JPS5874984A - パイプを処理する方法 - Google Patents

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】 パイプや、パイプによって構成されるｔＲイブラインは
、ガス、石油、水およびその他の流体を搬送する上で益
々重要な役割を占めるようになってきている。パイプは
、その耐久性を高めるために従来からいろいろな態様で
処理されている。例えば、地中に敷設されるパイプライ
ンは、電気分解による腐食、生物化学的腐食、周期的な
土壌応力、カソード脱結合、および機械的損傷から保護
するために瀝青質物質、ガラス繊維マット、プラスチッ
クテープなどのいろいろな材料を塗布または被覆されて
いる。しかしながら、破裂強さ、破断抵抗、耐熱性、安
全率および重量などの改良には、今まではほとんど関心
が払われていなかった。また、そのための数少い試みは
、別の問題を生じる結果となっている。例えば、パイプ
の半径方向の強度、即ちフープ強度を増大させるために
パイプに比較的太いワイヤを巻装することが提案されて
いるが、そのような構成は、水分の付着によりすき間腐
食を生じ易く、その結果、ワイヤの隣接する巻きと巻き
の間の空間に、そしてワイヤとノぞイブの間の空間に腐
食が生じる。

従って、本発明の目、的は、従来型式の保護処理をその
まま享受し、しかもなお、延性破壊抵抗の面で著しく改
良された改良パイプ會提供することである。

本発明の他の目的は、最少限の追加の労力および材料で
もって、しか、も、上述したすき間腐食のような追加の
問題を若起することなく、高い強度および延性破壊抵抗
を付与した上記型式のパイプを提供することである。

本発明の更に他の目的は、ノぐイブに腐食防護処置を施
すために従来から使用されている方法に類似した方法で
、上述の強度および破壊抵抗を付与された上記型式のパ
イプを提供することである。

本発明の更に他の目的は、上記改良パイプを製造する方
法を提供することである。

本発明によれば、複数の連続した一方向の高強度繊維Ｋ
ｌ”　／”イブの周シに巻装する。これらの繊維は、パ
イプに結合する均質なマトリックスを構成するエナメル
またはエポキシの如き粘性物質と共に被横してもよく、
あるいは接Ｍ１！に打付と共に被覆するか、エナメルま
たはエポキシを予め含浸させておいてもよい。

本発明の叙上およびその他の目的ならびに利点は、添付
図を参照して記述した以下の実施例の説明から一層明ら
かになろう。

例として、本発明の方法は、比較的大径のスチール製ま
たは他の金属製のパイプを処理する場合に関連して説明
する。この処理は、電気分解による腐食および生物化学
的腐食、カソード脱結合、土壌応力および機械的損傷に
対する防護を施すこと、ノソイプの円周方向の強度を大
幅に増大させること、およびＪＲパイプ軸方向の延性破
壊抵抗を増大させることを目的としたものである。

本発明の好ましい実施例によれば、金属製のパイプを、
サンドプラスチングまたはグリッドプラスチングによっ
て、あるいは掻き落しやワイヤブラッシングによってノ
ぞイブ表面から油、グリス、塵埃、湿気、非付着性のミ
ルスケールを除去することによ）浄化する。次いで、こ
のスチールパイプと後で被覆すべき粘性物質との間の結
合剤としてパイプの外面に下塗剤を塗布する。この下塗
剤は、例えばＡＷＷＡタイプＢのような任意の物質であ
ってよいが、ＡＷＷＡタイプＢは、結合力が非常に強く
、シかも、乾燥時間が速く、アスファルト被覆材とも、
コールタール被覆材とも完全に適合するので、好ましい
。

上述の操作に従ってパイプに下塗を施した後、その下塗
された外面にコールタールエナメルまたはアスファルト
エナメルのような高温の粘性物質を塗布する。第１図に
示されるように、高温エナメルハ、放出ヘッド１２によ
ってノぐイブｌＯの表面に塗布する。ヘッド１２は、パ
イプ１０から離隔させてあり、エナメルをパイプの外表
面に吹きつけるようになされている。ヘッド１２は慣用
の設計のものであってよく、好ましくは、エナメルをｓ
　ｏＯＦ（２６０Ｃ）　　程度の高い温度で受容し、そ
れｆ　Ａ？パイプ外表面上へ放出する堰、溢流箱、流し
塗機、またはカーテンコータの形のものとする。この塗
布工程においては、ノソイプ１０ｔ−ヘッド】２に対し
て回転させながら長手方向に移動させてもよく、あるい
は機械によってヘッド１２を左右に動かしながらパイプ
の一定長に亘って移動させ、エナメルをパイプの外表面
に塗布してもよい。

上述シたコールタールエナメルは、好ましくは改質され
た充填討入シのコークス炉ピッチから製造スる。アスフ
ァルトエナメルは、酸化された充填材入りの特定の原油
から製造することができる。

エナメル被覆材がまだ熱いうちに、即ち、まだ完全には
乾燥せず、結合しないうちに、そのパイプの周りに複数
の連続した一方向の高強度の無機の非導電性繊維を巻装
する。第２図を参照して詳述すれば、上記連続した一方
向の高強度繊維の連続ウェブ即ち包被材１４をパイプ１
０の処理された外面に巻きつけることによって被覆する
。包被材１４は、最少限の緊張度で、即ち、ツクイブに
十分に付着するに足る範囲の最少限の緊張度で必要に応
じて一層または複数の層に巻装する。ウェブを構成する
繊維は、後述するようにガラスあるいはガラスと同等の
特性を有するその他の材料であることが好ましい。

一方向繊維の包、被材１４をツクイブに被覆した後、そ
してエナメルがまだ高温粘性状態にある間に、第３図に
示されるように包被材１４の上に防護材の外被１６を巻
きつける。外被１６は、パイプの輸送中およびノぐイブ
ラインの埋設作業中、６イブが損傷しないように防護し
、また、周期的な土壌応力や岩石による損傷に対してエ
ナメルおよび繊維を防護する任意の材料であってよいが
、外被１６として最も好ましい素材は、コールタールま
たはアスファルトを含浸させた補強繊維織物、またはコ
ールタールまたはアスファルトを含浸させた補強アスベ
ストフェルトである。外被１６は、先に塗布されたエナ
メルがまだ熱い、未結合状態に′する間に被覆されるの
で、エナメルが結合して硬化するとき包被材の一方向繊
維およびＪ？パイプ結合される。

繊維および結合したエナメルは、ノぐイブに接合された
均質なマトリックスを構成し、ノぐイブに追加の強度を
付与するとともに、後述するように腐食を防止する。

包被材１４は、その一方向繊維がパイプの軸線に実質的
に垂直な平面内に延長し、かつ、各隣接する巻きと巻き
の間の重なり度合が１％からほぼ５０％までの範囲とな
るような態様で巻きつけることができる。外被１６も、
同じ重なル度の範囲で巻きつけることができる。

粘性物質を塗布する場合と同様に、被覆材１４および１
６は、ノぐイブを回転させながら長手方向に移動させて
、固定ローラや、巻出ヘッドなどＫよって被覆してもよ
く、あるいは、パイプを静止させておき、繰出ヘッドを
備えた機械によって被覆材１４．１６をパイプの醐りに
巻きつけながら長手方向に進めるようにすることができ
る。これらの技法はいずれも斯界において周知であるこ
とから、ここでは仁れ以上詳述しない。

第４図には包被材１４の一片が詳細図で示されている。

包被材１４を構成する個々の連続した一方向繊維１８は
、横断方向に延長した紐２２によって複数のロービング
または束２０に分けられている。紐２２は、これらの束
２０を交互に上下に縫うようにして延長している。

第５図には、別の実施例による包被材１４’が示されて
いる。この実施例では、一方向繊維１８はやはシ複数の
束２０′に分離されているが、それらの束の幅は第４図
の実施例のそれよシ狭い。図からは明らかではないが、
紐２２は、束２０′金所定位置に保持するように編組し
てもよく、あるいはその他の態様で結ぶことができる。

第６図の実施例では、包被材１４“は、各々複数の一方
向繊維１８から成る複数の束２ｏ”によって構成されて
いるが、それらの繊維は、各束２σ′の全長に亘って延
長した糸２４によって２字Ａターンに縫付けられてする
。

更に別の実施例として、紐などの使用を省除し、繊維１
８を巻付は機などによって束の形でＩ’ｅイブに巻装し
てもよい。

また、本発明の変型実施例によれば、高温エナメルを塗
布するのを省除し、その代りに一方向繊維に接着剤を塗
布しており、繊維をノＲイブに巻付けて接着させるよう
にすることもできる。その場合、繊維製包被材１４は、
上述した技法のうちの任意の技法によって形成し、任意
の慣用の接着剤を包被材１４の両面に塗布し、包被材の
一方の面に裏打材を貼付し、他方の面を第２図に示され
たのと同様の態様でパイプの周りに巻きつける仁とがで
きる。

あるいは別法として、包被材１４の一方の面に接着剤コ
ーチングを塗布し、その塗布された面に裏打材を被覆し
、その裏打材の他方の（露呈され７’ｃ）面に別の接着
剤コーテングを被覆し、その接着剤コーチングの面を上
述した態様でＡ？パイプ巻付けることができる。

本発明の更に別の実施例によれば、繊維をパイプに巻付
ける前に、エポキシ、エナメルなどの液体物質を含浸さ
せることができる。その場合、繊維を、好ましくは上述
のように束にして浴内または塗布ローラなどを通して液
体物質を含浸させる。

このようにして液体物質を含浸または塗布された繊維を
、その液体物質がまだ濡れている間に直ちに第２図に示
されるようにパイプの周りに巻付け、乾燥させてパイプ
に付着させることができる。あるいは、液体物質を上述
のようにして繊維に塗布した後、液体物質をそれが「粘
着」状態になるまで所定時間だけ乾燥させ、しかる後そ
の繊維を上述した態様でパイプに巻付ける。

上述の各実施例において、包被材１４ｔ−構成する各繊
維の直径は０．００１　ｉｎ　（０，０２５４ｗｍ　）
よシ小さｈ値とすることが好ましい。径を細くすると、
個々の繊維が完全に被覆され、ノξイッに巻付けたとき
個々の繊維の間および繊維とパイプの間に隙間のない均
質な混合体が形成される。かくして、本発明に従って被
覆されたパイプはく先に述べたすき間腐食を生じない。

また、上述の構成の結果として、パイプの軸方向の延性
破壊抵抗が相当に改良される。更に、パイプの円周方向
の応力即ち７−グプ応力の一部分が、連続した一方向繊
維のウェブ１４によって吸収される。かくして、一方向
繊維によってパイプに付与される円周方向の破裂強度が
、パイプの長手方向の破裂強度に等しくなるように制御
することができる。もちろん、それは使用する繊維の種
類、数およびサイズ、および層の数によって調整するこ
とができる。

本発明の方法に従って処理したパイプは、更に幾つかの
利点を有する。例えば、パイプの破裂圧および特定の作
動圧に対する安全率が増大する。

まり、同じ使用圧においてパイプの応力値が減少され、
それによって応力腐食亀裂を生じる可能性を相当に少く
する。もちろん、一定の設計使用圧に対して、また破裂
圧に対する一定の安全率を得るために必要なパイプの金
属含有量従って重量を減少させることができる。また、
ノぞイブに十分な量の一方向繊維を被覆すれば、「破裂
前に漏洩」の破損態様が得られる。即ち、パイプ１０は
、内部腐食または外部腐食を生じた場合、破裂するよシ
先に漏れを生じる。パイプに少量の繊維を被覆した場合
でも、延性亀裂の伝播を減速させ、発生点から短い距離
の範囲内にとどめる。このような破壊抵抗特性の増大は
、ＣＯ２のような高圧ガスや揮発性液体を搬送するため
のパイプにとって特に重要である。

本発明の主要な利点の１つは、パイプに腐食防護を施す
ための現行の技法に容易に転用することができることで
ある。現行の技法では、はとんど強度特性をもたない、
ランダム配置の（一方向ではない）ガラス繊維マットを
高温の接着剤および防護外被と共に被覆する。

本発明の方法のもう１つの利点は、外部衝撃によりパイ
プが損傷する可能性が大幅に減少されることである。本
発明のパイプは、裸のノミイブを破断させるような大抵
の外部衝撃を受けても、局部的な圧痕や、くぼみを生じ
るだけである。また、裸のノミイブに圧痕やくほみをつ
けるようなその他の衝撃を受けても、本発明のパイプに
はほとんど損傷を生じない。

本発明の方法には、発明の範囲から逸脱することなく、
いろいろな変更を加えることができる。

例えば、一方向繊維１８の包被材１４ｔ−多層重ねて施
すだけでなく、多層の外被１６′ｆｔ包被材１４ト交互
に、あるいは交互にではなく、被覆することもできる。

また、第１実施例において説明した粘性物質は上述した
エナメルに限定されるものでハナく、樹脂、ウレタン、
エポキシ、塗料などのように繊維を完全に被覆し、水分
やその他の腐食性溶液の浸出を防止する他の粘性物質で
あってもよい。これらの物質は、単に放置することによ
り、あるいは加熱、冷却、化学反応、湿潤、紫外線など
によって硬化し、フィラメント（繊維）同志を、あるい
はフィラメントとノぞインヲ結合し、更にフィラメント
を所定位置に保持または結合する。

また、本発明の方法の技術は、ステンレススチール、ア
ルミニウム、銅、黄銅などの金属に相当する特性を有す
るいかなる直径の、いかなる種類のＡ？パイプも適用す
ることができ、上述した改良特性を付与し、しかも、そ
れらのパイプの個々の特質（例えば銅製パイプの場合に
は高い腐食抵抗）を保持することができる。

本発明の方法は、破断抵抗を劇的に増大させ、従ってパ
イプの使用寿命を延長させるので、苛酷な環境で使用さ
れるパイプに特に適している。例えば、ノソイブの強度
および破断抵抗が大幅に高められるのでｔＲパイプ修理
または交換する必要が、完全に排除されないまでも、大
幅に減少される一０更に、本発明の方法の原理は、継目
や、長手方向の溶接部などのノぞイブの高応力点にも適
用することができ、上述した改良を施すことができる。

また、本発明は、ノソイブに生じる延性亀裂の伝播を停
止または減速させるために使用することができる。場合
によっては、亀裂が全く伝播しないこともめる。

以上、本発明の詳細な説明したが、本発明は、その精神
および範囲内においているいろな態様で実施することが
できることは当業者には明らかであろう。

【図面の簡単な説明】

第１〜３図は、パイプを本発明の方法に従って処理する
順次工程を示すパイプの透視図である。 第４〜６図は、本発明の方法に使用することができる一
方向繊維の包被材の各種実施例の部分拡大図である。 図中、１０は、ｏイブ、１２は放出ヘッド、１４は包被
材（ウェブ）、１６は外被、１８は繊維、２υは繊維束
。 隼１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 軸方向の延性破壊抵抗を増大させるためにパイプを処理
   する方法において、複数の連続した一方向の高ｓ度繊維
   をパイプの周りに巻付け、それらの繊維を相互に、かつ
   、該ノＲイブに接着させることから成る処理方法。