JPS6282023A - 鋼材の防食方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は鋼材の防食方法に関し、更に詳しくは防食テー
プによって鋼材の表面を被覆する鋼材の防食方法に関す
る。

〔従来技術〕

石油、ガス等の流体物の輸送方法の一つとじて鋼管を用
いてパイプラインを施敷する方法が行われている。

かかる方法の一つの問題点は鋼管が腐食することである
。

これまでかかる鋼管の腐食を防止する方法として、種々
の方法が採られている。

その一つの方法は鋼管の表面を瀝青物で保護することで
ある。しかしてこの方法では瀝青物質層が外的な衝撃に
よって簡単に損傷するという問題がある。

近年かがる方法の問題を解決する方法として、鋼管面に
ポリエチレン、ポリ塩化ビニルの如きプラスチック類を
被覆する方法が採られている。

プラスチック類を鋼管面に被覆する方法としては、次の
三つの方法が一般的に知られている。

１）鋼管を加熱し、この表面に下塗り組成物を塗布する
と共に、この表面に熔融プラスチック類を被覆し、冷却
する方法。

２）予めプラスチック類を円筒形状の熱収縮性バイブに
加工し、これを表面下塗り組成物を塗布した鋼管に装着
し、該パイプを加熱して収縮させ被ｐする方法。

３）予めプラスチック類をテープ状に成形すると共にそ
の一方の表面に接着剤層を形成しておき、これを表面に
下塗り組成物を塗布した鋼管表面にスパイラル状に一部
を重ね合せて巻き付けて被覆する所謂防食テープ工法。

このようにプラスチック類で保護された被覆鋼管類は、
前記の瀝青物で保護した被ｒｉ鋼管類に比して、防食効
果及び耐用年数等の点に於いて顕著な効果を有する。

しかし、これ等の方法で使用される下塗り剤または接着
剤層はいずれも熱可塑性樹脂またはゴム系物質であって
、高温では被覆層が軟化し、物理的な衝撃に対し弱くな
って破壊したり、また金属との接着性を失って被覆層が
ずれたり、剥離するなどの欠陥を生じる。そしてこのよ
うな欠陥部分を通じて水及び酸素が侵入し、腐食が生じ
、進行してい（という欠点、つまり防食性の低下をきた
すという問題を有する。

更にはまた、石油や重油等の流体の輸送パイプラインに
於いては通常流体を加圧、加熱して流体の粘度を下げて
輸送効率を向上ぎせており、ゴムや熱可塑性樹脂の如く
耐熱性の劣るプラスチック被覆を施す場合には、使用■
度に限界があるという難点も存在した。プラスチック被
覆のかがる欠点を解決すべく、従来から種々対策が考え
られており、防食テープ工法に於いても次の様な試みも
なされている。たとえば防食テープ工法に於いて、使用
する防食テープの支持体であるプラスチックシートとし
て、より高い軟化点を「するプラスチックシートを使用
し、場合によってはプラスチックシートに耐熱性を存す
る！ＩＪ離基材を貼り合わせる試みも行われている。こ
の試みは防食テープの支持体の耐熱性向上に対しては優
れたものである。

しかし接着剤層に関しては、これを構成する接着剤成分
たるゴムや熱可塑性樹脂として高温で軟化し難いものを
使用すると、テープを施工する温度通常室温では接着性
を発揮せず、鋼管を加熱しながら施工しなければならな
い。これはテープ工法の利点である作業性、簡便さを大
いに損なうものである。

そこで防食テープの接着剤層にＢステージの熱硬化性樹
脂組成物を用いる試みも行われている。

この試みはパイプライン稼働時の発熱により接着剤層の
硬化を行い防食性能を発現させようというものであるが
１、接着剤層に用いる熱硬化性樹脂組成物は通常室温で
数ケ月以上の保存性（可使時間）が必要であり、テープ
巻き付は後パイプライン稼働までの間は接着剤層は全ん
ど硬化しない。このためこの間にパイプとの接着界面に
水等の腐食物質が侵入し、硬化後の防食性能が不充分な
ものとなる欠点を有していた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明が解決しようとする問題点は、高温の鋼材に対し
ても良好な防食性能を発揮し、且つその施工に際して特
殊な加熱装置を必要としない防食方法を開発することで
ある。

〔問題点を解決するための手段〕

この問題点は、鋼材表面に二液型常温硬化型エポキシ樹
脂組成物からなる下塗り剤を塗布し、次いでプラスチッ
クシートまたはゴムシートに熱硬化性樹脂組成物を接着
剤層として貼り合わせてなる防食テープを重ね巻きする
ことによって達成される。

〔発明の作用並びに構成〕

本発明に於いて使用する防食テープは、使用温度環境下
で軟化しないプラスチックシートまたはゴムシートを支
持体とし、また硬化後のガラス転移温度が使用温度環境
より高い熱硬化性樹脂組成物を接着輸とすることにより
、熱時にも優れた防食性能を発揮する。

また上記防食テープ巻き付けに先立って塗布する下塗り
剤は、二液性常温硬化型エポキシ樹脂組成物からなり、
塗布少数十分から数時間で指触乾燥し、その数倍の時間
の後には完全硬化するので鋼管表面と下塗り剤の接着界
面に腐食性物質が侵入することもなく、硬化したエポキ
シ樹脂が本来有する防食性能を十分に発揮する。

また、下塗り剤塗布直後に防食テープを巻き付けるので
、下塗り剤と防食テープの接着剤層のぬれも十分であり
、パイプライン稼働後その熱により防食テープの接着剤
層が硬化した後は下塗り剤層と接着剤層は十分な密着性
を発揮し、高温でも十分な防食性能を発揮するものとな
る。

本発明に用いる下塗り剤は、エポキシ樹脂及びこれを常
温で硬化し得る硬化剤を必須成分として含み、必要に応
じて硬化促進剤、充填剤、軟化剤、有機溶剤、接着性付
与剤、着色剤、熱可塑性樹脂、ゴム、老化防止剤等の各
種添加剤を含むものである。

エポキシ樹脂としては、常温で液状のエポキシ樹脂が好
ましいが、必要に応じて常温で固形のエポキシ樹脂を有
機溶剤に溶解して使用することも出来る。使用出来るエ
ポキシ樹脂としてはビスフェノール系、ノボラック系の
如きグリシジルエーテル型、グリシジルエステル型、グ
リシジルアミン型、のエポキシ樹脂、或いは両末端にカ
ルボキシル基又はアミン基を有する液状ゴム等で変性し
た変性エポキシ樹脂等があり、これ等の１種を単独で、
又は２種以上を併用して使用する。

これを硬化させるための常温硬化用硬化剤としては、ポ
リアミドポリアミン、脂肪族ポリアミン、芳香族ポリア
ミン、脂環式ポリアミン等が例示出来る。これ等以外の
硬化剤や硬化促進剤等も勿論使用可能で、たとえば酸無
水物、ポリアミド、スルフィド樹脂、フェノール樹脂、
ユリア樹脂、メラミン樹脂等の初期縮合物、ジシアンジ
アミドをはじめ、触媒的に使用する第３級アミン類、三
弗化硼素−アミンコンブレソクス等も用いることが出来
る。これ等硬化剤は１種または２種以上で使用される。

また、エポキシ樹脂とその硬化剤の選定にあたってはそ
の硬化物のガラス転移温度が防食施工物の使用温度環境
より高いものが好ましい。

本発明の下塗り剤に使用する希釈剤にはグリコール、エ
ステル類等の高沸点溶剤、フタル酸エステル、リン酸エ
ステル類の可塑剤、パインオイル、コールタール等の非
反応性希釈剤、ブチルグリシジルエーテル等のモノエポ
キシ化合物、ジグリシジルエーテル等のポリエポキシ化
合物、スチレン、ジアリルフタレート等のビニル化合物
、グリシジルメタクリレート等のエポキシ化とニルモノ
マー、トリフェニルホスファイト、テトラヒドロフラン
−Ａ、ポリオール、ラクトン等の反応性希釈剤等がある
。

下塗り剤に使用する有機溶剤は上記の硬化剤や希釈剤を
溶解し得るもので、且つエポキシ樹脂と相溶性のあるも
のが広く使用される。例えば、トルエン、キシレン、シ
クロヘキサノン、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ
、ブチルセロソルブ、セロソルブアセテート、酢酸エチ
ル、メチルエチルケトン、メチルブチルケトン、ジオキ
サン、塩化メチレン、７セトン等より１種または２種以
上を選定し、硬化剤や希釈剤を熔解、分散して下塗り剤
溶液として使用する。下塗り剤溶液中の固形分は、下塗
り剤溶液を刷毛、スプレー等で塗布するのに適した粘度
になるように設定するが、通常１０〜５０％程度が好ま
しいりまた下塗り剤溶液の塗布量は、有機溶剤が揮発し
た後の下塗り剤層の厚みが０．００２〜０．２＋１）１
．好ましくは０．Ｏ１〜０、５　ｎｍとなるように調整
する。

次に本発明に於いて使用する防食テープは、プラスチッ
クシートまたはゴムシートからなる支持体と熱硬化性樹
脂組成物からなる接着剤層とから形成される。

本発明の防食テープに用いるプラスチックシートまたは
ゴムシートは、その主たる原料として、ポリエチレン、
ポリプロピレン、変性ポリオレフィン、ポリアミド、ポ
リエステル、芳香族ポリアミド、ボ゛リエーテルスルホ
ン、ポリフッ化ビニリデン、エチレン−ビニルアルコー
ル共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、フェノキ
シ樹脂、ブタジェン−アクリロニトリルゴム、ブチルゴ
ム、ポリイソブチレンゴム、スチレン−ブタジェンゴム
、エチレン−プロピレンゴム等が使用出来る。

上記支持体に用いられる原料゛は使用温度環境下で軟化
しないことが必要である。また、上記原料以外に必要に
応じて、着色剤、酸化防止剤、充填剤等各種添加剤を配
合することが出来る。また、支持体はテープとしての柔
軟性を確保するため通常５〜１０００μｍ、好ましくは
１０〜６００μｍの厚みにする。

一般に高い軟化温度を有するプラスチックフィルムはそ
れ自体柔軟性に乏しいものが多く、支持体の厚みを厚く
しすぎるとテープとしての柔軟性が極端にｍＢわれ、テ
ープ巻き付は作業性の低下等を起、′ｊやすい。

なお、支持体層にガラスクロス、ガラス不’Ｉ＆布、耐
熱性に優れる合成繊維のクロス乃至不織布を内在させる
ことも出来る。また必要なら支持体層を多層構造とする
ことも出来る。

次に、防食テープの接着剤層を形成する熱硬化性樹脂組
成物は熱硬化性樹脂、硬化剤を必須成分として含み、必
要に応じて硬化促進剤、充填剤、軟化剤、接着性付与剤
、着色剤、熱可塑性樹脂、ゴム、老化防止材等の添加剤
を含む。上記熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、不
飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂
、シリコン樹脂、尿素樹脂などが例示出来、通常これ等
の熱硬化性樹脂の１種を単独で、又は２種以上を併用し
て使用する。

上記熱硬化性樹脂の硬化剤には一般に知られている硬化
剤が広く使用出来、使用温度環境で活性であるもの、通
常５０〜１５０℃の温度範囲で硬化し得るものが好まし
い。この硬化剤の例としては、例えばエポキシ樹脂の硬
化剤としては、ンンアンジアミド、４．４′−ジアミノ
ジフェニルスルホン、２−ｎ−ヘプタデシルイミダヅー
ル等のイミダゾール誘導体、イソフタル酸ヒドラジド、
Ｎ。

Ｎ−ジアルキル尿素誘導体等がある。

また熱硬化性樹脂組成物には必要に応して次の様な各種
添加剤を含有することが出来る。たとえば接着剤層の粘
度調整及び硬化後の強度向上の目的で、炭酸カルシウム
、タルク、アスベスト、けい酸類、カーボンブランク、
コロイダルシリカ等の充填剤が用いられる。配合量は、
熱硬化性樹脂１００重量部に対して通常Ｏ〜３００重量
部程度とすれば良い。更に、粘度を下げ、ぬれ性を向上
させる目的で、ブチルグリシジルエーテル、長鎖アルコ
ールのモノグリシジルエーテル等の反応性希釈剤、ジオ
クチルフタレートの如きフタル酸系可塑剤、トリクレン
ジホスフェートの如きりん酸系可塑剤等を配合出来る。

これ等の量は、熱硬化性樹脂１００重量部に対して通常
０〜３０重量部程度とするのが良い。

また防食テープの支持体と接着剤層の接着性を良好にす
るために、熱硬化性樹脂組成物に支持体の主原料を配合
することも出来る。この場合の配合量は熱硬化性樹脂１
００重量部に対して支持体の主原料を０〜３０ｉ量部程
度とするのが良い。

また、接着剤層にガラスクロス、ガラス不織布、耐熱性
に優れる合成繊維のクロス乃至不織布を内在させること
は、防食テープ巻き付は後、接着剤層が硬化するまでの
間の、熱硬化性樹脂組成物のはみ出し、テープのずれの
防止に有すＪである。

本発明法を実施する方法については便宜上鋼管をもって
以下に説明する。まず、施工すべき鋼管外面を必要に応
してブラストやサンドペーパー等で錆落とし及び表面調
整を行う。次に上記下塗り剤をヘラ、刷毛、スプレー等
の適宜な手段により有機溶剤揮発後の厚みが０．００２
〜０．２１好ましくは０．０１〜０．５　＋ｎｍとなる
ように塗布する。下塗り剤の塗布量が少なずぎる場合に
は、ぬれの低下、鋼管とテープの接着剤層との界面での
接着低下を生じて好ましくない。また、下塗り剤の塗布
量が多すぎる場合には塗布後の下塗り剤のタレ、タレに
よる塗布厚みの不均一、テープ巻き付は後の下塗り剤の
多大なはみだし等を生し、施工作業上好ましくない。

次に、下塗り剤の有機溶剤が揮発しないうらに、すみや
かに防食テープを重ね巻きでスパイラル状に゛巻き付け
る。巻きはしめ、巻き終りはフッ素樹脂テープ等の耐熱
テープで仮り止めしておくのが好ましい。

また、地中埋設等、外部から大きな力を受りるような場
合は、上記テープを巻き付けた外測に、更に保護テープ
を巻くことにより、より完全な防食性能が確保される。

この際の保護テープには、その支持体が、テープとして
取り扱える範囲内で、高い弾性率を有するプラスチック
シートまたはゴムシートであるのが好ましく、その接着
剤層は非極性ゴムを主成分とする粘着性コンパウンドが
好ましい。保護テープは、少なくとも本発明の防食テー
プの接着剤層が硬化するまでの間では、土庄、石等の外
力からテープを保護し、テープのずれ、皺の発生を防止
する効果がある。

〔実施例〕

以下本発明を実施例により説明する。但し以下部とある
のは重量部を意味する。

実施例１ 工圭４股酊金 主剤：ビスフェノールＡ型エポキシ 樹脂（エポキシ当量１９０）・・１００部テトラプロピ
レングリコール ジグリシジルエーテル・・・・・・・・　３０部カーボ
ンブラック・・・・・・・・・・・・・・　　３部微粉
末シリカ・・・・・・・・・・・・・・・・・・　　１
部硬化剤＝２−メチルー４−メチル イミダゾール・・・・・・・・・・・・・・１００部微
粉末タルク・・・・・・・・・・・・・・・・１００部
微粉末シリカ・・・・・・・・・・・・・・・・　　５
部メチル・エチルケトン・・・・・・・・２００部−−
ブ　−　ＦｊＪＡ ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂 （エポキシ当（ｉ１９０）・・・・・・　６５部ビスフ
ェノールＡ型エポキシ樹脂 （エポキシ当（３９００）・・・・・・　３５部シリカ
粉末（平均粒度２０μｍ）・・・・・・１００部アスヘ
スト・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・　　５部ジシアンジアミド・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・　　５部２−ウンデシルイミダゾー
ル・・・・・・・・・・　０．２部カーボンブラック・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・　　１部外径
５０剛−の鋼管の表面をサンドペーパー（＃２４０）で
研磨した後、上記配合で調整した下塗り剤を、重合比で
主剤：硬化剤＝ｌｏｏ：ｚｏとなるように混合し、ただ
ちに刷毛によりメチルエチルケトンが揮発した後の下塗
り剤厚みがＯ，ｌ　ｍｍになるように塗布した。そして
厚さ０．１）のポリエチレンテレフタレートフィルムを
外層に、厚さ０．０５ｍｍの熱可塑性共重合ポリエチレ
ンテレフタレートフィルムを内層にした２層構造の支持
体とし、且つ上記接着剤層配合物を厚さ０．２＋ａｍで
支持体上に接着剤層とした形成してなる防食テープを上
記刷毛塗り直後にハーフラップで重ね巻きして、被覆鋼
管とした。

実施例２ 実施例１と同様に研磨並びに下塗り剤塗布した鋼管に、
実施例１の接着剤層配合物にポリエステルクロス（厚さ
０．０７ｍｍ、タテ／ヨコの繊維の本数が夫々２０本／
インチ、２５本／イ〉・チ）を内在させた厚さ０．２ｍ
ｍの接着剤層と厚さ０．１）のエチレン−酢酸ビニル共
重合体（軟化温度１０５℃）を支持体とする防食テープ
を、ハーフラップで重ね巻きし、更にこの上から厚さ０
．２１のポリエチレン（メルトインデックス２，０）を
支持体とし厚さ０．１ｍｍのブチルゴムを主成分とるす
る粘着層とからなる保護テープを重ね巻きして被覆鋼管
とした。

比較例１ 実施例１に於いて下塗り剤を使Ｆ＠世ずに被覆鋼管を（
ｑた。

比較例２ 実施例２に於いて本発明の防食テープを使用せずに保護
テープを重ね巻きした。

上記の実施例、並びに比較例の被覆鋼管を４０℃で２０
時間放置した後、以下の１）（験を行い第１表に示す結
果を得た。

（１）熱水試験：被覆鋼管を１００″Ｃ沸水中に２０日
間浸漬した後、被覆のふくれ の発生の観察、ピンホールテスター によりＡＣＩＯＫＶでピンホールの 発生の確認を行った。

（２）埋設試験：被ｒｉ鋼管内に熱媒オイルを流すこと
が出来るように鋼管両端Ｇこ耐熱、耐圧ホースを取り付
け、地下１ｍに 埋設した後、１００℃の熱媒用オイ ルを１０００ｍ　ｎ　／ｍｉｎの［ｊｌで２０日間流し
続けた後、この被ｒｉ、鋼管を取り出し、常温に戻した
後、被覆のふ くれ、しわ等の外観変化を観察した。

第１表 上記実り蒼例力＼（うち明らかな様に本発明の防食方法
によると優れた耐熱性を有する防食処理鋼材が得られる
。

（以上） ゛−１ニスＪ５９

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）鋼材表面に、二液性常温硬化型エポキシ樹脂組成
   物から成る下塗り剤を塗布した後に、プラスチックシー
   トまたはゴムシートに熱硬化性樹脂組成物を接着剤層と
   して貼り合わせてなるテープを重ね巻きすることを特徴
   とする鋼材の防食方法。
2. （２）下塗り剤の塗布厚みが０．０１〜０．５ｍｍであ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の防食
   方法。