JPH04337193A - 管体の補強方法および補強部材 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、管体の補強方法および
補強部材に関し、さらに詳しくは、主に固形物を含んだ
流体を流動させる輸送管を、外部から補強するようにし
て耐用性を向上させる管体の補強方法およびその方法を
実施するために使用される補強部材に係るものである。

【０００２】

【従来の技術】土砂、鉱石その他の固形物の流動搬送は
、通常、液体や気体に懸濁させた懸濁質の状態にして輸
送管により目的位置に輸送される。輸送管は土砂や鉱石
など固形物の流動による摩擦や衝撃によってその内壁面
が次第に摩耗あるいは摩滅して行くが、当然のことなが
ら輸送管のうちで直管部よりも曲管部においてその摩耗
や摩滅による損傷が激しい。そのため曲管は耐用期間が
短く、破裂や破断を避けるために頻繁に交換を行う必要
がある。もちろん、直管部にあっても流動搬送物の流れ
の状態によって局部的に摩耗や摩滅による損傷が発生す
る。そのために、管体を１つ交換するにしてもその交換
作業のために輸送ラインの運転を停止しなければならず
、操業上大きなロスを生じることは避けられない。この
ようなロスを減じるため、従来から種々の耐摩耗対策が
採られている。

【０００３】その耐摩耗対策としては従来、管体の内壁
面に耐摩耗性の加工を施すことが一般的に実施されてお
り、例えば、重合系・架橋系の樹脂ライニングを行う方
法、セラミック管を連結挿入する方法、金属粒・セラミ
ック粒等の耐摩耗材を混合した樹脂を塗布する方法等が
知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前述したような従来の
耐摩耗対策では、何れも管体の内壁面を保護することに
よって耐用性の向上を図っており、それぞれ一定の効果
を挙げている。しかし、管体の内壁面に耐摩耗性の加工
を施す以上、作業上の不便さは共通の大きな課題となっ
ている。特に、曲管、管体の口径が小さいもの、形状の
複雑なもの、開口部と曲がり部との間の距離が長いもの
等については、このような耐摩耗性の加工の実施が困難
あるいは不可能である等の問題点がある。

【０００５】第二の問題点は内壁面に施された耐摩耗性
の処理、例えば塗布された耐摩耗性樹脂の付着状態が一
様にならず管体の口径が不規則面になると、流体の流動
抵抗が増大して圧力損失が大になり、輸送動力量が高ま
る。加えて管内壁の粗面化によって耐摩耗性が低下する
。あるいは架橋現象が生じて管内の閉塞原因となる。 このようなことから、管内面の塗布される耐摩耗性樹脂
の厚みは制限され、それに伴って耐摩耗性に対する効果
も限られることになる。

【０００６】第三の問題点は、塗布される耐摩耗性樹脂
の管体の内壁面との密着性や接着性にあり、特にセラミ
ック管を挿入する場合には、継ぎ目や合わせ目からの剥
離や液体等の侵入が問題となっている。従来の耐摩耗対
策においては、何れも管体の内壁面に所定の加工を施す
ものである以上、前述したような問題点から完全には免
れることができなかった。したがって、本発明は従来の
耐摩耗性対策において採用されてきた加工方法の有する
問題点を解決するためになされたものであって、本発明
の主たる目的は、管体の構造上の強度を付与して管体の
耐用性を増す管体の補強方法を提供することである。ま
た、本発明の別の目的は、管体の大きさや形状にかかわ
らず、補強のための作業を簡便に行える管体の補強方法
を提供することである。本発明のさらに別の目的は、こ
のような補強方法を実現するための耐摩耗性に優れた補
強部材を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の管体の補強方法
は、管体の外壁面に耐摩耗性組成物より成る補強部材を
装着固定または接着させることを要旨とする。また、こ
の方法に使用される管体の補強部材は熱硬化性樹脂と硬
質材料とを主体とする耐摩耗性組成物より成り、目的管
体に沿わせ得るように形成された樋型形状を有すること
を要旨とする。本発明の補強部材を構成する耐摩耗性組
成物は、熱硬化性樹脂及び硬質材料からなる。熱硬化性
樹脂としては、特に制限されるものではなく、例えばウ
レタン樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、
エポキシアクリレート樹脂、フラン樹脂、ポリイミド樹
脂、シリコン樹脂などが挙げられる。これらのうちウレ
タン樹脂及びエポキシ樹脂が最も好ましく、ウレタン樹
脂及びエポキシ樹脂としては一液型、二液型の何れも優
れる。なお、これらの熱硬化性樹脂は悪影響のない範囲
で混合使用することができる。

【０００８】また硬質材料としては、衝撃に強い金属、
金属化合物、天然の各種鉱石、各種セラミック等が挙げ
られる。特に炭化珪素、炭化ホウ素、窒化珪素、窒化ア
ルミナ、アルミナジルコニア等に代表されるセラミック
類が好ましく、これらの天然または人造の高硬度化合物
の砕粒または焼結、細砕して得られる粉粒体などが好適
である。なお、これらの硬質材料は単独であるいは数種
併用することもできる。

【０００９】また、硬質材料の形状については、球状、
多面体、円筒体、角柱体など制限されるものではなく、
異なる形状、異なる大きさのものを併用することができ
る。本発明で使用される熱硬化性樹脂と硬質材料との配
合割合は、特別に拘束されるものではないが、硬質材料
の量が少なすぎると当然耐摩耗性能を発揮することがで
きず、反対に多すぎると樹脂との結合が脆くなって、耐
摩耗性を発揮できなくなるだけではなく被覆として性格
を失うことになる。具体的には樹脂１００　重量部に対
して硬質材料１０〜１０００重量部であり、好ましくは
５０〜６００　重量部である。

【００１０】本発明で使用される耐摩耗性組成物の必須
有効成分としては、前記の熱硬化性樹脂と硬質材料とで
あるが、これに対し必要に応じてコロイダルシリカ、有
機ベントナイト、水添ヒマシ油、微粒状炭酸カルシウム
、塩化ビニルパウダー等公知の揺変性付与剤、溶剤、硬
化促進剤、可塑剤、安定剤、あるいはシランカツプリン
グ剤、チタンカツプリング剤等の表面処理剤、有機また
は無機繊維状物、アルミナ粉、シリカ粉等の充填材、着
色染料顔料、消泡剤、難燃剤、電磁波シール剤、静電防
止剤等の添加剤を耐摩耗性組成物特性が満足できる範囲
内において適宜用いることができる。

【００１１】本発明の補強部材は、補強する管体の外壁
の形状に対応する樋型形状を有するものであり、所定形
状の成形型に前述したような組成から成る耐摩耗性組成
物を流し込んだ後、硬化させることによって製造できる
。補強部材の形状を樋型にしているのは、管体に添わせ
るのに都合のよいためであって、直管部の補強に際して
は円筒状でもよい。

【００１２】本発明の補強部材は、管体の外側外壁面に
装着してワイヤー・スチールバンド・ロープ・テープ等
で固定するが、有利にはエポキシ樹脂等から成る接着剤
で接着される。接着剤としては、通常の樹脂系、例えば
エポキシ系、ウレタン系、アクリル系などの接着剤、硅
酸ソーダ、セメント等の無機接着剤等を使用できるが、
本発明の補強部材を構成する熱硬化性樹脂と硬質材料と
から成る耐摩耗性組成物を用いてもよい。補強する管体
の材質は何ら制限されるものではなく、鋼管、鋳鉄管、
エタニット管等に幅広く適用できる。

【００１３】また、本発明の補強方法を適用して管体の
外壁面に補強部材を接着させた場合にも、従来に行われ
ているような耐摩耗性の加工を併用することが可能であ
る。言い換えれば管体の内壁面には先に、セラミックコ
ートしたりセラミックタイルを貼着したり、あるいは耐
摩耗性の樹脂等を塗布していて、管体の耐摩耗性が付与
されていて、その内壁の耐摩耗層が摩滅しても、前記外
部に接着させてある補強部材により摩滅部分が覆われて
、管体の耐用性をさらに増大させ得る。

【００１４】

【作用】管体、特に曲管内の曲がり部分における内周側
は、土砂、鉱石、その他の固形物を含む流動物による摩
擦や衝撃によって最も摩耗や摩滅が進むところであるが
、管体が摩耗や摩滅によって肉厚が薄くなると、流動物
によるわずかな衝撃にも耐えられなくなって破裂したり
破断し易くなる。本発明により、管体の外側外壁面に補
強部材を装着固定または接着させておくことにより、管
体に構造強度が付与されて、このような破裂や破断が食
い止められる。また、補強部材自体が耐摩耗性組成物に
より形成されているから、管体の一部が完全に摩滅して
補強部材が管路に対してむき出しの状態になっても、こ
の補強部材が管体の一部として機能し得る。また補強部
材は予め標準寸法で製作したものを輸送ラインの管部に
、新設時あるいは任意の時期に、所要の管部に対して接
着補強できる。

【００１５】

【実施例】次に、本発明の一実施例について説明する。 まず、粒径８００　〜１２００μ径のアランダム系セラ
ミック粒子を１２５　重量部とエポキシ樹脂２７重量部
とを混合した耐摩耗性組成物を厚さ５ｍｍで、所定形状
　（１５０Ａ、８００Ｒ、４５°、５ｔのＳＧＰ）曲管
の外壁面に添着できる湾曲樋（図２参照）に成形硬化さ
せて、本発明の補強部材を得た。この補強部材１を図１
に示すように前記　ＳＧＰの曲管２の外側外壁面にエポ
キシ系接着剤３で接着させた。また別の補強部材１を接
着剤を使わずに装着させて、上からスチールバンドで巻
付け固定させた。

【００１６】このようにして、本発明の補強部材１で補
強された曲管をコークス輸送ラインに１８ケ月実際に使
用した結果、接着固定したものは内壁面は局部的に摩滅
してしまって、本発明の補強部材が管内に露出している
ところが認められたが、操業には全く支障が生じなかっ
た。また、補強部材１をスチールバンドで固着したもの
は、８０日目に補強部材１と管壁との間から、コークス
微粉が漏れ始めたのでスチールバンドを外し、補強部材
を構成するのと同じ耐摩耗性組成物を接着剤として接着
し、以後操業を１５ケ月間続けた。比較のために使用さ
れた補強部材なしの同型　ＳＧＰ曲管は、３５日目に曲
がり部外側に穴があき、操作を停止して、本発明の補強
部材を外部から接着し、操業を続けた。曲管２の構成肉
厚分が摩滅して、薄肉になってもその外側が前記補強部
材１によって覆われているので、直ちに破裂したり流体
が漏出するのを補強部材１にて阻止できたのである。し
たがって、補強部材１の肉厚は取り扱われている対象の
曲管の使用条件に応じて厚肉にすることもでき、その厚
肉の補強部材１を用いれば、曲管が摩滅穿孔されても、
補強部材１が管の一部となって対処できることになる。

【００１７】補強部材１は、前述したような耐摩耗性組
成物を成形型によって成形して得られるので肉厚・全体
寸法について自由に製作できる。しかも、成形型を用い
る製作法によれば内外面は平滑に仕上げられるので曲管
の外面に沿わせて接着させるのに不都合はない。また必
要に応じて曲管としての最大摩滅部分に相当する部分だ
けを他の部分より予め厚肉に形成しておくこともできる
。

【００１８】このような補強部材１を曲管（たとえば鋳
鉄製曲管２）に対して取り付けるに際しては、前述のよ
うにエポキシ樹脂などの接着剤にて接着後、たとえば針
金やスチールバンド、あるいは耐候性のある紐などによ
り、曲管に対して縛り付けるようにすることで完全接着
するまで補強部材１の固定を容易にできる。

【００１９】

【発明の効果】本発明の補強部材は管体の外壁面に沿わ
せて固定または接着させるものであるから、（１）　管
体、特に曲管の内壁面に耐摩耗性のセラミック管や耐摩
耗性樹脂などを貼着したり塗布したりする場合に比べて
作業が非常に簡便に行え、管体の径が小さかったり形状
が複雑であっても作業が特に困難となることもない。 （２）　管体の外径や形状に合わせて、予め補強部材を
成形しておくだけでよいから、どのような大きさや形状
の曲管にも適用可能であり、量産の点からも有利である
。 （３）　補強部材は、管体、例えば曲管の曲がり最大部
分が摩滅しても、管内の流動物と直接接触状態で保護で
きるから、流動物輸送管路の輸送作業を停止させること
なく長期使用でき、曲管の交換に係る操業上のロスを小
さく抑えることができる。 （４）　管体の内径を小さくして流動物の流動を不良に
することがないため、補強部材を所望の厚みに形成でき
高い強度を得ることができる。 （５）　管の損傷に対して運転を停止させることなく容
易に補修ができ、短時間で操業が再開できるので、補修
材としてもすぐれる。等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の補強部材を用いて曲管を補強した状態
を示す一部断面図である。

【図２】補強部材の一例全体斜視図である。

【符号の説明】

１　　補強部材 ２　　曲管 ３　　接着剤

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　管体の外側外壁面に耐摩耗性組成物に
   て形成される補強部材を装着固定させることを特徴とす
   る管体の補強方法。
2. 【請求項２】　　管体の外側外壁面に耐摩耗性組成物に
   て形成される補強部材を接着させることを特徴とする管
   体の補強方法。
3. 【請求項３】　　熱硬化性樹脂と硬質材料とを主体とす
   る耐摩耗性組成物にて成り、目的管体に沿わせ得るよう
   に形成された樋型形状を有することを特徴とする管体の
   補強部材。
4. 【請求項４】　　前記樋型形状を有する補強部材は、目
   的管体の曲管に沿わせ得るように湾曲されている請求項
   ３に記載の管体の補強部材。