピッチでらせん巻きして軸力補
強層５が設けられる。この軸力補強層５は流体輸送管に
かかる張力を受け持つものである。平型補強材５ａは１
層毎に巻き方向を反転させて２層以上の偶数層設けられ
る。これは、らせん巻きされた平型補強材５ａに張力が
加わったときに発生するねじれトルクを打ち消すためで
ある。最外層にはプラスチックの押出成形により防食層
６が設けられる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】最近、可撓性流体輸送
管の深海への適用が増加する傾向にあり、それに伴い流
体輸送管の軽量化が重要な課題となってきている。その
理由は、流体輸送管の自重が大きいと、海中に懸垂され
た流体輸送管の自重を保持するために軸力補強層の断面
積を大きくする必要があるが、軸力補強層の断面積を大
きくすると流体輸送管の自重が大きくなるというジレン
マがあり、簡単には軽量化ができないからである。この
ようなことから従来の標準構造の流体輸送管では水深 4
00ｍ程度までが限度である。
管の深海への適用が増加する傾向にあり、それに伴い流
体輸送管の軽量化が重要な課題となってきている。その
理由は、流体輸送管の自重が大きいと、海中に懸垂され
た流体輸送管の自重を保持するために軸力補強層の断面
積を大きくする必要があるが、軸力補強層の断面積を大
きくすると流体輸送管の自重が大きくなるというジレン
マがあり、簡単には軽量化ができないからである。この
ようなことから従来の標準構造の流体輸送管では水深 4
00ｍ程度までが限度である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】図３は可撓性流体輸送管
の敷設時に、可撓性流体輸送管の上端に発生する自重と
波浪による変動応力を計算して、従来構造の可撓性流体
輸送管に要求される重量軽減率を水深に対して求めた結
果を示す。この結果は例えば従来より約10％重量を軽減
すれば水深 700ｍ程度まで使用可能となり、30数％重量
を軽減すれば水深1000ｍ程度まで使用可能となることを
示している。
の敷設時に、可撓性流体輸送管の上端に発生する自重と
波浪による変動応力を計算して、従来構造の可撓性流体
輸送管に要求される重量軽減率を水深に対して求めた結
果を示す。この結果は例えば従来より約10％重量を軽減
すれば水深 700ｍ程度まで使用可能となり、30数％重量
を軽減すれば水深1000ｍ程度まで使用可能となることを
示している。
【０００７】可撓性流体輸送管の重量を軽減するために
は、平型補強材および凹型補強材の比強度、すなわち単
位断面積あたりの破断強度および降伏強度を大きくし
て、軸方向補強層および内圧補強層の重量を軽減するこ
とが最も効果的である。平型補強材および凹型補強材に
は炭素鋼を使用しているので、その比強度を向上させる
ためには炭素含有率を増やすことが有効である（従来材
の炭素含有率は 0.4％）。しかし炭素鋼は炭素含有率を
増やすと脆性が顕著になり、プラスチック管への巻付け
の際、ミクロクラックが発生して補強材としては役立た
なくなる。
は、平型補強材および凹型補強材の比強度、すなわち単
位断面積あたりの破断強度および降伏強度を大きくし
て、軸方向補強層および内圧補強層の重量を軽減するこ
とが最も効果的である。平型補強材および凹型補強材に
は炭素鋼を使用しているので、その比強度を向上させる
ためには炭素含有率を増やすことが有効である（従来材
の炭素含有率は 0.4％）。しかし炭素鋼は炭素含有率を
増やすと脆性が顕著になり、プラスチック管への巻付け
の際、ミクロクラックが発生して補強材としては役立た
なくなる。
【０００８】一方、平型補強材の比強度は断面の偏平度
にも依存するというやっかいな問題がある。すなわち平
型補強材は幅に対して厚さが小さくなりすぎると強度が
大きく低下する傾向がある。このため平型補強材に比強
度の高い材料を使用しても、軽量化のためその厚さを薄
くしたのでは、所望の強度が得られなくなる。
にも依存するというやっかいな問題がある。すなわち平
型補強材は幅に対して厚さが小さくなりすぎると強度が
大きく低下する傾向がある。このため平型補強材に比強
度の高い材料を使用しても、軽量化のためその厚さを薄
くしたのでは、所望の強度が得られなくなる。
【０００９】本発明は、以上のような検討結果に基づい
てなされたもので、その構成は、プラスチック管の外側
に、凹型補強材を短ピッチでらせん巻きした内圧補強層
と、平型補強材を長ピッチでらせん巻きした軸力補強層
とを有する可撓性流体輸送管において、前記凹型補強材
および平型補強材のうち少なくとも平型補強材には炭素
含有率 0.6〜0.8 ％の炭素鋼よりなる条材を用い、かつ
軸力補強層には平型補強材１本または複数本おきに等価
比重1.0 以下の軽量平型材を介在させたことを特徴とす
る。
てなされたもので、その構成は、プラスチック管の外側
に、凹型補強材を短ピッチでらせん巻きした内圧補強層
と、平型補強材を長ピッチでらせん巻きした軸力補強層
とを有する可撓性流体輸送管において、前記凹型補強材
および平型補強材のうち少なくとも平型補強材には炭素
含有率 0.6〜0.8 ％の炭素鋼よりなる条材を用い、かつ
軸力補強層には平型補強材１本または複数本おきに等価
比重1.0 以下の軽量平型材を介在させたことを特徴とす
る。
【００１０】
【作用】本発明において、炭素含有率 0.6〜0.8 ％の炭
素鋼よりなる条材を使用するのは、炭素含有率がこの範
囲のものは、平型補強材および凹型補強材の重量軽減に
十分寄与できるだけの機械的強度を有し、しかも巻付け
加工性が良好であることが実験的に確かめられたためで
ある。また本発明においては、平型補強材の強度アップ
による断面積の減少分を、厚さの減少分に充当せずに
（強度低下防止）、平型補強材の本数の減少に充当し、
それによって平型補強材間にできる空間を、等価比重1.
0 以下の軽量平型材で埋めることにより、流体輸送管の
軽量化、浮力増大を図ったものである。
素鋼よりなる条材を使用するのは、炭素含有率がこの範
囲のものは、平型補強材および凹型補強材の重量軽減に
十分寄与できるだけの機械的強度を有し、しかも巻付け
加工性が良好であることが実験的に確かめられたためで
ある。また本発明においては、平型補強材の強度アップ
による断面積の減少分を、厚さの減少分に充当せずに
（強度低下防止）、平型補強材の本数の減少に充当し、
それによって平型補強材間にできる空間を、等価比重1.
0 以下の軽量平型材で埋めることにより、流体輸送管の
軽量化、浮力増大を図ったものである。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の実施例を詳細に説明する。平
型補強材および凹型補強材の比強度アップのため、種々
の炭素含有率の鋼条を試作し、強度および巻付け加工性
の点から最適な炭素含有率を調べた。その結果を表１に
示す。
型補強材および凹型補強材の比強度アップのため、種々
の炭素含有率の鋼条を試作し、強度および巻付け加工性
の点から最適な炭素含有率を調べた。その結果を表１に
示す。
【００１２】
【表１】
【００１３】これより明らかなように、降伏応力が十分
大きく、巻付け加工性の点でも問題のない炭素含有率は
0.6〜0.8 ％であることが確認された。
大きく、巻付け加工性の点でも問題のない炭素含有率は
0.6〜0.8 ％であることが確認された。
【００１４】一方、図４は直径８〜15mmφの一般的な炭
素鋼材をダイスで断面長方形に成形した平型補強材の、
偏平度（幅ｗ／厚さｔ）に対する降伏応力の変化を示
す。これから分かるように偏平度が４〜５倍以上になる
と比強度が著しく低下する。平型補強材の幅は、巻付け
成形性や巻付け機のボビン数の制限などから、外径 100
mmφのプラスチック管の場合で10mm以上となるため、平
型補強材の厚さは最低でも２mm以上は必要である。なお
プラスチック管の外径と平型補強材の幅および厚さとの
関係はほぼ相似と考えてよい。
素鋼材をダイスで断面長方形に成形した平型補強材の、
偏平度（幅ｗ／厚さｔ）に対する降伏応力の変化を示
す。これから分かるように偏平度が４〜５倍以上になる
と比強度が著しく低下する。平型補強材の幅は、巻付け
成形性や巻付け機のボビン数の制限などから、外径 100
mmφのプラスチック管の場合で10mm以上となるため、平
型補強材の厚さは最低でも２mm以上は必要である。なお
プラスチック管の外径と平型補強材の幅および厚さとの
関係はほぼ相似と考えてよい。
【００１５】炭素含有率 0.6〜0.8 ％の鋼条を用いる
と、表１より明らかなように従来の鋼条（炭素含有率0.
4 ％）にくらべ比強度が50％近く向上するので、その
分、平型補強材の断面積を減じることができる。しかし
この減少分を、平型補強材の厚さの低減に向けたのでは
図４で説明したように強度低下で効果が相殺されてしま
う。そこで断面積の減少分は平型補強材の本数の低減に
充当し、それによって平型補強材間に生じる空間は、出
来るだけ軽量で鋼材に対する耐摩耗性がすぐれた軽量平
型材で埋めて、流体輸送管の軽量化を図る方が効果的で
ある。
と、表１より明らかなように従来の鋼条（炭素含有率0.
4 ％）にくらべ比強度が50％近く向上するので、その
分、平型補強材の断面積を減じることができる。しかし
この減少分を、平型補強材の厚さの低減に向けたのでは
図４で説明したように強度低下で効果が相殺されてしま
う。そこで断面積の減少分は平型補強材の本数の低減に
充当し、それによって平型補強材間に生じる空間は、出
来るだけ軽量で鋼材に対する耐摩耗性がすぐれた軽量平
型材で埋めて、流体輸送管の軽量化を図る方が効果的で
ある。
【００１６】図１はこのような考え方に基づく本発明の
可撓性流体輸送管の一実施例を示す。図１において図５
と同一部分には同一符号を付してある。すなわち、１は
ステンレス製のインターロック管、２はテープ巻き層、
３はプラスチック管、４は凹型補強材４ａの短ピッチ巻
きによる内圧補強層、５は平型補強材５ａの長ピッチ巻
きによる軸力補強層、６は防食層である。
可撓性流体輸送管の一実施例を示す。図１において図５
と同一部分には同一符号を付してある。すなわち、１は
ステンレス製のインターロック管、２はテープ巻き層、
３はプラスチック管、４は凹型補強材４ａの短ピッチ巻
きによる内圧補強層、５は平型補強材５ａの長ピッチ巻
きによる軸力補強層、６は防食層である。
【００１７】この流体輸送管は、平型補強材５ａに炭素
含有率 0.6〜0.8 ％の高強度の鋼条を用いたことによ
り、平型補強材５ａの本数を従来より減らし、それによ
って生じた空間に軽量平型材７を介在させたものであ
る。図示の例では、２本の平型補強材５ａと１本の軽量
平型材７を周方向に交互に配列することにより軸力補強
層５が構成されている。
含有率 0.6〜0.8 ％の高強度の鋼条を用いたことによ
り、平型補強材５ａの本数を従来より減らし、それによ
って生じた空間に軽量平型材７を介在させたものであ
る。図示の例では、２本の平型補強材５ａと１本の軽量
平型材７を周方向に交互に配列することにより軸力補強
層５が構成されている。
【００１８】軽量平型材７の材質としては、ポリエチレ
ン、ポリプロピレン、ポリカーボネートのような比重１
以下の軽量なプラスチックを使用することができる。ま
た軽量平型材７の材質として比重が１より大きい繊維強
化プラスチック等を使用する場合は、図２に示すように
内部を中空にして等価比重を１以下とすればよい。軽量
平型材７の等価比重を１以下とすれば、軸力補強層５の
重量は従来の約１／３に減らすことができる。
ン、ポリプロピレン、ポリカーボネートのような比重１
以下の軽量なプラスチックを使用することができる。ま
た軽量平型材７の材質として比重が１より大きい繊維強
化プラスチック等を使用する場合は、図２に示すように
内部を中空にして等価比重を１以下とすればよい。軽量
平型材７の等価比重を１以下とすれば、軸力補強層５の
重量は従来の約１／３に減らすことができる。
【００１９】従来の流体輸送管の総重量に占める軸力補
強層の重量の割合は約40％であるから、この軸力補強層
の重量が、平型補強材の比強度アップと軽量平型材の介
在により約33％軽減されたとすれば、流体輸送管全体の
重量軽減率は40％×33％＝13％となる。従来より13％重
量が軽減されれば、図３より水深約 750ｍまで使用可能
となる。
強層の重量の割合は約40％であるから、この軸力補強層
の重量が、平型補強材の比強度アップと軽量平型材の介
在により約33％軽減されたとすれば、流体輸送管全体の
重量軽減率は40％×33％＝13％となる。従来より13％重
量が軽減されれば、図３より水深約 750ｍまで使用可能
となる。
【００２０】以上は、軸力補強層の平型補強材５ａにの
み炭素含有率 0.6〜0.8 ％の鋼条を使用し、内圧補強層
の凹型補強材４ａには従来の鋼条を使用した場合である
が、凹型補強材４ａにも炭素含有率 0.6〜0.8 ％の鋼条
を使用すれば、流体輸送管全体の重量軽減率はさらに向
上する。凹型補強材４ａの偏平度は従来から２〜2.5倍
で、平型補強材５ａに比べより正方形に近い形状が採用
されているので、比強度のアップ分はそのまま厚さの低
減に向けることができる。
み炭素含有率 0.6〜0.8 ％の鋼条を使用し、内圧補強層
の凹型補強材４ａには従来の鋼条を使用した場合である
が、凹型補強材４ａにも炭素含有率 0.6〜0.8 ％の鋼条
を使用すれば、流体輸送管全体の重量軽減率はさらに向
上する。凹型補強材４ａの偏平度は従来から２〜2.5倍
で、平型補強材５ａに比べより正方形に近い形状が採用
されているので、比強度のアップ分はそのまま厚さの低
減に向けることができる。
【００２１】従来の流体輸送管の総重量に占める内圧補
強層の重量の割合は軸力補強層と同じく約40％であるか
ら、この内圧補強層の重量が、凹型補強材の比強度アッ
プにより約50％軽減されたとすれば、流体輸送管全体の
重量軽減率は、40％×50％＝20％（内圧補強層分）に前
記軸力補強層分13％を加えて、約33％となる。従来より
33％重量が軽減されれば、図３より水深約1000ｍまで使
用可能となる。
強層の重量の割合は軸力補強層と同じく約40％であるか
ら、この内圧補強層の重量が、凹型補強材の比強度アッ
プにより約50％軽減されたとすれば、流体輸送管全体の
重量軽減率は、40％×50％＝20％（内圧補強層分）に前
記軸力補強層分13％を加えて、約33％となる。従来より
33％重量が軽減されれば、図３より水深約1000ｍまで使
用可能となる。
【００２２】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、可
撓性流体輸送管を軽量化できるので、従来よりさらに深
い海での可撓性流体輸送管の使用が可能となる。
撓性流体輸送管を軽量化できるので、従来よりさらに深
い海での可撓性流体輸送管の使用が可能となる。
【図１】 本発明に係る可撓性流体輸送管の一実施例を
示す横断面図。
示す横断面図。
【図２】 本発明の可撓性流体輸送管に使用される軽量
平型材の一例を示す横断面図。
平型材の一例を示す横断面図。
【図３】 可撓性流体輸送管の重量軽減率と使用可能な
水深との関係を示すグラフ。
水深との関係を示すグラフ。
【図４】 平型補強材の偏平度と比強度低下率との関係
を示すグラフ。
を示すグラフ。
【図５】 従来の可撓性流体輸送管の構造を示す縦断面
図。
図。
１：インターロック管 ２：テープ巻き総 ３：プラスチック管 ４：内圧補強層 ４ａ：凹型補強材 ５：軸力補強層 ５ａ：平型補強材 ６：防食層 ７：軽量平型材
Claims (1)
- 【請求項１】プラスチック管の外側に、凹型補強材を短
ピッチでらせん巻きした内圧補強層と、平型補強材を長
ピッチでらせん巻きした軸力補強層とを有する可撓性流
体輸送管において、前記凹型補強材および平型補強材の
うち少なくとも平型補強材には炭素含有率 0.6〜0.8 ％
の炭素鋼よりなる条材を用い、かつ軸力補強層には平型
補強材１本または複数本おきに等価比重1.0 以下の軽量
平型材を介在させたことを特徴とする可撓性流体輸送
管。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34101993A JP3228386B2 (ja) | 1993-12-10 | 1993-12-10 | 可撓性流体輸送管 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34101993A JP3228386B2 (ja) | 1993-12-10 | 1993-12-10 | 可撓性流体輸送管 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07156285A true JPH07156285A (ja) | 1995-06-20 |
| JP3228386B2 JP3228386B2 (ja) | 2001-11-12 |
Family
ID=18342470
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34101993A Expired - Fee Related JP3228386B2 (ja) | 1993-12-10 | 1993-12-10 | 可撓性流体輸送管 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3228386B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010209958A (ja) * | 2009-03-09 | 2010-09-24 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 流体輸送用可撓管 |
| WO2011104830A1 (ja) * | 2010-02-24 | 2011-09-01 | 古河電気工業株式会社 | 流体輸送用可撓管 |
| WO2011105216A1 (ja) * | 2010-02-26 | 2011-09-01 | 古河電気工業株式会社 | 流体輸送用可撓管および流体輸送用可撓管の製造方法 |
| WO2011105215A1 (ja) * | 2010-02-26 | 2011-09-01 | 古河電気工業株式会社 | 流体輸送用可撓管および流体輸送用可撓管の製造方法 |
| JP2012013146A (ja) * | 2010-06-30 | 2012-01-19 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 流体輸送用可撓管、二酸化炭素の貯留システム、および二酸化炭素の貯留方法 |
| JPWO2011105428A1 (ja) * | 2010-02-24 | 2013-06-20 | 古河電気工業株式会社 | 流体輸送用可撓管 |
| FR2993955A1 (fr) * | 2012-07-24 | 2014-01-31 | Technip France | Revetement metallique de fils d'armure en acier d'une conduite tubulaire flexible destinee au transport de fluide d'hydrocarbures |
-
1993
- 1993-12-10 JP JP34101993A patent/JP3228386B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| WO2011104830A1 (ja) * | 2010-02-24 | 2011-09-01 | 古河電気工業株式会社 | 流体輸送用可撓管 |
| JPWO2011104830A1 (ja) * | 2010-02-24 | 2013-06-17 | 古河電気工業株式会社 | 流体輸送用可撓管 |
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