JPH0216033A - 埋設管をポリマーライナーでライニングする方法および装置 - Google Patents
埋設管をポリマーライナーでライニングする方法および装置Info
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- Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
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。
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〕
本発明は埋設管をポリマーライナーでライニングする方
法および装置に関する。
法および装置に関する。
この方法は、例えば、埋設されたガス管、水道管または
下水管のライニングに適用できる。このような管は鋳鉄
または鋼で作られており、特に水道管の場合、例えば、
アスベストセメントまたはコンクリートで作られており
、特に鋳鉄管はビチューメン又はコンクリートでライニ
ングされるのがよい。
下水管のライニングに適用できる。このような管は鋳鉄
または鋼で作られており、特に水道管の場合、例えば、
アスベストセメントまたはコンクリートで作られており
、特に鋳鉄管はビチューメン又はコンクリートでライニ
ングされるのがよい。
〔従来技術および発明が解決しようとする課題〕英国特
許出願第２１８６３４０号には、埋設されたガス管、水
道管または下水管に適用できる方法が開示されており、
この方法では、１本の合成樹脂ライナーを加熱し、ダイ
およびライニングすべき管に引き通し、加圧して膨張さ
せ、管の内壁と接触させる。
許出願第２１８６３４０号には、埋設されたガス管、水
道管または下水管に適用できる方法が開示されており、
この方法では、１本の合成樹脂ライナーを加熱し、ダイ
およびライニングすべき管に引き通し、加圧して膨張さ
せ、管の内壁と接触させる。
米国特許第３４６２８２５号（ホープ等）には、ライナ
ーをダイおよび管に引き通し、次いでライナー管を解放
し、それによりライナー管が膨張して管の内壁と接触す
るようにすることによって工場で可撓性または剛性の管
をライニングすることに適用できる方法が開示されてい
る。この管は５１．５ｍｍ（２，０６インチ）の内径を
有する比較的小さい直径のものであり、ライナーは５７
．５ｍｍ （２，３インチ）の外径を有していた。ライ
ナー管は比較的薄く、１．７５ｍｍ （０，０ツイフチ
）の肉厚を有していて、３３の標準寸法比を示すもので
あった。ライナー管はフルオロカーボン樹脂であった。
ーをダイおよび管に引き通し、次いでライナー管を解放
し、それによりライナー管が膨張して管の内壁と接触す
るようにすることによって工場で可撓性または剛性の管
をライニングすることに適用できる方法が開示されてい
る。この管は５１．５ｍｍ（２，０６インチ）の内径を
有する比較的小さい直径のものであり、ライナーは５７
．５ｍｍ （２，３インチ）の外径を有していた。ライ
ナー管は比較的薄く、１．７５ｍｍ （０，０ツイフチ
）の肉厚を有していて、３３の標準寸法比を示すもので
あった。ライナー管はフルオロカーボン樹脂であった。
一般に、ライナー管の外径はライニングすべき管の内径
より１０〜１５％大きかった。
より１０〜１５％大きかった。
英国特許明細書第８０７４１３号（ツボピント ソサイ
エント パーアジオニ）には、加熱されたライナー管を
ダイおよびライニングすべき管に引き通し、ライナー管
を解放し、ライナー管を加熱することによって工場で金
属管をライニングすることに適用できる方法が述べられ
ている。ダイの直径はライニングすべき管と同じかある
いはそれよりごくわずかに小さい。ライナーはうイニン
グすべき管よりごくわずかに大きい塩ビ製であり、厚さ
が３ｍｍまたはそれ以下である。ダイによる縮小前また
は中、ライナーを、これが比較的軟かく、これを管に引
き通すのに使用する力が比較的低いような温度まで加熱
する。
エント パーアジオニ）には、加熱されたライナー管を
ダイおよびライニングすべき管に引き通し、ライナー管
を解放し、ライナー管を加熱することによって工場で金
属管をライニングすることに適用できる方法が述べられ
ている。ダイの直径はライニングすべき管と同じかある
いはそれよりごくわずかに小さい。ライナーはうイニン
グすべき管よりごくわずかに大きい塩ビ製であり、厚さ
が３ｍｍまたはそれ以下である。ダイによる縮小前また
は中、ライナーを、これが比較的軟かく、これを管に引
き通すのに使用する力が比較的低いような温度まで加熱
する。
英国特許第２１８６３４０号では、スロートの直径、各
場合、管に入る直径を形成する第２ダイの作用により、
主ダイで起るようなダイ膨潤が取り除かれる。米国特許
第３４６２８２５号および英国特許第８０７４１３号に
は、ダイ膨潤が示されておらず、管に入る直径はスロー
トの直径である。ダイ膨潤は、本発明によれば、ライナ
ーがダイ通過後に受ける直径の増大である。
場合、管に入る直径を形成する第２ダイの作用により、
主ダイで起るようなダイ膨潤が取り除かれる。米国特許
第３４６２８２５号および英国特許第８０７４１３号に
は、ダイ膨潤が示されておらず、管に入る直径はスロー
トの直径である。ダイ膨潤は、本発明によれば、ライナ
ーがダイ通過後に受ける直径の増大である。
本発明による埋設管をポリマーライナーでライニングす
る方法は、一本のライナーを屈曲を引起さずにダイに引
き通して長さ方向の伸長に伴ってその直径を減小させ、
またこのライナーを管に引き通し、引張り・荷重を除去
してライナーを少なくとも管の最小の内径に回復させ、
ダイか中央の長さ方向軸線を有しており、またこの軸線
のまわりに対称である入口、スロートおよび出口を備え
ており、入口は直径が上記スロートに向って減小してお
り、出口は直径が上記スロートから離れるにつれて増大
し、ライナーはダイの前で最大直径、ダイの中で最小直
径そしてダイの後で中間の直径を有し、引張り力はライ
ナーがスロートから出た後、ライナーのダイ膨潤を部分
的に抑制するほどであり、ライナーは入口でダイに初め
に接触する前に内方に曲がり、次いで入口を去った後、
スロートを通るとき、その最小直径の間、連続的に曲が
り、その後、ダイ膨潤を受けて上記中間の直径になって
、そして管に入ることを特徴としている。
る方法は、一本のライナーを屈曲を引起さずにダイに引
き通して長さ方向の伸長に伴ってその直径を減小させ、
またこのライナーを管に引き通し、引張り・荷重を除去
してライナーを少なくとも管の最小の内径に回復させ、
ダイか中央の長さ方向軸線を有しており、またこの軸線
のまわりに対称である入口、スロートおよび出口を備え
ており、入口は直径が上記スロートに向って減小してお
り、出口は直径が上記スロートから離れるにつれて増大
し、ライナーはダイの前で最大直径、ダイの中で最小直
径そしてダイの後で中間の直径を有し、引張り力はライ
ナーがスロートから出た後、ライナーのダイ膨潤を部分
的に抑制するほどであり、ライナーは入口でダイに初め
に接触する前に内方に曲がり、次いで入口を去った後、
スロートを通るとき、その最小直径の間、連続的に曲が
り、その後、ダイ膨潤を受けて上記中間の直径になって
、そして管に入ることを特徴としている。
スロートは入口に接する丸み部と、出口に接する丸み部
との連続曲線状の合体によって画成されるのがよい。
との連続曲線状の合体によって画成されるのがよい。
変更例として、スロートは丸み部により入口に接続され
かつ丸み部により出口に接続される長さが１ｃｍ位の短
かい円筒形部分よりなってもよい。
かつ丸み部により出口に接続される長さが１ｃｍ位の短
かい円筒形部分よりなってもよい。
好ましくは、入口はダイの軸線と１２．５度の角度をな
す。
す。
管をポリマーライナーでライニングするための本発明に
よる装置は、ダイと、このダイを管の前方に固定する手
段と、引張り手段と、この引張り手段を管の後方に固定
する手段とを備えており、ダイは中央の長さ方向軸線を
有し、また上記軸線のまわりに対称である入口、スロー
ト、および出口を備えており、入口は上記スロートに向
うにつれて直径が減小しており、出口は上記スロートか
ら離れるにつれて直径が増大しており、ライナーはダイ
の前で最大直径、ダイの中で最小直径、そしてダイの後
で中間の直径を有していることを特徴としている。
よる装置は、ダイと、このダイを管の前方に固定する手
段と、引張り手段と、この引張り手段を管の後方に固定
する手段とを備えており、ダイは中央の長さ方向軸線を
有し、また上記軸線のまわりに対称である入口、スロー
ト、および出口を備えており、入口は上記スロートに向
うにつれて直径が減小しており、出口は上記スロートか
ら離れるにつれて直径が増大しており、ライナーはダイ
の前で最大直径、ダイの中で最小直径、そしてダイの後
で中間の直径を有していることを特徴としている。
スロートは入口に接する丸み部と、出口に接する丸み部
との連続曲線状の合体により画成されるのがよい。
との連続曲線状の合体により画成されるのがよい。
変更例として、スロートは丸み部により入口に接続され
かつ丸み部により出口に接続される長さが１ｃｍ位の、
ダイの軸線に平行な短かい中空の円筒形部分よりなって
もよい。
かつ丸み部により出口に接続される長さが１ｃｍ位の、
ダイの軸線に平行な短かい中空の円筒形部分よりなって
もよい。
添付図面を参照して埋設管をライニングする一方法を例
として以下に説明する。
として以下に説明する。
第１図は埋設管１０を示しており、この場合、この埋設
管１０は例えば、端部１２．１４が２つのくぼみ１６．
１８で露出された鋳鉄製ガス本管であってもよい。この
管は２０．２２で連続しており、くぼみ１６．１８のと
ころでは、諸部品を取りはずしである。結局、管全体を
ライニングし、ライナーを接合して連続した本管を形成
する。
管１０は例えば、端部１２．１４が２つのくぼみ１６．
１８で露出された鋳鉄製ガス本管であってもよい。この
管は２０．２２で連続しており、くぼみ１６．１８のと
ころでは、諸部品を取りはずしである。結局、管全体を
ライニングし、ライナーを接合して連続した本管を形成
する。
ライナー３０はポリエチレン製であり、ウィンチ３２お
よびケーブル３４により圧伸用ダイ３６および管１０に
引き通される。ライナー３０はダイ３６から出た後、管
１０の端部に入り易すくするためにローラ３８によって
案内される。ダイ３６は地中に打ち込まれた部材（図示
せず）により固着されている。他の選択位置には、ダイ
４０が管１０の端部１２との直接係合、または端部１２
に係合する部材との直接係合により支持されている。ウ
ィンチ３２も、管の端部から地中に打込まれた部材（図
示せず）によって固着されなければならない。
よびケーブル３４により圧伸用ダイ３６および管１０に
引き通される。ライナー３０はダイ３６から出た後、管
１０の端部に入り易すくするためにローラ３８によって
案内される。ダイ３６は地中に打ち込まれた部材（図示
せず）により固着されている。他の選択位置には、ダイ
４０が管１０の端部１２との直接係合、または端部１２
に係合する部材との直接係合により支持されている。ウ
ィンチ３２も、管の端部から地中に打込まれた部材（図
示せず）によって固着されなければならない。
第１図に示す操作に先立って、管をこれに通された適当
な鋳塊により清浄し、内径について検査した。同時に、
管内からいずれの突起をも取り除いた。ライナーは地上
ではライナ長尺物で出来上がっていた。これらのライナ
長尺物を突合せ融接により端同志接合し、各融接接合部
の外側ビードを取り除くかあるいはライナーコイルから
直接挿入した（これは大きさが例えば１８０ｍｍまでの
場合である）。引張用円錐体をライナーの先端に取付け
た。ケーブル３４を剛性ロッドの端部に取付け、このロ
ッドを管１０に端部１４から端部１２まで押し通し、ケ
ーブルの端部（ロッドの後端のところの）を端部１２に
出した。ケーブル３４を分断し、ダイ３６を通して供給
し、ライナー上の円錐体に取付けた。次いで、ウィンチ
３２を作動してライナーを１０％、好ましくは８％未満
の長さ方向の伸び率でダイ３６を通して引張った。
な鋳塊により清浄し、内径について検査した。同時に、
管内からいずれの突起をも取り除いた。ライナーは地上
ではライナ長尺物で出来上がっていた。これらのライナ
長尺物を突合せ融接により端同志接合し、各融接接合部
の外側ビードを取り除くかあるいはライナーコイルから
直接挿入した（これは大きさが例えば１８０ｍｍまでの
場合である）。引張用円錐体をライナーの先端に取付け
た。ケーブル３４を剛性ロッドの端部に取付け、このロ
ッドを管１０に端部１４から端部１２まで押し通し、ケ
ーブルの端部（ロッドの後端のところの）を端部１２に
出した。ケーブル３４を分断し、ダイ３６を通して供給
し、ライナー上の円錐体に取付けた。次いで、ウィンチ
３２を作動してライナーを１０％、好ましくは８％未満
の長さ方向の伸び率でダイ３６を通して引張った。
ウィンチの操作者はウィンチの回転を一定速度またはほ
ぼそのように保つ。ライナーの前進速度は例えば、３ｍ
／分であればよい。
ぼそのように保つ。ライナーの前進速度は例えば、３ｍ
／分であればよい。
引張りを終了すると、ライナーを少なくとも管の最小の
内径に戻す。適切な連結を行うことができるのに十分な
管を残してライナーを切断する。
内径に戻す。適切な連結を行うことができるのに十分な
管を残してライナーを切断する。
ダイ位置４０を使用する場合、割ダイか必須である。ウ
ィンチケーブル３４をライナー３０から取りはずし、次
いでライナー３０を切断して、ライナーが戻るときの収
縮を受入れるのに十分な長さにする。何らかの理由で引
張りを中断しなければならない場合でも１本の管ｌＯを
ライニングすることができることは本方法を使用する特
定の利点である。例えば、ウィンチが故障し、注意を要
することがある。これは、ライナー３０が管の途中で静
止している状態でケーブル３４の張りを取り除いて、例
えば、修理を行うことを意味している。
ィンチケーブル３４をライナー３０から取りはずし、次
いでライナー３０を切断して、ライナーが戻るときの収
縮を受入れるのに十分な長さにする。何らかの理由で引
張りを中断しなければならない場合でも１本の管ｌＯを
ライニングすることができることは本方法を使用する特
定の利点である。例えば、ウィンチが故障し、注意を要
することがある。これは、ライナー３０が管の途中で静
止している状態でケーブル３４の張りを取り除いて、例
えば、修理を行うことを意味している。
次いで、張りを再び与え、ライナー３０は再び管１０を
通って前進する。このような非常事態に必要とされる期
間は様々であるが、埋設管のライニングの場合、例えば
、３０分の期間を考えておくべきであると思われる。
通って前進する。このような非常事態に必要とされる期
間は様々であるが、埋設管のライニングの場合、例えば
、３０分の期間を考えておくべきであると思われる。
引張りのこのような中断中、ライナー管は直径が増大す
る。ライナーの直径が増大して管内壁に接近する場合、
引張り操作を再び開始するときの摩擦力は屈曲させずに
管の移動を防ぐほど高い。
る。ライナーの直径が増大して管内壁に接近する場合、
引張り操作を再び開始するときの摩擦力は屈曲させずに
管の移動を防ぐほど高い。
第２図はダイ３６をより詳細に示している。このダイは
その中間を通り、その平面と直角な中実軸線５０を有し
ている。このダイは通常、鋼製であるが、鋳鉄または焼
ポリテトラフルオロエチレンで作られてもよく、また円
形の開口部５２を有しており、この開口部は入口５４、
スロート５８および出口５９を形成しており、これらの
すべては長さ方向の中実軸線５０に対して対称である。
その中間を通り、その平面と直角な中実軸線５０を有し
ている。このダイは通常、鋼製であるが、鋳鉄または焼
ポリテトラフルオロエチレンで作られてもよく、また円
形の開口部５２を有しており、この開口部は入口５４、
スロート５８および出口５９を形成しており、これらの
すべては長さ方向の中実軸線５０に対して対称である。
入口５４は好ましくは軸線５０とで１０度と１５度との
間の角度をなし、この例では、その角度は線５０に対し
て１２．５度であり、この角度を６６で示しである。ス
ロート５８は入口５４に接する丸み部５６と出口５９に
接する丸み部６０との連続曲線状の合体により画成され
ている。入口５４は丸み部６２は丸み部６２で接続され
てグイ３６の垂直方向の平らな面６４と合体している。
間の角度をなし、この例では、その角度は線５０に対し
て１２．５度であり、この角度を６６で示しである。ス
ロート５８は入口５４に接する丸み部５６と出口５９に
接する丸み部６０との連続曲線状の合体により画成され
ている。入口５４は丸み部６２は丸み部６２で接続され
てグイ３６の垂直方向の平らな面６４と合体している。
この例では、ライナー３０はデュポン社（英国）で製造
販売されているＰＥ−Ａとして知られている銘柄のポリ
エチレン、すなわち、「アルディルＡ」の登録商標で販
売されている材料である。ライナー３０は公称２１５ｍ
ｍの外径および２６の標準寸法比を有している。このラ
イナーは２０３．２ｍｍ（８インチ）の公称ボアを有す
るスパンねずみ鋳鉄製本管をライニングするのに使用さ
れる。鋳鉄の肉厚の変化により、ボアは２０９．８ｍｍ
と２１８．４ｍｍとの間で変化する。従って、ダイ３６
はそのスロート５８のところで１８８．７ｍｍの直径を
有している。ダイからの出口のところのライナーの直径
は１９７．５ｍｍである。荷重を解放すると、管の直径
は１時間後には２０９．４ｍｍに、また２４時間後には
２１０．９ｍｍに増大する。未潤滑のダイのスロートの
直径は好ましくは引張り荷重を半降伏未満に保つために
元のライナーの直径３０より８〜１２％小さい。しかし
ながら、スロートは比較的小いのがよく、例えば、１０
．１６ｃｍ （４インチ）のピント鋳鉄木管を１１０ｍ
ｍのポリエチレンライナーでライニングするときには１
８％小さいのがよい。
販売されているＰＥ−Ａとして知られている銘柄のポリ
エチレン、すなわち、「アルディルＡ」の登録商標で販
売されている材料である。ライナー３０は公称２１５ｍ
ｍの外径および２６の標準寸法比を有している。このラ
イナーは２０３．２ｍｍ（８インチ）の公称ボアを有す
るスパンねずみ鋳鉄製本管をライニングするのに使用さ
れる。鋳鉄の肉厚の変化により、ボアは２０９．８ｍｍ
と２１８．４ｍｍとの間で変化する。従って、ダイ３６
はそのスロート５８のところで１８８．７ｍｍの直径を
有している。ダイからの出口のところのライナーの直径
は１９７．５ｍｍである。荷重を解放すると、管の直径
は１時間後には２０９．４ｍｍに、また２４時間後には
２１０．９ｍｍに増大する。未潤滑のダイのスロートの
直径は好ましくは引張り荷重を半降伏未満に保つために
元のライナーの直径３０より８〜１２％小さい。しかし
ながら、スロートは比較的小いのがよく、例えば、１０
．１６ｃｍ （４インチ）のピント鋳鉄木管を１１０ｍ
ｍのポリエチレンライナーでライニングするときには１
８％小さいのがよい。
管１０は内径が１０１．６ｍｍ （４インチ）〜３０４
．８ｍｍ （１２インチ）またはそれ以上のものである
のがよい。ガス管の場合、代表的な大きさは１５２．４
ｍｍ（６インチ） 、２０３．２ｍｍ （８インチ）、
２５４ｍｍ（１０インチ）および３０４．８ｍｍ（１２
インチ）である。上述のように、このような鋳鉄管の最
小内径は大きく変化する。問題を低減するためには、ラ
イニングすべき管の大きさおよび種類の両方を満足させ
るのに有効な範囲のダイを有するのが有利である。例え
ば、３０４．８ｍｍ（１２インチ）の管では、Ｂ種およ
び０種の管の場合には２８５ｍｍのダイを使用し、Ｄ種
の管の場合には２７８ｍｍのダイを使用する。かかる管
はスパンねずみ鋳鉄製である。ガス管用には一般にＢ種
を使用し、水管用にはＤ種を使用する。
．８ｍｍ （１２インチ）またはそれ以上のものである
のがよい。ガス管の場合、代表的な大きさは１５２．４
ｍｍ（６インチ） 、２０３．２ｍｍ （８インチ）、
２５４ｍｍ（１０インチ）および３０４．８ｍｍ（１２
インチ）である。上述のように、このような鋳鉄管の最
小内径は大きく変化する。問題を低減するためには、ラ
イニングすべき管の大きさおよび種類の両方を満足させ
るのに有効な範囲のダイを有するのが有利である。例え
ば、３０４．８ｍｍ（１２インチ）の管では、Ｂ種およ
び０種の管の場合には２８５ｍｍのダイを使用し、Ｄ種
の管の場合には２７８ｍｍのダイを使用する。かかる管
はスパンねずみ鋳鉄製である。ガス管用には一般にＢ種
を使用し、水管用にはＤ種を使用する。
第３図に示す変更例では、ダイ３６はスロート５８を形
成する短かい円筒形部分を有している。
成する短かい円筒形部分を有している。
代表的には、例えば、この円筒形部分は長さが８ｍｍで
あり、５６の丸み部により入口５４に接続され、６２の
丸み部によりダイ３６の出口５９に接続されている。ス
ロート５８は１８８．７ｍｍの直径を有している。
あり、５６の丸み部により入口５４に接続され、６２の
丸み部によりダイ３６の出口５９に接続されている。ス
ロート５８は１８８．７ｍｍの直径を有している。
両方の場合、出口５９はライナー３０がダイ３６を去る
ときに交わるダイ３６の面積を最小にする程度である。
ときに交わるダイ３６の面積を最小にする程度である。
出口５９はスロート５８がダイ３６がライナー３０に接
触する最後の箇所であるようなアールを有している。
触する最後の箇所であるようなアールを有している。
第４図はスェージ加エダイ４０を通るときのライナー３
０の挙動を示している。簡単化のために、ダイ４０が第
１図に示す選択位置にあるものと仮定する。ダイ４０は
位置決め部材（それらのうちの１つを７０で示しである
）によって管１０の端部１２に対して位置決めすること
ができる。しかしながら、ダイか第１図に示す位置３６
にあれば、挙動は全く同じである。
０の挙動を示している。簡単化のために、ダイ４０が第
１図に示す選択位置にあるものと仮定する。ダイ４０は
位置決め部材（それらのうちの１つを７０で示しである
）によって管１０の端部１２に対して位置決めすること
ができる。しかしながら、ダイか第１図に示す位置３６
にあれば、挙動は全く同じである。
第４図に示すように、ライナー３０はダイ４０にその入
口５４のところで領域７２で交わり、そうするためには
、ライナー壁部７４は内方に曲がっている。壁部７４は
内方に曲がり続けて帯域７６の入口５４を去る。次いで
、この壁部はスロート５８を通るとき、その最小直径に
わたり連続的に曲がる。次いで、ライナーは８０のその
最大直径に達するまでダイの膨潤を受ける。箇所８０の
後、壁部７４は８２で示す直径まで非常にわずか内方に
曲がる。
口５４のところで領域７２で交わり、そうするためには
、ライナー壁部７４は内方に曲がっている。壁部７４は
内方に曲がり続けて帯域７６の入口５４を去る。次いで
、この壁部はスロート５８を通るとき、その最小直径に
わたり連続的に曲がる。次いで、ライナーは８０のその
最大直径に達するまでダイの膨潤を受ける。箇所８０の
後、壁部７４は８２で示す直径まで非常にわずか内方に
曲がる。
また、第４図はライナー３０をケーブル３４の張りによ
って引入れる管１０の端部１２を示している。
って引入れる管１０の端部１２を示している。
ライナー３０がダイ４０を通過した後に受ける直径の増
大は「ダイの膨潤」として知られている。
大は「ダイの膨潤」として知られている。
正確なダイ膨潤量は８０のところの直径と、ダイ４０の
５８のところの最小直径すなわちスロート直径との差で
ある。ダイ４０からより間隔をへたてたところでライナ
ーの直径を測定すること、すなわち、直径８２を測定す
ること、およびダイ膨潤を８２のところの直径と、ダイ
４０の５８のところの最小すなわちスロート直径との差
と呼ぶことはより実用的である。
５８のところの最小直径すなわちスロート直径との差で
ある。ダイ４０からより間隔をへたてたところでライナ
ーの直径を測定すること、すなわち、直径８２を測定す
ること、およびダイ膨潤を８２のところの直径と、ダイ
４０の５８のところの最小すなわちスロート直径との差
と呼ぶことはより実用的である。
本発明のパラメータを選択する際には、ダイ膨潤を考慮
しなければならない。かくして、本発明では、管１０の
最小孔径より小さいように選ぶのはダイ膨潤を含めてラ
イナーの直径である。
しなければならない。かくして、本発明では、管１０の
最小孔径より小さいように選ぶのはダイ膨潤を含めてラ
イナーの直径である。
引張り力は好ましくはライナーの降伏強さの約半分に保
たれ、ダイ３６又は４０はダイ膨潤がちょうど正しい値
であるように寸法法めされる。好ましくは、望むなら、
引張りを例えば、３０分間止めるべき「窓」を備けてラ
イナー３０を管１０に引入れ得るように選択を行う。
たれ、ダイ３６又は４０はダイ膨潤がちょうど正しい値
であるように寸法法めされる。好ましくは、望むなら、
引張りを例えば、３０分間止めるべき「窓」を備けてラ
イナー３０を管１０に引入れ得るように選択を行う。
ダイはその輪郭および摩擦抵抗によりライナーの直径を
減じる手段として機能する。ライナーに作用するのは主
として曲げ作用である。まず、ライナーはダイ入口と接
触し、次いでライナーはダイスロートを通るときになお
一層の曲がりが起ることができるようにこの表面から離
れなければならない。最終的に、ライナーは加えられた
荷重を受けるときにダイの出口側でその最終直径まで曲
がる。ライナーが受ける複雑な曲げ応力は本発明の実施
に寄与する主特徴であると思われる。ライナーはそのダ
イ通過全体にわたっていずれの面でも円形のままであり
、塑性流れが起らない。
減じる手段として機能する。ライナーに作用するのは主
として曲げ作用である。まず、ライナーはダイ入口と接
触し、次いでライナーはダイスロートを通るときになお
一層の曲がりが起ることができるようにこの表面から離
れなければならない。最終的に、ライナーは加えられた
荷重を受けるときにダイの出口側でその最終直径まで曲
がる。ライナーが受ける複雑な曲げ応力は本発明の実施
に寄与する主特徴であると思われる。ライナーはそのダ
イ通過全体にわたっていずれの面でも円形のままであり
、塑性流れが起らない。
第５図は横軸線に沿ってプロットした荷重の解放後の時
間、および縦軸線に沿ってプロットしたライナー３０の
直径を示している。ライナー３０はＡとして表わされる
直径を有している。ライナー３０がダイ３６又は４０の
入口５４を通過するとき、直径はスロート５８に相当す
る値Ｂまで減小する。スロート５８を越えると、直径は
第４図における直径８０に相当する値Ｃまで増大する。
間、および縦軸線に沿ってプロットしたライナー３０の
直径を示している。ライナー３０はＡとして表わされる
直径を有している。ライナー３０がダイ３６又は４０の
入口５４を通過するとき、直径はスロート５８に相当す
る値Ｂまで減小する。スロート５８を越えると、直径は
第４図における直径８０に相当する値Ｃまで増大する。
８２までの直径のわずかな増大は第５図には示していな
い。Ｄに等しい時点で、荷重が除去される。
い。Ｄに等しい時点で、荷重が除去される。
直径は直径りまで非常に急に増大し、次いで約２４時間
にわたって値Ｅまで非常にゆっ（り増大する。Ｅでの直
径は管１０の最小の内径を表わしている。
にわたって値Ｅまで非常にゆっ（り増大する。Ｅでの直
径は管１０の最小の内径を表わしている。
直径８２（第４図における）はダイスロートの直径Ｂお
よびライナーをダイに引き通す際の荷重により決まる。
よびライナーをダイに引き通す際の荷重により決まる。
荷重が非常に小さい場合、直径８２は直径りに非常に類
似している。
似している。
理想的な状態はライナーの材料における降伏の半分以下
である荷重下でライナーと管の内壁部との間で最大の隙
間を生じる状態である。この荷重を解放すると、制御回
復が起って、ライナーを管の内壁部と徐々に接触させる
。
である荷重下でライナーと管の内壁部との間で最大の隙
間を生じる状態である。この荷重を解放すると、制御回
復が起って、ライナーを管の内壁部と徐々に接触させる
。
ライナーを管に引入れる前に予熱するなら、その結果生
じたライナーはテーパ状になり、ウィンチの端部で最小
の直径で、ダイ端部で最大の直径となる。また、ライナ
ーに沿った長さ方向のひずみも変化する。熱を加えるこ
となしに管に引入れた後に生じるライナーは直径がその
長さに沿って非常に一様であり、かつ長さ方向のひずみ
が一様である。両方性間の実施の相違は高温における荷
重でのライナーのクリープにより説明することができる
。
じたライナーはテーパ状になり、ウィンチの端部で最小
の直径で、ダイ端部で最大の直径となる。また、ライナ
ーに沿った長さ方向のひずみも変化する。熱を加えるこ
となしに管に引入れた後に生じるライナーは直径がその
長さに沿って非常に一様であり、かつ長さ方向のひずみ
が一様である。両方性間の実施の相違は高温における荷
重でのライナーのクリープにより説明することができる
。
何らかの理由で、例えば、ウィンチ又はケーブルの損傷
で、引張りを止め、荷重を除去しなければならない場合
、ライナーの回復はライナーを管の内壁部に当るように
膨張させるほど大きいべきではない。実際、欠陥の大部
分を３０分以内に直すことができることがわかった。従
って、ダイの設計および必要とされる荷重により、ライ
ナーが管の内壁部にその全周にわたり交わる前に３０分
の窓を生じるのが好ましい。
で、引張りを止め、荷重を除去しなければならない場合
、ライナーの回復はライナーを管の内壁部に当るように
膨張させるほど大きいべきではない。実際、欠陥の大部
分を３０分以内に直すことができることがわかった。従
って、ダイの設計および必要とされる荷重により、ライ
ナーが管の内壁部にその全周にわたり交わる前に３０分
の窓を生じるのが好ましい。
引張り操作を再び開始すると、先端部はその元の直径Ｃ
までは縮小しない。得られる縮小は材料のポアソン比に
よるだけである。これを第５図に示しである。Ｘ（！：
Ｙとの間の破線は特性を示している。延長破線ｙ−ｚは
修理後の引張りの停止に引続くライナーの反転について
の特性を示している。明らかに、点Ｘは引張りを再開始
するのに可能な最もおそい点である。Ｇで示される隙間
は管の内壁部との高い摩擦を回避するのに許容できる最
も小さいものである。引張りの再開始時にダイを通過す
る材料は直径Ｃである。操作を終了すると、管はその全
長にわたって同じ寸法、すなわち、管の内壁部まで回復
する。
までは縮小しない。得られる縮小は材料のポアソン比に
よるだけである。これを第５図に示しである。Ｘ（！：
Ｙとの間の破線は特性を示している。延長破線ｙ−ｚは
修理後の引張りの停止に引続くライナーの反転について
の特性を示している。明らかに、点Ｘは引張りを再開始
するのに可能な最もおそい点である。Ｇで示される隙間
は管の内壁部との高い摩擦を回避するのに許容できる最
も小さいものである。引張りの再開始時にダイを通過す
る材料は直径Ｃである。操作を終了すると、管はその全
長にわたって同じ寸法、すなわち、管の内壁部まで回復
する。
ライナーは通常、予熱されずにダイに通される。
天候が寒いとき、ライナーを予熱してその温度を例えば
３０℃まで上昇させることが必要である。
３０℃まで上昇させることが必要である。
その場合、使用する設備は本出願人の英国特許出願第２
１８６３４０ Ａ号に示されているヒータである。
１８６３４０ Ａ号に示されているヒータである。
この方法によれば、管をここに説明するようにライニン
グするとき、管のガス移送能力の９０％以上を保つこと
ができる。例えば、ガス管をライニングするだめの５Ｄ
Ｒ＝２６のライナーを使用して、試験した結果、３］、
５ｍｍまでの管については、ガス管のガス移送能力の９
３．５％までを使用することができることが示された。
グするとき、管のガス移送能力の９０％以上を保つこと
ができる。例えば、ガス管をライニングするだめの５Ｄ
Ｒ＝２６のライナーを使用して、試験した結果、３］、
５ｍｍまでの管については、ガス管のガス移送能力の９
３．５％までを使用することができることが示された。
特にライナーが２６８ｍｍまたは３１５ｍｍ以上である
場合、好ましくはダイの後方に位置決めされたライナー
押し装置の使用によって全体の引張り力を減小させるこ
とができる。第６回はこのような装置の例を示している
。この装置はダイまたはダイ支持フレームに固着された
支持フレーム１００よりなる。このフレーム１００はキ
ャリッジ１０２を支持しており、キャリッジ１０２はロ
ーラ１０４上を走行し、液圧シリンダにより前後に移動
できる。キャリッジ１０２は固定された下方ジョー１０
８と、２つの可動ジョー１１０とを支持している。ジー
ｔ−１１０はアーム１１２により支持されており、これ
らのアーム１１２はピン１１４で枢着されていて、液圧
シリンダ１１６により移動できる。
場合、好ましくはダイの後方に位置決めされたライナー
押し装置の使用によって全体の引張り力を減小させるこ
とができる。第６回はこのような装置の例を示している
。この装置はダイまたはダイ支持フレームに固着された
支持フレーム１００よりなる。このフレーム１００はキ
ャリッジ１０２を支持しており、キャリッジ１０２はロ
ーラ１０４上を走行し、液圧シリンダにより前後に移動
できる。キャリッジ１０２は固定された下方ジョー１０
８と、２つの可動ジョー１１０とを支持している。ジー
ｔ−１１０はアーム１１２により支持されており、これ
らのアーム１１２はピン１１４で枢着されていて、液圧
シリンダ１１６により移動できる。
キャリッジ１０２は、使用中、ジョー１０８．１１０が
ライナー３０から構成される装置に示されている。次い
で、シリンダ１０６を収縮させ、ジａ−１０８，１１０
をシリンダ１１６により閉じ、シリンダ１０６を再び伸
張させてライナー３０を図示の矢印の方向に管１０に向
けて押す。
ライナー３０から構成される装置に示されている。次い
で、シリンダ１０６を収縮させ、ジａ−１０８，１１０
をシリンダ１１６により閉じ、シリンダ１０６を再び伸
張させてライナー３０を図示の矢印の方向に管１０に向
けて押す。
この押し装置の別の位置は第７図にダイ３６又は４０の
下流に示すごとくである。第７図では、ダイは位置４０
にある。このダイは支柱１５０によって既存の鋳鉄又は
他の管１０の端部に支持されている。押し用の液圧シリ
ンダを１５２で示しである。把持ジョーを１５４で示し
である。簡単化のために、ジョーを作動する液圧シリン
ダは図示していない。ダイ４０は例えば２つの半休に分
割されており、管１０への引通しを終了したとき、ライ
ナー３０から取りはずすことができる。
下流に示すごとくである。第７図では、ダイは位置４０
にある。このダイは支柱１５０によって既存の鋳鉄又は
他の管１０の端部に支持されている。押し用の液圧シリ
ンダを１５２で示しである。把持ジョーを１５４で示し
である。簡単化のために、ジョーを作動する液圧シリン
ダは図示していない。ダイ４０は例えば２つの半休に分
割されており、管１０への引通しを終了したとき、ライ
ナー３０から取りはずすことができる。
押し装置を使用してもしなくても、認可潤滑剤を使用し
てライナーと管との間の摩擦を低減することができる。
てライナーと管との間の摩擦を低減することができる。
この潤滑剤は例えば、水または水系潤滑剤であればよい
。
。
、摩擦を低減するために潤滑剤をダイのところで使用す
るのが好ましい。この潤滑剤は水または水系潤滑剤であ
ればよい。変更例として、非水性潤滑剤、例えば、キャ
ストロール（ＣＡＳＴＲＯＬ） Ｄ ４１６（登録商標
）すなわちモノエチレングリコールを使用してもよい。
るのが好ましい。この潤滑剤は水または水系潤滑剤であ
ればよい。変更例として、非水性潤滑剤、例えば、キャ
ストロール（ＣＡＳＴＲＯＬ） Ｄ ４１６（登録商標
）すなわちモノエチレングリコールを使用してもよい。
潤滑剤は、ライナー３０でこすられるようなダイの内面
に塗布する。あるいは、潤滑剤をライナー３０の表面に
塗布する。
に塗布する。あるいは、潤滑剤をライナー３０の表面に
塗布する。
例えば、ライナー３０を取囲む環から潤滑剤を射出すれ
ばよい。例えば、液状潤滑剤のジェットまたはスプレー
をライナー３０に打ら当ればよい。
ばよい。例えば、液状潤滑剤のジェットまたはスプレー
をライナー３０に打ら当ればよい。
変更例として、環はライナー３０に圧接する内方に突出
したブラシまたはスワップを有してもよい。
したブラシまたはスワップを有してもよい。
ライナーをダイに引通ずことによって得られる荷重によ
っては、ライナーがダイの入口にでばなく管に入るとき
にライナーを潤滑するのが好ましいこともある。
っては、ライナーがダイの入口にでばなく管に入るとき
にライナーを潤滑するのが好ましいこともある。
ダイはその圧伸用内面が例えば、少なくともＮ７または
Ｎ６の仕上りまで機械加工されているのがよい。好まし
くは、仕上りはＮ５またはＮ４又はそれ以である。
Ｎ６の仕上りまで機械加工されているのがよい。好まし
くは、仕上りはＮ５またはＮ４又はそれ以である。
ガス管をポリエチレンライナーでライニングする下記の
３つの例を下に示す。このライナーは各々の場合、ＰＥ
−Ｘとして一般に知られている品種Ｘである。樹脂ライ
ナーの第３製造業者はステワードムロイドプラスチック
社のビグクリック２４０１部であった。初めの２つの例
では、予期内径は３０分後にライナーの直径より小さか
った。従って、引張りの中断および荷重の除去を含めて
いずれの修理にも３０分未満が有効であった。
３つの例を下に示す。このライナーは各々の場合、ＰＥ
−Ｘとして一般に知られている品種Ｘである。樹脂ライ
ナーの第３製造業者はステワードムロイドプラスチック
社のビグクリック２４０１部であった。初めの２つの例
では、予期内径は３０分後にライナーの直径より小さか
った。従って、引張りの中断および荷重の除去を含めて
いずれの修理にも３０分未満が有効であった。
もちろん、使用中に予期内径を適切に期待していたなら
、適当にもっと大きいダイを使用していた。
、適当にもっと大きいダイを使用していた。
実際、一連のダイを製造したが、ライニングを始める前
にビッグ坪量する適切な計器では、真の予期内径を期待
することができ、上記のように３０分の窓を与えるよう
にダイを選ぶことができる。
にビッグ坪量する適切な計器では、真の予期内径を期待
することができ、上記のように３０分の窓を与えるよう
にダイを選ぶことができる。
第３の例では、管は２５．４ｃｍ（１０インチ）であっ
た。３０分後のライナーの直径（２６２ｍｍ）は管の予
期内径（２６６ｍｍ）より小さいとわかった。
た。３０分後のライナーの直径（２６２ｍｍ）は管の予
期内径（２６６ｍｍ）より小さいとわかった。
３０分の窓は実施可能な選択である。
これらの例を挙げる目的は本発明により管の内壁部への
制御回復を行うことができることを示すためである。内
壁部に対してぴったりしたライナーを達成するのに加熱
や加圧を必要としない。尚、真の期待する予期内径を予
め知ることができ、また引張りの停止を含めて修理を行
うために３０分の窓を与えるようにダイを選ぶことがで
きる。
制御回復を行うことができることを示すためである。内
壁部に対してぴったりしたライナーを達成するのに加熱
や加圧を必要としない。尚、真の期待する予期内径を予
め知ることができ、また引張りの停止を含めて修理を行
うために３０分の窓を与えるようにダイを選ぶことがで
きる。
ライナーの初め直径
ダイの直径
管の直径：予期内径
ライナーのＳＤＲ
引張り荷重
引張り速度
ライナーの平均直径：
荷重の解放後
３０分後
１時間後
１１０ｍｍ ２６８ｍｍ
９０ｍｍ ２４２ｍｍ
１０７ ｍｍ １０２＋ｎｍ ２６６ｍｍ５ ｍｍ
１．０ トン １．４ トン ３．７５）ン２ｍ／分
２ｍ／分 ３ｍ／分 ０２ｍｍ ０７ｍｍ ０７ｍｍ ００ｍｍ ０３ｍｍ ０３ｍｍ ５８ｍｍ ６２ｍｍ ６３ｍｍ
２ｍ／分 ３ｍ／分 ０２ｍｍ ０７ｍｍ ０７ｍｍ ００ｍｍ ０３ｍｍ ０３ｍｍ ５８ｍｍ ６２ｍｍ ６３ｍｍ
第１図はライニングすべき管と、これに引き通されてい
る間のライナー管とを示す地中垂直断面図；第２図はダ
イの拡大垂直部分断面図；第３図は変更例のダイの拡大
垂直部分断面図；第４図はライナー管がダイを通ってい
るときのダイおよびライナー管の拡大垂直部分断面図；
第５図はライナー管がダイを通るときの時間に対してプ
ロットしたライナー管の直径を示すグラフ；第６図はダ
イに隣接して使用する適所にある押し装置の等角投影図
；第７図は押し装置とともに、ライニングすべき管の入
口端部により支持されているものとして示されるダイの
垂直断面図である。 １０・・・・・・埋設管、 ３０・・・・・・ライナ
ー３２・・・・・・ウィンチ、 ３４・・・・・・
ケーブル、３６・・・・・・圧伸用ダイ、 ３８・・・
・・・ローラ、４０・・・・・・グ イ、 ５４
・・・・・・入 口、５８・・・・・・スロート、
５９・・・・・・出 口。 直 径
る間のライナー管とを示す地中垂直断面図；第２図はダ
イの拡大垂直部分断面図；第３図は変更例のダイの拡大
垂直部分断面図；第４図はライナー管がダイを通ってい
るときのダイおよびライナー管の拡大垂直部分断面図；
第５図はライナー管がダイを通るときの時間に対してプ
ロットしたライナー管の直径を示すグラフ；第６図はダ
イに隣接して使用する適所にある押し装置の等角投影図
；第７図は押し装置とともに、ライニングすべき管の入
口端部により支持されているものとして示されるダイの
垂直断面図である。 １０・・・・・・埋設管、 ３０・・・・・・ライナ
ー３２・・・・・・ウィンチ、 ３４・・・・・・
ケーブル、３６・・・・・・圧伸用ダイ、 ３８・・・
・・・ローラ、４０・・・・・・グ イ、 ５４
・・・・・・入 口、５８・・・・・・スロート、
５９・・・・・・出 口。 直 径
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、埋設管をポリマーライナーでライニングする方法に
おいて、一本のライナーを屈曲を引起さずにダイに引き
通して長さ方向の伸長に伴ってその直径を減小させ、ま
たこのライナーを管に引き通し、引張り荷重を除去して
ライナーを少なくとも管の最小の内径に回復させ、ダイ
は中央の長さ方向軸線を有しており、またこの軸線のま
わりに対称である入口、スロートおよび出口を備えてお
り、入口は直径が上記スロートに向かって減小しており
、出口は直径が上記スロートから離れるにつれて増大し
、ライナーはダイの前で最大直径、ダイの中で最小直径
、そしてダイの後で中間の直径を有し、引張り力はライ
ナーがスロートから出た後、ライナーのダイ膨潤を部分
的に抑制するほどであり、ライナーは入口でダイに初め
に接触する前に内方に曲がり、次いで入口を去った後、
スロートを通るとき、その最小直径の間、連続的に曲が
り、その後、ダイ膨潤を受けて上記中間の直径になって
、そして管に入ることを特徴とする方法。 ２、スロートは入口に接する丸み部と、出口に接する丸
み部との連続曲線状の合体によって画成されていること
を特徴とする請求項１記載の方法。 ３、スロートは丸み部により入口に接続されかつ丸み部
により出口に接続される長さが１ｃｍ位の短かい円筒形
部分よりなることを特徴とする請求項１記載の方法。 ４、入口はダイの軸線と１２．５°の角度をなすことを
特徴とする請求項１ないし３のうちのいずれかに記載の
方法。 ５、ライナーとダイとの摩擦により発生されるような熱
を除いて、ライナー内には熱が加えられないことを特徴
とする請求項１ないし４のうちのいずれかに記載の方法
。 ６、ライナーを把持する押し手段によってライナーを管
に押し入れることを特徴とする請求項１ないし５のうち
のいずれかに記載の方法。 ７、上記ライナーをダイの後方に位置決めされた押し手
段によって押し入れることを特徴とする請求項６記載の
方法。 ８、管をポリマーライナーでライニングする装置におい
て、ダイと、該ダイを管の前方に固定する手段と、引張
り手段と、該引張り手段を管の後方に固定する手段とを
備えており、ダイは中央の長さ方向軸線を有し、また上
記軸線のまわりに対称である入口、スロートおよび出口
を備えており、入口は上記スロートに向うにつれて直径
が減小しており、出口は上記スロートから離れるにつれ
て直径が増大しており、ライナーはダイの前で最大直径
、ダイの中で最小直径、そしてダイの後で中間の直径を
有していることを特徴とする装置。 ９、スロートは入口に接する丸み部と、出口に接する丸
み部との連続曲線状の合体によって画成されていること
を特徴とする請求項８記載の装置。 １０、スロートは丸み部により入口に接続されかつ丸み
部により出口に接続される長さが１ｃｍ位のダイ軸線と
平行な短かい中空の円筒形部分よりなることを特徴とす
る請求項８記載の装置。 １１、入口はダイの軸線と１２．５°の角度をなすこと
を特徴とする請求項８ないし１０のうちのいずれかに記
載の装置。 １２、ライナーを管に押し入れる押し手段を設けたこと
を特徴とする請求項８ないし１１のうちのいずれかに記
載の装置。 １３、押し手段はジョーよりなり、これらのジョーはダ
イの軸線と平行な動力作動手段および更らにライナーに
対するジョーの出入り移動を行うべく作動できる動力作
動手段により往復動できることを特徴とする請求項１２
記載の装置。 １４、ダイは管の入口端部により支持されていることを
特徴とする請求項８ないし１３のうちのいずれかに記載
の装置。 １５、押し手段はダイと管の入口端部との間を往復動で
きるジョーを有していることを特徴とする請求項１４記
載の装置。
Applications Claiming Priority (12)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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