JPH11227048A - ライニング管及びライニング管の挿入方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 配管内５にライニング管１を挿入してその管
内壁６に沿った管状樹脂膜７をライニングする管内ライ
ニングおいて、低挿入抵抗で挿入作業の容易なライニン
グ管を提供する。 【解決手段】 ライニング管１の熱可塑性樹脂からなる
管本体部２の径方向外側に断熱層３を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ガス管や水道管等
の配管内に管内壁に沿った管状樹脂膜を形成する管内ラ
イニング方法に関し、詳しくは、管内ライニング用のラ
イニング管及びライニング管の配管内への挿入方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ガス管や水道管等の主に小口径の
ネジ接合鋼管で、ネジ部の緩みや腐食、及び、管本体部
の腐食による漏れを修理または予防するために、常温で
経時変化によって硬化する未硬化の樹脂を修理の対象と
なる配管内に予め注入し、その後方から管内ライニング
用ピグを空気背圧により圧送し、管内ライニング用ピグ
の後方の管内壁に沿って均一な樹脂層を形成する液相法
或いはシャトルライニング法や、同種の樹脂を管内ライ
ニング用ピグと樹脂搬送用ピグの間に注入した状態で、
管内ライニング用ピグを先頭にして前記樹脂搬送用ピグ
を後方より水圧で修理の対象となる配管内に搬送し、所
定箇所まで搬送した後、真空ポンプで前記管内ライニン
グ用ピグと樹脂搬送用ピグを前記搬送方向とは逆方向に
吸引しながら前記管内ライニング用ピグの後方の管内壁
に沿って均一な樹脂層を形成するＮＥＸＴライニング法
等の管内ライニング方法が採られていた。これらの管内
ライニング方法では、常温で経時変化によって硬化する
樹脂材料として、２液混合常温硬化型エポキシ樹脂を使
用する。このエポキシ樹脂は、硬化時間が調整可能であ
るため、配管内への樹脂注入後ライニング処理するまで
の時間調整が可能であり、且つ、常温で未硬化状態から
硬化状態に遷移するため樹脂を硬化させるための特別な
機構を必要としないという利点がある。

【０００３】しかしながら、上記した従来の管内ライニ
ング方法はエポキシ樹脂を使用するため、形成された硬
化後の樹脂膜に柔軟性が無く、且つ、管内壁と接着する
ため、地震や地盤変動が発生した場合、管本体部やネジ
接合部の変位または変形に追従できずに膜壁が破壊する
という問題があった。

【０００４】一方、ガス用ポリエチレン管が、高密度ポ
リエチレンのもつ剛性、強度と、低密度ポリエチレンの
もつ長期強度特性、地盤変動追従性、接合性という夫々
の長所を兼ね備える中密度ポリエチレンのものが開発さ
れ、１９８２年のガス事業法の技術水準に規定されてそ
の使用が認められ、１９９５年１月の阪神大震災におい
てはガス用ポリエチレン管には被害が見られず、その優
れた特性が実証されている。

【０００５】このように、ガス用ポリエチレン管の優れ
た特性から、エポキシ樹脂の代わりにポリエチレン樹脂
を管内壁にライニングして、ポリエチレン樹脂膜を形成
するのが望ましいが、ポリエチレン樹脂は熱可塑性で、
その融点以上で溶融し、融点以下ではすぐに固化すると
いう特性から、上記した従来の管内ライニング方法で
は、配管内へ樹脂注入してからライニング処理するまで
にポリエチレン樹脂が固化してしまいライニング処理で
きず、ポリエチレン樹脂を従来の管内ライニング方法に
直接適用することは不可能であった。

【０００６】そこで、既製のポリエチレン樹脂管を、例
えば、その断面形状を円環状のまま、或いは、ハート型
形状に縮径させたものを管内ライニング用のライニング
管として、ワイヤー等の牽引索条体で既設配管内に牽引
挿入し、その後内側より加圧及び加熱軟化して拡径さ
せ、管内壁に沿った管状のポリエチレン樹脂膜を形成す
る管内ライニング方法（例えば、特開昭６４−５６５３
１号公報に開示された管内ライニング方法）が提案され
ていた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ポリエチレン樹脂管等の熱可塑性のライニング管を、そ
の断面形状を円環状のまま、或いは、ハート型形状に縮
径させたものをワイヤー等の牽引索条体で既設配管内に
牽引挿入するときに、ライニング管の内側より加熱軟化
させるものの、ライニング管の外側が既設配管側より冷
却されて硬化し、配管内の特に屈曲部を通過するときの
牽引抵抗が高くなる虞があり、当該牽引挿入作業を困難
なものとし実用化に至っていないのが現状である。

【０００８】本発明は、上述の問題点に鑑みてなされた
ものであり、その目的は、上記問題点を解消し、配管内
にライニング管を挿入してその管内壁に沿った管状樹脂
膜をライニングする管内ライニングおいて、低挿入抵抗
で挿入作業の容易なライニング管或いはライニング管の
挿入方法を提供する点にある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
の本発明の第一の特徴構成は、特許請求の範囲の欄の請
求項１に記載した如く、配管内に挿入してその管内壁に
沿った管状樹脂膜をライニングするためのライニング管
に関し、熱可塑性樹脂からなる管本体部の径方向外側に
断熱層を形成してなる点にある。

【００１０】同第二の特徴構成は、特許請求の範囲の欄
の請求項２に記載した如く、上述の第一の特徴構成に加
えて、前記断熱層が伸縮性を有する材質からなる点にあ
る。

【００１１】同第三の特徴構成は、特許請求の範囲の欄
の請求項３に記載した如く、上述の第一または第二の特
徴構成に加えて、前記断熱層が前記管本体部の損傷を防
止する保護層の機能を有する点にある。

【００１２】同第四の特徴構成は、特許請求の範囲の欄
の請求項４に記載した如く、上述の第一、第二または第
三の特徴構成に加えて、前記断熱層が前記管本体部の拡
径復元時の管外径を所定最大径に拘束する最大拡管径以
上には拡径しない点にある。

【００１３】同第五の特徴構成は、特許請求の範囲の欄
の請求項５に記載した如く、配管内にその管内壁に沿っ
た管状樹脂膜をライニングするための熱可塑性樹脂製の
ライニング管を前記配管内に挿入させるライニング管の
挿入方法に関し、熱可塑性樹脂製の管本体部の断面形状
を円環状のまま、或いは、ハート型形状に縮径した状態
で、その径方向外側を筒状の断熱材で被覆して前記ライ
ニング管を形成した後、前記ライニング管を前記配管内
に挿入させる点にある。

【００１４】以下に作用並びに効果を説明する。本発明
の第一の特徴構成によれば、前記ライニング管の内側か
ら加圧蒸気等を流入して前記熱可塑性の管本体部を加熱
軟化させ配管内に牽引挿入する際に、前記断熱層の存在
により管本体部外側から冷却されて加熱軟化が阻害され
ることなく、柔軟性を維持できるため、屈曲部等を通過
するときの牽引抵抗を低く抑制することができ、ライニ
ング管挿入作業の容易化が図れるのである。また、ライ
ニング管挿入後においては、ライニング管の復元時に管
内部に加圧蒸気等を流入してライニング管を加熱軟化し
て拡径させる際にも、前記断熱層の存在により管本体部
外側から冷却されて加熱軟化が阻害されるのを防止する
ことができるのである。

【００１５】同第二の特徴構成によれば、ライニング管
挿入後においては、ライニング管の復元時に管内部に加
圧蒸気等を流入してライニング管を加熱軟化して拡径さ
せる際に、前記断熱層の管壁肉厚が拡径に伴い薄くな
り、前記管本体部の管内通路部の断面積を有効に確保で
きるのである。

【００１６】同第三の特徴構成によれば、前記ライニン
グ管の内側から加圧蒸気等を流入して前記熱可塑性の管
本体部を加熱軟化させ配管内に牽引挿入する際に、前記
保護層の存在により、前記管内壁の段差或いは複雑な凹
凸部分によって前記ライニング管の外周面が損傷を被る
のを防止することができるのである。更には、かかるラ
イニング管の損傷により拡径後の膜厚が不均質であった
り膜質に異常が発生するのも防止でき、高品質なライニ
ング膜の形成が可能となるのである。

【００１７】同第四の特徴構成によれば、ライニング管
挿入後においては、ライニング管の復元時に管内部に加
圧蒸気等を流入してライニング管を加熱軟化して拡径さ
せる際に、前記管本体部の拡径が前記断熱層の最大拡管
径によって制限されるため、配管形状によらずライニン
グ管の管径を一定にすることができ、不必要に拡径膨張
しずぎるのが防止でき、このことにより、配管内の屈曲
部等の管内径が他より大きくなっている箇所でもライニ
ング管の管壁厚が異常に薄くなったり破損したりするの
を防止できるのである。

【００１８】同第五の特徴構成によれば、ポリエチレン
樹脂管等の通常の熱可塑性樹脂管を配管内に牽引挿入す
る場合、または、牽引挿入後の当該熱可塑性樹脂管を復
元する場合であっても、その熱可塑性樹脂管を前記管本
体部とすることで、前記管本体部の内側から加圧蒸気等
を流入して行う加熱軟化が外側からの冷却により阻害さ
れるのを前記筒状の断熱材の存在によって防止すること
ができ、ライニング管挿入作業またはライニング管の復
元作業の容易化が図れるのである。

【００１９】

【発明の実施の形態】本発明に係るライニング管の一実
施の形態を図面に基づいて説明する。図１に示すよう
に、本発明に係るライニング管１は熱可塑性樹脂の一種
であるポリエチレン樹脂からなる断面円環状の管本体部
２とその管本体部２の径方向外側に断熱層３を形成して
構成されている。この断熱層３は、例えば、発泡ポリウ
レタンやロックウール等の断熱性素材で形成されてい
る。

【００２０】次に、ライニングの対象となる既設配管４
の配管内５に前記ライニング管１を挿通させて、前記配
管内５にその管内壁６に沿った管状のポリエチレン樹脂
膜７をライニングする工程について説明する。

【００２１】図２（イ）乃至（ニ）に示すように、前記
ライニング管１を用いたライニング工程は、前記ライニ
ング管１を、前記配管内５に牽引挿入させる第１工程
と、挿入させた前記ライニング管１を、前記管本体部２
を形成するポリエチレン樹脂の軟化温度以上、融点以下
の温度範囲に加熱しながら、前記ライニング管１の内側
から加圧して拡径する第２工程と、前記加熱及び加圧を
停止し、拡径した前記ライニング管１を自然冷却、或い
は、冷風等による強制冷却により固化させて、前記既設
配管４の管内壁６に沿った管状のポリエチレン樹脂膜７
を形成する第３工程と、前記ポリエチレン樹脂膜７の終
端部７ａと前記既設配管４の前記管内壁６との間のシー
ル処理を行う第４工程とから、構成される。

【００２２】前記第１工程において、前記ライニング管
１の前記配管内５への挿通は、図２（イ）に示すよう
に、前記配管内５に周知の通線方法で挿通させた牽引用
ワイヤ８の一端を前記ライニング管１の一端に予め配管
外部９で結束しておき、前記牽引用ワイヤ８の他端側を
ウィンチ等で牽引することで行う。この牽引時におい
て、前記ライニング管１の内側から前記管本体部２のポ
リエチレン樹脂の軟化温度以上、融点以下の温度範囲に
加熱された水蒸気または熱風を注入して前記管本体部２
を軟化させることで前記ライニング管１の曲げ抵抗を低
減させ、前記配管内５の屈曲部を通過する際の牽引抵抗
の低減を図り、屈曲箇所が６乃至１０カ所存在する図３
に示すような前記既設配管４であっても容易に牽引挿入
できるのである。この時、前記ライニング管１の外部か
ら前記管本体部２が冷却され、前記軟化が阻害され牽引
抵抗が高くなるのを前記断熱層３によって防止している
のである。

【００２３】前記第２工程は、図２（ロ）及び（ハ）に
示すように、前記ポリエチレン樹脂の軟化温度以上、融
点以下の温度範囲に加熱され、１〜２ｋｇｆ／ｃｍ² に
加圧された水蒸気または熱風を、前記第１工程において
前記配管内５に挿入した前記ライニング管１の内側に注
入して、前記ポリエチレン樹脂管１の管壁を軟化させな
がら前記管内壁６に沿うように拡径する。尚、前記水蒸
気または熱風の加熱温度は前記ポリエチレン樹脂の融点
より２０℃程度低い１００〜１１０℃が適当である。

【００２４】前記第４工程では、図２（ニ）に示すよう
に、前記ポリエチレン樹脂膜７の終端部７ａを拡径付勢
バンド１０を用いて前記既設配管２の前記管内壁４に押
しつけて、前記管内壁４との間のシール処理を行う。

【００２５】尚、前記ライニング工程は、前記既設配管
４として、図３に示すガス供給管から各家庭内に都市ガ
スを供給するための供内管に適用することができる。か
かる供内管は、一般に、全延長が５乃至１０ｍで、小口
径ネジ接合鋼管で、通称２５Ａ（直管部の内径が２７．
６ｍｍ）、３２Ａ（直管部の内径が３５．７ｍｍ）なる
口径のものが多用されており、途中に９０°の屈曲箇所
が６乃至１０カ所存在する。

【００２６】また、前記ライニング管１は前記既設配管
４の内径に比較して小口径のものを使用する。ここで、
図１に示す前記ライニング管１は、上記の如く、前記管
本体部２の断面形状は円環状であるが、前記配管内５へ
の牽引挿入時における牽引抵抗を低減するために、図４
に示すように、前記管本体部２の断面形状がハート型形
状に予め縮径したものの外周部に前記断熱層３を形成し
たものを使用しても構わない。

【００２７】次に、前記ライニング管１のように外周部
に前記断熱層３を形成していない前記管本体部２に相当
するポリエチレン樹脂管等の熱可塑性樹脂管１１を前記
配管内５に挿入させる本発明に係るライニング管の挿入
方法（以下、本発明方法という。）について説明する。
尚、本発明方法は、上記した前記ライニング管１を用い
た前記ライニング工程の前記第１工程及びその前工程に
相応する。

【００２８】図５に示すように、前記熱可塑性樹脂管１
１を、例えば、発泡ポリウレタンやロックウール等の断
熱性素材製でその外径が前記既設配管４の内径に比較し
て小口径の筒状の断熱材１２の内空部に、前記熱可塑性
樹脂管１１の断面形状を円環状のまま、或いは、ハート
型形状に縮径して挿入して、前記ライニング管１を形成
した後、前記ライニング工程の前記第１工程と同じ要領
で、前記配管内５への牽引挿入する。その後のライニン
グ完了までの工程は、前記ライニング工程の前記第２工
程以降と同じである。

【００２９】〔別実施形態〕以下に別実施形態を説明す
る。 〈１〉前記断熱層３或いは前記断熱材１２を設けた主た
る目的は、前記ライニング管１の牽引挿入時における加
熱軟化を効果的に行うためであるから、牽引挿入後に前
記ライニング管１を拡径させるときに、前記断熱層３或
いは前記断熱材１２が前記管本体部２或いは前記熱可塑
性樹脂管１１の拡径に追随できずに、破断等しても構わ
ないので、前記断熱層３或いは前記断熱材１２に使用す
る断熱素材としては、必ずしも、前記ポリエチレン樹脂
と同様の加熱膨張特性は要求されない。しかしながら、
前記断熱層３或いは前記断熱材１２が伸縮性を有する素
材で形成されているのも好ましい実施の形態である。つ
まり、前記断熱層３或いは前記断熱材１２が、牽引挿入
後に前記ライニング管１を拡径させるときに、前記断熱
層３或いは前記断熱材１２の肉厚が薄くなり、前記管本
体部２或いは前記熱可塑性樹脂管１１の拡径後の管内通
路の断面積を有効に確保できるのである。

【００３０】〈２〉前記断熱層３或いは前記断熱材１２
が更に一定の耐磨耗性を有する断熱性素材で形成されて
いるのも好ましい実施の形態である。ここで、この断熱
層３に求められる耐磨耗性としては、前記断熱層３或い
は前記断熱材１２が少なくとも１回の牽引挿入で外部か
ら受ける摩擦等によって磨滅しない程度であれば足り
る。このによって、前記管本体部２或いは前記熱可塑性
樹脂管１１の外周面が牽引挿入時に前記管内壁の段差或
いは複雑な凹凸部分によって損傷を被るのを防止するこ
とができるのである。更には、かかる損傷により拡径後
の膜厚が不均質であったり膜質に異常が発生するのも防
止でき、高品質なライニング膜の形成が可能となるので
ある。

【００３１】〈３〉牽引挿入後に前記ライニング管１を
拡径させるときに、前記管本体部２或いは前記熱可塑性
樹脂管１１が例えば前記配管内５の直管部の内径に等し
い所定の最大径以上に拡径しないように、前記断熱層３
或いは前記断熱材１２自体が、前記最大径に対応する最
大拡管径以上に拡径しない構造或いは素材で形成されて
いるのも好ましい。例えば、前記断熱層３或いは前記断
熱材１２の外周面が筒状の組紐で覆われていてその組紐
が長手方向に一様に収縮しながら拡径自在な構造となっ
ていると同時にその長手方向の収縮が一定量以下に制限
されるようにされていても構わない。かかる構造によ
り、牽引挿入後に管内部に加圧蒸気等を流入してライニ
ング管１を加熱軟化して拡径させる際に、前記管本体部
２或いは前記熱可塑性樹脂管１１の拡径が前記断熱層３
或いは前記断熱材１２の最大拡管径によって制限される
ため、配管形状によらずライニング管１の管径を一定に
することができ、不必要に拡径膨張しずぎるのが防止で
き、このことにより、配管内の屈曲部等の管内径が他よ
り大きくなっている箇所でもライニング管の膜厚が異常
に薄くなったり破損したりするのを防止できるのであ
る。また、前記ライニング管１を拡径、若しくは、断面
ハート型等の縮径形状を断面円形状に復元する際に、前
記組紐部分が、既設配管の内壁面と前記ライニング管１
の外周面の間に空気等を配管長手方向にスムーズに排気
する通気路の役目を果たし、空気等が既設配管と前記ラ
イニング管１との間に密閉され残存するのを防止できる
のである。

【００３２】〈４〉更に、前記断熱層３或いは前記断熱
材１２は前記牽引挿入後に前記管本体部２或いは前記熱
可塑性樹脂管１１と分離して、前記第１工程以降に前記
配管外部９へ撤去するようにしても構わない。つまり、
前記断熱層３或いは前記断熱材１２が、牽引挿入後に前
記ライニング管１を拡径させるときに、前記断熱層３或
いは前記断熱材１２の撤去されているため、前記管本体
部２或いは前記熱可塑性樹脂管１１の拡径後の管内通路
の断面積を最大限に確保できるのである。この場合、前
記断熱層３と前記管本体部２、または、前記断熱材１２
と前記熱可塑性樹脂管１１の間は完全に密着していない
方が好ましい。或いは、前記断熱層３或いは前記断熱材
１２が前記牽引挿入時にはない所定条件下で長手方向に
一部が破断する構造となっていても構わない。

【００３３】〈５〉上記各実施形態において、前記管本
体部２或いは前記熱可塑性樹脂管１１は、ポリエチレン
樹脂製であったが、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレー
ト）製であるのも好ましい実施の形態である。ＰＥＴの
組成によっては、通常のポリエチレン樹脂と比較して軟
化点が低く（約７０℃）、融点が高い（約２５５℃）た
め、取り扱いが便利である。また、ポリエチレン樹脂と
比較して拡径時に均等に膨張し易い特性があり、拡径率
を大きく設定でき、挿入時の口径をより小径とすること
ができる。

【００３４】〈６〉前記ライニング管１を前記配管内５
に挿入するための牽引具は、前記牽引用ワイヤ８以外の
索条体であっても構わない。

【００３５】〈７〉前記第１または第２工程において、
前記管本体部２或いは前記熱可塑性樹脂管１１を加熱軟
化する手段としては、前記水蒸気または熱風以外の他の
流動熱媒体であっても構わない。更に、前記第２工程に
おいて、前記水蒸気、熱風または高温の流動熱媒体を使
用せず、前記管本体部２或いは前記熱可塑性樹脂管１１
を軟化可能な高温に加熱可能な加熱手段を具備した加熱
拡径用ピグを、前記ライニング管１の内側を挿通させる
ようにしても構わない。特に、前記加熱拡径用ピグは、
前記既設配管４の内径に応じてその内径が自在に変化す
るように形状変化するものが好ましい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るライニング管の一実施の形態を示
す説明図

【図２】ライニング工程を示す説明図

【図３】ライニング工程の適用対象の既設配管の一例を
示す斜視図

【図４】本発明に係るライニング管の別実施の形態を示
す説明図

【図５】本発明に係るライニング管の挿入方法の一実施
の形態を示す説明図

【符号の説明】

１ ライニング管 ２ 管本体部 ３ 断熱層 ４ 既設配管 ５ 配管内 ６ 管内壁 ７ ポリエチレン樹脂膜 ７ａ 終端部 ８ 牽引用ワイヤ ９ 配管外部 １０ 拡径付勢バンド １１ 熱可塑性樹脂管 １２ 断熱材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｂ２９Ｌ 23:00

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 配管内に挿入してその管内壁に沿った管
   状樹脂膜をライニングするためのライニング管であっ
   て、 熱可塑性樹脂からなる管本体部の径方向外側に断熱層を
   形成してなるライニング管。
2. 【請求項２】 前記断熱層が伸縮性を有する材質からな
   ることを特徴とする請求項１記載のライニング管。
3. 【請求項３】 前記断熱層が前記管本体部の損傷を防止
   する保護層の機能を有する請求項１または２記載のライ
   ニング管。
4. 【請求項４】 前記断熱層が前記管本体部の拡径復元時
   の管外径を所定最大径に拘束する最大拡管径以上には拡
   径しないことを特徴とする請求項１、２または３記載の
   ライニング管。
5. 【請求項５】 配管内にその管内壁に沿った管状樹脂膜
   をライニングするためのライニング管を、前記配管内に
   挿入させるライニング管の挿入方法であって、 熱可塑性樹脂製の管本体部の断面形状を円環状のまま、
   或いは、ハート型形状に縮径した状態で、その径方向外
   側を筒状の断熱材で被覆して前記ライニング管を形成し
   た後、前記ライニング管を前記配管内に挿入させること
   を特徴とするライニング管の挿入方法。