JPS622087A

JPS622087A - 複合パイプ及びその製造方法

Info

Publication number: JPS622087A
Application number: JP61034917A
Authority: JP
Inventors: 良輔畑
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 1985-02-22
Filing date: 1986-02-18
Publication date: 1987-01-08
Also published as: FI87261B; BR8600735A; DK84286D0; ES552274A0; DE3666620D1; NO860664L; FI860768A; ZA861360B; NO171471B; KR860006336A; DK84286A; ES295839Y; CA1260375A; EP0192274A1; FI860768A0; CN86100816A; ES295839U; ES8704393A1; CN1006243B; FI87261C

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】〔産業上の利用分野〕この発明は、給水、給ガス用パイプあるいは薬品等の輸
送用パイプとして使用される複合パイプ及びその製造方
法に関する。

〔従来の技術及びその問題点〕

従来、給水、給ガス用パイプあるいは薬品等の輸送用パ
イプとして、ポリエチレンを中心とするプラスチック管
又は鉛管が使用されている。

しかしながら、鉛管及びプラスチック管にはそれぞれ次
のような問題点がある。

すなわち、鉛管には強度不足という問題があり、プラス
チック管には耐薬品性あるいは耐放射能性が劣り、また
プラスチックはわずかに透水性、透ガス性があるので、
気密性に劣るという問題がある。あるいは、可とう性を
有するプラスチック管としては、その高温使用時の強度
低下より、たとえば８０〜１００℃以上の温水、蒸気等
を直接接しさせて移送することは困難であった。

このため、耐薬品性、耐放射能性及び非透水性′あるい
は高温機械強度特性に優れた鉛と、耐圧力、耐外傷、形
状保持および防食性に優れたプラスチックとを組合せた
内面を鉛でコーティングしたポリエチレン管又はポリ塩
化ビニル管が考えられている。

ところが、プラスチック管の内面に鉛をコーティングす
るということは困難であるから、鉛管単体で形態保持性
を十分に有するために比較的径の小さい（例えば２５１
ｍ内径）かつ厚肉（例えば２５Ｕ内径管で２〜５駄厚）
の鉛管にプラスチックを被覆することが行なわれている
。

しかしながら、この方法では、プラスチックを被覆する
前の鉛管の肉厚を、形態保持の関係から通常２ｒｕＬ以
上にする必要がある。又、例えば２ＩｌｕｌＬ以上でも
空管のまま変形させずに真円の鉛管を得るには例えば内
径５０ＩｕＩＬ以上の大口径鉛管とすることは困難であ
る。このため、製造したパイプの重量が重く、また材料
単価も高くなるという問題と共に、真円の大口径パイプ
を製造することが困難であった。

そこで、この発明は、上記のような問題点を解消した複
合パイプを得ることを第１の目的とし、次いで、そのよ
うな複合パイプを得ることを第２の目的とするものであ
る。

〔問題点を解決するための手段及びその作用〕（イ）こ
の発明の複合パイプは、プラスチックによって形成した
パイプの内面に、鉛管を拡径して密着させた薄肉の鉛層
を有するものである。

金属としての鉛は（合金鉛も含めて）融点が３００℃を
越し、可とう性を有し、特にフレキシブル管（金型カケ
ープルの金属シース〕として一般に用いられているアル
ミニウムに比べると伸び率もアルミニウムが３３％程度
であるのに対して、４５〜４５％と大きく、加工上は常
温も含めて、例えば１５０℃以下という比較的低温で力
を加えて、一様に引き延ばすことが容易にできる、きわ
めて特異な金属である。反面外力に対する機械強度は、
アルミの抗張力が８．５　Ｋ５ｙ／１ｔｕｔｒ、２ある
のに対して鉛が約１．８〜２．５　Ｋ９／１ｎｘ２　　
程度であることから判る通り著しく劣る。本願は、この
鉛及び鉛合金の良好な特徴を、パイプを拡管加工するこ
とに利用し、好ましからざる材料強度不足を外部にプラ
スチック管を配して改良し、きわめて有用な複合パイプ
を得ようとするものである。

このような複合パイプは、内面に鉛管を拡径させた薄肉
の鉛層を有するので、耐薬品性、気密性に優れ、又、１
００〜２００℃という高温でも機械強度が実使用可能な
程度に・維持され、しかも軽量且つ経済的である。また
、内面の鉛層が薄肉であっても、その外側にはプラスチ
ックのパイプが密着させられているので、耐圧力、耐外
傷、形状保持および防食性に優れている。

尚プラスチックパイプは自から変形しやすく、又復元性
もすぐれているので耐曲げ特性は一般にすぐれているが
、鉛管などの金属パイプはこの様にはゆかず、ある内径
（又は外径）のパイプに対して座屈が生じないなめの肉
厚の限界があって、これを示すものとして例えば次式に
示すり、Ｇブレイザーの式がある。

ここで、ｔ：パイプの肉厚ｒ：パイプの外半径１．４：理論最小曲げ半径前記り、Ｇフレイザーの式から求めたパイプ外径と肉厚
の関係を第１０図に示す。同大によると肉厚が大きくな
ればなる程曲げ半径を小さくとれなくなることを意味す
る。従って鉛管は薄ければ薄い程好ましいが、一方鉛管
の構造加工上は薄くて大口径程変形が大きくて真円形態
保持が困難であった。

本願発明者等は、従来不可能であった、例えば５０ＫＩ
Ｌから１５０１Ｌｊ！Ｌ内径という大口径でも鉛管を必
要厚さを持つ外部プラスチックパイプに拡管薄肉化密着
させることにより、１〜８ＩｌｌＪＬという薄い肉厚の
内部鉛管を持った複合プラスチックパイプを得ることに
成功し、金属管及び結果的に複合管そのものの肉厚を薄
くして、曲げ半径を小さくすること、すなわち、可とう
性を良くすることに成功した。

この種パイプを特に無接続長尺化する最大の制限が輸送
にあったことを考えると、ドラム巻運搬されるパイプの
曲げ半径を例えばパイプ外半径で３０倍程度から２５倍
程度に落すことは運搬可能パイプ長を一気に２倍以上に
延伸化させる等の著しい効果もあり、これは第１０図か
らも判る通り、パイプの肉厚城少化によるところが著し
く大なのである。

（ロ）この発明の複合パイプを製造する方法は次のとお
りである。

すなわち、プラスチックのパイプ内に、鉛管を上記パイ
プとの間に隙間をあけて配置し、次いで上記鉛管内に圧
力媒体を封入して鉛管を拡径し、上記パイプ内面に鉛管
を密着させて薄肉の鉛層を形成するのである。

上記パイプ内に鉛管を配置する手段としては、短尺の場
合などではあらかじめ形成されたプラスチックのパイプ
にあとから鉛管を挿入するようにすればよく、主として
長尺の場合などではあらかじめ形成された鉛管を、プラ
スチックのパイプを形成する連続押出し成形機にコアー
として供給して鉛管を内部に包み込みながらその外側に
ポリエチレン又は塩化ビニルのパイプを形成するように
すればよい。

この発明の方法によれば、プラスチックのパイプ内面に
、薄肉の鉛層を有する複合パイプを容易に製造すること
ができる。

〔実施例〕

以下、この発明の複合パイプおよびその製造方法のそれ
ぞれの実施例を添付図面に基づいて説明する。

この発明の複合パイプ１は、ポリエチレン又はポリ塩化
ビニル等のプラスチックによって形成したパイプ２の内
面−に、鉛管−４を拡径して密着させた薄肉の鉛層８を
有する。

第１図に示す実施例は上記パイプ２を円形に形成したも
のであり、第２図に示す実施例は上記パイプ２を角形に
したものである。角形にすると、例えばパイプが屋内配
管等建築物内に布設される場合には他の構築物とのスペ
ースのとり合いが非常に好ましくなること及びパイプの
支持が平面である壁面等に添わせることできわめて容易
になる等の利点を有する場合がある。

また、第３図に示す実施例は、上記パイプ２を、半円形
のパイプを２連結合させた形状に形成し、それぞれの半
円径のパイプ内に鉛層３を形成したものである。

また、第４図に示す実施例は、上記パイプ２を、角形の
パイプを２連並列に結合した形状に形成し、それぞれの
角形のパイプ内に鉛層３を形成したものである。

次に、第５図に示す実施例は、第３図に示すような複合
パイプ１の外面に、さらに、グラスウール、アスベスト
、石綿、発泡プラスチック等の保温材層５、その外側に
アルミニウムあるいはステンレススチールによって形成
した保護層６、その外側にポリエチレンあるいはポリ塩
化ビニルによって形成した防食層７を設けなものである
。この際、上記アルミニウム等の保護層６に波付は加工
を施しておいてもよい。

以上のような複合パイプ１は、次のような方法によって
製造される。

まず、鉛管４を、鉛連結押出し機によって押出し成形す
る。次いで、この鉛管４を、ポリエチレンあるいはポリ
塩化ビニル等のプラスチックパイプ２を成形する合成樹
脂連続押出し機に供給し、第６図、第７図、第８図及び
第９図に示すように、鉛管４をコアーにして、そのまわ
りに隙間（ａ）をあけてパイプ２を連続的に被覆する。

この後、上記鉛管４の両端を密閉し、鉛管４内にガス又
は液体等の圧力媒体を封入して鉛管４をパイプ２内周面
に向けて加圧すると共に、鉛管４とパイプ２内周面間の
間隙の大気を真空引きすることにより、鉛管４を拡径さ
せてパイプ２内周面に鉛管４を密着させる。この際、鉛
管４は最高１５０℃以下に加熱してお（ことが望ましく
、これ以上の温度に加熱すると鉛管４の強度が劣化する
おそれがあり、局所的に弱い部分が内圧によって損傷を
受けるおそれが生じる。また、外部のポリエチレン又は
塩化ビニル等のプラスチックパイプが弱化してしまい゛
好ましくない。次に、鉛管４を拡径するための内圧は、
最高５０　Ｋｙ／ｃＩｆｔ”程度、゛好ましくは１０Ｋ
ｆ／ｃｙｔ”以下にして、パイプ２が大口径の場合であ
っても変形させないようにする。この際、加工上の最高
圧力は既知の薄肉円筒の応力関係式（ｐ＝−ｔ）を用い
て加工温度下における複合後のパイプの破断抗張力以下
になるよう選定する。また、加圧の方法も、一時に最高
圧力の内圧をかけると、鉛管４に不均一による局所的な
弱点部があった場合に、その部分が損傷を受けるおそれ
があるので、例えば、５１（ｐ／ｚ２を１時間、その後
１０　Ｋｙ／ｃｍ”を１時間、次いで１５Ｋｙ／α２を
１時間というように段階的に設計上杵される前記最高圧
力へと除々に加圧することが好ましい。

上記複合パイプ１が短尺の場合には、あらかじめポリエ
チレン又は塩化ビニル等のプラスチックパイ“ブ２と鉛
管４を個別に形成しておき、あとからパイプ２内に鉛管
４を挿入するようにしてもよい。

なお、従来、第２図、第８図及び第４図に示すような角
形のパイプあるいは半円形、角形のパイプを多連化した
ような複合パイプｌは、その製造が著しく困難であった
が、第７図、第８図および第９図に示すように、あらか
じめ円形の鉛管４を形成しておき、角形あるいは半円形
のポリエチレン又は塩化ビニルパイプ２を押出し成形機
によって押出し成形する際に、上記鉛管４をコアとして
挿入し、しかる後に鉛管４内に圧力媒体を満して鉛管４
を拡管して外側のポリエチレン又は塩化ビニル等のプラ
スチックパイプ２に密着させることによって、きわめて
容易に第２図、第３図及び第４図に示すような形状の複
合パイプｌを長尺ものとして得ることが可能となる。

以上パイプ２の材料をポリエチレン又は塩化ビニルとし
た場合についての実施例を説明したが、他の材料として
、ポリブテン、架橋ポリエチレン、高密度ポリエチレン
、ポリプロピレン、耐熱ポリ塩化ビニルポリメチルペン
テン等のプラスチックでもそれぞれの用途に応じ適用さ
れるものでありポリエチレン又は塩化ビニルに限定され
るものではない。即ちパイプ２の材質としてはコスト、
使用温度、土圧−等の外部からの力に対する耐強度、及
び保温性等を考慮して選定する。たとえば−５０℃〜８
０℃の低、中温用にはポリエチレン、ポリ塩化ビニル、
高密度ポリエチレン等が用いられ、８０〜１２０℃の高
温用にはポリブテン、架橋ポリエチレン、ポリプロピレ
ン、耐熱ポリ塩化ビニルポリメチルペンテン等の耐熱性
プラスチック材料が用いられる。保温性については各種
ポリエチレンよりポリブテンの方が２倍もすぐれており
、ポリエチレンとポリ塩化ビニルは同程度であるが、ポ
リ塩化ビニルの方がややよい。

以上のようにして、例えば肉厚２ＩｕＩＬの鉛管４を拡
径させて、パイプ２内面にｌａｍ以下の薄肉の鉛層３を
形成することができる。

〔効　果〕

この発明の複合パイプは、耐圧力、耐外傷、形状保持お
よび防食性に優れたプラスチック製のパイプの内面、に
、耐腐食性、耐薬品性、耐放射能性、気密性、高温機械
強度、可とう性に優れた薄肉の鉛層を有するので、耐圧
力、耐外傷、形状保持、防食性、耐薬品性、耐放射能性
、耐腐食性、Ｌ高温機械強度特性、気密性および可とう
性に優れ、しかも軽量である。

また、複合パイプの外面はプラスチック製のパイプであ
るから、押出し成形によってシームレスの長尺のものが
製造可能であり、複合パイプ全体としてもシームレスで
且つより薄肉のパイプとし得るので、すぐれた可撓性を
有し、ドラム運搬長を著しく増加させる引とができ、曲
り布設もより小さい曲げ半径まで可能である。

したがって、この発明の複合パイプは、石油メーカープ
ラント、通蒸通木管、長尺ヒートパイプのコンテナ、氷
結防止パイプ、船内配管あるいは原子力関係の発電所、
工場等の配管等積々の用途に使用することができる。

次に、この発明の製造方法によれば、上記のような優れ
た複合パイプを製造することができるという効果がある
。特に、パイプ内面の鉛層は、鉛が他の金属には認めら
れない大きな伸び率を有し、比較的小さい内圧で又比較
的低温度で一様に大きく拡管可能であり、且つ本質的に
可とう性を有する非常に特異な金属であって、これらの
特徴をたくみに利用して鉛管を拡径させて形成するもの
であるから、薄肉の層を安定してシームレスで且つ、外
パイプの形状に合せて形成することができるという効果
がある。また、上記パイプ及び鉛管は押出し成形によっ
て成形することができるので、真円で大径のものも製造
することが可能である。また、角形パイ、ブ、半円形パ
イプあるいはこれらのパイプを多連化したような複合パ
イプを製造することも可能である。

更に、内に配置した鉛管を拡管薄肉化することによって
、パイプとしての肉厚を減することができるので、真円
パイプの場合、曲げ半径を小さくでき、その結果、運搬
ドラム胴径を小さくして運搬長を大きく延伸化すること
が可能となり、一連長の長尺パイプの製造運搬を可能と
することができる。又、布設后の曲げ半径も小さくでき
る等の効果は大きい。

表画面の簡単な説明第１図乃至第５図はそれぞれ複合パイプの実施例を示す
断面図、第６図乃至第９図はそれぞれパイプ内に鉛管を
挿入した状態を示す断面図である。

第１０図はり、Ｇブレイザーの式から求めたパイプ外径
と肉厚の関係を示したものである。

１−一一複合パイブ、２−一一パイプ、３−ｍ−鉛層、
４−−一鉛管、５−・保温材層、６−０金属保護層、７
一−−防食層。

第１０　　　　　　　第４図第２０第６図　　　　　　　第８図第７０　　　　卒９図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）プラスチックによつて形成されたパイプの内面に
、鉛管を拡径して密着させた薄肉の鉛層を有する複合パ
イプ。
（２）外パイプのプラスチック材料がポリエチレン又は
ポリ塩化ビニルである特許請求の範囲第１項に記載の複
合パイプ。
（３）上記パイプの断面形状が四角形である特許請求の
範囲第１項に記載の複合パイプ。
（４）上記パイプを、角形パイプを２連平行に結合させ
た形状に形成し、上記角形パイプのそれぞれの内面に上
記鉛層を有する特許請求の範囲第１項に記載の複合パイ
プ。
（５）上記パイプを、半円形パイプを２連平行に結合さ
せた形状に形成し、上記半円形パイプのそれぞれの内面
に上記鉛層を有する特許請求の範囲第１項に記載の複合
パイプ。
（６）上記パイプの外面に、保温材層、金属保護層、防
食層を順次積層してなる特許請求の範囲第１項乃至第５
項のいずれかに記載の複合パイプ。
（７）上記金属保護層が波付け加工されたアルミニウム
管又はステンレススチール管である特許請求の範囲第６
項に記載の複合パイプ。
（８）プラスチック製のパイプ内に、鉛管を上記パイプ
との間に隙間をあけて配置し、次いで上記鉛管内に圧力
媒体を封入して鉛管を拡径し、上記パイプ内面に鉛管を
密着させて薄肉の鉛層を形成する複合パイプの製造方法
。
（９）鉛管とプラスチック製のパイプとをあらかじめ個
別に形成し、上記パイプ内にあとから鉛管を挿入するこ
とによつて、パイプ内に鉛管を挿入することを特徴とす
る特許請求の範囲第８項に記載の複合パイプの製造方法
。
（１０）鉛管を形成した後、この鉛管を、プラスチック
製のパイプを形成する連続押出し成形機にコアーとして
供給し、上記鉛管を内部に包み込みながらその外側に上
記パイプを形成することによつて、パイプ内に鉛管を挿
入することを特徴とする特許請求の範囲第８項に記載の
複合パイプの製造方法。
（１１）上記パイプ及び鉛管をそれぞれ連続押出し成形
によつて形成する特許請求の範囲第８項に記載の複合パ
イプの製造方法。
（１２）上記拡径前の鉛管の肉厚が２ｍｍ以上である特
許請求の範囲第８項乃至第１１項のいずれかに記載の複
合パイプの製造方法。
（１３）上記鉛層の肉厚が１ｍｍ以下である特許請求の
範囲第８項乃至第１１項のいずれかに記載の複合パイプ
の製造方法。
（１４）鉛管を拡径する際に、最高１５０℃で加熱する
特許請求の範囲第８項乃至第１３項のいずれかに記載の
複合パイプの製造方法。