【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]
本発明は、管継手のシール部に介在される耐火
性ガスケツトに関する。
都市ガスなどを輸送する鋼管の管継手におい
て、火災発性時に漏洩が生じると、さらに大きな
事故を招くおそれがある。
本発明の目的は、耐火性に優れた管継手のシー
ル部に介在されるガスケツトを提供することであ
る。
本発明の耐火性ガスケツトは、ケイ酸ナトリウ
ムと合成樹脂とを混合して成る。この混合物には
その他の物質が含まれてもよい。ケイ酸ナトリウ
ムの化学式はNa2O・nSiO2で表わされ、ｎは次
式で示される。
ｎ＝（SiO2／Na2Oの重量比）×1.032 …(1)
ｎ＞１のケイ酸ナトリウムは、非晶性であり、
水で希釈することによつて、水あめ状となる。本
件発明者の実験によると、ｎ＞１のケイ酸ナトリ
ウムとして、２酸化ケイ素SiO235〜38重量％、
酸化ナトリウムNa2O17〜19％、鉄Fe0.03％以
下、水不溶分0.2％以下、水H2O残量の成分で構
成されるケイ酸ナトリウムを用い、このケイ酸ナ
トリウムに２液性のエポキシ樹脂を第１表の重量
比で混合して弾力性のある耐火材料を構成した。
エポキシ樹脂は、ケイ酸ナトリウムの保形性を得
る働きをし、ケイ酸ナトリウムをたとえば後述の
ように管内面などに固定させる働きをするととも
に、ケイ酸ナトリウムが空気等の雰囲気中の水分
を吸つて液状になることを防ぎ、しかもケイ酸ナ
トリウムを手で扱うときにアルカリ性の故に生じ
る肌あれを防いで取扱いを容易にする。
このようなケイ酸ナトリウムとエポキシ樹脂を
450℃に加熱した状態を15分維持したとき、水分
が気体となつて独立気泡を生じて発泡し、加熱前
の体積に対する加熱後の体積の比すなわち発泡率
は第１表のとおりとなつた。
The present invention relates to a fire-resistant gasket interposed in a seal portion of a pipe joint. If a leak occurs in the joints of steel pipes used to transport city gas, etc. when a fire breaks out, there is a risk of an even bigger accident. An object of the present invention is to provide a gasket that is interposed in a seal portion of a pipe joint and has excellent fire resistance. The refractory gasket of the present invention is made of a mixture of sodium silicate and synthetic resin. Other substances may also be included in the mixture. The chemical formula of sodium silicate is represented by Na 2 O.nSiO 2 , where n is represented by the following formula. n=(weight ratio of SiO 2 /Na 2 O)×1.032...(1) Sodium silicate with n>1 is amorphous,
By diluting it with water, it becomes starch syrup-like. According to the experiments of the present inventor, as sodium silicate with n>1, silicon dioxide SiO 2 35 to 38% by weight;
Using sodium silicate, which is composed of 17 to 19% of sodium oxide Na 2 O , 0.03% or less of iron Fe, 0.2% or less of water-insoluble matter, and the remaining amount of water H 2 O, a two-component solution is added to this sodium silicate. Epoxy resins were mixed in the weight ratios shown in Table 1 to form resilient fire-resistant materials.
The epoxy resin functions to obtain the shape retention properties of the sodium silicate, and functions to fix the sodium silicate to the inner surface of the tube as described later, and also allows the sodium silicate to absorb moisture in the atmosphere such as air. To prevent skin irritation caused by alkalinity when sodium silicate is handled by hand, and to facilitate handling. Such sodium silicate and epoxy resin
When the state of heating at 450℃ was maintained for 15 minutes, the water turned into gas, forming closed cells and foaming, and the ratio of the volume after heating to the volume before heating, that is, the foaming rate, was as shown in Table 1. .
【表】
第１図は、加熱温度に依存する発泡率の変化を
示す。曲線ｌ１は第１表のようにケイ酸ナトリウ
ムとエポキシ樹脂との重量比が１／２である場合
であり、曲線ｌ２は１／１の場合であり、曲線ｌ
３は２／１の場合である。このようにケイ酸ナト
リウムとエポキシ樹脂との重量比が１／１および
２／１等の場合には、加熱温度が400〜500℃にお
いて発泡率が最大になることがわかる。なお第１
図では、空気雰囲気における実験結果である。
ｎ＜１の含水ケイ酸ナトリウムは粉末状であ
り、SiO227.5〜29％、酸化ナトリウムNa2O28.5
〜30％、水H2O残量の成分構成を有するものに
ついて上述と同様の実験を行なつたところ、第２
表の結果を得た。またこのような含水ケイ酸ナト
リウムでも加熱温度が400〜500℃の範囲において
最大の発泡率が得られることがわかつた。[Table] Figure 1 shows the change in foaming rate depending on the heating temperature. Curve l1 is the case where the weight ratio of sodium silicate and epoxy resin is 1/2 as shown in Table 1, curve l2 is the case where it is 1/1, and curve l
3 is a case of 2/1. It can be seen that when the weight ratio of sodium silicate to epoxy resin is 1/1 or 2/1, the foaming rate is maximized at a heating temperature of 400 to 500°C. Note that the first
The figure shows experimental results in an air atmosphere. Hydrous sodium silicate with n<1 is in powder form, SiO 2 27.5-29%, sodium oxide Na 2 O 28.5
When we conducted the same experiment as above with a composition of ~30% water and H2O remaining, we found that the second
Obtained the results in the table. It has also been found that even with such hydrous sodium silicate, the maximum foaming rate can be obtained when the heating temperature is in the range of 400 to 500°C.
【表】
第２図は、ケイ酸ナトリウムに対するエポキシ
樹脂の配合割合と降伏応力との関係を示すグラフ
である。曲線ｌ４は、第１表に関連して上述した
ｎ＞１のケイ酸ナトリウムを示し、曲線ｌ５は上
述のｎ＜１の含水ケイ酸ナトリウムを示す。エポ
キシ樹脂の割合を多くすることによつて降伏応力
が向上することがわかる。
第３図は、ケイ酸ナトリウムに対するエポキシ
樹脂の割合とヤング率との関係を示すグラフであ
る。曲線ｌ６は第１表に関連して上述したｎ＞１
のケイ酸ナトリウムを示し、曲線ｌ７は上述のｎ
＜１の含水ケイ酸ナトリウムを示す。エポキシ樹
脂の配合割合が大きくなるにつれてヤング率が向
上することがわかる。
ケイ酸ナトリウムとエポキシ樹脂とは、重量比
で１／１〜５／１の範囲で混合すると、高い発泡
率で、しかも大きな降伏応力およびヤング率が達
成される。重量比が１／１未満では、発泡率が不
充分である。重量比が５／１を超えると降伏応力
およびヤング率が小さくなりすぎる。
第４図は本発明の一実施例の断面図である。フ
ランジ管継手１のフランジ２には環状の凹溝３が
形成されている。この凹溝３には、在来のゴムや
合成樹脂から成るガスケツト５が嵌入され、これ
によつて流体の漏洩が防がれる。本発明に従え
ば、この凹溝３よりも半径方向外方に環状の凹溝
４が形成される。この凹溝４には、本発明にした
がうケイ酸ナトリウムと合成樹脂との混合物から
成る耐火性ガスケツト６が嵌入される。火災等が
発生して管継手１が高温度になると、ガスケツト
６が発泡して膨張する。これによつて半径方向内
方側のガスケツト５がたとえ焼損したとしても、
流体の流出が防がれる。
第５図は本発明の他の実施例の断面図である。
いわゆるメカニカル管継手８において、金属製管
９の端部に形成された内狭まりの傾斜面１０と、
もう１つの金属製管１１の外周面との間には、ゴ
ム等の弾性を有するガスケツト１２が介在され
る。ガスケツト１２は、リテーナ１３を介して管
９の端部に螺合する締付けリング１４によつて締
付けられ気密が達成される。本発明にしたがえ
ば、ケイ酸ナトリウムと合成樹脂との混合物から
成る環状のガスケツト１５がリテーナ１３と締付
けリング１４との間の環状凹所１６に介在され
る。火災等が発生して高温度になると、ガスケツ
ト１５は締付けリング１４の凹所１６と管１１の
外周面との間で発泡によつて膨張して気密が達成
される。これによつて管９，１１を流過している
流体が外部に放出することが防がれる。
第６図は本発明の他の実施例のユニオン継手の
断面図である。接続されるべき鋼管２０，２１に
は、接続部２２，２３が螺合されている。これら
の接続部２２，２３は、袋ナツト２４によつて連
結される。接続部２２，２３の端面間には在来の
ガスケツト２５が介在される。ガスケツト２５
は、ゴム等の弾性を有する材料から構成される。
本発明に従うケイ酸ナトリウムと合成樹脂との混
合物から成る環状のガスケツト２６は、袋ナツト
２４の内周面と、その内周面に対向した接続部２
３の外周面との間に介在される。この接続部２３
の端面には、保持部２７が接続部２２に向けてリ
ング状に突出しており、ガスケツト２６を保持す
る。火災等が発生して高温度になると、ガスケツ
ト２６は、袋ナツト２４と接続部２３との間で発
泡によつて膨張して気密が達成される。
第７図は、本発明の他の実施例の断面図であ
る。このかしめ継手では、接続されるべき管２
８，２９の環状溝３０内に在来のゴム等から成る
弾性を有するガスケツト３１が介在される。もう
一つの環状溝３２には、本発明に従うケイ酸ナト
リウムと合成樹脂との混合物から成る環状のガス
ケツト３３が介在される。
第８図は、本発明のさらに他の実施例のねじ継
手の断面図である。接続されるべき管３４，３５
はテーパねじ３６によつて連結されており、この
ねじ継手の端部に形成された環状の凹溝３７と管
３４の外周面との間に、本発明に従うケイ酸ナト
リウムと合成樹脂との混合物から成る環状のガス
ケツト３８が介在される。
第９図は、本発明の他の実施例の断面図であ
る。接続されるべき管３９，４０は、テーパねじ
４１によつて螺合されて連結されており、螺合部
分に本発明に従うケイ酸ナトリウムと合成樹脂と
の混合物４２が介在される。これによつて、低温
時は発泡することなく気密が達成される。また高
温時においては混合物４２が発泡して気密が確実
になる。
第１０図は、本発明のさらに他の実施例のろう
継手の断面図である。接続されるべき管４３，４
４はろう４５によつて接続される。このろう継手
の凹溝４６と管４３の外周面との間には、本発明
に従うケイ酸ナトリウムと合成樹脂との混合物か
ら成る環状のガスケツト４７が介在される。火災
等の発生によつて高温度になつてろう４５が容融
した場合においても、発泡によつて膨張したガス
ケツト４７は気体の漏洩を防ぐ。
本発明に従う耐火材料から成るガスケツトは、
さらにその他の管継手に関連して用いられてもよ
い。
以上のように本発明によれば、管継手のシール
部にケイ酸ナトリウムと合成樹脂との混合物から
成るガスケツトが介在されるようにしたので、常
温時には、そのガスケツトの弾力性によつて気密
が確実となり、また火災が発生した場合などの高
温時にはそのガスケツトの水分が気体となつて独
立気泡が生じ発泡して膨張するので、流体の漏洩
が確実に抑えられる。[Table] FIG. 2 is a graph showing the relationship between the blending ratio of epoxy resin to sodium silicate and yield stress. Curve l4 represents sodium silicates with n>1 as described above in connection with Table 1, and curve l5 represents hydrous sodium silicates with n<1 as described above. It can be seen that the yield stress is improved by increasing the proportion of epoxy resin. FIG. 3 is a graph showing the relationship between the ratio of epoxy resin to sodium silicate and Young's modulus. Curve l6 is for n>1 as described above in connection with Table 1.
of sodium silicate, and curve 17 represents the above n
Indicates <1 hydrated sodium silicate. It can be seen that the Young's modulus improves as the blending ratio of the epoxy resin increases. When sodium silicate and epoxy resin are mixed in a weight ratio of 1/1 to 5/1, a high foaming rate and a large yield stress and Young's modulus can be achieved. If the weight ratio is less than 1/1, the foaming rate will be insufficient. When the weight ratio exceeds 5/1, the yield stress and Young's modulus become too small. FIG. 4 is a sectional view of one embodiment of the present invention. An annular groove 3 is formed in the flange 2 of the flange pipe joint 1. A gasket 5 made of conventional rubber or synthetic resin is fitted into the groove 3, thereby preventing fluid leakage. According to the present invention, an annular groove 4 is formed radially outward from the groove 3. A refractory gasket 6 made of a mixture of sodium silicate and synthetic resin according to the present invention is fitted into the groove 4. When a fire or the like occurs and the temperature of the pipe joint 1 becomes high, the gasket 6 foams and expands. As a result, even if the radially inner gasket 5 is burnt out,
Fluid leakage is prevented. FIG. 5 is a sectional view of another embodiment of the invention.
In a so-called mechanical pipe joint 8, an inclined surface 10 with an inner narrowing formed at the end of a metal pipe 9;
An elastic gasket 12 made of rubber or the like is interposed between the other metal tube 11 and the outer peripheral surface thereof. The gasket 12 is tightened by a tightening ring 14 which is threaded onto the end of the tube 9 through a retainer 13 to achieve airtightness. According to the invention, an annular gasket 15 made of a mixture of sodium silicate and synthetic resin is interposed in an annular recess 16 between retainer 13 and clamping ring 14. When a fire or the like occurs and the temperature becomes high, the gasket 15 expands by foaming between the recess 16 of the tightening ring 14 and the outer peripheral surface of the tube 11, thereby achieving airtightness. This prevents the fluid flowing through the tubes 9, 11 from being discharged to the outside. FIG. 6 is a sectional view of a union joint according to another embodiment of the present invention. Connection parts 22 and 23 are screwed into the steel pipes 20 and 21 to be connected. These connecting parts 22 and 23 are connected by a cap nut 24. A conventional gasket 25 is interposed between the end faces of the connecting parts 22 and 23. gasket 25
is made of an elastic material such as rubber.
The annular gasket 26 made of a mixture of sodium silicate and synthetic resin according to the present invention is connected to the inner circumferential surface of the cap nut 24 and the connecting portion 2 facing the inner circumferential surface.
It is interposed between the outer circumferential surface of No.3. This connection part 23
A holding portion 27 protrudes in a ring shape toward the connecting portion 22 from the end face thereof, and holds the gasket 26. When a fire or the like occurs and the temperature becomes high, the gasket 26 expands between the cap nut 24 and the connecting portion 23 by foaming, thereby achieving airtightness. FIG. 7 is a sectional view of another embodiment of the invention. In this caulking joint, the pipe 2 to be connected
An elastic gasket 31 made of conventional rubber or the like is interposed in the annular groove 30 of 8 and 29. In another annular groove 32, an annular gasket 33 made of a mixture of sodium silicate and synthetic resin according to the invention is interposed. FIG. 8 is a sectional view of a threaded joint according to still another embodiment of the present invention. Pipes 34, 35 to be connected
are connected by a tapered thread 36, and a mixture of sodium silicate and synthetic resin according to the present invention is applied between the annular groove 37 formed at the end of this threaded joint and the outer peripheral surface of the pipe 34. An annular gasket 38 is interposed therebetween. FIG. 9 is a sectional view of another embodiment of the invention. The pipes 39 and 40 to be connected are screwed together by a tapered screw 41, and a mixture 42 of sodium silicate and synthetic resin according to the present invention is interposed in the threaded portion. This achieves airtightness without foaming at low temperatures. Further, at high temperatures, the mixture 42 foams to ensure airtightness. FIG. 10 is a sectional view of a braze joint according to still another embodiment of the present invention. Pipes 43, 4 to be connected
4 are connected by braze 45. An annular gasket 47 made of a mixture of sodium silicate and synthetic resin according to the present invention is interposed between the groove 46 of the brazed joint and the outer peripheral surface of the tube 43. Even if the wax 45 melts due to high temperature due to a fire or the like, the gasket 47 expanded by foaming prevents gas from leaking. The gasket made of refractory material according to the invention comprises:
Furthermore, it may be used in connection with other pipe fittings. As described above, according to the present invention, a gasket made of a mixture of sodium silicate and synthetic resin is interposed in the sealing part of the pipe joint, so that the elasticity of the gasket ensures airtightness at room temperature. Furthermore, at high temperatures such as in the event of a fire, the moisture in the gasket turns into gas, forming closed cells, foaming, and expanding, so fluid leakage is reliably suppressed.
【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]
第１図は本発明に従う耐火材料の加熱温度と発
泡率との関係を示すグラフ、第２図は本発明の耐
火材料におけるエポキシ樹脂の配合割合と降伏応
力の関係を示すグラフ、第３図は本発明の耐火材
料におけるエポキシ樹脂の配合割合とヤング率の
関係を示すグラフ、第４図は本発明の一実施例の
断面図、第５図〜第１０図は本発明の他の実施例
の断面図である。
３，４，３０，３２，３７，４６……凹溝、
５，１２，２５，３１……ガスケツト、６，１
５，２６，３３，３８，４７……耐火性ガスケツ
ト。
Fig. 1 is a graph showing the relationship between the heating temperature and foaming rate of the refractory material according to the present invention, Fig. 2 is a graph showing the relationship between the blending ratio of epoxy resin and yield stress in the refractory material of the present invention, and Fig. A graph showing the relationship between the compounding ratio of epoxy resin and Young's modulus in the fire-resistant material of the present invention, FIG. 4 is a cross-sectional view of one embodiment of the present invention, and FIGS. 5 to 10 are diagrams of other embodiments of the present invention. FIG. 3, 4, 30, 32, 37, 46...concave groove,
5, 12, 25, 31...Gasket, 6, 1
5, 26, 33, 38, 47... Fireproof gasket.