JPS6282021A - 鋼材の防食方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は鋼材の防食方法に関し、更に詳しくは防食テー
プを用いる鋼材の防食方法に関する。

〔従来技術〕

石油、ガス等の流体物の輸送方法の一つとして鋼管を用
いてパイプラインを施敷する方法が行われている。

かかる方法の一つの問題点は鋼管が腐食することである
。

これまでかかる鋼管の腐食を防止する方法として、種々
の方法が採られている。

゛その一つの方法は鋼管の表面を瀝青物で保護すること
である。しかしてこの方法では瀝青物質層が外的な衝撃
によって簡単に用傷するという問題がある。

近年かかる方法の問題を解決する方法として、鋼管面に
ポリエチレン、ポリ塩化ビニルの如きプラスチック類を
被覆する方法が採られている。

プラスチック類を鋼管面に被覆する方法とじては、次の
三つの方法が一般的に知られている。

１）鋼管を加熱し、この表面に下塗り組成物を塗布する
と共に、この表面に溶融プラスチック類を被覆し、冷却
する方法。

２）予めプラスチック類を円筒形状の熱収縮性パイプに
加工し、これを表面下塗り組成物を塗布した鋼管に装着
し、該パイプを加熱して収縮させ被覆する方法。

３）予めプラスチック類をテープ状に成形すると共にそ
の一方の表面に接着剤層を形成しておき、これを表面に
下塗り組成物を塗布した鋼管表面にスパイラル状に一部
を重ね合せて巻き付けて被覆する所謂防食テープ工法。

このようにプラスチック類で保護された被覆鋼管類は、
前記の瀝青物で保護した被ｆ！鋼管類に比して、防食効
果及び耐用年数等の点に於いて顕著な効果を有する。

しかし、これ等の方法で使用される下塗り剤または接着
剤層はいずれも熱可塑性樹脂またはゴム系物質であって
、高温では被覆層が軟化し、物理的な衝撃に対し弱くな
って破壊したり、また金属との接着性を失って被覆層が
ずれたり、剥離するなどの欠陥を生しる。そしてこのよ
うな欠陥部分を通して水及び酸素が侵入し、腐食が生じ
、進行していくという欠点、つまり防食性の低下をきた
すという問題を有する。

更にはまた、石油やｍ油等の流体の輸送パイプラインに
於いては通常流体を加圧、加熱して流体の粘度を下げて
輸送効率を向上させており、ゴムや熱可塑性樹脂の如く
耐熱性の劣るプラスチック被覆を施す場合には、使用限
度に限界があるという難点も存在した。プラスチック被
覆のかかる欠点を解決すべく、従来から種々対策が考え
られており、防食テープ工法に於いても次の様な試みも
なされている。たとえば防食テープ工法に於いて、使用
する防食テープの支持体であるプラスチ、クシートとし
て、より高い軟化点を有するプラスチックシートを使用
し、場合によってはプラスチックシートに耐熱性を有す
る剥離基材を貼り合わせる試みも行われている。この試
みは防食テープの支持体の耐熱性向上に対しては優れた
ものである。

しかし接着剤層に関しては、これを構成する接着剤成分
たるゴムや熱可塑性樹脂として高温で軟化し難いものを
使用すると、テープを施工する温度通常室温では接着性
を発揮せず、鋼管を加熱しながら施工しなければならな
い。これはテープ工法の利点である作業性、簡便さを大
いに損なうものである。

そこで防食テープの接着剤層に熱硬化性樹脂を用いる試
みも行われているが、例えば常温硬化の二液型熱硬化性
樹脂を用いる場合は、その可使時間所謂ボットライフが
極端に短く、そのまた硬化が進行するとテープの巻き重
ね操作が困難となるなどの作業性に劣り、また耐熱特性
の面でも充分なものとは言えなかった。

また加熱硬化型の二液性熱硬化性樹脂ではパイプを加熱
しながら施工せざるを得す、やはり上記のｙ１点が生ず
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明が解決しようとする問題点は、従来のプラスチッ
ク被覆の上記難点、就中防食テープ工法の上記難点を解
決することであり、更に詳しくは、高温の！４材に対し
ても良好な防食°性能を発揮し、且つ、その施工に際し
て特殊な加熱装置を必要としない防食方法を開発するこ
とである。

〔問題点を解決するための手段〕

この問題点は、プラスチックまたはゴムシートに接着剤
層を貼付して成る防食テープとして、その接着剤層が熱
硬化性樹脂組成物から成るものを使用し、且つ下塗り剤
として該熱硬化性樹脂組成物を常温で硬化し得る硬化剤
を含むものを使用することによって達成される。Ｐｌ’
ｌち本発明は、鋼材表面に、下塗り剤層を形成せしめ、
次いでプラスチックシートまたはゴムシートに熱硬化性
樹脂組成物を接着剤層として貼布して成る防食テープを
重ね巻きする方法であって、且つ該下塗り剤が上記熱硬
化性樹脂組成物を當盆で硬化しうる硬化剤を含存してな
るものであることを特徴とする鋼＋Ａの防食方法に係る
ものである。

〔発明の構成並びに作用〕

本発明に於いて使用する防食テープは、使用限度環境下
で軟化しないプラスチックシートまたはゴムシートを支
持体とし、且つ硬化後のガラス転移温度が使用温度環境
より高い熱硬化性樹脂組成物を接着層とすることにより
、熱時にも優れた防食性能を発揮する。

また上記熱硬化性樹脂を常温で硬化し得る硬化剤を含む
下塗り剤を鋼管表面に塗布した後に、上記防食テープを
巻き付けることにより接着剤層と鋼管とのぬれを向上さ
せると共に、下塗り剤に含まれる硬化剤により接着剤層
の少なくとも鋼管近傍を短時間で硬化させることが出来
る。これにより、防食テープを巻き付けた直後から防食
性能を発揮し、また鋼管の温度が上昇すれば、その熱に
より熱硬化性樹脂組成物の硬化が進行し高温での防食性
能を発現する。

本発明の防食方法は基本的には下塗り剤の塗布、及び防
食テープの重ね巻きからなっている。

本発明に於いて使用する下塗り剤としては、防食テープ
の接着剤層を形成する熱硬化性樹脂組成物を常温で硬化
し得る硬化剤を必須成分として含み、その他に必要に応
じて硬化促進剤、希釈剤、有機溶剤、充填剤、軟化剤、
接着性付与剤、着色剤、酸化防止剤、流れ調整剤等を含
むものが使用される。

この際の硬化剤としては使用する防食テープの接着剤層
の硬化剤として作用するものが広く使用出来、特に接着
剤層と相溶性を有するものが好ましい。具体的には例え
ば熱硬化性樹脂組成物がエポキシ系熱硬化性樹脂組成物
の場合は、硬化剤としては常温でエポキシ樹脂を硬化出
来る通常の寓温硬化用硬化剤が使用され、更に詳しくは
、ポリアミドポリアミン、脂肪族ポリアミン、芳香族ポ
リアミン、脂環式ポリアミン等が例示出来る。これ等以
外の硬化剤や硬化促進剤等も勿論使用可能で、たとえば
酸無水物、ポリアミド、スルフィド樹脂、フェノール樹
脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂等の初期縮合物、ジシア
ンジアミドをはじめ、触媒的に使用する第３級アミン類
、三弗化硼素−アミンコンプレックス等も用いることが
出来る。

これ等硬化剤は１種または２ｐｉ以上で使用される。

また、フェノール樹脂系熱硬化性樹脂組成物の場合は、
トリエチルアミン、ピリジン等が不飽和ポリエステル樹
脂系組成物に対しては各種有機過酸化物等を用いること
が出来る。またこれ等以外の樹脂に対しても同様に常温
で硬化し得る硬化剤を選定して適宜に使用すれば良い。

硬化剤の配合量は下塗り剤全量の１重量％以上、好まし
くは２重量％以上である。配合量が１重量％に達しない
場合、鋼管と防食テープの接着剤層とのぬれが不充分と
なり、接着性の低下を生しることがある。

本発明の下塗り剤に使用する希釈剤はグリコール、エス
テル類等の高沸点溶剤、フタル酸エステル、リン酸エス
テル類の可塑剤、パインオイル、コールタール等の非反
応性希釈剤、ブチルグリシジルエーテル等のモノエポキ
シ化合物、ジグリシジルエーテル等のポリエポキシ化合
物、スチレン、ジアリルフタレート等のビニル化合物、
グリシジルメタクリレート等のエポキシ化ビニル七ツマ
−、トリフェニルフスファイト、テトラヒドロフラン−
Ａ、ポリオール、ラクトン等の反応性希釈剤が用いられ
る。

下塗り剤に使用する有機溶剤は上記の硬化剤や希釈剤を
溶解し得るもので、且つエポキシ樹脂と相溶性のあるも
のが広く使用される。例えば、トルエン、キシレン、シ
クロヘキサノン、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ
、ブチルセロソルブ、セロソルブアセテート、酢酸エチ
ル、メチルエチルケトン、メチルブチルケトン、ジオキ
サン、塩化メチレン、アセトン等より１種または２種以
上を選定し、硬化剤や希釈剤を溶解、分散して下塗り剤
溶液として使用する。下塗り剤溶液中の固形分は、下塗
り剤溶液を刷毛、スプレー等で塗布するのに適した粘度
になるように設定するが、通常１０〜５０％程度が好ま
しい。また下塗り剤溶液の塗布量は、有機溶剤が揮発し
た後の下塗り剤層の厚みが０．００２〜０．２ｍｍ、好
ましくは０．００５〜０．１　ｍｍとなるように調整す
る。

本発明に於いて使用する防食テープは、プラスチックシ
ートまたはゴムシートからなる支持体と熱硬化性樹脂組
成物からなる接着剤層とから形成される。

本発明の防食テープに用いるプラスチックシートまたは
ゴムシートは、その主たる原料として、ポリエチレン、
ポリプロピレン、変性ポリオレフィン、ポリアミド、ポ
リエステル、芳香族ポリアミド、ポリエーテルスルホン
、ポリフッ化ビニリデン、エチレン−ビニルアルコール
共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、フェノキシ
樹脂、ブタジェン−アクリロニトリルゴム、ブチルゴム
、ポリイソブチレンゴム、スチレン−ブタジェンゴム、
エチレン−プロピレンゴム等が使用出来る。

上記支持体に用いられる原料は使用温度環境下で軟化し
ないことが必要である。また、上記原料以外に必要に応
じて、着色剤、酸化防止剤、充填剤等各種添加剤を配合
することが出来る。また、支持体はテープとし°この柔
軟性を確保するため通常５〜１０００μｍ、好ましくは
１０〜６００μｍの厚みにする。

一般に高い軟化塩度を有するプラスチックフィルムはそ
れ自体柔軟性に乏しいものが多く、支持体の厚みを厚く
しすぎるとテープとしての柔軟性が極端にｆｉなわれ、
テープ巻き付は作業性の低下等を起こしやすい。

なお、支持体層にガラスクロス、ガラス不織布、耐熱性
に優れる合成繊維のクロス乃至不織布を内在させること
も出来る。また必要なら支持体層を多層構造とすること
も出来る。

次に、防食テープの接着剤層を形成する熱硬化性樹脂組
成物は熱硬化性樹脂、硬化剤を必須成分として含み、必
要に応じて硬化促進剤、充填剤、軟化剤、接着性付与剤
、着色剤、熱可塑性樹脂、ゴム、老化防止材等の添加剤
を含む。上記熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、不
飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂
、シリコン樹脂、尿素樹脂などが例示出来、通常これ等
の熱硬化性樹脂の１種を単独で、又は２種以上を併用し
て使用する。

上記熱硬化性樹脂の硬化剤には一般に知られている硬化
剤が広く使用出来、使用温度環境で活性であるもの、通
常５０〜１５０℃の温度範囲で硬化し得るものが好まし
い。この硬化剤の例としては、例えばエポキシ樹脂の硬
化剤としては、ジシアンジアミド、４．４′−ジアミノ
ジフェニルスルホン、２−ｎ−ヘプタデシルイミダゾー
ル等のイミダゾール誘導体、イソフタル酸ヒドラジド、
Ｎ。

Ｎ−ジアルキル尿素誘導体等がある。

また熱硬化性樹脂組成物には必要に応じて次の様な各種
添加剤を含有することが出来る。たとえば接着剤層の粘
度調整及び硬化後の強度向上の目的で、炭酸カルシウム
、タルク、アスベスト、けいＩＪＩ、カーボンブランク
、コロイダルシリカ等の充填剤が用いられる。配合量は
、熱硬化性樹脂１００重量部に対して通常０〜３００重
量部程度とすれば良い。更に、粘度を下げ、ぬれ性を向
上させる目的で、ブチルグリシジルエーテル、長鎖アル
コールのモノグリシジルエーテル等の反応性希釈剤、ジ
オクチルフタレートの如きフタル酸系可塑剤、トリクレ
ンジホスフェートの如きりん酸系可塑剤等を配合出来る
。これ等の量は、熱硬化性樹脂１００重量部に対して通
常０〜３Ｏｆｆｉ量部程度とするのが良い。

また防食テープの支持体と接着剤層の接着性を良好にす
るために、熱硬化性（剖脂組成物に支持体の主原料を配
合することも出来る。この場合の配合量は熱硬化性樹脂
１００重量部に対して支持体の主原料を０〜３０重量部
程度とするのが良い。

また、接着剤層にガラスクロス、ガラス不織布、耐熱性
に優れる合成繊維のクロス乃至不織布を内在させること
は、防食テープ巻き付は後、接着剤層が硬化するまでの
間の、熱硬化性樹脂組成物のはみ出し、テープのずれの
防止に有効である。

本発明法を実施する方法については便宜上鋼管をもって
以下に説明する。まず、施工すべき鋼管外面を必要に応
じてブラストやサンドペーパー等で錆落とし及び表面凋
墾を行う。次に上記下塗り剤を刷毛、スプレー等の適宜
な手段により有機溶剤揮発後の厚みが０．００２〜０．
２ｍｍ好ましくは０、００５〜０．１ｍｍとなるように
塗布する。下塗り剤の塗布量が少なすぎる場合には、ぬ
れの低下、鋼管とテープの接着剤層との界面での接着低
下を生じて好ましくない。また、下塗り剤の塗布量が多
すぎる場合にはいかに熱硬化性樹脂と相溶性の良い硬化
剤であっても鋼管と接着剤層の界面に未反応の硬化剤が
残り接着低下を生じるため好ましくない。

次に、下塗り剤の有機溶剤が揮発しないうちに、すみや
かに上記テープを重ね巻きでスパイラル状に巻き付ける
。巻きはじめ、巻き終りはフッ素樹脂テープ等の耐熱テ
ープで仮り止めしておくのが好ましい。

また、地中埋設等、外部から大きな力を受けるような場
合は、上記テープを巻き付けた外側に、更に保護テープ
を巻くことにより、より完全な防食性能が確保される。

この際の保護テープには、その支持体が、テープとして
取り扱える範囲内で、高い弾性率を有するプラスチック
シートまたはゴムシートであるのが好ましく、その接着
剤層は非極性ゴムを主成分とする粘着性コンパウンドが
好ましい。保護テープは、少なくとも本発明の防食テー
プの接着剤層が硬化するまでの間では、土圧、石等の外
力からテープを保護し、テープのずれ、皺の発生を防止
する効果がある。

〔実施例〕

以下本発明を実施例により説明する。但し部とあるのは
重量部を意味する。

実施例１ 工塗包眉り合 ２−エチル−４−メチルイミダゾール・・・・１０部ジ
ーｎ−プチルフクレート・・・・・・・・・・・・・・
３０部トルエン・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・６（１−−ブ　　　　入 ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂 （エポキシ当量１９０）・・・・・・・・５０部ビスフ
ェノールＡ型エポキシ樹脂 （エポキシ当量４５０）・・・・・・・・５０部シリカ
粉末（平均粒度２０μｍ）・・・・・・１２０部アスベ
スト・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・ＩＯ！ジシアンジアミド・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・　５部２ウンデシルイミダ
ヅール・・・・・・・・・・・・・・０．２部外径５０
ｍｍの鋼管の表面をサンドペーパー（＃２４０）で研磨
した後、上記配合で調整した下塗り剤を、トルエンが揮
発後の下塗り剤厚みが０．０２ｍｍになるように刷毛塗
りした。そして厚さ０．１　ａｍのポリエチレンテレフ
タレートフィルムを外層とし、且つ厚さ０．０５ｍｍの
熱可塑性共重合ポリエステルフィルムを内層とした２層
構造の支持体を有し、上記接着剤層配合物を厚さ０．２
ｍｏ＋で内装支持体上に接着剤層として形成して調整し
た。防食テープを、上記刷毛塗り直後にハーフランプで
重ね巻きして、被Ｆ！鋼管とした。

実施例２ 実施例１と同様に研磨並びに下塗り剤塗布した鋼管に、
実施例１の接着剤層配合物にポリエステルクロス（厚さ
０．０７ｍｍ、タテ／ヨコの繊維の本数が夫々２０本／
インチ、２５゛本／インチ）を内在させた厚さ０．２ｍ
ｍの接着剤層と厚さ０．１　ｍｍのエチレン−酢酸ビニ
ル共重合体（軟化温度１０５℃）を支持体とする防食テ
ープを、ハーフラップでｍね巻きし、更にこの上から厚
さ０．２ａ＋ｍのポリエチーレン（メルトインデックス
２．０）を支持体とし厚さ０．１０１１１のプ、チルゴ
ムを主成分とるする粘着層とからなる保護テープを重ね
巻きして被ｉ鋼管とした。

比較例１ 実施例１に於いて下塗り剤を使用せずに被覆鋼管を得た
。

比較例２ 実施例２に於いて本発明の防食テープを使用せずに保護
テープを重ね巻きした。

上記の実施例、並びに比較例の被ｒＲ鋼管を４０℃で２
０時間放置した後、以下の試験を行い第１表に示す結果
を得た。

（１）熱水試験：被覆鋼管を１００℃沸水中に２０日間
浸漬した後、被覆のふくれ の発生の観察、ピンホールテスター によりＡＣ１０ＫＶでピンホールの 、　発生の確認を行った。

（２）埋設試験：被覆鋼管内に熱媒オイルを流すことが
出来るように鋼管両端に耐熱、 耐圧ホースを取り付け、地下１ｍに 埋設した後、１００℃の熱媒用オイ ルを１０００ｍ　ｌ　／ｍｉｎの流量で２０日間流し続
けた後、この被覆鋼管を取 り出し、常温に戻した後、被覆のふ くれ、しわ等の外観変化を観察した。

第１表 上記実施例からも明らかな様に本発明の防食方法による
と優れた耐熱性を有する防食処理鋼材が得られる。

（以上）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）鋼材表面に、下塗り剤層を形成せしめ、次いでプ
   ラスチックまたはゴムシートに熱硬化性樹脂組成物を接
   着剤層として貼布して成る防食テープを重ね巻きする方
   法であって、且つ該下塗り剤が上記熱硬化性樹脂組成物
   を常温で硬化しうる硬化剤を含有してなるものであるこ
   とを特徴とする鋼材の防食方法。
2. （２）下塗り剤が硬化剤を１．０重量％以上含有するも
   のである特許請求の範囲第１項に記載の防食方法。
3. （３）有機溶剤等が揮発した後の下塗り剤の厚みが０．
   ００２〜０．２ｍｍであることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項に記載の防食方法。
4. （４）接着剤層が熱硬化性樹脂とその硬化剤とを含有し
   ているものである特許請求の範囲第１項に記載の防食方
   法。