JPS61100438A - 鋼管接続部の防食被覆法 - 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】 〔本発明の技術分野〕 この発明は、原油、天然ガスなどパイプライン、化学工
業、石油精製工業などのプラントの配管などに使用され
る鋼管の防食被覆において、鋼管の各端部を溶接などで
互いに接合した鋼管の接続部を、接着剤層を有する熱収
縮性シートからなる防食被覆材料によって被覆する際に
、接着剤層が軟化・流動する温度以下の熱収縮温度（後
で詳しく説明する）を有する「接着剤層付きの合成樹脂
製熱収縮性シート」を、鋼管接続部の周囲にタイトに巻
きつけその両端部を接続して管状体となし、この管状体
の配置されている鋼管接続部付近の鋼材を外側からの誘
導加熱によって直接高温に加熱し、その加熱された鋼管
からの熱で前記管状体を熱収縮させると共に、加熱によ
り軟化・流動化した接着剤層で該管状体を鋼管接続部の
外周面に確実に熱接着させることによって、鋼管接続部
に優れた性能の防食被覆層を効率よく形成することがで
きる防食被覆法に係る。

〔従来技術の説明〕

従来、パイプラインなどに使用される鋼管は、一般に、
工場でポリエチレンなどをシート状に押出し、この軟化
状態のシート状体を接着剤層の施されている鋼管の胴部
の周面に巻きつけ接合し、最後に冷却することによって
形成される防食被覆層（ミルコート層）を有する被ＴＦ
ｔ　Ｉｎ管が使用されており、その胴部がミルコートさ
れている鋼管は、その端部のミルコート層を取り除いて
鋼材面を露出して溶接によって互いに接続されて、パイ
プライン、または配管に形成されるのである。

その鋼材面が露出している鋼管接続部（溶接部またはビ
ード部の付近）を防食などの目的で、熱収縮性被覆材料
を用いて防食被覆する技術は、従来から良く知られてい
る。このような鋼管接続部の防食被覆には、前記のミル
コー）［と同等の優れた防食性能が要求されているが、
鋼管接続部に優れた防食被覆層を形成する為には、熱収
縮性材料の熱収縮、熱接着操作などにおいて、極めて熟
練を要し、長時間の加熱作業を必要とするのであり、安
定した防食性能が再現性よく容易に得られる鋼管の接続
部の被覆方法が求められていたのである。

すなわち、胴部がミルコート被覆されている鋼管の端部
を溶接で接続した鋼管の接続部を腐食から護るために、
その接続部の周囲に、接着剤層を有する熱収縮性シート
（被覆材料）を管状に配置し、熱収縮させて防食被覆す
る方法としては、例えば、熱収縮性シートの接着剤層を
内側にして、鋼管接続部の周囲に巻き付け、その熱収縮
性シートの両端部を互いに重ね合わせ熱的に接合し、熱
収縮性シートの管状体を形成し、その後、熱収縮性シー
トの管状体を外部から電熱ヒーター、ガスバーナー、熱
風などで加熱して熱収縮させて、熱収縮性シートの管状
体を鋼管接続部の周面に密着させ、さらに鋼管接続部の
周面に密着した管状体を外部からガスバーナーなどで加
熱して、管状体を鋼管接続部の周面に接着剤層で熱接着
させるという複雑な方法で、鋼管接続部の防食被覆を行
っていたのである。

この熱収縮性シートの接着剤層と鋼管接続部の周面との
効果的な熱接着は、一般には、前記の接着剤層と、その
接着剤層が密着している鋼管の接続部とを、充分に加熱
して、接着剤層を一旦軟化・流動状態にした後に、冷却
して固化させることにより実現するものである。しかし
、従来公知の方法では、鋼管接続部の周面に熱収縮によ
って密着された熱収縮性の管状体をその内面の接着剤層
によって充分に接続部の周面に熱接着させるために、例
えば、ガスバーナー、遠赤外線ヒーターあるいは熱風な
どを用いて、管状体の外側から管状体を加熱する方法が
用いられていた。

その公知の方法では、最外層のプラスチック層（熱収縮
性架橋プラスチック層）および接着剤層が、本来、熱伝
導性の悪い材料であるので、前記の接着剤層および鋼管
接続部の周面を管状体の接着剤層の軟化・流動温度ある
いは接着温度まで確実に加熱することが極めて困難であ
ること、加熱操作に長時間を要シ最外層の保護層がかな
りの熱履歴を受けて熱的に劣化すること、また、外側か
らのガスバーナーなどの加熱では、管状体の全周にわた
って均一な加熱をすることが困難であるので、管状体が
鋼管接続部の周面に接合する際に、その接合が不均一と
なることなどの点において、防食性能上適当ではなかっ
たのである。

〔本発明の要件と効果〕

この発明の発明者らは、鋼管接続部の熱収縮性シートに
よる防食被覆法において、従来の防食被覆法における前
述の欠点を持たない防食被覆法について、鋭意検討した
結果、接着剤層を有する特定の熱収縮性シートを管状に
形成して、鋼管接続部の周面に近接配置し、鋼管の周囲
に設置された誘導加熱装置からの誘導加熱によって、鋼
管接続部付近の鋼材を直接高温に加熱し、その鋼材の熱
で鋼管接続部の周面に近接配置された管状体を熱収縮さ
せて鋼管接続部に周面に密着させると共に、前記管状体
の接着剤層を軟化・流動温度以上に確実に加熱し、その
接着剤層を介して管状体を鋼管接続部の周面に確実に接
合して、極めて優れた防食性能の防食被覆層を鋼管接続
部の周面に再現性よく形成できることを見いだし、この
発明を完成した。

すなわち、この発明は、接着剤層が軟化・流動する温度
以下の熱収縮温度を有する接着剤層付きの合成樹脂製熱
収縮性シートを、鋼管接続部の周囲にタイトに巻きつけ
、そのシートの両端部を接続して管状体となすことによ
って、熱収縮性の管状体を咳鋼管接続部の全周面に対し
て近接した状態で配置し、この管状体の配置されている
鋼管接続部付近の全周を外側から誘導加熱によって高温
に加熱し、その加熱された鋼管からの熱で前記管状体を
加熱し熱収縮させると共に、前記の接着剤層を軟化・流
動温度以上に加熱し該管状体を接着剤層で鋼管接続部の
外周面に熱接着させることを特徴とする鋼管接続部の防
食被覆法に関する。

この発明の方法は、鋼管の接続部の周囲に配置された熱
収縮性の管状体を熱収縮させるための加熱、および、そ
の管状体の接着剤層と鋼管接続部の外周面との加熱接着
のための加熱を、まったく同じ誘導加熱方式で一挙に連
続して行うことができ、均一な加熱が可能で、作業性が
優れている点、並びに、前述の誘導加熱によって直接最
も高温に加熱されるのが鋼管を構成している鋼材であり
、その鋼管の熱が熱収縮性の管状体の接着剤層と熱収縮
性層とを順次熱伝導により加熱していくのであり、その
結果、防食被覆層の最外層となる熱収縮性層（熱収縮性
プラスチック層）がガスバーナーの火炎などで熱劣化す
ることがなく、しかも鋼管の周面と接着剤層との熱接着
に必要な加熱が容易になされ、接着剤層の軟化・流動に
よる鋼管の周面への接合が確実に行われる点などに主な
特長がある。

〔本発明の詳細な説明〕

本発明の被覆方法に使用される鋼管は、一般にパイプラ
イン、プラントの配管などで使用されているミルコート
層を設けられた鋼管であって、その端部が露出していて
溶接で互いに接続されている鋼管であれば、どのような
種類、サイズの鋼管であってもよいが、この発明では、
特に約３Ｑｃｍ以上の口径、あるいはさらに約５０〜４
００口の大口径の鋼管の接続部の防食被覆について、好
適々 に採用することができる。

この発明の方法において、鋼管接続部の被覆に用いる熱
収縮性シートは、接着剤層の軟化・流動するような温度
以下Φ温度で充分に熱収縮するような比較的低温の熱収
縮温度を有する合成樹脂製の「熱収縮性層」と、加熱接
着性のｒ接着剤層」とからなるものであればよい。

前記の熱収縮性層は、ポリエチレン、ポリプロピレン、
ポリ塩化ビニル、ポリエステル、ポリアミドなどの熱可
塑性合成樹脂製の熱収縮性シートから構成されているも
のであり、このシート、層が、約６０〜１５０℃、特に
７０〜１２０℃の温度に加熱された状態で、延伸される
ことによって、前記延伸温度とほぼ同じ温度（熱収縮性
温度）付近において、約２０〜８０％、特に２５〜７０
％の熱収縮率を示すような熱収縮性を付与されており、
また、特に前述の延伸による熱収縮性付与の工程の前も
しくは後に、このシートの架橋の程度を示すゲル分率が
約５０〜４００口度となるように、前記のシートが、電
子線などの照射による方法、または化学架橋による方法
で、架橋されており、耐熱性が付与されていることが好
ましい。

この発明において、熱収縮温度とは、一般には、熱収縮
性材料を製造する際の延伸温度付近、好ましくは延伸温
度±１０℃の範囲の温度であるか、或いは、常温（約２
０℃）の熱収縮性材料を一定の割合で昇温し加熱してい
く場合に（例えば、１０〜１５℃／分の昇温速度で昇温
する場合に）、その熱収縮性材料がほとんど最大の熱収
縮率にまで到達する温度、特に熱収縮性材料の最大の熱
収縮率に対して約７０％以上、特に８０％以上の割合の
熱収縮が行われる時の温度であればよい。

また、この発明において、熱収縮率（最大の熱収縮率）
とは、前述のように常温の熱収縮性材料を一定の割合で
昇温し加熱して、この熱収縮性材料が熱収縮率を増大し
ない温度にまで加熱し、次いで常温にまで冷却して、前
述の昇温開始前の熱収縮性材料の長さく（）と前記昇温
及び冷却後の熱収縮性材料の長さくＬ）とから次の式に
よって算出される。

熱収縮率−（（β−Ｌ）／ｆ）Ｘ１００　（％）さらに
、前記のゲル分率は、試料（架橋プラスチックフィルム
など）を、キシレン中に入れて、約１０時間、約１３０
℃の温度で還流しながら溶解させ、そのキシレンに熔解
しなかった試料の重量（Ａｇ）を、使用した全試料の重
量（Ｂｇ）で割って得られた値を１００倍した値である
。

ゲル分率＝　（Ａ／Ｂ）ｘｌＯＯ（％）前記の接着剤層
は、前記の熱収縮性層の熱収縮温度以上の温度で、軟化
・流動しうる接着剤からなるものであればよく、例えば
、ポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチ
レン−プロピレン共重合体、ポリプロピレン、塩化ビニ
ルなどの熱可塑性樹脂、あるいは、それらのマレイン酸
またはその無水物などによる変性物、並びに粘着付与剤
、無機充填剤などを主成分とするホットメルトタイプの
加熱接着性の接着剤からなる接着剤層が好ましい。

次に、この発明による鋼管接続部の防食被覆法について
実施態様を説明する。

この発明の方法は、先ず必要であれば、ワイヤーブラシ
等で錆を落としたり、非油性溶剤で汚れを拭き取ったり
して、被覆すべき鋼管接続部（ミルコート部分の除かれ
た露出部分）の前処理を実施した後、さらに必要であれ
ば、該接続部を、その表面の水分を除去する程度、ある
いはその接着剤層が過剰に軟化・流動しない程度の温度
、好ましくは約８０℃以下、さらに好ましくは６０°Ｃ
以下に加温した後、第１図に示すように、その鋼管１の
接続部に接着剤層付きの熱収縮性シートをタイトに巻き
付け、そのシートの両端部を互いに重ね合わせ加熱して
その両端部同士を接合し、熱収縮性の管状体３を形成し
、鋼管接続部の周面に充分に近接して、例えば、鋼管接
続部の周面（露出面）から最も離れている場所（ｔＭ管
の下部）でも約５ｃｍ以内、特に３ｃｍ以内に近接させ
て、熱収縮性の管状体３を配置すればよい。

なお、上記の熱収縮性シートの端部同士の接合では、必
要であれば、片面に接着剤層を有する合成樹脂製シート
から成る、いわゆるヒートシールテープをミ該シートの
両端部の重ね合わせ部分に接合するために、用いること
が効果的である。

この発明の方法では、鋼管接続部の周囲に熱収縮性の管
状体を近接させて配置した後、第１図に示すように、管
状体３が密接に配置きれているミルコート層４を有する
鋼管ｌの接続部、（爆接によるビード部２の付近）の周
囲に、電源と接続されている導電線６を端部に有する誘
導加熱用コイル５を配置し、鋼管接続部を構成している
鋼材を全周にわたって均一な高温に短時間で昇温させて
、管状体３の内側の接着剤層および外側の熱収縮性層を
、鋼管１からの高熱により、管状体の熱収縮に必要な熱
収縮温度、および管状体の接着剤層の軟化・流動に必要
な温度にまで加熱することにより、管状体を熱収縮させ
て鋼管接続部の周面に密着させると共に、管状体の接着
剤層を軟化・流動化させて鋼管接続部の周辺部と管状体
とを接着剤層で確実に接合し、最後に冷却して、第２図
に示すように、優れた防食液ｒｉｔ層３”を鋼管接続部
の周面上に形成するのである。

前記の誘導加熱は、誘導加熱用コイル５と高周波電力発
生装置（ジェネレーター：図示しなかった）とからなる
誘導加熱装置を使用して導電性の金属を加熱する方法で
あり、例えば、鋼管１の周囲に配置された誘導加熱用コ
イル５に、周波数が、約５０〜１００００Ｈｚ、特に１
００〜５０００Ｈｚ程度であって、電圧が、５０〜５０
０ボルト、特に７０〜４００ボルトであ不電流を、１〜
１０００　ＫＶＡ、特にｌＯ〜５００Ｋｖ＾（例えば、
１ＯＯＶでは、約ｌＯ〜ｌ００００Ａ、特に１００〜５
０００Ａ）の電力で、約１〜６０分、特に３〜３０分間
流すことによって、そのコイルの内部に配置された導電
性の材料（例えば鋼材など）の表面層に電流を生じさせ
、約１００〜３００℃、特に１２０〜２５０℃に、短時
間で均一に加熱する方法である。

この発明の方法において、鋼管接続部の周囲に近接して
配置されている管状体３を熱収縮させ、接着剤層を軟化
・流動させるために、鋼管を高温に加熱する際に、鋼管
接続部の周囲に近接して配置されている管状体３の外側
（周囲）に配置された誘導加熱装置（コイル）によって
、鋼管ｌのみが直接に誘導加熱されて高温になるのであ
り、また、鋼管接続部の周囲に近接して配置されている
管状体３は、直接誘導加熱されないけれども、加熱され
た鋼管１からの高熱によって、接着剤層から外層に向か
って順次加熱されるのである。

前述の誘導加熱において、鋼管接続部の周囲に近接して
配置されている管状体３は、加熱中の鋼管１からの熱の
逸散を防止しているため、非常に短時間で接着剤層およ
び熱収縮性層を必要な温度にまで昇温することができる
と共に、充分に高温に加熱された後の鋼管１の高温状態
が、密着された管状体３　（または３゛）によって比較
的長い時間高温に維持され、その結果、鋼管接続部の周
面に密着された管状体の接着剤層はその接着性能の発揮
に必要とされる充分な時間、軟化・流動状態が維持され
る。

鋼管接続部の周面に密着された管状体の接着剤層が比較
的長い時間、軟化・流動状態に維持されているので、加
熱中の管状体（熱収縮性層）の熱収縮力、あるいは冷却
された際の管状体と鋼管との熱膨張率の差による締め付
は力により、管状体が鋼管接続部の周面およびミルコー
ト層の周面に向かって、前記の軟化・流動状態の接着剤
層を、鋼管の全周に均一に接合されるように、押し付け
ることができるため、実質的に気泡等を内在しない優れ
た防食被覆を実現できるのである。

また、前記の誘導加熱の加熱では、管状体３の最外層（
熱収縮性層）は、鋼管の熱が接着剤層を経由して伝熱さ
れることにより昇温されるため、ガスバーナーのように
過剰に高温に加熱されることがな（、鋼管接続部の周面
に防食被覆される合成樹脂製の管状体が、特別の熱劣化
により、機械的特性あるいは長期間の寿命を低下させる
ことがなく、長期間（約２０年以上）にわたって安定し
た優れた防食性能が維持されるのである。

さらに誘導加熱による加熱の利点は、温度分布の均一な
再現性のよい高温加熱が短時間で可能であるので、従来
のガスバーナー等による加熱のように、熟練した技術者
が必要で無く、特に大口径　　　　　１の鋼管の全周を
均一に高温に加熱する加熱作業が極めて容易となったの
である。

この発明における誘導加熱により、鋼管接続部に管状体
を加熱し熱収縮させて密着し、接着剤層を介して熱接着
させる操作を実施する場合、例えば、誘導加熱用コイル
は第１図および第２図のような巻き数の少ない１本のコ
イルを鋼管１の溶接ビード部２を中心として左右に（矢
印の方向に）移動させるか、あるいは該コイル５を管状
体３の右または左の端から他の端に向って移動させて、
と−ド部２の周辺（鋼管の露出部）およびミルコート層
４の端部などの鋼管接続部の周辺の全体への、管状体の
被覆を実施することができる。

また、第３図の如く、鋼管接続部の周囲に近接して配置
された熱収縮性の管状体３と略同−あるいはやや広幅の
区域を覆うような蝮旋状の誘導加熱用コイル５を用いて
、加熱昇温すべき鋼管１のビード部２（接続部）から鋼
管のミルコート層４の端部までの全周面を同時に加熱し
てもよい。

なお、前述の加熱において、鋼管１のミルコート層４の
上では鋼管１の周面から管状体３に向かっての熱伝導性
が悪いので、この管状体の両端部の熱収縮および熱接着
のために、管状体の外側から何らかの手段で管状体の両
端部を補助的に加熱してもよい。

上記のように本発明の方法では鋼管の全周に誘導加熱用
コイルを配設し、そのコイルに通電して発熱させるとい
う、非常°に簡便かつ安全な操作で実施出来るもの゛で
あり、従来のガスバーナーを使用した場合のように、特
に風等の影響による炎の吹き切れ等による加熱の中断あ
るいは作業の難しさといった問題もなく、作業環境の影
響もあまり受けず、容易に安全に加熱昇温か出来るもの
である。

さらに本発明による加熱方法は鋼管側を発熱させるもの
であって、接着剤層は充分軟化・流動出来る状態となり
得るため、上記のように誘導加熱用コイルの形状、大き
さ等に特に制限されることなく、目的を達することが出
来る。

実施例１ ポリエチレン製のミルコート層を有する鋼管（外径が、
約１０２ｃｍであり、厚さが、約１０＋ｕである）の端
部を、ミルコートＨの一部除去の後、爆接して接続して
得られた「長尺の接続された鋼管」の溶接部（ビート部
）の周辺の露出周面および前記鋼管のミルコート層の周
面に、接着剤層（ポリエチレン系ホットメルトタイプの
接着剤、接着温度：１４０℃、厚さ：１．５ｍ＞を有す
る熱収縮性シート（熱収縮温度が約１２０℃であって、
熱収縮率が約３０％であり、縦の長さ：３４８ｃｆｆｌ
、幅の長さ：５０Ｃ１１、厚さ：１．Ｏｍｍ）をタイト
に巻きつけ、その熱収縮性シートの両端部を接続して管
状体となし、近接した状態（鋼管の周面から最も離れた
下部での、鋼管の周面と管状体との間の距離が約２．５
℃である状態）で配置した。

前記の熱収縮性シートの管状体が鋼管の周囲に近接して
配置されている鋼管の接続部の周囲に、誘導加熱用コイ
ルを第３図に示すように設置し、その誘導加熱用コイル
に、約１１０Ｖで、４００１１ｚの電流を、約８５ＫＶ
Ａの電力で、約６分間、流して、鋼管の接続部の全周表
面層の温度を１６０℃にまで均一に加熱し、その鋼管の
接続部の熱によって、前記管状体を熱収縮させて、鋼管
の表面に密着させると共に、前記管状体の内部の接着剤
層を接着温度（熱融着温度）に加熱し、熱収縮性シート
の管状体を前記接着剤層を介して鋼管の接続部の周面お
よびミルコート層の周面に接着させた。

前述のようにして、鋼管の接続部を防食被覆した鋼管の
防食被覆層は、施工の際に、その接着剤層の接合が確実
に高温で均一に行われているので、特にその接着剤層に
気泡などが生じたり、また接着が不充分な個所が生じた
すせず、さらに、接着剤層の加熱が鋼管の接続部を直接
に加熱する誘導加熱で行われているので、熱収縮性シー
トが特別の熱履歴をうけることがなく、熱劣化していな
いので、長期間の優れた防食被覆性能を有するものであ
った。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は、本発明の方法において、誘導加熱
の工程の状況を例示°する斜視図である。 第３図は、本発明の方法において、他の誘導加熱の工程
の状況を例示する斜視ずである。 ｌ；鋼管、２；溶接部（ビード部）、３；熱収縮性の管
状体、３“　；防食被覆層、４；ミルコート層、５；誘
導加熱用コイル、６；導電線。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 接着剤層が軟化・流動する温度以下の熱収縮温度を有す
   る接着剤層付きの合成樹脂製熱収縮性シートを、鋼管接
   続部の周囲にタイトに巻きつけ、そのシートの両端部を
   接続して管状体となすことによって、熱収縮性の管状体
   を該鋼管接続部の全周面に対して近接した状態で配置し
   、この管状体の配置されている鋼管接続部付近の全周を
   外側から誘導加熱によって高温に加熱し、その加熱され
   た鋼管からの熱で前記管状体を加熱し熱収縮させると共
   に、前記の接着剤層を軟化・流動温度以上に加熱し該管
   状体を接着剤層で鋼管接続部の外周面に熱接着させるこ
   とを特徴とする鋼管接続部の防食被覆法。