JPS5824247B2

JPS5824247B2 - コウカンノナイメンオヨビガイメンヒフクホウホウ

Info

Publication number: JPS5824247B2
Application number: JP49097548A
Authority: JP
Inventors: 鮎沢三郎; 田中満生; 鈴木和幸
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1974-08-27
Filing date: 1974-08-27
Publication date: 1983-05-20
Also published as: JPS5124914A

Description

【発明の詳細な説明】この発明は、連続した１系列の設備を用いて、各種用途
の鋼管に架橋ポリエチレン内面被覆を施し、続いて熱可
塑性プラスチックまたは金属メッキの外面被覆を施す方
法に関するものである。

従来、鋼管の内外両面に防食用プラスチック被覆を施す
場合は、まず内面被覆用設備を使用して、熱膨張性架橋
ポリエチレン管を鋼管内に挿入し、かつその熱膨張性架
橋ポリエチレン管を加熱膨張させて鋼管の内面に密着さ
せることにより、架橋ポリエチレン内面被覆を形成し、
次いでその内面被覆鋼管を−たん常温まで冷却したのち
、前記内面被覆用設備と別個の外面被覆用設備を使用し
て、前記内面被覆工程を再加熱してプラスチック外面被
覆を施している。

また鋼管にプラスチック内面被覆および金属メッキ外面
被覆を施す場合は、まず浸漬法により鋼管の内外両面に
亜鉛メッキを施したのち、その両面亜鉛メッキ鋼管を−
たん常温まで冷却し、次いで別工程で熱膨張性架橋ポリ
エチレン管を前記亜鉛メッキ鋼管の中に挿入し、その架
橋ポリエチレン管を加熱膨張させることにより亜鉛メッ
キ鋼管の内周面に圧着させて架橋ポリエチレン内面被覆
を形成している。

しかし、前記従来の内外両面被覆方法の場合は、各被覆
工程の間でプラスチック内面被覆鋼管または両面亜鉛メ
ッキ鋼管を−たん常温まで冷却したのち再加熱するので
、熱消費量が比較的大きくなると共に内外両面被覆の所
要時間も長くかかり、かつ設備および工程が複雑化する
という欠点がある。

また前記架橋ポリエチレン内面被覆および亜鉛メッキ外
面被覆鋼管における鋼管と架橋ポリエチレン内面被覆と
の間の亜鉛メッキ層は本来不要なものであるが、しかし
浸漬メッキ方法の場合は鋼管の外周面にだけ亜鉛メッキ
を施すことが困難であるので、止むを得ず鋼管の内外両
面に亜鉛メッキを施してから架橋ポリエチレン内面被覆
を施していた。

このため亜鉛の使用量が増大してコストが高くなるとい
う欠点があった。

この発明は前述の欠点を排除した鋼管の内面および外面
被覆方法を提供することを目的とするものである。

次にこの発明を実施して鋼管に架橋ポリエチレン内面被
覆およびプラスチック外面被覆を施す場合について説明
する。

まず第１図に示す設備における脱脂水洗装置３により銅
貨１を脱脂および湯洗し、次いで内面ブラッシング装置
４により鋼管１の内面にブラッシングを施し、次にこの
ようにして内面を清浄にされた鋼管１の中に熱膨張性架
橋ポリエチレン管２を挿入装置５により挿入して複合管
６を作る。

このようにして得られた複合管６を管軸方向に移送して
、まず連結装置７により第２図に示すように各複合管に
おける架橋ポリエチレン管２の端部をポリエチレンチュ
ーブ８により連結し、次いで誘導加熱炉、ガス加熱炉ま
たは熱風炉からなる加熱装置９によって複合管６を加熱
することにより、架橋ポリエチレン管２を熱膨張させる
と共に鋼管１の内面に圧着させて、鋼管１に架橋ポリエ
チレンの内面被覆を形成し、続いてその内面被覆鋼管を
冷却槽１０において外面被覆のための予熱温度まで冷却
する。

冷却槽１０から出てきた鋼管は既に予熱温度になってい
るので、簡単な水切りを行なったのち、直ちに粘着剤塗
布装置１１により粘着剤を鋼管の外面に塗布し、次いで
押出機１２により熱可塑性プラスチックを粘着剤層の上
に被覆してプラスチック外面被覆を形成する。

また必要に応じ、溶着防止剤塗布装置１１′により溶着
防止剤を前記プラスチック外面被覆の上に塗布したのち
、押出機１２′により熱可塑性プラスチックを溶着防止
剤層の上に被覆することにより、鋼管に２層のプラスチ
ック外面被覆を形成することができる。

なおこのように２層のプラスチック外面被覆を施す場合
は、第１層のプラスチック外面被覆が形成されたのち、
これを冷却装置１３′によりプラスチックの軟化点以下
に冷却して、送りロールにより第１層のプラスチック被
覆に傷がつけられないようにするのが好ましい。

次に前述のようにして内面被覆および外面被覆された被
覆鋼管１′を冷却装置１３により冷却したのち、走行切
断機１４により被覆鋼管１′の連結部を切断してスキッ
ド１５に跳ね出し、切り離された被覆鋼管をミストスプ
レーによる冷却装置１６により完全に冷却してから、管
端精整機１７により内面被覆および外面被覆のはみ出し
部分を切断して除去し、次に外面ねじ切接１８により外
面被覆の上から鋼管の両端部外面にねじを刻設し、かつ
ソケットキャップ挿入装置１９により、鋼管の一端部に
ソケットを螺合すると共に他端部にねじ保護用キャップ
を嵌合し、次いで自動梱包結束機２０により結束して製
品とする。

このようにして鋼管の内面被覆設備と外面被覆設備とを
連続させることにより、生産性を向上させると共に高能
率の設備とすることができる。

なお第１図において２点鎖線で囲まれた部分にある符号
１１’、１２’、１３’で示す設備は、外面被覆を
２層にするとき必要な設備であって、外面被覆を１層に
する場合はその設備が不要である。

また前記冷却装置１３および１６については、高温スト
レスＩＪＩＪ−ス法すなわち被膜を高温で切断するこ
とにより、丸グイからの引落しによる被膜内の応力を解
放し、製品被膜中の残留応力を小さくする方法を採用す
る場合は、冷却装置１３を短かくして被膜温度９０〜１
１０°Ｃ程度で冷却を止めて、走行切断機１４により切
断してからミストスプレーにより冷却装置１６で常温ま
で冷却する。

これに対し、被膜を常温近くまで冷却する従来法では、
冷却装置を充分長くして切断前の冷却を充分に行なうの
で、ミストスプレーによる冷却装置１６は不要である。

しかし、製品の被膜収縮防止という観点で高温ストレス
ＩＪＩＪ−ス法を採用するのが望ましい。

従来、架橋ポリエチレンによる内面被覆を行なう場合、
架橋ポリエチレン管の加熱膨張時の長さ方向の収縮代と
して、架橋ポリエチレン管を鋼管の端部から５０〜５０
０ｍｍ程度はみ出させておき、内面被覆を行なったのち
、そのはみ出し部分を切り落していたので、コストの面
で大きな損失となっており、また従来、プラスチック外
面被覆を行なう場合は、鋼管の継目部分が粘着剤層らし
リングをスムースに通過できるようにするために、第４
図に示すように鋼管１を連結具２１により連結していた
が、この発明のように内面被覆設備と外面被覆設備とを
連続させると、架橋ポリエチレン管のはみ出し部分に、
連結具の代替品として簡単なポリエチレンチューブ８を
挿込むことによって前後の管体を容易に連結することが
でき、かつ内面被覆および外面被覆に一貫して使用でき
るので、コスト面でのメリットが太きい。

なお第２図に示すポリエチレンチューブ８は、内面被覆
の時の加熱により第３図に示すように架橋ポリエチレン
管の熱膨張により膨張されて、ポリエチレンチューブ８
の外径が鋼管１の外径とほぼ等しくなり、かつ架橋ポリ
エチレン管２がポリエチレンチューブ８に熱溶着するの
で、粘着均らしリングに対する通過性の点で第４図に示
す従来の連結具２１と同等の性能を期待できる。

また内面被覆後の冷却を調整することにより、鋼管の温
度を外面被覆の際の予熱温度と同じにすれは、外面被覆
の際の予熱を省略できるので、熱エネルギを効率的に使
用することができる。

さらにまた、押出法により成形された熱膨張性架橋ポリ
エチレン管を鋼管内に挿入して加熱膨張させることによ
り鋼管の内面に圧着させれば、鋼管に均一な膜厚でピン
ホールのない架橋ポリエチレン内面被覆を簡単な工程で
形成することができ、かつ接着剤を用いることなく内面
被覆を強固に固着できるので製造コストを安くすること
ができ、しかも鋼管の内面の前処理としては、脱脂およ
び簡単なブラッシングを施すだけで充分であり、酸洗を
省略することができる。

前記熱膨張性架橋ポリエチレン管としては、例えはエン
ゲル法（特公昭４５−３５６５８号公報参照）によりポ
リエチレン管を架橋しながら押出し、次いで延伸および
冷却を行なって縮径することにより熱膨張性を持たせた
ものを使用し、また前記外面被覆用熱可塑性プラスチッ
クとしては、鋼管に被覆できるものであれば何れの種類
のものでもよいが、通常低密度ポリエチレン、高密度ポ
リエチレン、ポリプロピレン等を使用する。

次にこの発明を実施して鋼管に架橋ポリエチレン内面被
覆および亜鉛メッキ外面被覆を施す場合について説明す
る。

まず第５図および第６図に示す設備において、前処理装
置２２により鋼管１に付着している油、汚れ、スケール
等を除去したのち充分水洗および乾燥し、続いてその清
浄にされた鋼管１内に熱膨張性架橋ポリエチレン管２を
挿入装置５により挿入して複合管６を作る。

次にこのようにして得られた複合管６を管軸方向に移送
して、まず連結装置７により第２図に示すように隣り合
う複合管６における架橋ポリエチレン管２の端部をポリ
エチレンチューブ８により連結し、次いで加熱室２３内
で加熱装置９により複合管６を加熱することにより、架
橋ポリエチレン管２を熱膨張させると共に鋼管１の内面
に密着させて、鋼管に架橋ポリエチレンの内面被覆ヲ形
成する。

次にフラックス室２４内でフランクススプレーノズル２
５からフラックスを鋼管の外面にスプレーしたのち、前
記加熱による鋼管の帯熱を利用して水分を蒸発させてフ
ラックスを乾燥する。

続いて管軸方向に走行する内面被覆鋼管の外周面に、メ
ッキ室２６内で溶融亜鉛スプレーノズル２７から溶融亜
鉛をスプレーして付着させ、次いで環状のガスワイピン
グ装置２８から噴射される空気、水蒸気、燃焼排ガス等
のガス体により亜鉛被膜を均らすと共に余分なヰ鉛を掻
き取って被膜の厚さを調整したのち、冷却室２９内で水
スプレーノズル３０から噴射される水により冷却し、し
かるのち環状のガス噴射装置３１から噴射されるガス体
により水を吹き飛ばして水切りを行なう。

このようにして得られる内外両面被覆鋼管は、第２図お
よび第３図に示すように、複合管相互の連結部が完全に
シールされているので、亜鉛が複合管６内に入り込むこ
とはなく、かつ架橋ポリエチレン管２が鋼管１の内周面
に圧着しているのでそれらの間にフラックスおよび亜鉛
が侵入することはなく、鋼管１の外周面にのみ亜鉛メッ
キが施される。

次に前記内外両面被覆鋼管１′を矯正機３２にかけて曲
がりを矯正したのち、走行切断機１４により被覆鋼管１
′の連結部を切断して被覆鋼管１′をスキッド１５に跳
ね出し、次いで管端精整機１γにより鋼管端部からはみ
出している架橋ポリエチレン管２の端部を切断除去し、
続いて外面ねじ幼根１８により鋼管の両端部にねじを刻
設してから、ソケットキャップ挿入装置１９により鋼管
の一端部にソケットを螺合すると共に他端部にねし保護
用キャップを螺合し、次いで自動梱包結束機２０により
結束して製品とする。

前記前処理装置２２による前処理方式としては、鋼管に
付着している油、汚れ、スケール等を、脱脂・酸洗によ
り化学的に除去する方式と、サンドブラストやショツト
ブラスト等により物理的に除去する方式とがあるが、鋼
管のサイズや汚れの程度等によって適宜選択すればよく
、また前処理工程の最後において鋼管の内面にブラッシ
ングを施せば、内面被膜の密着性を向上させることがで
きる。

前記加熱装置５としては、誘導加熱炉に代えてガス加熱
炉や熱風炉等を使用してもよいが、加熱の均一性、高能
力、公害防止等の点で誘導加熱炉を使用するのが好まし
い。

ただし誘導加熱炉を使用する場合は、第２図に示す連結
部が加熱されないので、溶融亜鉛のシール性が悪くなる
が、その対策としては、例えば誘導加熱炉付近に連結部
のみを加熱する加熱装置例えば熱風加熱炉を設置すれば
よい。

またフラックス、溶融亜鉛、冷却水等のスプレーノズル
を、第７図に示すように管周方向に間隔をおいて複数個
配置すれば、管周方向の均一性を向上させることができ
る。

亜鉛メッキのために必要なフラックスとしては、Ｚｎ
ｃ１２ＮＨ４ｃｌ系、Ｚｎｃ１２
ＮａｃＩ系等の普通のフラックスを使用することがで
きるが、予熱温度を高くして亜鉛メッキ時間を短縮する
場合は、普通のフラックスを使用できないので、ＫＦ−
ＬｉＦのような耐熱性のある溶融フラックスを使用する
必要がある。

なお溶融フラックスを使用する場合はこれを乾燥させる
必要がない。

架橋ポリエチレンは、耐熱性が良く融点以上でも形態を
保っているが、しかし空気中で長時間高温にさらされる
と、劣化や分解作用を起こす恐れがあるので、加熱装置
５による加熱から両面被覆後の冷却までの設備を第５図
および第６図に示すように密閉し、かつその密閉室内に
窒素ガス等の不活性気体を充満させて、劣化や分解作用
を防止するのが好ましい。

前記フラックス付着方式としては流下塗布方式を採用し
てもよく、また溶融亜鉛付着方式としては、流下塗布ま
たは浸漬方式を採用してもよく、さらにまた、冷却方式
としては水槽浸漬または空冷方式を採用してもよい。

実施例１呼び径２５Ａ１長さ５．５ｍの配管用炭素鋼鋼管（ＳＧ
Ｐ）に、第５図および第６図に示した設備を使用して次
の条件で架橋ポリエチレンライニング内面被覆および亜
鉛メッキの外面被覆を施した。

（１）前処理：脱脂・酸洗を行なった。

（２）熱膨張性架橋ポリエチレン管：エンゲル法により
押出成形されて外径２７．０ｍｍ、肉厚１．０ｍｍに
延伸されたものを使用した。

（３）架橋ポリエチレン管の連結：第２図に示すように
ポリエチレンチューブにより連結した。

（４）加熱：誘導加熱炉により鋼管を２００℃に昇温さ
せた。

（５）フラックス：Ｚｎｃ１２：ＮＨ４ｃｌ＝
４：５の組成をもつフラックスの４０係水溶液を使
用し、これを第７図のように管周４個所のノズルよりス
プレーして鋼管に塗布した。

（６）亜鉛メッキ：４８０℃の溶融亜鉛をノズルより噴
出させてメッキ時間７５秒でメッキを行ない、次いで円
環状ノズルでエアワイピングを行なった。

（７）冷却：水スプレーにより冷却した。

得られた製品の亜鉛付着量は約４００ｇ／ｍ’であ
った。

実施例２呼び径１５Ａ１長さ５．５ｍの配管用炭素鋼鋼管（ＳＧ
Ｐ）に、第５図および第６図に示した設備を使用して次
の条件で架橋ポリエチレンライニング内面被覆および亜
鉛メッキの外面被覆を施した。

（１）前処理：脱脂・酸洗を行なった。

（２）熱膨張性架橋ポリエチレン管：エンゲル法により
押出成形されて外径１５．５ｍｍ、肉厚０．６ｍｒｒｔ
に延伸されたものを使用した。

（４）加熱：誘導加熱炉により、鋼管を４５０℃に昇温
させた。

（５）フラックス：ＫＦ：ＬｉＦ＝５：５の組成
をもつ溶融フラックスを鋼管に流し塗りした。

（６）亜鉛メッキ：４８０℃の溶融亜鉛をノズルより噴
出させてメッキ時間３０秒でメッキを行ない、次いで円
環状ノズルでエアワイピングを行った。

（７）冷却：水スプレーにより冷却した。

得られた製品の亜鉛の付着量は約４００ｇ／ｌｒｉ’
であった。

水道管、排水管および化学工場配管等の場合は、内面に
高度の耐食性を付与する必要があるが、しかし地上配管
であるので外面には内面はど耐食性が要求されず、かつ
長時間にわたって外面被覆が紫外線等により劣化されな
いようにする必要があるので、価格および性能の面で亜
鉛メッキ外面被覆を施すのが好ましい。

しかし地下に埋設される配管の場合は、亜鉛メッキ外面
被覆では耐食性が不充分であるので、プラスチック外面
被覆を施すのが好ましい。

この発明によれば、鋼管表面に連続して内面被覆および
外面被覆を施す工程において、鋼管と該鋼管中に挿入し
た長さが前記鋼管より長い熱膨張性架橋ポリエチレン管
とからなる複合管をさらに他の同様な複合管と連結する
ために前記ポリエチレン管の端部をポリエチレンチュー
ブを介して互に連結し、次いで該連結された複合管を加
熱することにより架橋ポリエチレン管を熱膨張させると
共に鋼管の内面に密着させて架橋ポリエチレン内面被覆
を形成し、さらに内面被覆工程と連続する外面被覆工程
において、鋼管が前記加熱により外面被覆の予熱温度に
帯熱しているうちに、前記鋼管の外面に熱可塑性プラス
チックまたは金属メッキの外面被覆を施すので、簡単な
手段によって多数の鋼管に内面被覆および外面被覆を連
続して施していくことができ、しかもポリエチレンの内
面被覆を施す際に与えられた熱を、外面被覆の際の熱と
して有効に利用して熱消費量を少なくすることができる
と共に、内外両面被覆のための所要時間を短縮すること
ができ、かつ内面被覆工程と外面被覆工程とが連続して
いるので、内面被覆工程の後に必要な管端精整、検査、
結束等の工程を外面被覆工程の後に必要な管端精整、検
査、結束等の工程と共用することができ、そのため工程
および設備を簡略化すると共に人員を少なくすることが
でき、しかも従来外面被覆工程で使用していた連結具を
省略できるので、コストを低減させることができる等の
効果が得られる。

さらにまた、架橋ポリエチレン管２は鋼管１の内周面に
密着しているので、鋼管１の外面に金属メッキを施す場
合は、鋼管１と架橋ポリエチレン管２との間にフラツク
スやメッキ用溶融金属の侵入を防止して、フラツクスに
よる架橋ポリエチレンの劣化を防止すると共にメッキ用
金属の使用量を少なくして大巾なコスト低減を計ること
ができる効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は架橋ポリエチレン内面被覆およびプラスチック
外面被覆の連続形成設備を示す概略図、第２図は鋼管の
端部からはみ出た架橋ポリエチレン管をポリエチレンチ
ューブで連結した状態を示す側面図、第３図はその連結
部が加熱膨張されて鋼管の外径とほぼ等しくなった状態
を示す側面図、第４図は従来外面被覆工程で使用されて
いる連結具を示す一部縦断側面図である。第５図は架橋ポリエチレン内面被覆および亜鉛メッキ外
面被覆の連続形成設備を示す概略図、第６図はその一部
を示す拡大平面図、第７図はスプレーノズルの配置例を
示す正面図である。図において、１は鋼管、２は熱膨張性架橋ポリエチレン
管、３は脱脂水洗装置、４は内面ブラッシング装置、５
は挿入装置、６は複合管、７は連結装置、８はポリエチ
レンチューブ、９は加熱装置、１０は冷却槽、１１は粘
着剤塗布装置、１２は押出機、１３は冷却装置、１４は
走行切断機、２５はフランクススプレーノズル、２７は
溶融亜鉛スプレーノズル、３０は水スプレーノズルであ
る。

Claims

【特許請求の範囲】

１鋼管表面に連続して内面被覆および外面被覆を施す
工程において、鋼管と該鋼管中に挿入した長さが前記鋼
管より長い熱膨張性架橋ポリエチレン管とからなる複合
管をさらに他の同様な複合管と連結するために前記ポリ
エチレン管の端部をポリエチレンチューブを介して互に
連結し、次いで該連結された複合管を加熱することによ
り架橋ポリエチレン管を熱膨張させると共に鋼管の内面
に密着させて架橋ポリエチレン内面被覆を形成し、さら
に内面被覆工程と連続する外面被覆工程において、鋼管
が前記加熱により外面被覆の予熱温度に帯熱しているう
ちに、前記鋼管の外面に熱可塑性プラスチックまたは金
属メッキの外面被覆を施すことを特徴とする鋼管の内面
および外面被覆方法。