JP2009068661A - 鋼管の補修方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】減肉部13が形成された鋼管11の損傷部分14を補修する鋼管11の補修方法において、減肉部13に弾性充填材20を充填し、損傷部分14に熱収縮チューブ30を被せて加熱することで、損傷部分14に熱収縮チューブ30が密着して鋼管11の外周を被覆し、熱収縮チューブ30の外周を、金属製のケーシング51と、該ケーシング51の内周に設けられた弾性体スリーブ40とを備えたクランプ50で覆い、クランプ50を損傷部分14に固定することで、鋼管11の損傷部分14を補修する。
【選択図】図1
Description
このような塗覆鋼管が地下に埋設されている場合、当該埋設された塗覆鋼管(埋設配管)を管理維持している者が工事する場合は、埋設場所が明らかであるため問題となりにくいが、他の者が工事するいわゆる他工事によって埋設配管が損傷される恐れがある。
このような埋設配管を工事する際には、事前に配管埋設位置の確認を行い、工事によって埋設配管を損傷しないように十分留意するのが通例である。しかしながら、埋設配管を損傷しないように注意をするのは、実際には工事車両を運転するオペレータに委ねられることとなり、操作を誤って目的以外の部分を掘削した結果、既設埋設配管を損傷してしまう心配がある。
非特許文献1に記載の配管補修方法には、図8(A)に示すような肉盛溶接工法及び同じく(B)に示すような溶接スリーブ工法と呼ばれる方法がある。
すなわち、肉盛溶接工法は、図8(A)に示すように、鋼管11が損傷を受けて肉厚が一部薄くなった損傷部分14に肉盛溶接をして肉盛溶接部70を設けることで、この肉盛溶接部70により肉厚を回復するものである。
これらの補修方法は軽微な腐食、損傷等により、埋設配管に深い減肉が生じた場合に、当該部の埋設配管を取り替えることなく恒久修理を行うものである。このような方法によって塗覆鋼管も修理可能である。
すなわち、従来行われてきた肉盛溶接工法や溶接スリーブ工法は、埋設配管を補修するにあたり溶接を行うため、溶接火花のガスへの引火を防止する必要から、可能な限り埋設配管内のガス圧を減圧する、あるいはガスの供給を遮断して行う必要がある。
特に高圧ガスを流す基幹埋設配管に用いられる塗覆鋼管の補修においては、ガス漏れが発生すると大きな事故を引き起こすおそれがあるため、慎重に補修が行われる必要がある。(上記非特許文献1ではガス供給を継続しながら上記工法を行うとしているが、実際には安全上、ガスを減圧あるいは遮断して行われる。)
また、溶接によって埋設鋼管を補修する場合には、溶接に必要な熱を確保する必要があるが、ガス配管内に高圧ガスが流れている影響で、入力した熱が急速に奪われてしまい、溶接不良がおこりやすいという問題もある。
基幹である高圧ガス配管に用いられる鋼管に、このような座屈が生じてガス漏れが発生した場合には大きな事故を引き起こすおそれがあり、ライフラインを遮断することにもなりかねないので、耐震性を考慮したる鋼管の補修方法が求められている。
また、地震等で鋼管に外力が作用して減肉部に変形が生じた場合でも、その変形を前記弾性体で吸収し、ケーシングの変形を極力抑えて、鋼管の座屈をコントロール可能にした補修をすることができ、補修後に耐震性を低下させない。
よって、ケーシングを複雑にプレス成型する必要がなく、安価に製造できるとともに、大径の埋設配管の補修に容易に適用できる。
よって、ケーシングの厚みが10mmより薄いと前記減肉部の変形により、ケーシングが押圧されてケーシングが外側に膨らむ変形を起こし、その結果、減肉部が外側に座屈する。また、ケーシングの厚みが10mmより厚いとケーシングの剛性が高すぎて、前記減肉部の変形が内側に座屈して、大きく変形する。ケーシングの厚みが10mmの場合は、減肉部が適度に波打つように鋼管の座屈をコントロールし、かつケーシングも変形させずに補修し、かつ耐震補強することができる。
(1)本発明の鋼管の補修方法は、溶接を一切使用しないので、ガスを通常の圧力で供給しながら補修が可能であり、地域住民へ不便を掛けることなく補修及び耐震補強が可能となる。
(2)減肉部分の大きさに応じたケーシングを容易に調達できるので、補修期間の短縮を図ることができ、工事期間を短縮して安価に補修することができる。
(3)減肉部の変形を前記三重の弾性体で適度に抑えるので、減肉部の座屈をコントロールしながら補修及び耐震補強が可能となる。
ここで、図1は、基幹導管の補修部分を示した側面図である。図2は、そのII−II線に沿う断面図であり、図3は、そのIII−III線に沿う断面図である。
そして、損傷部分14の減肉部13や補修部分1の実施例として、図4に示すように、本発明の鋼管の補修方法を確認するための実験に使用したもので説明する。
熱収縮チューブ30は、損傷部分14の軸方向両側の塗覆膜12に重合する軸方向の長さを有するもので、損傷部分14に被せ、外側から加熱することで、一旦軟化しその後、自然冷却により収縮しながら硬化し、損傷部分14に密着して鋼管11の外周を被覆するものである。
したがって、塗覆膜12が剥離された部分は凹部となり、塗覆膜12と重合する部分はこの塗覆膜12の厚さ分だけ外側に突出する。
ケーシング51は、軸方向の長さが熱収縮チューブ30より短く、塗覆膜12に重合する長さを有するステンレス鋼板(SUS304)製で、図3に示すように、この第1実施例では板厚10mmの平板を損傷部分14に巻き付けるもので、その周方向の両端部に設けたフランジ部52、52を対向させてボルト、ナット等のネジ部材53により締め付けることにより、損傷部分14に固定されるものである。
弾性体スリーブ40は、ケーシング51と略同一の軸方向の長さを有し、その外周がケーシング51により抑えられているため、塗覆膜12が剥離された凹部に入り込んで厚くなり、塗覆膜12と重合する部分で薄くなるような柔らかな(硬度90)ゴム(NBR)製で、自由時の厚さが5mmのもので構成されている。
そして、このときの最大圧縮荷重は、1サイクル目が8753kNで、5サイクル目が8020kNであり、その低下率が8.4%であった。
さらに、ケーシングの厚みが10mmで、弾性体スリーブの厚みが5mmであることを特徴とするため、減肉部が適度に波打つように鋼管の座屈をコントロールし、かつケーシングも変形させずに補修でき、かつ耐震補強することができる。
すなわち、上記試験でも明らかなように、ケーシングの厚みが5mmの場合の1サイクル目の最大圧縮荷重が7666kNであるのに対して、ケーシングの厚みが10mmの場合の1サイクル目の最大圧縮荷重は8753kNであり、強度が約14%も増加し、5サイクル目でも16.8%増加し、十分耐震補強となることができる。
例えば、前記実施の形態では、鋼管11に塗覆膜12を施した塗覆鋼管10で説明したが、これに限られず、単なる鋼管に適用することも可能である。
10 塗覆鋼管
11 鋼管
12 塗覆膜
13 減肉部
14 損傷部分
20 弾性充填材
30 熱収縮チューブ
40 弾性体スリーブ
50 クランプ
51 ケーシング
52 フランジ部
53 ネジ部材
70 肉盛溶接部
71、72 すみ肉溶接部
80 スリーブ
Claims (3)
- 鋼管が損傷して減肉部が形成された際に、前記減肉部が形成された前記鋼管の損傷部分を補修する鋼管の補修方法において、
前記減肉部に弾性充填材を充填し、
前記損傷部分に熱収縮チューブを被せて加熱することで、前記損傷部分に前記熱収縮チューブが密着して前記鋼管の外周を被覆し、
前記熱収縮チューブの外周を、金属製のケーシングと、該ケーシングの内周に設けられた弾性体スリーブとを備えたクランプで覆い、
前記クランプを前記損傷部分に固定することで、前記鋼管の前記損傷部分を補修することを特徴とする鋼管の補修方法。 - 請求項1に記載された鋼管の補修方法において、
前記クランプの前記ケーシングが、平板から円筒状に形成されたものであり、その円周方向の両端部に各々鍔部を有し、両鍔部を軸方向に並べた複数のネジ部材により締め付けることにより、前記損傷部分の外周を補強しつつ覆うことを特徴とする鋼管の補修方法。 - 請求項1に記載された鋼管の補修方法において、
前記ケーシングの厚みが10mmで、前記弾性体スリーブの厚みが5mmであることを特徴とする鋼管の補修方法。
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