JPH0791588A - 管外面の被覆材及び被覆方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】各種配管の溶接継手部に安定した絶縁被覆を現
場で簡単に行う。 【構成】架橋ポリエチレンからなる管外面の被覆チュ−
ブ１の内層に導電体微粉末を混入したホットメルト系接
着剤を主成分として内層３を形成する。被覆チュ−ブ１
で被覆鋼管４の溶接継手部を覆って、外層２を加熱収縮
させた後、高周波磁界による誘導加熱を利用し内層３の
ホットメルト系接着剤に混入した導電体微粉末を加熱す
る。導電体微粉末の温度上昇によりホットメルト系接着
剤と外層２及び被接着部を加熱，接着し溶接継手部を密
封する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明はガス導管や送油管等各
種配管の溶接継手部を被覆する管外面の被覆材及び被覆
方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ガス導管等の地中埋設管に使用する鋼管
は防食対策や耐薬品性を目的として外面被覆が施されて
いる。この地中埋設管に使用する鋼管単管やエルボ等の
継手の被覆は品質管理の行き届いた工場で行われるが、
埋設場所で鋼管を接続するために円周溶接した溶接継手
部は現場で被覆する必要がある。溶接継手部を現場で防
食対策をするために、放射線で架橋した熱収縮性ポリエ
チレンチュ−ブの内面にアスファルト・ブチルゴム系粘
着剤を塗布したシュリンクチュ−ブを使用している。そ
して現場で溶接して接合した鋼管の工場被覆層端部と溶
接継手部をシュリンクチュ−ブで覆った後、バ−ナ−で
加熱して記憶効果により架橋ポリエチレンを収縮させ、
アスファルト・ブチルゴム系粘着剤により溶接継手部に
粘着し防食被覆層を形成している。このシュリンクチュ
−ブはチュ−ブ状で継目がないため水路が生じにくく防
食の信頼性が高い。

【０００３】一方、ガス導管等を地中に埋設するにあた
り、近年交通事情や工事公害などの面から開削工法が困
難になってきている。このためシ−ルド工法や推進工法
等の非開削工法によって管を埋設する方法が多く採用さ
れている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら鋼管の溶
接継手部を被覆したシュリンクチュ−ブのアスファルト
・ブチルゴム系粘着剤の粘着力はポリエチレン鋼管の工
場被覆層表面に対して３kg/cm以下しか期待できない。
このため開削工法による場合は特に問題はないが、直押
し推進工法により長距離敷設する場合、溶接継手部に被
覆したシュリンクチュ−ブの端部が推進のときに接する
周囲土壌との剪断抵抗によって剥離したり、ずれたりす
る危険性があった。

【０００５】このような危険性を解消するためアスファ
ルト・ブチルゴム系粘着剤の代りにホットメルト系接着
剤を架橋ポリエチレンに塗布したシュリンクチュ−ブを
使用することもあったが、この場合は接着剤の接着力を
所定の値に保持するためバ−ナ−によって接着剤の融点
以上の温度、例えば110℃以上の温度に鋼管と工場被覆
層端部の被接着面を加熱する必要がある。しかしながら
バ−ナ−により加熱していると、被接着面と接着剤を均
一に加熱することは困難であり、均一な強度の接着力を
得ることは困難であるとともに、作業時間も多く要する
という短所があった。

【０００６】この発明は係る短所を解消するためになさ
れたものであり、現場で簡単に被覆することができると
ともに、直押し推進工法により長距離敷設する場合にも
安定した被覆層を保持することができる管外面の被覆材
及び被覆方法を得ることを目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明に係る管外面の
被覆材は、架橋ポリエチレンチュ−ブの内面又は架橋ポ
リエチレンシ−トの一方の表面に、導電体微粉末を練り
込んだホットメルト系接着剤を塗布したことを特徴とす
る。

【０００８】この発明に係る管外面の被覆方法は、上記
被覆材の接着層を内面にして管の溶接継手部及びその近
傍の被覆部を被覆材で覆い、被覆材の表面から加熱して
架橋ポリエチレンを熱収縮させた後、被覆材の表面から
高周波磁界を加え接着層に含まれる導電体微粉末を発熱
させてホットメルト系接着剤を溶融し、架橋ポリエチレ
ンを被覆部と一体化することを特徴とする。

【０００９】

【作用】この発明においては、管外面の被覆材の外層で
ある架橋ポリエチレンチュ−ブ又は架橋ポリエチレンシ
−トからなる管外面の被覆材の内層に導電体微粉末を混
入したホットメルト系接着剤を主成分として内層を形成
する。この被覆材で管の溶接継手部を覆って、外層の架
橋ポリエチレンチュ−ブやシ−トを加熱収縮させた後
に、高周波磁界による誘導加熱を利用して内層のホット
メルト系接着剤に混入した導電体微粉末によりホットメ
ルト系接着剤を直接加熱し、ホットメルト系接着剤の温
度を外層の架橋ポリエチレンの熱変形温度より高くして
溶融する。この溶融したホットメルト系接着剤により管
の溶接継手部に外層のポリエチレンチュ−ブやシ−トを
接着し、溶接継手部を密封する。

【００１０】

【実施例】図１はこの発明の一実施例に係る鋼管外面を
被覆する被覆チュ−ブを示す斜視図である。図に示すよ
うに、被覆チュ−ブ１は外層２と外層２に塗布された内
層３とを有する。外層２は放射線を照射して分子構造に
架橋をもたせ、耐ストレスクラッキング性と耐熱性を高
めた熱収縮性のポリエチレンチュ−ブで形成されてい
る。内層３は図２の断面図に示すように、外層２の内面
両端部に一定幅例えば60ｍｍ程度の幅で設けられた接着
層３ａと、中央部に設けられた粘着層３ｂとを有する。
接着層３ａは無極性分子で難接着性のポリエチレンでも
接着することができる例えば変性ポリオレフィン系のホ
ットメルト接着剤を主成分とし、これに非金属，非腐食
性の導電体である黒鉛を粒径10〜100μmの微粉末として
10容量％〜50容量％練り込んだもので形成されている。
粘着層３ｂは従来の鋼管の防食被覆材であるシュリンク
チュ−ブの内層に用いられているアスファルト・ブチル
ゴム系粘着剤で形成されている。

【００１１】ガス，油，水などの輸送に用いられるポリ
エチレン被覆鋼管（以下、被覆鋼管という。）において
溶接により接合するため管端形状がベベルエンドの場合
には、図３の断面図に示すように、被覆鋼管４の管端部
に130〜150ｍｍの鋼管露出面４ａを有する。この被覆鋼
管４を敷設現場で溶接により接合して防食処理を行う場
合には鋼管露出面４ａに加えて工場被覆層４ｂの両端部
を50ｍｍ以上被覆チュ−ブ１で覆う必要がある。したが
って被覆チュ−ブ１は通常450ｍｍ以上の全長を有す
る。

【００１２】この被覆チュ−ブ１で被覆鋼管４の溶接継
手部を防食処理する場合は、被覆鋼管４の溶接前に一方
の被覆鋼管４に被覆チュ−ブ１を挿入しておく。被覆鋼
管４の端部を図４の断面図に示すように円周溶接した
後、被覆チュ−ブ１の中央が溶接継手５の位置にくるよ
うに移動する。その後、バ−ナ−により被覆チュ−ブ１
の溶接継手５の位置から左右に炎を当て、架橋ポリエチ
レンチュ−ブからなる外層２の円周方向を均一に加熱し
て収縮させる。この被覆チュ−ブ１の加熱収縮は被覆チ
ュ−ブ１の中央から一方の端部に向かって空気を追い出
すように円周収縮させた後、他端に向かって円周収縮さ
せて、被覆チュ−ブ１を図５の断面図に示すように鋼管
露出面４ａと工場被覆層の端部に密着させる。この被覆
チュ−ブ１の外層２を収縮するときに架橋ポリエチレン
は110℃程度の温度で30秒以内に急激に収縮する。

【００１３】この被覆チュ−ブ１を加熱収縮するときに
外層２を通して内層３に加えられる熱は断熱層でもある
外層２である程度遮断されるため内層３と被覆鋼管４は
外層２の加熱収縮温度である100℃程度又はそれ以下に
なる。したがって例えば125℃程度の融点を有する変性
ポリオレフィン系のホットメルト接着剤を主成分とした
内層３の接着層３ａは溶融せず固体の状態を維持してい
る。なお、粘着層３ｂを構成するアスファルト・ブチル
ゴム系粘着剤は融点が60〜80℃と低いので、被覆チュ−
ブ１を加熱収縮するときの熱で軟化,流動し、外層２を
鋼管露出面４ａと溶接継手部５に粘着させる。

【００１４】この接着層３ａを所定温度以上に加熱して
外層２を被覆鋼管４の被覆層と鋼管露出面４ａに接着す
る必要がある。そこで被覆チュ−ブ１を加熱収縮した
後、図６の斜視図に示すように、被覆鋼管４を円周溶接
するときに自動円周溶接装置を案内するために一方の被
覆鋼管４の表面に取り付けた円周ガイドレ−ル１１に誘
導加熱装置１２を装着する。円周ガイドレ−ル１１の両
側のレ−ル１１ａ，１１ｂの外周面にはラック１３が加
工され、内周面にはロ−ラ走行用の溝が加工されてい
る。誘導加熱装置１２は走行装置１４と、走行装置１４
に対して管軸方向Ａに対して移動自在に取り付けられた
平面コイルからなる高周波発生コイル１５とを有する。
走行装置１４にはサ−ボモ−タ１６により回転する歯車
１７と、歯車１７の下部にタイミングベルト１８を介し
てサ−ボモ−タ１６に連結された走行ロ−ラ１９と誘導
保持ロ−ラ２０とを有する。そして走行装置１４は歯車
１７と走行ロ−ラ１９で円周ガイドレ−ル１１のレ−ル
１１ａ，１１ｂを挾み込み、誘導保持ロ−ラ２０で高周
波発生コイル１５を被覆鋼管４の表面に対して平行にな
るように保持しながら円周ガイドレ−ル１１に沿って円
周方向Ｂに一定速度で移動する。高周波発生コイル１５
は銅管からなり、ケ−ブル２１を介して例えば10ｋＨｚ
以下の高周波発生器（不図示）に接続され、かつ給水管
２２と排水管２３に連結されている。

【００１５】誘導加熱装置１２を円周ガイドレ−ル１１
に装着し、図６に示すように高周波発生コイル１５を加
熱収縮した被覆チュ−ブ１の接着層３ａの上面端部に位
置決めした後、高周波発生コイル１５に１ｋＨｚ〜10ｋ
Ｈｚの高周波電流を流しながら誘導加熱装置１２を円周
ガイドレ−ル１１に沿って所定速度で走行させる。高周
波発生コイル１５に高周波電流を流すと高周波磁界が発
生する。この高周波磁界により接着層３ａのホットメル
ト接着剤に含まれる黒鉛微粉末がうず電流損により発熱
し、15秒以下の短時間で変性ポリオレフィン系のホット
メルト接着剤の融点である125℃以上に温度上昇し、ホ
ットメルト接着剤を溶融させる。この溶融したホットメ
ルト接着剤が被覆鋼管４の被覆層４ｂの端部及び被覆層
４ｂと鋼管露出面４ａの境界部と外層２との間に充満
し、外層２の端部を被覆鋼管４の被覆層４ｂと鋼管露出
面４ａの境界部に接着する。このホットメルト接着剤を
加熱溶融するときに被覆鋼管４の被覆層４ｂの端部と鋼
管露出面４ａをホットメルト接着剤の融点以上の温度に
加熱するから、外層２を被覆鋼管４の被覆層４ｂと鋼管
露出面４ａの双方に確実に接着することができる。

【００１６】この外層２の端部を被覆鋼管４の被覆層４
ｂに接着するときに、変性ポリオレフィン系のホットメ
ルト接着剤に含まれる黒鉛微粉末の粒径があまり小さす
ぎたり、含有量が少なすぎると黒鉛微粉末自体の発熱量
が小さくなり、ホットメルト接着剤を所定の温度まで加
熱することができないから、黒鉛微粉末の粒径を10μm
以上とし、含有量を10容量％以上とした。また、黒鉛微
粉末の粒径が大きすぎたり、含有量が多くなりすぎる
と、黒鉛微粉末をホットメルト接着剤中に均一に混合す
ることが困難になるとともに接着層３ａの接着強度が小
さくなり防食性能が低下する。そこで黒鉛微粉末の粒径
を100μm以下とし、含有量を50容量％以下にしたのであ
る。

【００１７】上記のようにして高周波発生コイル１５に
高周波電流を流しながら誘導加熱装置１２を円周ガイド
レ−ル１１に沿って走行させて、加熱収縮した被覆チュ
−ブ１の円周方向を一回転して接着層３ａの一部の接着
が終了したら、高周波発生コイル１５のほぼコイル幅分
を管軸方向Ａに移動して、次ぎの円周面を引き続き接着
する。この接着を逐次行い被覆チュ−ブ１の一方の端部
の接着層３ａの全ての接着が終了したら、被覆チュ−ブ
１の一方の端部の接着層３ａの接着を上記と同様に行
う。

【００１８】このように被覆鋼管４のポリエチレンから
なる工場被覆層と被覆チュ−ブ１のポリエチレンチュ−
ブで形成されている外層２端部とをホットメルト接着剤
を主成分とした接着層３ａで接着するから、工場被覆層
と被覆チュ−ブ１の外層２との接着強度を高めることが
でき、被覆鋼管４を直押し推進工法により敷設する場合
でも、溶接継手部に被覆した防食チュ−ブの端部が推進
のときに接する周囲土壌との剪断抵抗によって剥離した
り、ずれたりすることを防ぐことができる。したがって
埋設した被覆鋼管４の防食性を向上することができる。

【００１９】なお、上記実施例は被覆チュ−ブ１の内層
３をホットメルト接着剤を主成分とした接着層３ａとア
スファルト・ブチルゴム系粘着剤を主成分とした粘着層
３ｂとで形成した場合について説明したが、内層３を全
てホットメルト接着剤を主成分とした接着層で形成して
も良い。

【００２０】また、上記実施例は接着層３ａのホットメ
ルト接着剤として、無極性分子で難接着性のポリエチレ
ンでも接着することができる変性ポリオレフィン系のホ
ットメルト接着剤を使用した場合について説明したが、
塩化ビニ−ル系の工場被覆層を有する鋼管にはエポキシ
接着剤等の熱硬化性接着剤を使用しても良い。

【００２１】また、上記実施例はホットメルト接着剤に
導電体として非金属，非腐食性の黒鉛微粉末を練り込ん
だ場合について説明したが、アントラセン，ベリレン等
の多環芳香族化合物やポリアセチレン等の共役二重結合
を有する有機化合物やテトラシアノキノジメタンと金属
イオンとの電荷移動形錯化合物の結晶等の電気伝導度の
良い有機半導体を使用しても上記実施例と同様な作用を
奏することができる。

【００２２】また、防食効果を主目的としない場合や著
しい腐食環境下にないケ−ブル保護環や架空配管の場合
には、非金属，非腐食性の黒鉛微粉末の代りに金属系の
ステンレス系，フェライト系の微粉末を使用しても良
い。

【００２３】さらに上記各実施例は管外面の被覆材とし
て被覆チュ−ブ１を使用した場合について説明したが、
黒鉛微粉末を練り込んだホットメルト接着剤を架橋ポリ
エチレンのシ−トやテ−プの片面に塗布した防食シ−ト
や防食テ−プを被覆鋼管４の溶接部に巻き付けてから上
記と同様にして加熱接着しても良い。また、黒鉛微粉末
を練り込んだホットメルト接着剤をシ−トやテ−プ状に
し、この接着テ−プ等を被覆鋼管４の溶接部に巻き付け
てから架橋ポリエチレンのチュ−ブで覆った後に加熱接
着するようにしても良い。

【００２４】また、上記実施例は誘導加熱装置１２の高
周波発生コイル１５として平面コイルを使用した場合に
ついて説明したが、接着部の一部又は全体を囲むリング
コイルを使用して加熱接着するようにしても良い。

【００２５】

【発明の効果】この発明は以上説明したように、管外面
の被覆材の外層である架橋ポリエチレンチュ−ブ又は架
橋ポリエチレンシ−トからなる管外面の被覆材の外層に
導電体微粉末を混入したホットメルト系接着剤を主成分
として内層を形成し、この被覆材で管の溶接継手部を覆
って、外層の架橋ポリエチレンチュ−ブやシ−トを加熱
収縮させた後に、高周波磁界による誘導加熱を利用して
内層のホットメルト系接着剤に混入した導電体微粉末を
加熱して内層のホットメルト系接着剤を直接加熱するよ
うにしたから、ホットメルト系接着剤と管の被接着面の
温度を均一に高くして溶融させることができる。

【００２６】このこの溶融したホットメルト系接着剤で
管の工場被覆層と被覆材の架橋ポリエチレンチュ−ブや
シ−トとを接着するから、工場被覆層と被覆材の外層と
の接着強度を高めることができ、管を直押し推進工法に
より敷設する場合でも、溶接継手部に被覆した被覆材端
部が推進のときに接する周囲土壌との剪断抵抗によって
剥離したり、ずれたりすることを防ぐことができ、埋設
管の防食性を向上することができる。

【００２７】さらに、高周波磁界による誘導加熱を利用
して被覆材内層のホットメルト系接着剤を直接加熱して
溶融するようにしたから、現場における管の被覆作業を
容易に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例の被覆チュ−ブを示す斜視図
である。

【図２】上記被覆チュ−ブの断面図である。

【図３】被覆鋼管の端部を示す断面図である。

【図４】被覆鋼管の溶接継手部を被覆チュ−ブで覆った
状態を示す断面図である。

【図５】被覆チュ−ブを加熱収縮した状態を示す断面図
である。

【図６】誘導加熱装置による接着作業を示す斜視図であ
る。

【符号の説明】

１ 被覆チュ−ブ ２ 外層 ３ 内層 ３ａ 接着層 ３ｂ 粘着層 ４ 被覆鋼管 ５ 溶接継手部 １２ 誘導加熱装置 １５ 高周波発生コイル

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 架橋ポリエチレンチュ−ブの内面又は架
   橋ポリエチレンシ−トの一方の表面に、導電体微粉末を
   練り込んだホットメルト系接着剤を塗布したことを特徴
   とする管外面の被覆材。
2. 【請求項２】 上記被覆材の接着層を内面にして管の溶
   接継手部及びその近傍の被覆部を被覆材で覆い、被覆材
   の表面から加熱して架橋ポリエチレンを熱収縮させた
   後、被覆材の表面から高周波磁界を加え接着層に含まれ
   る導電体微粉末を発熱させてホットメルト系接着剤を溶
   融し、架橋ポリエチレンを被覆部と一体化することを特
   徴とする管外面の被覆方法。