JPH072380B2 - 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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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。
英国特許出願第2186340号には、埋設されたガス管、水
道管または下水道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。
道管または下水道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。
英国特許第3462825号（ポープ等）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
（0.07インチ）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。
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
（0.07インチ）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。
英国特許明細書第807413号（ツボビット ソサイェット
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。ライナーはライニングす
べき管よりごくわずかに大きい塩ビ製であり、厚さが3m
m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。
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。ライナーはライニングす
べき管よりごくわずかに大きい塩ビ製であり、厚さが3m
m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21863450号では、第１ダイによって発生する
ダイ膨潤が第２ダイを設けることによってほとんど防止
されている。英国特許第3462825号及び英国特許第80741
3号においては、ライニングすべき管の直径とダイのス
ロート部の直径がほぼ同じであり、ダイ膨潤が生じな
い。ここで、ダイ膨潤とは、ライナーがダイ通過後に受
ける直径の増大である。
ダイ膨潤が第２ダイを設けることによってほとんど防止
されている。英国特許第3462825号及び英国特許第80741
3号においては、ライニングすべき管の直径とダイのス
ロート部の直径がほぼ同じであり、ダイ膨潤が生じな
い。ここで、ダイ膨潤とは、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。
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
りはずしてある。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。
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
りはずしてある。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、ウインチ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40には、ダイ36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。ウインチ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。
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40には、ダイ36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。ウインチ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、ウインチ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、ウインチ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。
ウインチの操作者はウイ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。位置40でダイを使用す
る場合、割ダイが必須である。ウインチケーブル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10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
インチが故障し、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。
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。位置40でダイを使用す
る場合、割ダイが必須である。ウインチケーブル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10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
インチが故障し、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。
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央軸線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
方向の中央軸線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で示してある。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
されてダイ36の垂直方向の平らな面64と合体している。
の中間を通り、その平面と直角な中央軸線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
方向の中央軸線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で示してある。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
されてダイ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215mmの外径およ
び26の標準寸法比を有している。このライナーは約203.
2mm（８インチ）の内径を有する鋳鉄製管をライニング
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197.5m
mである。荷重を解放すると、管の直径は１時間後には2
09.4mm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）のピット鋳鉄本管を1
10mmのポリエチレンライナーでライニングするときには
18％小さいのがよい。
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215mmの外径およ
び26の標準寸法比を有している。このライナーは約203.
2mm（８インチ）の内径を有する鋳鉄製管をライニング
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197.5m
mである。荷重を解放すると、管の直径は１時間後には2
09.4mm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）のピット鋳鉄本管を1
10mmのポリエチレンライナーでライニングするときには
18％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152.4mm（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。
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152.4mm（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。
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。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。
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。
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。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。
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。
第４図はスエージ加工用のダイ36を通るときのライナー
30の挙動を示している。簡単化のために、ダイ36が第１
図に示す選択位置40にあるものと仮定する。ダイ36は位
置決め部材（それらのうちの１つを70で示してある）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36が第１図に示す位置にあれ
ば、挙動は全く同じである。
30の挙動を示している。簡単化のために、ダイ36が第１
図に示す選択位置40にあるものと仮定する。ダイ36は位
置決め部材（それらのうちの１つを70で示してある）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36が第１図に示す位置にあれ
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36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な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。
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な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。
引入れる管10の端部12を示している。
ライナー30がダイ36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。正確なダイ膨潤量
は80のところの直径と、ダイ36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36からより間
隔をへだ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36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。
「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36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36からより間
隔をへだ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36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
るように寸法決めされる。好ましくは、ライナー30がダ
イ膨潤して管10に強固に固定される前の例えば30分間
に、ライナー30を管10に引き入れる。
たれ、ダイ36又は40はダイ膨潤がちょうど正しい値であ
るように寸法決めされる。好ましくは、ライナー30がダ
イ膨潤して管10に強固に固定される前の例えば30分間
に、ライナー30を管10に引き入れる。
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。直径は直径Ｄまで非常に急に増大し、次
いで約24時間にわたって値Ｅまで非常にゆっくり増大す
る。Ｅでの直径は管10の最小の内径を表わしている。
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。直径は直径Ｄまで非常に急に増大し、次
いで約24時間にわたって値Ｅまで非常にゆっくり増大す
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。荷
重が非常に小さい場合、直径82は直径Ｄに非常に類似し
ている。
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Ｄに非常に類似し
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、ウインチの端部で最小
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。両方法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、ウインチの端部で最小
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。両方法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、ウイ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30以内
に、窓と呼ばれるライナーを管に引き入れる時間を設け
ることが望ましい。
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30以内
に、窓と呼ばれるライナーを管に引き入れる時間を設け
ることが望ましい。
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図に示してある。Ｘと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図に示してある。Ｘと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。その場合、使用する設
備は本出願人の英国特許出願第2186340A号に示されてい
るヒータである。
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。その場合、使用する設
備は本出願人の英国特許出願第2186340A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ためのSDR＝2
6のライナーを使用して、試験した結果、315mmまでの管
については、ガス管のガス移送能力の93.5％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ためのSDR＝2
6のライナーを使用して、試験した結果、315mmまでの管
については、ガス管のガス移送能力の93.5％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図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
は固定されてライナーの把持装置を形成する下方ジョー
108と、２つの可動ジョー110とを支持している。ジョー
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。
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図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
は固定されてライナーの把持装置を形成する下方ジョー
108と、２つの可動ジョー110とを支持している。ジョー
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3
0から解放される位置に示されている。次いで、シリン
ダ106を収縮させ、ジョー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。
0から解放される位置に示されている。次いで、シリン
ダ106を収縮させ、ジョー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
てある。把持ジョーを154で示してある。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36は例えば２つの半体に分割されており、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。
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
てある。把持ジョーを154で示してある。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36は例えば２つの半体に分割されており、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。
この潤滑剤は例えば、水または水系潤滑剤であればよ
い。
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）D416（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。
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）D416（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。
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に打ち当ればよい。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を有してもよ
い。
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に打ち当ればよい。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を有してもよ
い。
ライナーをダイに引通す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はなく管に入るとき
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はなく管に入るとき
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又はそれ以下である。ここで、
N7〜N4は金属表面の加工仕上がり精度に関する英国規格
であって、Ｎの次の数字が少ない程仕上がり精度が高
い。
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又はそれ以下である。ここで、
N7〜N4は金属表面の加工仕上がり精度に関する英国規格
であって、Ｎの次の数字が少ない程仕上がり精度が高
い。
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ト＆ロイドプラスチック社
のビクタリックPlc、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。実際、一連のダイを製造
したが、ライニングを始める前にピッグ評量する適切な
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（266
mm）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。
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ト＆ロイドプラスチック社
のビクタリックPlc、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。実際、一連のダイを製造
したが、ライニングを始める前にピッグ評量する適切な
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（266
mm）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。
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……ウインチ、34…
…ケーブル、36……圧伸用ダイ、38……ローラ、40……
位置、54……入口、58……スロート、59……出口。
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……ウインチ、34…
…ケーブル、36……圧伸用ダイ、38……ローラ、40……
位置、54……入口、58……スロート、59……出口。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号 ８８１０８９４．９ (32)優先日 1988年５月９日 (33)優先権主張国 イギリス（ＧＢ） (31)優先権主張番号 ８８１９０６３．２ (32)優先日 1988年８月11日 (33)優先権主張国 イギリス（ＧＢ）
Claims (15)
- 【請求項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、そしてダイの後の中間で直径を有し、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、次いで入口を通
った後、スロートを通るとき最小直径に連続的に曲が
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。 - 【請求項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。 - 【請求項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。 - 【請求項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。 - 【請求項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。 - 【請求項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のいずれかに記載の方法。 - 【請求項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入れることを特徴とする請求項６記
載の方法。 - 【請求項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。 - 【請求項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。 - 【請求項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。 - 【請求項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。 - 【請求項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。 - 【請求項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。 - 【請求項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。 - 【請求項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 |
|---|---|---|---|
| GB8810891A GB2218370B (en) | 1988-05-09 | 1988-05-09 | Pipelining and liner pipe swaging dies. |
| GB8810892A GB2218484B (en) | 1988-05-09 | 1988-05-09 | Pipelines |
| GB8810891.5 | 1988-05-09 | ||
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