JPS5817280A

JPS5817280A - 管およびその製造方法

Info

Publication number: JPS5817280A
Application number: JP57117608A
Authority: JP
Inventors: マルセル・オベロン; ダニエル・キヤバネル; ミシエル・ドルボ; アルベ−ル・フアン; フイリペ・ピロア; クロ−ド・ルシアン・ブルナゼル; ミシエル・ウベ
Original assignee: IFP Energies Nouvelles IFPEN; Airbus Group SAS
Current assignee: IFP Energies Nouvelles IFPEN; Airbus Group SAS
Priority date: 1981-07-06
Filing date: 1982-07-06
Publication date: 1983-02-01
Also published as: DE3273838D1; IT8222256A0; IT1151686B; NO162131C; EP0069666A1; EP0069666B1; FR2509011B1; CA1199047A; FR2509011A1; US4549919A; NO162131B; JPH0522119B2; NO822265L; BE893759A

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、複合材料（例えば、グラ２フアイバ、カーボ
ンファイバ、もしくはエポキシ樹駈を浸透させたこれら
のファイバー）の管およびその製造方法にｉする。この
機外複合材料管は特に沖合石油探査において使用される
ためのものである。

この特殊分野において、管とその金属コネクタは正常使
用条件において約１００万ニユートンに達する引張り応
力に抵抗しなければなら表い。との故に１　この様々荷
重に対する抵抗力が確認されている金属コネクタ付き金
属管が現在もなお使用されている、実際にこの分野では
、式マ下（ここにＴは引張り応力、Ｄは管の径）によっ
て表わされる引張り応力束が約３５０００００　　ニュ
ートン／メートルに達しうろことが計算された。

沖合石油探査の機外分野では、現在の金属管と同等の性
能を有する金属コネクタを備えた複合材料管は、その波
力および腐食に対する抵抗力とその軽量さの故にいくつ
かの利点を示す。

不幸にして、現在までのところ低引張り応力束をうける
用途についてしか、この種の管を製造することはできな
かった。

現在、金属コネクタを備えた複合材料管の製作方法は既
知である。

第１の方法によれば、フランジ上に回転自在の金属環を
備え、これらの金環を複合材料管上に嵌合して接着し、
金属コネクタを固定する。次に通常の金属配管と同様に
して金環のボルト締めＫよって複数の管を連接する。し
かしこの種の管は低応力についてしか使用されない０％
に引張シ応力束が５０００００二瓢−トン／メートルを
超えない場。

合にしか使用されない。

第２の方法によれば、金属コネクタの内壁面上に所定形
状の円形グループを備え、これらの金属コネクタを未重
合の複合材料管の上に挿通する。

管に対する金属コネクタの固定は、複合材料を重合させ
、また金属コネクタと管との接合部の水準に、なんらか
の手段をもって圧力を加えて複合材料が前記のグループ
を充填することによって実施される。この様にして、グ
ループが複合材料によって充填されることＫよシ、管に
対して合体され機械的に保持された金属コネクタが得ら
れる。この方法は管に対してｖＸｌ法以上の抵抗特性を
与えるのであるが、使用される材料、特に複合材料を構
成する樹ｌ］１ファイバの抵抗限界の故に、金桐コネク
タの水準において、数１００万ニユ一トン／メートルを
超える引張り応力束に耐えることができない。

また複合材料から成る金属コネクタを備えた複合材料管
は、同一荷重において必要とされる性能［４することは
到底不可能である。

故に２本発明の目標は、金属コネｉりを複合管上に固定
することを可能くする方法忙ある。

本発明の目的は、少くとも一つの金栴コネクタを含み、
特に引張り強さに対するその抵抗特性が′著しく故実さ
れた複合材料管にある。

本発明の固定方式によれば、現在使用されている金属管
の代シに、この様々金属コネクタを備えた複合材料管を
使用することが可能となる。

本発明の他の目的は、この様な少くとも１本の金属コネ
クタを備えた複合材料管を簡単Ｉ／ｃまた工業的に製造
する方法を提供するＫある。

これらの目標および目的、並びに下記に記載の他の目的
は、不発明忙よれば、下記段階を含む複合材料管上に金
属コネクタを固定する方法によって達成される。

ａ）複合材料管と接触する金属コネクタの外面部分を浄
化し脱脂し九のち、接着剤を塗布する段階と、ｂ）接着剤の乾燥ののち、この接着剤上にエラストマ一
層を配置する段階と、Ｃ）前記のＤ）段階から出九金属コネクタを配置し九囲
障の中で、第１層を構成するエラストマーの加硫と、接
着剤のキユアリングとを同時に実施する段階と、ｄ）複合材料管と接触するこのエラストマ一層の面を脱
脂したのち、この面に接着剤層を塗布する段階と、ｅ）このエラストマ一層の乾燥ののち、このニジストマ
一層上に未重合の複合材料管を当接させる段階。

上記製造方法には更に、・）段階から出た組立体の予備
重合を実施するｆ）段階を付加することができる。

良好た接着状態を確保するためＫは、ａ）段階において
接着剤層を設ける前に金属コネクタの表面を適切にきれ
いにするとともに脱脂すべきである。

同様に、＋１）段階の塗布を行なう前にエラストマ一層
の表面を適切に脱脂すべきである。

望ましくは、＆）段階とｄ）段階において塗布された接
着剤の乾燥は塵埃を避けて実施される。

好ましくは、ａ）段階の時間中、囲障内部において真空
が作られ保持される。

好ましくは、ａ）段階から出た金属コネクタをマンドレ
ル上に配置する。

好ましくは、この方法の各段階において使用された接着
剤はエポキシ型のものとする。

本発明の好ましい実ｍ態様くよれば、半型の内側面上に
、前述の様にエラストマーの第２層を配置する。この半
型は金属製とし、複数のセクターからなることができる
。

望ましくは、固定リングをもって半型金属コネクタ上に
固定する。

この第２エラストマ一層の内側面上に接着剤を塗布した
のち、この半型を金属；ネクタの水準において管の周囲
に取付け、特にタガ部材を外周に巻付けて半型を固定す
る。

本発明の好ましい他の実施列によれば、複合材料の管に
少なくとも１個の金属コネクタを固着する方法は、次の
ようＫして達成される。

ａ）複合材料管と接触する金属コネクタの外面部分を浄
化し脱脂したのち、接着剤を塗布する段階と− ｂ）接着剤の乾燥ののち、この接着剤上にエラストマ一
層を配置する段階と、Ｃ）前記のｂ）段階から出た金属コネクタを配置した囲
障の中で、第１層を構成するエラストマーの加硫と、接
着剤の重合とを同時に実施する段階と、ｄ）複合材料管
と接触するこのエラストマ一層の面を脱脂したのち、こ
の面に接着剤層を塗布する段階と、ｅ）このエラストマ一層の乾燥ののち、このエラストマ
一層上に未重合の複合材料管を当接させる段階と、ｆ）　ｓ）段階から出た組立体の重合を実施する段階。

望ましくは、ａ）段階とと）段階において塗布された接
着剤の乾燥は塵埃を避けて実施される。

この様Ｉ／ｃ１つの金属コネクタを含む管（２個の金属
コネクタを含む場合には、管の両端において同時に前記
の操作を実施する）は、複合材料の重合のために恒温槽
の中に配置される。

また本発明は、少くと庵１個の金属コネクタを含む複合
物質管において、第１エラストマ一層がそれらの間に配
置されまたそれぞれに接着された複合物質管に関するも
のである。

望ましくは、第１エラストマ一層と一方の金属コネクタ
との間の接着、および他方の複合材料管との間の接着は
接着剤によって成され、この接着剤はエポキシ型とする
ことができる。

本発明の他の実施態様によれば、この管は金属コネクタ
の水準において管を包囲する半型を含み、この半型と管
そのものの中間に第２エラストマ一層が介在させられる
。

好ましくは、この第２エラストマ一層は、この半型の内
面および管の外面に対して、特に接着剤をもって接着さ
れ、この接着剤はエポキシ型とすることができる。

好ましくは、半壁を構成する各セクターを相互に連結し
また半ＩＩＩＩｔ−管に対して保持するため、例えばガ
ラス繊維から成るタガ材をこの半型の周囲に配置する。

以下、本発明を図面に示す実施例忙ついて詳細に説明す
る。

付図に見られる様に、複合材料から成る管１はその一端
に会戦コネクタ２を備え、この金属コネクタはこの実施
列によれば実質切頭円錐形を成す。

この金属コネクタ２の外面３と管１の内面との間にエラ
ストマ一層４が配置され、このエラストマ一層鴫は金属
コネクタ外面３上忙接着されている。

この様に、金属コネクタ２と管１を成す複合材料との間
の連結は、その間に介在されたエラストマ一層４によっ
て実施される。

この連結部に対して、エラストマ一層４は、引張り力束
を減衰し金属コネクタ２と複合材料管ｌどの間において
応力を徐々に伝達するために必要な可撓性を与える。

もし必要なら、更に性能を改良するため、管ｌは金属コ
ネクタ２との接着水準において、管１の外面に接着した
第２エラストマ一層５を備え、この組立体が２個の半型
６の中に封入され、これらの半型は任意の方法で相互に
連結されま九エラストマ一層５と連結されている。

これら２個の半型６は金属とすることができ、これらの
半型を相互に固定しまたこれらの半型をエラストマ一層
５に対して保持するため、その周囲にタガ部材７を備を
、とのタガ部材は例えばガラス繊維で構成する。

本発明のこの実施の態様によれば、管１は一種のエラス
トマーの２層４と５の間に接着保持され、一方のエラス
トマ一層４は金属コネクタ２の上に接着され、他方のエ
ラストマ一層５は半型６上に接着され、この組立体全体
は、一方ではタガ部材７によって一体的に保持され、他
方では、軸方向運動に対抗して固定リング８などの適当
装置によって保持されている。

上述した様に、本発明また少くとも１個の金属コネクタ
を備えた複合材料管の製造方法に関するものである。

この方法の第１段階またはａ）段階は、金属コネクタ２
の外側面３を接着に適した様に処理したのちに第１接着
剤を塗布するにある。この処理は接着操作においては通
常のものであって、その１つの実施法によれば、まず軽
いサンドブラストを実施し、次にメチル−エチル−ケト
ンで脱脂する。

使用される接着剤は、列えばエラストマーを金属面上に
接着することのできるエポキシ型のものとする。

塵埃を避けながらこの第１接着剤を乾燥させたのち、ｂ
）段階において、この接着剤層の上に第１エラストマ一
層４を配置する。この第１ＩｆｆＲの厚さは、管の厚さ
と所要の性能に応じて０．５〜５ＨＩＲの範囲内を変動
する。

Ｃ）段階においては、内部に真空を成しまたこの段階中
、真空状態に保持される気密サックの中に、前記の様に
被覆された金属コネクタ２を配置したのち、約１６０Ｃ
Ｋ保持された恒温槽の中において、層４を成すエラスト
マーの加硼と、第１接着剤のキエアリングとを同時に実
施する。

Ｃ）段階でこの様に被覆された金属コネクタ２をマンド
レル（図示されず）の上に固定的に装着する。このマン
ドレルは管１を構成するための複合材料の各層の貯蔵部
として役立つ。この実施例においては、フィラメントの
巻付は体によって貯蔵部を成す。このａ）段階中に、第
１エラストマ一層４の外面を、例えばメチル−エチル−
ケトンによ゛うて脱脂する０次にこの外面に接着剤を塗
布し、放置して乾燥させる。故Ｅｌｌ）段階は、第１エ
ラストマ一層４の外面の準備と、接着剤などの接着生成
物の塗布とからまる。

次の・）段階中において、管１を構成する各フィラメン
ト層によって管ｌエラストマ一層４の外面を順次に被覆
して管１の巻付けを成す、予定数の複合材料層が配置さ
れたのち、ｆ）段階において、約１２０Ｃの従来型恒温
槽の中でこの材料の予重合を成す。またこの様にして、
第１エラストマ一層礁の外面上に複合材料を接着させる
。

前記のａ）〜・）段階と平行的に、２個のセクターまた
は半Ｗ６から成る金型の内面上に、金属コネクタ２の被
９に使用されたのと同一の操作で、第２エラストマ一層
５を被覆する。

管１の複合材料が重合されまた管と金属コネクタとの接
着が成され、また２個の半型６の内面が第２層Ｓの接着
くよって被覆されたとき、この第２層５の内側面と管１
の外側面とを例えばメチル−エチル−ケトンで脱脂する
０次に、接着剤、例えばａ）段階について述べた接着剤
をもって、２個の半型６の脱脂された内面を被覆する。

乾燥ののち、これら２個の半型６を管１の周囲に取付け
る。

この様にして管１は半型６と金属コネクタ２との中間に
捕えられる。この実施例においては、半型６を金属；ネ
クタ２と連結させるための固定リング８を配電すること
によって組立てが終了する。

更に１本発明のこの実施態様によれば、管１の製作のた
めに使用されたものと同性質の複合材料から成るタガ部
材７ｔｈ複合材料管１の中に金輌コネクタ２が合体、さ
れた水準において、半型６の周囲に巻付けることにより
、管１の上に２個の半型６を固定する。

管１の拡大部分と、金属コネクタ２と、半型６と、タガ
部材７とから成る管組立体を再び約１６０Ｃの恒温槽の
中で加熱して、複合材料、タガ部材、および複合材料と
半型との間の連結を保証する接着剤を重合させる。

また２本の管を連結するために金属コネクタ２に備えら
れる固定装置としては、ネジ込み装置またはクランプ装
置擾どの各種装置を採用することができる。

複合材料の管を予備重合するｆ）段階は省略してもよい
、この場合、複合材料は管！、金属コネクタ２、半型６
およびタガ部材からなる管全体を約１ｓｏｃＩＩＣ加熱
することＫよシ重合されている。

本発明の他の実施列によれば、本発明方法は前述の各段
ａ）から・）と複合賃料を重合する工程とで構成される
。これＫよシ、管を箱に入れたり、バンドで締たシしな
くてもよくなる。

氷見８Ａによる方法は、複合材料の特性そのもの、すな
わち軽量さおよび疲労と腐食に対するすぐれた抵抗性の
故に特に沖合石油探査に適した金属；ネクタを備えた複
合材料管の製造を可能とする。

この理由から、この種の管は、深海作業に関するその利
点が金属管と対比して決定的な海底掘削に使用すること
ができる。また、使用者が重量／性能比を改良しようと
するすべての場合において工業的に使用することができ
る。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明による金属コネクタを備えた複合材料管の
半縦断面図である。１・・・管、２・・・金属コネクタ、４・・・第１エラ
ストマ一層、５・・・第２エラストマ一層、６・・・金
属半型、７・・・タガ材、８・・・固定リング。出願人代理人　　猪　股　　　清第１頁の続き＠発明者　　アルベール・ファンフランス国ジロンド・サン・オパン・ドウ・メドク・ビレプリューピラーシュ３８０発　明　者　フイリペ・ピロアフランス国ジロンド・サン・メダール・アン・ジャワ・し・パン・ドウ・う・プラト・アブニュ・マゾ１３０発　明　者　クロード・ルシアン・ブルナゼルフランス国イブリニヌ・ダンビニール・スルネーラービル・アレ・デ・テイユニル（番地なし）０発　明　者　ミシエル・ウベフランス国イブリーヌ・プジパル・アブニュ・デ・パンソン２＠出　願　人　アンステイチュト・フランセ・ドウ・ベ
トロール・フランス国オーードーセーヌ・ロイルーマルメゾン侮アブニュ・ドウ・ボアープロ１工４

Claims

【特許請求の範囲】１、複合材料からなる管本体とこの管本体に固着される
少なくとも１つの金属コネクタとを有する管において、
管（１）と金属コネクタ（２）との間にエラストマーの
第一層（４）が配置され、このエラストマーがそれぞれ
に接着されることを特徴とする管。 λエラストマーの第１層（４）は金属コネクタ（２）の
外面（３）Ｋ対して接着剤によって接着することを特徴
とする特許請求の範囲第１項による管。３、接着剤はエポキシ型であることを特徴とする特許請
求の範囲第２項による管。（エラストマーの前記第１層（４）は管（りの内面に対
して接着剤によって接着することを特徴とする特許請求
の範囲第１項乃至第３項のいずれかＫよる管。翫接着剤はエポキシ型であることを特徴とする特許請求
の範囲第４項による管。６、管（１）とこの管を前記の金属コネクタ（２）の水
準において包囲する半型（６）との関に介在されたエラ
ストマーの第２層（５）をも備えることを特徴とする特
許請求の範囲ｗＩＩ１項乃至第２項のいずれかＫよる管
。７、エラストマー第２層（５）は前記半型（６）の内面
と前記管（！）の外面とに対して接着することを特徴と
する特許請求の範囲第６項による管。８、接着は接着剤によって実施されることを特徴とする
特許請求の範囲第７項による管。９、前記の接着剤はエポキシ型であることを特徴とする
特許請求の範囲第８項による管。１０、半型（６）は複数のセクターによって構成される
ことを特徴とする特許請求の範囲ｆＩＸ６項による管。１１、前記の半型（６）の周囲にタガ材（７）を備える
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第１０項の
いずれかによる管。１２、固定リング（８）が半型（６）を対応の金属コス
クタ（２）に対し゛て連結させることを特徴とする特許
請求の範囲第１項乃至第１１項のいずれかによる管。１３、複合材料から成る管の上に少くとも１個の金属コ
ネクタを固着する方法において、ａ）前記管の上に金属コネクタ（２）を固定するために
、この金属コネクタ（２）の外側面（３）を浄化し脱脂
したのちに、この外側面（３）に接着剤を塗布する段階
と、ｂ）前記接着剤の乾燥後に、この接着剤の上にエラスト
マーの第１層（４）を配置する段階と、ａ）　　ｂ）段
階から出た前記金属コネクタ（２）を配置した囲障の中
で、前記第１層（４）を構成する前記エラストマーの加
硫と前記接着剤の重合とを同時に実施する段階と、ｄ）　前記第１層（４）の外面の脱脂を実施したのち、
この外面に接着剤層を塗布する段階と、・）前記管（１
）を構成する複合材料の複数層を吃って前記第１層（４
）の外側面を被覆することによって複合材料を堆積させ
る段階とを含むことを特徴とする方法。１４、前記の・）段階から出た管を囲障中において予重
合させる段階とを含むことを特徴とする特許請求の範囲
第１３項による方法。１５、前記のａ）段階とｄ）段階において塗布された接
着剤の乾燥は塵埃を避けて実施されることを特徴とする
特許請求の範囲第１３項または第１４項による方法。１６、前記の０）段階の全期間中、前記の囲障中に真空
が作られ保持されることを特徴とする特許請求の範囲第
１３項またはｌ１１４項または第１５項による方法。１７、前記のａ）段階から出た前記の金属コネクタ（２
）をマンドレル上に配置することを特徴とする特許請求
の範囲第１３項乃至ｆｊｇ１６項のいずれかＫよる方法
。１８、前記のａ）段階中とｄ）段階中に使用された前記
の接着剤はエポキシ型であることを特徴とする特許請求
の範囲第１３項乃至第１７項のいず孔かによる方法。１９、割型（６）の内面上に前記段階ａ）、ｂ）、Ｃ）
と同様にしてエラストマーの第２層（５）を接着するこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１３項乃至第１８項の
いずれかによる方法。２０、割型は複数のシェルによって形成されていること
を特徴とする特許請求の範囲第１９項による方法。ｉｌ、前記第２層（５）の内面を脱脂し、この内面上に
接着剤を塗布し、乾燥させることを特徴とする特許請求
の範囲ｇｌＧ項または第加項による方法。２２、前記の接着剤はエポキシ型であることを特徴とす
る特許請求の範囲第２１項による方法。２３、接着剤の乾燥ののち、割型（６）を前記金属コネ
クタ（２）の水準において管１の周囲に取付け、半型（
６）を金属コネクタ（ＳりＫ対して連結することを特徴
とする特許請求の範囲第２１項・Ｋよる方法。ム、この連結は固定リング（８）Ｋよって実施されるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第２３項による方法。部、前記の連結はタガ材（７）を周囲に巻付けることＫ
よって実施されることを特徴とする特許請求の範囲第ｎ
項による方法。２６、少くとも１個の金属コネクタ（２）を備えた前記
管（１）が重合のために囲障中に配置されることを特徴
とする特許請求の範囲第１３項乃至第５項のいずれかＫ
よる方法。２７、複合材料から成る管の上に少くとも１個の金属コ
ネクタを固着する方法において、ａ）前記管の上に金属コネクタ（２）を固定するために
、この金属コネクタ（２）の外側面（３）を浄化し脱脂
したのち忙、この外側面（３）に接着剤を塗布する段階
と、０）前記接着剤の乾燥後に、この接着剤の上にエラスト
マーの第１層（４）を配置する段階と、ａ）　　ｂ）段
階から出た前記金属コネクタ（２）を配置した囲障の中
で、前記第１層（４）を構成する前記ニジストマーの加
硫と前記接着剤の重合とを同時に実施する一階と、と）前記１に１層（４）の外面の脱脂を実施したのち、
この外面に接着剤層を塗布する段階と、８）前記管（１
）を構成する複合材料の複数層をもって前記第１層（４
）の外側面を被覆することによって複合材料を堆積させ
る段階と、ｆ）前記管を重合さぜる段階と、を含むことを特徴とする方法。