JPH0228514B2 - Taikyuseioyobifusetsuseinosuguretatenshonregupuratsutofuoomukyakukan - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野） 本発明はテンシヨンレグプラツトフオーム
（Tension Leg Platform、TLPと略称される、
緊張繋留式海洋石油・ガス生産設備）の繋留部材
である脚管（Tendonと称される）に関するもの
である。 （従来技術及び問題点） 近年、石油・ガス資源の追求は深海底に及んで
おり、400〜1000ｍの水深への対応が当面の課題
である。この要請に対して従来のやぐら構造方式
は技術的・経済的に限界があると見られており、
やぐらに代る多種の設備が提唱されているが、中
でもTLPは有力な候補と目され、実用化の緒に
ついたところである。 しかしTLPの海中部の繋留部材である脚管に
ついては類似の従来用途実績もなく且つ保善も極
めて困難であることから、これに使用する鋼材の
機械的な耐久性もさることながら、20〜30年を目
安とした長期に亘る防食を如何に行なうかが大き
な課題である。 一般に海洋構造物の防食法としては、例えば
「配管と装置」の1981年３月発刊34頁の右側６〜
９行目および同頁の表４に示されているように、
海中部には電気防食を、干満帯以上の部分にはジ
ンクリツチペイントを下装とした薄膜塗装を適用
する方式が主として行なわれているが、前記
TLPの脚管については海中部で使用されるため、
従来技術をそのまま適用するとすれば全面に電気
防食を行なうことになる。400ｍ以上の長尺につ
ないで使用される脚管に対して均一な防食電位を
確保するには、集中電源を用いる外部電源方式よ
りは電源が分散した形に相当する流電陽極方式の
方が適している。 しかし、たとえば30年の防食に必要なアルミニ
ウム流電陽極の量を北海南部の海域を想定して計
算すると、500mmφ×12ｍ長の脚管１本に対して
正味量340Kgの陽極を取付けねばならなくなる。
次に、塗装方式に全面的に依存することが可能か
と云えば、従来海洋構造物の上部に使用されるよ
うな薄膜系では、傷入りの懸念から海中での長期
に亘る耐久性は期待し難いとしても、厚膜型の耐
傷性の大なる被膜であれば、各種の実績から見て
30年の耐久も十分に可能性がある。しかし、脚管
の敷設は波浪の合間を見て一気に行なう必要があ
るとされており、敷設現地で被覆作業を、行なう
時間はないとせねばならない。脚管の大部分には
工場に於て予め被覆を施しておくことができる
が、ネジ接続後に未被覆部分に如何に防食を行な
うかが問題となる。ネジ継手部迄予め被覆を施し
ておいたとしても、連結作業時に掛ける締付治具
（トング）によつて損傷を受ける恐れが高い。又
被覆を真直管体部に留めるにせよネジ継手迄延長
するにせよ、一般に耐久性が低いとされている被
覆端部の処置法も大きな問題である。 また、「Ocean Age」1983年12月発刊の59頁右
側61行目〜60頁左側20行目に示されているよう
に、脚管の防食を全てアルミニウム溶射で行なう
ことも試みられているが、この方法の適否が判明
するには未だ年月を要する。 以上述べた通り、従来技術をそのまま適用して
も脚管に好適な長期防食仕様を得るには至らな
い。 以上をまとめると脚管の防食対策の備えるべき
条件としては (イ) 防食被覆材は脚管の部位に応じた耐傷性、耐
久性を有していること、 (ロ) 防食被覆の端部から劣化が起らないこと、 (ハ) 電気防食用陽極は極力小型であること、 (ニ) 長期間耐久する陽極接続を行なうこと、 (ホ) 敷設作業前の防錆対策がなされていること、 (ヘ) 敷設現地での被覆施工作業が省略できるこ
と、 の(イ)〜(ヘ)６項目が挙げられる。 （問題点を解決すべき手段） 上記の要請に対して本発明者らは種々検討した
結果、脚管の真直管体部外面には耐傷性に優れた
絶縁性防食被覆を、またこれと接してネジ部外面
にはアルミニウム溶射被覆を夫々設けると共に電
気防食を併用することにより、前記の問題点をす
べて解決しうるという知見を得て本発明をなした
ものである。 （発明の構成・作用） 即ち、本発明の要旨とするところは、真直管体
の両端にネジ継手を有し、ネジ継手の周辺に複数
個の締付用凹凸を有する鋼製体において、前記真
直管体外面には耐傷性に優れた絶縁性の防食被覆
を設け、また前記ネジ継手部外面にはアルミニウ
ム溶射被覆を、その被覆端が前記防食被覆の端部
に接するように設け、さらに管体周辺には電気防
食用流電陽極が取付けられていることを特徴とす
る耐久性及び敷設性の優れたテンシヨンレグプラ
ツトフオーム脚管にある。 以下、本発明を詳細に説明する。 第１図及び第２図は本発明の脚管の一実施態様
を示す概念図であつて、第１図は斜視図、第２図
Ａは第１図の正面断面図である。なお第２図Ｂは
第２図Ａのａ−ａ断面を示す断面図であり、第２
図Ｃは第２図Ａのｂ−ｂ断面を示す断面図であ
る。また第２図Ｄは第２図Ａのｃ部の部分拡大図
である。 図において１の部分が脚管の真直管体部であ
り、２の部分がネジ継手部である。また、３はネ
ジ継手部２を図示しない隣接脚管に締付けるため
の凹凸（スプライン）であり、４はこの凹凸の凸
部の一部を延長させる形で設けた棒状の突起であ
る。凹凸３及び突起４は第１図及び第２図Ｃに示
される如く、該継手部２の円周方向に複数個ほぼ
等間隔で設けられている。５は電気防食用の流電
陽極であつて、組立て後はリング状（いわゆるブ
レスレツト型）をなし、管体部１の周辺に巻き付
けた形で取り付けられている。なお第２図Ａにお
いては、陽極５の芯金７が突起４の端部に溶接部
６を介して溶接された態様となつており、このよ
うに接続すれば第２図に示した脚管１ないし２に
働く応力は陽極５ないしその支持部４，６，７に
作用しないので、脚管に対して溶接部６が破懐ノ
ツチとなる恐れがない。但し、これはあくまで陽
極５の取り付け方の一例を示したものであり、要
は陽極５と脚管との取り付け部が脚管の破懐ノツ
チとならないものであれば、いかなる取り付け方
式でもかまわない。 又、第２図において真直管体部１の外面は、耐
傷性に優れた絶縁性の被覆８が施されており、そ
の両端部は夫々ネジ継手部２の外面に設けられた
アルミニウム溶射被覆層９と突合わされた形で接
している。但し、これも被覆８と９の接触の一例
を示したものであり、両被覆が一部積層されてい
てもよい。 なお、第１図、第２図の脚管の構造としては、
そのネジ継手部２の一端が雄ネジ、他端が雌ネジ
の態様のものを示したが、両端とも雄ネジのもの
と両端とも雌ネジのものを一本おきに使用する場
合があり、この場合は当然両端とも同種のネジに
なる。 次に本発明脚管の被覆層について述べる。ま
ず、脚管の真直管体部に設ける耐傷性に優れた絶
縁性の防食被覆８としては、電気絶縁体であつて
且つ十分な防食性を有し、又敷設前後の衝撃や揺
動に耐えうる強度或いは可撓性を備えたものが必
要である。 汎用的な電気絶縁材料のうち、30年防食に適し
たものとして、例えば0.2mm以上の厚さを有する
エポキシ系被覆、１mm以上の厚さを有するポリエ
チレン系被覆などが挙げられる。これらの被覆は
脚管の揺動に十分追従しうるものであるが、衝撃
などに対する耐傷性が不足するためポリエチレン
被覆では厚みを２mm以上にすることが望ましく、
エポキシ系被覆では次に掲げる保護被覆を積層し
た形で用いることが望ましい。保護被覆としては
２mm以上のポリウレタン系被覆、ガラス強化ポリ
エステル系被覆、ポリマーセメントモルタル系被
覆、レジンモルタル系被覆などが挙げられる。こ
れらの中で、エポキシ系薄膜とポリウレタン系厚
膜を積層した被覆或いは２mm以上のポリエチレン
系厚膜が各性能に亘つて優れた性能を有してお
り、最適である。 エポキシ系薄膜は溶剤型塗料、二液塗料、粉体
塗料をスプレイ塗装、流し塗り、静電塗料など各
種の方法を用いて施すことができる。ポリウレタ
ン系厚膜は二液塗料のスプレイ塗料、流し塗り、
注型などにより適用する。又、ポリエチレン系厚
膜は粉体樹脂の流動浸漬、散布、或いは粉体樹脂
の溶融押出、熱収縮性シート又はスリーブの加熱
収縮によつて適用できる。上記被覆の総厚さは性
能と経済性を併せ考えて２〜５mmの範囲が適して
いる。 なお、被覆と鋼材の接着性等を向上させる目的
で被覆前の鋼材に化成処理或いはプライマーなど
は適宜施してもよい。 またネジ継手外面に設けるアルミニウム溶射被
覆層９は樹脂被覆しない部分を、脚管が敷設され
る迄の期間防錆し、且つ使用期間中の樹脂被覆の
端部を保護する目的で施すものである。厚さはほ
ぼ100〜300μ程度の範囲が適しており、火炎法或
いはアーク法にて施すことができる。このように
ネジ継手部２にアルミニウム溶射被覆をすれば、
樹脂被覆よりも強靭であり、脚管の敷設作業に際
し、凹凸３に締付治具（トング）をかけて回転さ
せ締付連結を行つても被覆を損うことがない。な
お、溶射被覆に対して封孔処理を施しても良いが
特に必要ではない。 次に、流電陽極５は前記アルミニウム溶射被覆
の溶出を極小に留めることにより溶射被覆の遮断
効果を維持させ且つ該被覆の万一の損傷時には露
出鋼材面を電気防食し、又、真直管体部に施した
樹脂被覆の万一の損傷時に露出鋼材面を電気防食
するためのものである。なお、陽極材料としては
常法に従つてアルミニウム合金を用いることが有
効である。 本発明の脚管は以上の如き構成になつているの
で、脚管の外面積の内、真直管体部の防食被覆の
面積率を90％、ネジ継手部のアルミニウム溶射被
覆の面積率を10％とし、さらに防食被覆の損傷率
を５％と仮定した場合、導電性の表面は溶射被覆
面及び防食被覆の損傷部のみとなるので、前述の
アルミニウム陽極の30年間の必要量340Kgに対し、
本発明の構成における必要陽極量は340×（0.1＋
0.9×0.05）＝49.3（Kg）となり、陽極を著しく小型
化することが可能となる。 以下実施例により本発明の効果をさらに具体的
に示す。 （実施例） 外径216.3mm、肉厚8.2mm、長さ３ｍの鋼管の両
端に鋼板製の円蓋を溶接して、鋼管内部には腐食
を生じないようにした試験体を５体製作し、外面
全面に鋼製グリツトによる十分なブラスト加工を
行なつた後、第１表の５種類の防食処置を施した
試験体を製作した。 これら５種類の試験体を屋外に６ケ月放置した
後、試験体を観察し、次いで海岸の提防壁に試験
体全体が完全に海水中に浸るように設置し、２ケ
年経過させた後、引上げて各部の変化を観察し
た。その結果は第１表に示す通りである。 比較例の試験体、Ｃ，Ｄ，Ｅは６ケ月の屋外暴
露あるいは２ケ年の海中暴露により発錆し、孔食
が認められた。これらの孔食は、テンシヨンレグ
プラツトフオーム脚管で発生した場合は疲労破壊
を促進させる恐れがある。これに対して本発明例
である試験体Ａ，Ｂは屋外および海中暴露に於て
発錆することがなく、アルミニウム合金陽極の消
耗量も試験体Ｄに比較して非常に少ないことが確
認できた。 なお、上記５種の試験体は防食対象面積に関し
て実際のテンシヨンレグプラツトフオーム脚管の
ほぼ1/10に相当するものであり、上述の結果より
本発明によるテンシヨンレグプラツトフオーム脚
管が長期防食に適したものであることが判る。

【表】

【表】 （発明の効果） 以上の実施例からも明らかな如く、本発明によ
れば、TLP脚管の各部の防食が敷設の前後に亘
つて確保されるばかりでなく、電気防食用流電陽
極を小型化しうることから、脚管の強度設計、経
済性両面に於て有利となり、産業上の効果は極め
て顕著なものである。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の脚管の一態様を示
す概念図である。 １……真直管体部、２……ネジ継手部、３……
締付用凹凸、４……棒状突起、５……流電陽極、
６……溶接部、７……芯金、８……絶縁性防食被
覆、９……アルミニウム溶射被覆層。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 真直管体の両端にネジ継手を有し、ネジ継手
   の周辺に複数個の締付用凹凸を有する鋼製体にお
   いて、前記真直管体外面には耐傷性に優れた絶縁
   性の防食被覆を設け、また前記ネジ継手外面には
   アルミニウム溶射被覆を、その被覆端が前記防食
   被覆の端部に接するように設け、さらに管体周辺
   には電気防食用流電陽極が取付けられていること
   を特徴とする耐久性及び敷設性の優れたテンシヨ
   ンレグプラツトフオーム脚管。