JPH0768643A - 設置配管の内張り方法 - Google Patents

設置配管の内張り方法

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JPH0768643A
JPH0768643A JP6131672A JP13167294A JPH0768643A JP H0768643 A JPH0768643 A JP H0768643A JP 6131672 A JP6131672 A JP 6131672A JP 13167294 A JP13167294 A JP 13167294A JP H0768643 A JPH0768643 A JP H0768643A
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lining pipe
upsetting
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    • B29C63/34—Lining or sheathing of internal surfaces using tubular layers or sheathings

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 据え込みダイを用いて、既設配管に引込まれ
る前に内張りパイプの直径を減少させる設置配管（既存
配管）の内張り方法。 【構成】 内張りすべき配管１０の内径よりも大きな外
径を有し且つ記憶保持プラスチック材料で作られた一本
の内張りパイプ７を用意する。内張りすべき配管に間隔
を隔てて取付けられた据え込みダイ３を通して内張りパ
イプを引き、内張りパイプがダイから出た後に内張りパ
イプの外面の半径方向の膨張を抑制する部分的な張力が
引張り装置によって加えられ、内張りパイプは、外径が
設置配管の内径寸法よりも小さい寸法に減少し且つ／又
は維持された状態で、設置配管内に引き込まれ、しかる
後、張力の解放によって設置配管内で膨張し、普通の大
気圧および配管の周囲温度において記憶により引き起こ
される膨張を生じさせる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は既設配管を内張りする方
法および装置に関する。本発明をガス、油および水の供
給配管に関連して説明するが、本発明の方法があらゆる
種類の配管に適用できるものであることを認識できよ
う。
【０００２】
【従来の技術】設置したパイプ（パイプは地中に埋設し
たとき、土壌の動きで損傷しやすい）を内張りすると
き、加熱されたプラスチックチューブの内張り（ライ
ナ）をダイを通して引いて直径を減少させ、次いで、一
本の既設パイプ中にライナを引き込むことが知られてい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、据え込みダ
イを用いて、既設配管に引込まれる前に内張りパイプの
直径を減少させる設置配管（既存配管）の内張り方法の
改良を目的とする。なお、“設置した”配管又は設置配
管とは、本発明の目的を実行するために定位置に既に設
置されているパイプを意味し、例えばガス、油、水、下
水用の地中に埋設した配管、油またはガスの精製または
貯蔵設備のような大規模設備の一部を構成する配管、或
いは、地面に置かれ、抗井を精製装置またはポートに連
結する油パイプのように供給源を容器に連結する配管を
意味する。
【０００４】
【課題を解決するための手段】地中に埋設した配管の場
合、かかる方法又は工程が実行されるときに、通常の装
置は内張りすべき一本のパイプの一端の掘削部に隣接す
るウインチを含み、ケーブルまたは同様な可撓性のひも
（ligament) がパイプを通して第２の掘削部まで通さ
れ、ケーブルは、第２掘削部を越えて、プラスチック材
料の内張りパイプの前端に取付けられる。第２掘削部に
隣接して、加熱器および寸法減少ダイを有する加熱圧縮
装置が設けられる。この装置の下流には、パイプを把持
しパイプを装置から引き出し、内張りすべきパイプに向
けて押込むことができる往復動“押込み装置”を設ける
ことができる。本発明によれば、設置された配管を内張
りする方法において、内張りすべき配管の内径よりも大
きな外径を有し且つ記憶保持プラスチック材料で作られ
た一本の内張りパイプを用意し、内張りパイプの先端に
取付けられ且つ前記設置配管に通された張力下の引張り
装置を使用し、前記設置配管に間隔を隔てて取付けられ
た据え込みダイを通して内張りパイプを引き、内張りパ
イプの外径を減少させ、内張りパイプが前記ダイから出
た後に内張りパイプの外面の半径方向の膨張を抑制する
部分的な張力が前記引張り装置によって加えられ、内張
りパイプの外径を前記設置配管の内径寸法よりも小さい
寸法に減少させ且つ／又は維持した状態で内張りパイプ
を前記設置配管内に引き込み、しかる後、前記張力の解
放によって内張りパイプを前記設置配管内で膨張させ、
普通の大気圧および該配管の周囲温度において記憶によ
り引き起こされる膨張を生じさせ、前記ダイと配管との
間の空間内で前記ダイから出る内張りパイプを把持し、
該内張りパイプを前記配管に向けて押し、該配管内に押
し通すことを特徴とする設置配管の内張り方法が提供さ
れる。
【０００５】本発明の或る態様では、内張りパイプは据
え込み操作の前に、３０乃至９０°の温度、好ましく
は、３５乃至６５℃の温度、更に好ましくは、４５乃至
５５℃の温度に加熱される。他の方法としては、または
付加的には、据え込みダイを通る間に内張りパイプを加
熱しても良い。この場合、内張りパイプが据え込みダイ
を通過するのと同時に据え込みダイの内面を加熱する装
置が設けられる。本発明の他の観点によると、据え込み
操作は周囲温度で実行される。周囲温度で据え込みを行
うのに適した内張りパイプの選択は、特に、内張りパイ
プの寸法、そのＳＤＲ比および内張りパイプを作る材料
の特性によって決まる。特定の環境下において、内張り
パイプの周囲温度の据え込みが成功するか否かは、作業
者による試行錯誤によって容易に確認される。本発明
は、その操作の好ましい態様において、据え込みダイが
設けられ、面または面の一部がダイの軸線に対して６度
および３２度の間の角度で傾斜し、軸線に対して３２度
を越える角度をなす部分がなく、しかも、前記傾斜面又
は傾斜面部分は、内張りパイプが該傾斜面又は面部分と
係合する部分と、内張りパイプがダイとの係合を解く部
分との間の軸線方向の距離の少なくとも７０％の軸線方
向長さに亘って延びる。
【０００６】実際に採用された先行技術のパイプ据え込
み方法において用いられたダイは、直径が最小値にまで
減少する傾斜した据え込み面である第１部分と、ダイの
軸線と平行な壁および前記最小値に等しい内径を有する
ダイ内部の軸線方向連続部分である第２部分との２つの
部分から成る。本発明を実行する上で、第１部分の軸線
方向の長さに対する第２部分の軸線方向の長さを減少さ
せるか、或いは、第２部分を省くのが有利であると判っ
た。特に、内張りパイプが傾斜面に係合する部分と、内
張りパイプがダイから出る出口オリフィスとの間の軸線
方向の距離の少なくとも７０％、好ましくは８０％を越
え、有利には８５％を越えた軸線方向の距離に亘って第
１部分が延びるようにダイを構成することによって、内
張りパイプを据え込みするのに要する引張り力が可成り
に減少される。本発明を実行する際、そのようなダイを
用いる結果、ポリエチレンまたは変性ポリエチレンのよ
うな合成炭化水素樹脂の内張りパイプを用いるとき、内
張りパイプは、出口オリフィスから出る際に、（先行技
術における据え込みダイが代表的にはダイの全長の５０
％ほどの長さの第２部分を備えた場合に比べて）ダイに
よる据え込みの程度に対して半径方向の一層大きな膨張
傾向を示す。このような傾向は、引張り力を解放した
際、先行技術のダイを用いたときに生じたであろうもの
よりも引張り力に対して一層大きな割合の半径方向の膨
張を生じさせる。
【０００７】本発明の工程は、引張り力の解放の結果と
してパイプ内の内張りの膨張と、据え込みした内張りパ
イプの記憶により引き起こされる膨張の結果としてのパ
イプ内の内張りパイプの膨張の双方に依存している。前
述のように第１部分の軸線方向の長さに対して第２部分
の長さが減少したダイを用いることによって、引張り力
の解放により生じる膨張を著しく増大させることがで
き、その結果、パイプ内張り操作に対する制御を改良す
ることができる。前述の構成は更に、例えば本出願人の
英国特許出願第８８０６９２６号に記載した形式の“押
込み装置”が用いられる場合に著しい利点を与えると判
った。このような押込み装置の操作に固有のものとし
て、押込み装置が内張りパイプを把持し、内張りすべき
配管に対して内張りパイプを押込むとき、配管の遠い方
の端にある引張り装置（例えばウインチ）が及ぼす引張
り力の一時的な減少が経験される。押込み装置が把持を
解放すると、張力がその初期値に回復する。実際には、
これによって張力の連続的な変動が生じる。この変動に
おける最大張力および最小張力の間の変化が、可能な限
り円滑且つ最小の急速な推移又は運動でもって生じるこ
とが望ましい。
【０００８】先行技術のダイと比較して据え込みの大部
分を行うのに実質的に低い引張力しか要さず、しかも、
ダイオリフィスから出るパイプの部分に大きな“ばね戻
り”（スプリングバック）傾向がある本発明のダイを好
適に使用する結果、変動の大きさが減少し、変動自体が
一層滑らかになることが見出された。引張り力を及ぼす
のに関与する極めて強い力に関連して、この変動の減少
は、安全性および操作効率の双方を著しく改善する。本
発明の方法による単一操作において内張りされるパイプ
の長さは一般に１０メートル以上である。任意の特定の
場合に内張り可能な配管の長さ限界は、配管内の内張り
の移動に対する摩擦抵抗と、配管に挿入した後に直径が
減少した内張りパイプが受ける変形（比較的大きなＳＤ
Ｒ比の大きな直径の内張りパイプに関して起こる問題）
の程度と、内張りパイプが永久的な損傷や伸びを被るか
もしれない内張りパイプの先端に働く張力の限界と、引
張り装置を作動する機構（例えばウインチ）の容量と、
直径及び／又は方向の均一性又は配管内部の均一性とを
含む各種ファクタの組合せによって決まる。任意の特定
の場合に内張りすべき最も適した実用的な長さは、試行
錯誤によって容易に確認できる。本発明の方法による
と、４５０メートル以上の長さの配管を内張りすること
が可能となる。ダイの面の仕上げが、当技術分野で知ら
れた装置で施されてもよい。そのような面の仕上げは、
少なくともＮ７の値より低く、一般にはＮ６の値以下で
あり、好ましくはＮ５の値以下であり、理想的にはＮ４
以下の程度である。
【０００９】ダイ軸線に対して比較的浅いダイの傾斜面
の傾斜角（１２度ないし２９度の範囲内、好ましくは２
０度ないし２５度の範囲内）を有するダイを用いること
が有利であることが見出された。角度の減少は、内張り
パイプの圧縮を行うのに要する引張り荷重の減少を助
け、同時に所定の圧縮程度に対して据え込み面の面積を
増加させる。最適角度は、任意の特定の場合に、一方で
は圧縮をもたらし、他方ではダイ面の面積に生起する大
きな摩擦をもたらすような高荷重による欠点を最少にす
る角度である。ダイの面は、形状が切頭円錐状であるの
が良い。他の例として、ダイの面は、前述の限界範囲内
でダイの軸線に対して可変の傾斜角度を有してもよい。
本発明の方法に従って変形可能な記憶保持材料により作
られた内張りパイプを用いるとき、内張りパイプは、内
張りパイプを構成する材料の記憶作用により、内張りさ
れる配管内で半径方向に膨張する。これは、本発明の顕
著且つ有利な特徴である。内張りパイプの初期直径と、
据え込み操作中の圧縮の程度と、内張りされる配管の内
径に対するダイのオリフィス直径とを適切に選定するこ
とによって、本発明は、周囲温度および配管内の圧力に
てパイプ内張りの記憶誘因膨張により、（張力の解放に
引き続いて）配管に緊密に嵌合した内張りを提供するこ
とができる。配管内のパイプ内張りを膨張させるために
先行技術において設けられた装置、例えば、大気圧より
も大きな内部圧力を加え、内部からパイプ内張りに熱を
加え、または配管への挿入前に直径を初期的に減少させ
るべくパイプ内張りに極めて高い伸び力を初期的に加え
る装置には、依存する必要がない。本発明の方法を実行
するために用いられる正確な操作条件は、任意の特定の
場合において前述した数個のファクタによって決まるも
のであり、パイプの内径、使用の目的（例えば水または
ガスに対して）、パイプ内張りの材料およびパイプ内張
りのＳＤＲに応じて変わり得る。（ＳＤＲは据え込み前
のパイプ内張りの壁の厚さ（壁厚）に対する直径の比を
意味する。）内張りパイプ用の好ましい材料はポリエチ
レンであるが、必要な記憶保持特性を有する他の材料、
例えばポリエチレンと１０炭素原子までの少なくとも１
つのアルファオレフィンとのコポリマーが等しく用いら
れる。据え込みダイを通過中の内張りパイプの直径の減
少は１５％までにするのが良いが、5.０％ないし9.８％
の範囲の減少が好ましい。この減少は、既設パイプを通
して内張りパイプを引張り可能にするようなものである
べきである。この幾分簡単な要件は、既存のパイプの内
部がしばしば正確に形成されていないこと、そして、内
径がパイプの長さに沿って変化し得ること、更には、内
張りパイプの回復の割合が周囲条件およびパイプ材料に
よって変化し得るという事実によって、複雑となる。内
張りパイプの壁厚は、パイプが用いられる用途および既
設パイプの適当な内部密封を形成する要求に応じて、で
きるだけ薄くすべきである。壁厚に対する直径の比は、
好ましくは、１０ないし４６の範囲である。
【００１０】既設パイプを通して内張りパイプを引張る
ために選定される最大張力は内張りパイプの降伏強度の
４５％ないし５５％の範囲内、特に約５０％であるのが
有利である。既設パイプの直径に対するダイのスロート
（入口）直径の比は1.０５：１ないし１．１５：１の範
囲内にあるのが有利である。据え込みダイを通して内張
りパイプを引張るために前記引張り装置が及ぼす張力を
補助するように、往復動押込み装置を用いても良い。
【００１１】
【実施例】本発明を明瞭に理解するために、添付図面を
参照して例示的に本発明の実施例を説明する。第１図を
参照すると、本発明の方法に用いられる内張り装置は、
一端にパイプクランプ２を、他端に据え込みダイ３を組
込んだ支持構造体１を備える。据え込みダイ３はほぼ円
筒状であり、円錐セクション６によって小径のセクショ
ン５に結合した大径のセクション４を有する。据え込み
ダイ３は、ダイ３の軸線に対して６度ないし３２度の間
の角度、有利には１２度ないし２９度の間の角度、好ま
しくは２０度ないし２５度の間の角度で傾斜した磨いた
据え込み面を有する。磨きは少なくともＮ７の値にまで
下げられ、一般的にはＮ６の値にまで下げられ、好まし
くはＮ５の値にまで下げられ、理想的にはＮ４の値の程
度またはそれ以下である。セクション４とセクション５
との直径比は、好ましくは、1.０５：１ないし1.１５：
１の範囲内である。この比の値は、最も普通のパイプに
対するパイプ内径とパイプ内張りとの間の適切な程度の
隙間を提供し、しかも、材料の直径寸法の回復範囲内の
適当な値であると判った。
【００１２】図示の実施例におけるダイ３の本体は中空
であり、電気供給回路９を介して電気が供給される電気
加熱コイル８を収容している。加熱コイル８に対する電
力は、３５℃ないし９５℃の範囲内の温度、好ましくは
約５０℃の温度まで内張りパイプ７を加熱するために供
給し得る。据え込みされた内張りパイプ７は、ダイ３を
離れる際、パイプ７の周囲に配置され且つ熱をパイプ７
から奪う環状熱交換器１２によって冷却される。熱交換
器の媒体は二酸化炭素、空気、水または任意の他の適当
な流体である。パイプクランプ２は既設パイプ１０の自
由端に固定され、既設パイプ１０に連結して引留め（ア
ンカー）を形成し、内張りパイプ７は、この引留めに対
抗して引張られる。パイプクランプ２が連結される支持
構造体１は、形状が環状であっても、或いは、パイプク
ランプ２と据え込みダイ３とを一緒に連結する複数のア
ームから成るものであっても良い。装置の操作におい
て、好ましくは、ポリエチレンまたは他の適切な材料か
らなる一本の内張りパイプ７は、一端にノーズコーンを
形成するように、該一端が留め継ぎされ又は有効に予備
形成され、該端に孔付金属ノーズコーンが取付けられ
る。内張りパイプ７の壁厚に対する直径の比は、好まし
くは１０ないし４６の範囲である。金属ノーズコーンの
穴に対応する穴が、パイプの留め継ぎ部分に穿設され、
留め継ぎ部分を介してケーブルがパイプ７に連結され
る。ケーブルは据え込みダイ３および既設パイプライン
１０に通され、適当に係止されたウインチ等の或る形態
の引張り装置に連結される。電力が供給され、ダイ３を
所要の温度に加熱し、内張りパイプ７の留め継ぎ端がダ
イの上流端に導入される。ケーブルの張力は、内張りパ
イプ７がダイ３を通って移動し、既設パイプライン１０
中に引張り込まれ始めるまで、所要の値（普通は内張り
パイプ７の降伏強度の４５％および５５％の間、特に５
０％）まで増大される。内張りパイプ７は、このように
して既設パイプ１０内に完全に引込まれる。ケーブルは
解放され、パイプ材料の記憶（復元）特性によって、内
張りパイプ７は膨張し、ついには、既設パイプ１０の内
面に接触する。
【００１３】必要に応じて、内張りパイプ７を既設パイ
プ１０に通すのに、内張りパイプ押込み機械が補助的に
使用される。このような構成が、図面の第２図に示され
ている。第２図を参照すると、フレーム２１、油圧シリ
ンダ２２、クランプリング２３および付属品から略構成
される押込み機械が、据え込みダイ３とパイプクランプ
２との間に配置されている。作動において、この押込み
機械は内張りパイプ７を据え込みダイ３を通して引張
り、内張りパイプ３を既設パイプ１０内に押込む。前述
の実施例は例示的に記載されたものであり、多くの変更
が本発明の範囲内で可能である。例えば、本出願人の英
国特許第２１８６３４０号に記載された仕方で、据え込
みダイ延伸手段に入る前に内張りパイプを加熱しても良
い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の方法を実施するための装置の基本構成
を示す断面側面図である。
【図２】押込み装置を備えた図１に示す装置の断面側面
図である。
【符号の説明】
１ 支持構造体 ２ パイプクランプ ３ 据え込みダイ ７ 内張りパイプ ８ 加熱コイル １０ 既設パイプ（既設配管、設置配管） ２１ フレーム ２２ 油圧シリンダ ２３ クランプリング

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 設置された配管を内張りする方法におい
    て、 内張りすべき配管の内径よりも大きな外径を有し且つ記
    憶保持プラスチック材料で作られた一本の内張りパイプ
    を用意し、 内張りパイプの先端に取付けられ且つ前記設置配管に通
    された張力下の引張り装置を使用し、前記設置配管に間
    隔を隔てて取付けられた据え込みダイを通して内張りパ
    イプを引き、内張りパイプの外径を減少させ、内張りパ
    イプが前記ダイから出た後に内張りパイプの外面の半径
    方向の膨張を抑制する部分的な張力が前記引張り装置に
    よって加えられ、 内張りパイプの外径を前記設置配管の内径寸法よりも小
    さい寸法に減少させ且つ／又は維持した状態で内張りパ
    イプを前記設置配管内に引き込み、 しかる後、前記張力の解放によって内張りパイプを前記
    設置配管内で膨張させ、普通の大気圧および該配管の周
    囲温度において記憶により引き起こされる膨張を生じさ
    せ、 前記ダイと配管との間の空間内で前記ダイから出る内張
    りパイプを把持し、該内張りパイプを前記配管に向けて
    押し、該配管内に押し通すことを特徴とする設置配管の
    内張り方法。
  2. 【請求項２】 前記内張りパイプの直径を１５％までだ
    け減少させることを特徴とする請求項１に記載の設置配
    管の内張り方法。
  3. 【請求項３】 前記内張りパイプが前記ダイから出る前
    に該内張りパイプが加熱されるように、前記ダイを加熱
    することを特徴とする請求項１又は２に記載の設置配管
    の内張り方法。
  4. 【請求項４】 前記内張りパイプが前記ダイを出ると
    き、該内張りパイプを前記ダイ及び配管の間の空間で冷
    却することを特徴とする請求項３に記載の設置配管の内
    張り方法。
  5. 【請求項５】 据え込み工程の前に、前記内張りパイプ
    を３０℃から９０℃までの範囲の温度に予め加熱するこ
    とを特徴とする請求項３又は４に記載の設置配管の内張
    り方法。
  6. 【請求項６】 前記内張りパイプを３５℃から６５℃ま
    での範囲の温度に予め加熱することを特徴とする請求項
    ５に記載の設置配管の内張り方法。
  7. 【請求項７】 前記内張りパイプを４５℃から５５℃ま
    での範囲の温度に予め加熱することを特徴とする請求項
    ６に記載の設置配管の内張り方法。
  8. 【請求項８】 熱を供給せず、前記内張りパイプが前記
    ダイを通る間に前記内張りパイプと前記ダイの内面との
    間の摩擦によって生じ得る熱を除き、前記ダイ内で熱を
    発生させずに、周囲温度で前記内張りパイプを前記ダイ
    に引き込むことを特徴とする請求項１又は２に記載の設
    置配管の内張り方法。
  9. 【請求項９】 前記内張りパイプは、ポリエチレン、又
    はエチレンと１０炭素原子までの少なくとも１つのアル
    ファオレフィンとのコポリマーからなることを特徴とす
    る請求項１乃至８のいずれか１項に記載の設置配管の内
    張り方法。
  10. 【請求項１０】 前記設置配管は、地中に埋設され且つ
    少なくとも１０ｍの長さを有することを特徴とする請求
    項１乃至９のいずれか１項に記載の設置配管の内張り方
    法。
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