JPH0777289A

JPH0777289A - 管のインサーション方法

Info

Publication number: JPH0777289A
Application number: JP16096593A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Nishimura; 寛之西村; Masushi Nishino; 益司西野; Masami Suyama; 正美須山; Yoji Mori; 洋司森; Tomoyoshi Nakao; 朋由中尾; Masaya Iwasaki; 雅也岩崎
Original assignee: Mitsui Petrochemical Industries Ltd; Osaka Gas Co Ltd
Current assignee: Mitsui Petrochemical Industries Ltd; Osaka Gas Co Ltd
Priority date: 1993-06-30
Filing date: 1993-06-30
Publication date: 1995-03-20

Abstract

(57)【要約】【目的】多くの曲がり部を備える既設管に対しても適
応可能で、新設管が独立に導管としての機能を果たしえ
る樹脂管のインサーション方法を得る。【構成】樹脂管１の本体部２を架橋度６５％以上のポ
リエチレンで形成し、樹脂管１を、温度上昇に伴って引
っ張り応力が急激に減少する疑似融点以上の第一温度で
縮径した後、昇温に伴って樹脂材料が形状回復する形状
回復温度未満の温度まで冷却し、縮径状態でフィルムチ
ューブ１０で被覆して形状安定させる形状記憶段階と、
形状回復温度未満の第二温度まで縮径状態の樹脂管１を
加熱して、フィルムチューブ１０で形状回復を抑制しな
がら樹脂管１を軟化状態で既設管４内に挿入する挿入段
階と、挿入操作の後、樹脂管１を形状回復温度以上に加
熱して、フィルムチューブ１０を溶融もしくは破壊もし
くは拡径させて、樹脂管１を縮径前の形状に回復する形
状回復段階から、インサーション工程を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、既設管内に樹脂管を挿
入して、管を新設する管のインサーション方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のインサーション技術とし
ては、既設管内に既設管と同径以下のポリエチレンパイ
プを強制的に引き込む方法やポリエチレンパイプを予め
管軸方向に延伸させて縮径させたパイプを引き込み後加
熱させて形状復元させる方法が知られている。一方、所
定の形状に成型したポリエチレン管を形状記憶状態で径
方向に縮径し、一担縮径状態で冷却して形状安定させた
後、この状態の樹脂管を加熱により軟化させ、軟化状態
の樹脂管を耐熱フィルムチューブで覆いながら既設管内
に挿入操作し、この挿入操作の後、前述の耐熱フィルム
チューブを引き抜きながら樹脂管を昇温して形状回復さ
せる工法が知られている（特開平３−４７７３１）。そ
して、一般にこれらの工法は既設管を補強する目的のも
のであり、樹脂管は比較的、肉厚の薄いものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術には、以
下のような欠点があった。第一の工法においては、新設
管を強制的に引き込むこととなるため、既設管として曲
がり部を有するような管には適応しにくく、さらに、新
設管の外表面を傷付ける等の問題がある。第二の工法に
おいては予め管軸方向に延伸させておくため、既設管に
複数の曲がり部が存在すると、形状復元時にこれらの部
位が復元時の拘束部位をなりやすく新設管に残留応力が
残りやすく、ストレスクラッキングの原因になりやす
い。さらに、第三の工法においては、樹脂管の形状回復
段階で耐熱フィルムチューブを引き抜く操作が必要とな
り、操作手順が複雑になるとともに、装置構成も複雑と
なる。さらに、前述のように、本来、これらの工法の目
的が既設管の補強にあるため、樹脂管自体が単独に導管
としての役割をはたすことが可能な比較的肉厚のもの
で、例えば加熱等の操作により樹脂管が自動的に形状回
復するものは得られていない。

【０００４】そこで本発明の目的は、多くの曲がり部を
備える既設管に対しても適応可能であるとともに、新設
管が独立に導管としての機能を果たしえる樹脂管のイン
サーション方法を得ることにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
の本発明による樹脂管のインサーション方法の特徴手段
は、予め樹脂管の本体部を架橋度６５％以上のポリエチ
レンからなる樹脂材料で形成し、樹脂管を、温度上昇に
伴って引っ張り応力が急激に減少する疑似融点以上で疑
似融点近傍の第一温度で縮径した後、昇温に伴って樹脂
材料が形状回復する形状回復温度未満の温度まで冷却
し、縮径状態でフィルムチューブで被覆して形状安定さ
せる形状記憶段階と、樹脂材料が軟化する温度である軟
化温度以上で形状回復温度近傍の第二温度まで縮径状態
の樹脂管を加熱して、フィルムチューブで形状回復を抑
制しながら樹脂管を軟化状態で既設管内に挿入する挿入
段階と、挿入操作の後、樹脂管を形状回復温度以上に加
熱して、フィルムチューブを溶融もしくは破壊もしくは
拡径させて、樹脂管を縮径前の形状に回復する形状回復
段階から構成してあることにあり、その作用・効果は次
の通りである。

【０００６】

【作用】つまり、本願においては、樹脂管として架橋度
が６５％以上のポリエチレン材料が採用される。従っ
て、肉厚の樹脂管を対象とする場合においても充分な形
状回復能を備え、復径後もクリープ変形が起こりにく
く、既設管の補強用ではなくそれ自体が導管として使用
できる配管を得られるようになった。さらに、形状記憶
段階で疑似融点以上の温度を選択することにより、挿入
操作時の第二温度を軟化度の比較的高い温度に選択でき
るようになり、さらに、縮径樹脂管をフィルムチューブ
で被覆するため、このチューブの復元抑止能より縮径樹
脂管のみを挿入する場合よりもさらに高い温度で既設管
への挿入作業を進められるようになった。即ち、軟化度
の高い状態で挿入操作がおこなえるため、樹脂管の牽引
力を低くできるとともに、樹脂管に引っ張り等の不要な
力を与えることなく作業を進めることができ、残留応力
等が残らずストレスクラッキングの問題等を起こし難く
できる。さらに、挿入操作にあたって、縮径樹脂管はフ
ィルムチューブで被覆されているため、管外面にスリ
傷、引っ張りによる軸方向の伸び等を防止できる。ここ
で、樹脂管の第二温度への加熱において、縮径樹脂管と
フィルムチューブの間に、フィルムチューブが縮径樹脂
管の復元作用を拘束できる温度の温風を流し、縮径樹脂
管を軟化状態にして既設管に引き込むようにすると、挿
入時、既設管全体を加熱する必要がなく経済的に作業を
進めることができる。そして、前述の工程において挿入
を終了した後は、樹脂管を再加熱して、形状回復させ
る。このとき、フィルムチューブは、樹脂管の温度によ
り、溶融したり、内部からの圧力により破壊されたり、
拡径されたりする。本願の場合は、上述のポリエチレン
材料の架橋度の選択により、この管が大きな形状回復力
を備えることとなっているため、この点からもフィルム
チューブの破壊、拡径は容易となっている。

【０００７】

【発明の効果】従って、本願の方法を採用することによ
り、既設管と同等以上の信頼性の高い樹脂管を掘削せず
低コストで新設できるようになった。また、従来のイン
サーション工法に比べ装置の小型化、作業スペースの縮
小、作業時間の短縮、信頼性の高い導管材料を新設でき
るようになった。さらに、本願の特徴的な利点として以
下のようなことが言える。即ち、樹脂管は疑似融点以上
で成型するため、軽微な応力で折り畳み縮径ができ、残
留応力、局所歪み、永久歪みが残りにくい導管材料が提
供できる。また、引き込み温度が高くできそのため軟化
度が高く、曲管部の多い既設管内への引き込み提供が小
さくできるようになり、牽引機能力を小さくでき、小型
で安価な設備になった。また、引き込み不良などが防止
できる。

【０００８】

【実施例】本願の実施例を図面に基づいて説明する。図
１、図２には樹脂管の挿入操作の状況が示されている。
本願において樹脂管１としては、形状回復後、既設管４
と同等以上の仕様を有する架橋度６５％以上のポリエチ
レン管（ＪＩＳＫ６７７４相当品）が使用される。この
樹脂管１は、図４に示すように、架橋度６５％以上のポ
リエチレンよりなる本体部２に、前記本体部２の外側に
非架橋のポリエチレンよりなる被覆層３を一体形成して
構成されている。被覆層３は、他の樹脂管（図外）との
連結の用に供されるものであり、新設した樹脂管同士
は、非架橋材で構成されるエレクトロフュージョン継手
（図外）によって融着接合される。

【０００９】管の挿入手順の概略を説明すると、この挿
入方法は、形状記憶操作及び縮径操作がおこなわれる形
状記憶過程と、樹脂管１をフィルムチューブ１０で被覆
した状態で既設管４内に挿入する挿入過程と、樹脂管１
を既設管４内で形状回復させる形状回復過程との３過程
から構成される。これらの過程の状況が図１、図２に示
されている。図１は、樹脂管１を形状記憶させながら縮
径するとともに、既設管４に樹脂管１を挿入操作する場
合の準備状況が、さらに図２（イ）には、フィルムチュ
ーブ１０による樹脂管１の被覆をおこなうとともに、挿
入している状況が示され、図２（ロ）には挿入完了後
に、樹脂管１内に加熱加圧水蒸気５を供給して、樹脂管
１の形状回復操作（復径操作）をしている状況が示され
ている。この時、フィルムチューブ１０が溶融する。図
１に示す挿入操作にあたっては、独特の樹脂管挿入治具
６が使用され、樹脂管１がこの挿入治具６により図４
（ニ）に示す所定の折り畳み状態とされ、既設管４内に
挿入される。

【００１０】以下、樹脂管１の挿入操作手順を順を追っ
て説明する。１工場製造段階樹脂管１は、既設管４との関係で所定断面積（実施例の
場合は、断面が円形で既設管４に内嵌できる程度の径を
有するもので、樹脂管１の肉厚は３ｍｍ以上で基本外径
の９〜１５％のもの）を備えた形状に成形される。この
作業の後、樹脂管１は図４（ロ）に示すような偏平な形
状に成型され、ロール状に巻き取られて図１に示される
ような移送容易な成型形状とされて、現場に輸送され
る。実施の樹脂管諸要件樹脂管１（５ｍロール管）架橋度６５％のポリエチレン管（ＪＩＳ６７７４相当
品、呼び径５０、外径６０ｍｍ）現場の作業時、１１０℃の恒温槽で保温

【００１１】２現場での挿入操作先ず、現場での挿入操作時に使用される図３に示す樹脂
管挿入治具６について説明する。この挿入治具６は、図
３に示すように夫々独立に温度設定自在な縮径成型管部
６ａと冷却管部６ｂとを記載順に連結して備えて構成さ
れている。そして、縮径成型管部６ａが、樹脂管１を縮
径前形状で挿入可能な第一形状の入口部６ｃと樹脂管１
を既設管４へ挿入操作される場合に採るべき形状とする
第二形状の出口部６ｄとを有し、入口部６ｃと出口部６
ｄとの間の断面形状が入口部６ｃの第一形状から出口部
６ｄの第二形状まで連続的に変化されて形成されてい
る。又、冷却管部６ｂは、その断面形状が前記第二形状
に形成されている。ここで、図４（イ）（ロ）（ハ）
（ニ）に示すように、樹脂管挿入治具６における第一形
状は概円形であるとともに、縮径成型管部６ａによる樹
脂管１の成型過程は、概円筒形の樹脂管を偏平に成型し
た後、成型された偏平成型体を樹脂管１の軸方向に沿っ
た軸Ｄ周りに巻き取り操作するものとなっている。そし
て、図示するように縮径成型管部６ａと冷却管部６ｂに
対応して加熱ヒータ７ａ、７ｂが夫々備えられるととも
に、所定部に治具内での樹脂管の移動をスムーズにする
ための複数のローラ８が備えられている。

【００１２】上記の樹脂管挿入治具６を使用した形状記
憶、挿入操作の作業状況について説明する。作業にあた
っては、樹脂管挿入治具６において、縮径成型管部６ａ
を、温度上昇に伴って引っ張り応力が急激に減少するポ
リエチレン材料の疑似融点（図５に温度領域Ａで示す）
以上で疑似融点近傍の第一温度（実施例１４０℃）に維
持するとともに、冷却管部６ｂの温度を昇温に伴ってポ
リエチレン材料が形状回復する形状回復温度未満の温度
にして、樹脂管１を冷却して形状安定させて、樹脂管１
を樹脂管挿入治具６により既設管４内に挿入可能な状態
とする。即ち、この状態を樹脂管側から説明すると、樹
脂管１は第一温度で成型・縮径された後、冷却され、縮
径状態で形状安定させられて、樹脂管挿入治具６から送
り出される。そして、軟化、縮径・折り畳み状態の樹脂
管１が牽引機（図外）で引き込まれ前記既設管４に挿入
される。さらに、この段階において、樹脂管１は、図２
（イ）に示すように既設管４の入口部に備えられている
ポリプロピレンとポリエチレンの共重合材料（溶融温度
がポリエチレン単相のものより高い）から構成されるフ
ィルムチューブ（厚さ０．１ｍｍ）１０で被覆されて、
既設管４内に送り込まれる。このフィルムチューブ１０
は既設管４内への挿入操作において、樹脂管１の形状回
復を抑制するとともに、既設管４の曲がり部等における
外面の傷つきを回避し、樹脂管１に管軸方向の応力が掛
かるのを抑制する。さて、この作業にあたっては、樹脂
管１の温度は、昇温に伴ってポリエチレン材料が形状回
復する形状回復温度近傍の温度である第二温度（実施例
１００〜１１０℃）に維持される。即ち、引き込み時点
においては、フィルムチューブ１０内がスチームなどの
手段により縮径形状記憶状態の樹脂管１が軟化状態で最
終点まで引き込める最低温度以上に維持される。ここ
で、このスチームの温度は、フィルムチューブ１０の樹
脂管１に対する拡径回復抑制能の分だけ、フィルムチュ
ーブを使用しない場合より高く設定できる。さて、前述
の第一温度としては、疑似融点以上の温度が選択される
こととなるが、図５に示すように、架橋度（図上数値で
示す）をパラメータとしたポリエチレン管の温度に対す
る引っ張り応力の変化の状況を参照すると、架橋度が比
較的高いポリエチレンは、第一温度までの昇温に対して
も完全な塑性流動状態を起こすことはなく比較的高い保
型状態が保たれることがわかる。実施例挿入操作諸要件樹脂管挿入治具６縮径成型管部６ａ加熱ヒータ７ａにより１４０℃に設定した状態で、樹脂
管１を治具内に引き込みながら連続折り畳み縮径冷却管部６ｂ出口温度を１００〜１１０℃に設定した状態で、縮径成
型管部６ａより送り出されてくる樹脂管１を縮径状態の
まま形状保持既設管（ＳＧＰ呼び６５、内径６７．９９ｍｍ，４５°
エルボ２曲がり）フィルムチューブ１０内状況予め１１５℃の温風を常時吹き込み

【００１３】形状回復操作挿入操作を完了した後、図２（ロ）に示されるように樹
脂管１を昇温して形状回復させる。即ち、樹脂管１内に
１ｋｇ／ｃｍ²、１４０℃の加圧水蒸気を供給すること
により、縮径前の状態に復元する。この場合、水蒸気に
よる熱の供給だけでなく、同時に内方からの加圧も行
え、より樹脂管１の復径が容易になる。この時、前述の
フィルムチューブ１０は、樹脂管１の復元とともに溶融
する。

【００１４】実施例形状回復諸要件温風温度を１４０℃に上げて吹き込み、樹脂管１を既設
管４内で形状回復（曲がり部などで形状回復できない場
合は、１２０℃以下で加圧拡大後、温風を１４０℃に上
げて吹き込む。）以上の操作において、樹脂管１が既設管に良く内嵌した
良好な状態の導管が得られた。この様な工程で復径した
樹脂管１は、縮径する際に、疑似融点以上の温度で縮径
させてあるため、収縮したり体積変化したりすることが
なく、既設管４の曲がり部分に引っ張り応力が残った
り、歪が残ったり、極端な場合には樹脂管１が切断され
るなどの悪影響が無い。また、形状記憶性がよいので、
既設管４の内径に密着させ易く、既設管４の内径と挿入
後の管の内径とに大きな差を生じることなく、確実に既
設管４内に樹脂管１の流路を新設することが出来る。

【００１５】また、図６及び図７にポリエチレン管のク
リープ特性を示す図を示す。図６は、架橋度を変化させ
たときの１時間、１０時間、１００時間でのクリープ変
形量（変位量）を示す図で、図７は、様々な架橋度のポ
リエチレン管について引っ張り力をかける時間とクリー
プ変形量との関係を示す図である。架橋度が６５％程度
以上のポリエチレン管においてはクリープ変形が少ない
ことが示され、高い復元性及び保型性が得られることが
分かる。尚、クリープ特性は、９０℃において、１ｍｍ
ｔのポリエチレンシートに、５０ｋｇｆ／ｃｍ²の引っ
張り力をかけて試験を行った結果として表したものであ
る。

【００１６】〔別実施例〕第一温度、第二温度について
は、上述の実施例の温度に限られるものではなく、第一
温度としては温度上昇に伴って引っ張り応力が急激に減
少する疑似融点以上で疑似融点近傍の温度、第二温度と
しては樹脂材料が軟化する温度である軟化温度以上で前
記形状回復温度近傍の温度であればいかなる温度でもよ
い。このような温度範囲は、以下のようになる。第一温度１１０〜１４０℃ 第二温度８０〜１１０℃

【００１７】また、第一温度、第二温度に樹脂管を加熱
する場合においても加熱方法は特定されるものではな
く、樹脂管が使用不可能な状態に変性しない方法であれ
ばよく、水蒸気加熱、空気加熱等を用いることも考えら
れる。

【００１８】さらに、挿入方法についても、任意のもの
が選択できる。

【００１９】さらに、上記の実施例においては、フィル
ムチューブが溶融により既設管に対する復元抑制能を失
う例を示したが、フィルムチューブの厚みを調節するこ
とにより、縮径状態の既設管内に圧力をかけて形状復元
される場合に、フィルムチューブを破壊するものとして
おいてもよい。さらに、この場合、温風と圧力との併用
としてもよい。また、フィルムチューブを比較的高温状
態で延性のある材料を形成しておき、形状回復時に径方
向に拡大させてもよい。この場合は、フィルムチューブ
を非架橋ポリエチレンで形成しておくと、この層を他の
管との熱融着接合部として構成できる。さらに、フィル
ムチューブにミシン目等を入れておいてもよい。

【００２０】さらに、上記の実施例においては、フィル
ムチューブをポリプロピレンとポリエチレンとの共重合
体のチューブで構成し、第一温度と形状回復段階に於け
る加熱温度とを非架橋ポリエチレンの溶融点以上の温度
に選択して、フィルム側の軟化を遅らせるため、形状回
復抑止能を充分に果たすことができるものとしたが、こ
の場合は、フィルムチューブをポリプロピレン単相とし
てもよい。一方、フィルムチューブとして非架橋のポリ
エチレンチューブを採用する場合は、挿入段階における
縮径状態の樹脂管を第二温度に経済的に保温維持でき
る。

【００２１】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にするために符号を記すが、該記入により本発明は
添付図面の構成に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の管の挿入方法の作業手順を示す図

【図２】本発明の管の挿入方法の作業手順を示す図

【図３】挿入治具の構成を示す図

【図４】挿入治具の各部位に於ける管の断面形状を示す
図

【図５】非架橋ポリエチレン、架橋ポリエチレンの温度
−引っ張り応力特性を示す図

【図６】非架橋ポリエチレン、架橋ポリエチレンのクリ
ープ特性を示す図

【図７】非架橋ポリエチレン、架橋ポリエチレンのクリ
ープ特性を示す図

【符号の説明】

１樹脂管２本体部４既設管１０フィルムチューブ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者須山正美大阪府大阪市中央区平野町四丁目１番２号大阪瓦斯株式会社内 (72)発明者森洋司大阪府大阪市中央区平野町四丁目１番２号大阪瓦斯株式会社内 (72)発明者中尾朋由大阪府大阪市中央区平野町四丁目１番２号大阪瓦斯株式会社内 (72)発明者岩崎雅也山口県玖珂郡和木町和木六丁目一番二号三井石油化学工業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】既設管（４）内に樹脂管（１）を挿入し
て新設する管のインサーション方法であって、予め前記樹脂管（１）の本体部（２）を架橋度６５％以
上のポリエチレンからなる樹脂材料で形成し、前記樹脂
管（１）を、温度上昇に伴って引っ張り応力が急激に減
少する疑似融点以上で前記疑似融点近傍の第一温度で縮
径した後、昇温に伴って前記樹脂材料が形状回復する形
状回復温度未満の温度まで冷却し、縮径状態でフィルム
チューブ（１０）で被覆して形状安定させる形状記憶段
階と、前記樹脂材料が軟化する温度である軟化温度以上
で前記形状回復温度近傍の第二温度まで縮径状態の前記
樹脂管（１）を加熱して、前記フィルムチューブ（１
０）で形状回復を抑制しながら前記樹脂管（１）を軟化
状態で前記既設管（４）内に挿入する挿入段階と、挿入
操作の後、前記樹脂管（１）を前記形状回復温度以上に
加熱して、前記フィルムチューブ（１０）を溶融もしく
は破壊もしくは拡径させて、前記樹脂管（１）を縮径前
の形状に回復する形状回復段階から構成される管のイン
サーション方法。
【請求項２】前記フィルムチューブ（１０）が非架橋
ポリエチレンチューブであり、前記第一温度と前記形状
回復段階に於ける加熱温度とを非架橋ポリエチレンの溶
融点以上の温度に選択する請求項１記載の管のインサー
ション方法。
【請求項３】前記フィルムチューブ（１０）がポリプ
ロピレンもしくはポリプロピレンとポリエチレンとの共
重合体のチューブであり、前記第一温度と前記形状回復
段階に於ける加熱温度とを非架橋ポリエチレンの溶融点
以上の温度に選択する請求項１記載の管のインサーショ
ン方法。