JP2019116667A

JP2019116667A - 部分めっき鋼管の製造方法および内面被覆鋼管の製造方法

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Publication number: JP2019116667A
Application number: JP2017251730A
Authority: JP
Inventors: 雄太片山; Yuta Katayama; 鈴木　雅仁; Masahito Suzuki; 雅仁鈴木; 雅彦安川; Masahiko Yasukawa; 絹正小野; Kinumasa Ono; 貴臣加藤; Takaomi Kato
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2017-12-27
Filing date: 2017-12-27
Publication date: 2019-07-18
Anticipated expiration: 2037-12-27
Also published as: JP6819568B2

Abstract

【課題】外面をめっきした部分めっき鋼管を製造し、その部分めっき鋼管を用いて、内面を樹脂で被覆した内面被覆鋼管を製造する際に、製造した部分めっき鋼管の内面の清浄化を行う処理時間を短縮しながら、製造した内面被覆鋼管に必要とされる樹脂被覆層のピール強度（３０Ｎ／１０ｍｍ幅以上）を確保することができる部分めっき鋼管の製造方法および内面被覆鋼管の製造方法を提供する。【解決手段】外面をめっきした部分めっき鋼管の製造方法であって、原鋼管の両管端部の内面に不めっき塗料を塗布する不めっき塗料塗布工程と、原鋼管の両管端部の内面に栓を嵌める栓打ち工程と、原鋼管の外面の油脂およびスケールを除去する脱脂・酸洗工程と、原鋼管の両管端部の内面に嵌めた栓を抜く栓抜き工程と、原鋼管をめっき浴に浸漬し、鋼管の外面にめっき層を形成するめっき工程とをその順に備えていることを特徴とする部分めっき鋼管の製造方法。【選択図】図１

Description

本発明は、外面はめっきをし、内面はめっきをしない部分めっき鋼管の製造方法およびその部分めっき鋼管を用いた内面被覆鋼管の製造方法に関するものである。

外面をめっきし、内面を樹脂で被覆した鋼管（以下、「内面被覆鋼管」という）を製造する際には、まず、前段プロセスとして、外面はめっきをし、内面はめっきをしない鋼管（以下、「部分めっき鋼管」という）を製造し、次に、後段プロセスとして、その部分めっき鋼管を用いて、内面被覆鋼管を製造する（例えば、特許文献１）。

図４に、従来の部分めっき鋼管の製造方法（製造工程）と内面被覆鋼管の製造方法（製造工程）を示す。

まず、図４（ａ）に示すように、前段プロセスでは、原鋼管（例えば、鍛接鋼管）の両管端部の内面に栓を嵌める栓打ち工程と、原鋼管の外面の油脂およびスケールを除去する脱脂・酸洗工程と、原鋼管の両管端部の内面に嵌めた栓を抜く栓抜き工程と、原鋼管をめっき浴に浸漬し、原鋼管の外面にめっき層を形成するめっき工程とをその順に経て、部分めっき鋼管が製造される。

ここで、原鋼管の外面と内面にはスケールが付着している。そこで、めっき工程によって、原鋼管の外面にめっき層を形成するためには、脱脂・酸洗工程によって、原鋼管の外面の油脂およびスケールを除去する必要がある。ただし、めっき工程において、原鋼管の内面にめっき層が形成されてしまうと、そのめっき層の影響で、後段プロセスで部分めっき鋼管の内面に形成される樹脂被覆層に必要とされるピール強度（詳細は後述する）が確保できない。そこで、栓打ち工程で、原鋼管の両管端内面に栓を嵌めておき、あえて、脱脂・酸洗工程では、原鋼管の内面の油脂およびスケールが残るようにして、めっき工程で、原鋼管の内面にめっき層が形成されないようにしている。ちなみに、原鋼管の両管端内面に栓を嵌めたままで、原鋼管の外面にめっき層を形成しようとした場合、原鋼管内の空気がめっき浴の熱で膨張して暴発する可能性がある。そのため、めっき工程の前には、原鋼管の両管端の内面に嵌めた栓を抜く栓抜き工程を行う。

次に、図４（ｂ）に示すように、後段プロセスでは、部分めっき鋼管の内面のスケール等を除去するショットブラスト工程と、リン酸塩系化成処理液を用いて化成処理層を形成する化成処理工程、前記化成処理層の上に、平均厚さが１０〜４０μｍであるプライマー液を塗装してプライマー層を形成するプライマー塗布工程と、前記プライマー層に含まれる溶剤を揮発させるために、誘導加熱を用いて鋼管を加熱する第１加熱工程と、誘導加熱を用いて粉体塗装に必要な温度まで鋼管を加熱する第２加熱工程と、ポリエチレン樹脂粉末を粉体塗装により部分めっき鋼管の内面に付着させる内面粉体塗装工程と、前記粉体工程で部分めっき鋼管の内面に付着させた樹脂を、保熱炉により溶融させ、内周均一な内面被覆層を形成するために、鋼管温度を１５０〜２５０℃の間で保持する保熱工程と、前記保熱炉から出てきた鋼管を冷却する冷却工程とをその順に経て、内面被覆鋼管が製造される。

ここで、前述したように、内面被覆鋼管の品質要求事項の一つにピール強度がある。ピール強度とは、内面被覆鋼管の管端から管長方向に１００ｍｍ入った位置を起点とし、管端から管長方向に２００ｍｍ入った位置を終点として、長さ１００ｍｍの試験管を採取して半割りし、管軸方向に平行に、１０ｍｍ幅で内面素地まで被覆樹脂にスリットを入れた後、スリット端を掴んで被覆樹脂を引き剥がしたときの、必要荷重のことを指す。ピール強度は（公社）日本水道協会による下限規定があり、３０Ｎ／１０ｍｍ幅以上なければならない。

そこで、後段プロセスでは、ショットブラスト工程によって、部分めっき鋼管の内面に残存しているスケール等を除去して、部分めっき鋼管の内面を清浄化するようにしている。

そして、その後、上述したように、化成処理工程と、プライマー塗布工程と、第１加熱工程と、第２加熱工程と、内面粉体塗装工程と、保熱工程と、冷却工程とによって、内面被覆鋼管を製造するようにしている。

特開昭５５−１１１４８号公報

しかしながら、図４に示した従来の従来の部分めっき鋼管の製造方法と内面被覆鋼管の製造方法においては、以下のような問題があった。

すなわち、前段プロセスの脱脂・酸洗工程において、原鋼管と栓の間から、僅かに酸洗液が漏れるため、めっき工程において、原鋼管の両管端部の内面に、めっきが付着してしまい、後段プロセスのショットブラスト工程において、部分めっき鋼管の内面を清浄化するために、スケールや油脂に加えて、付着しためっきも除去する必要があり、ショットブラスト工程の処理時間が長くなって（例えば、２０分）、生産性を落とす要因となっていた。逆に言えば、生産性を上げようとして、短時間のショットブラストを行うと、部分めっき鋼管の内面が清浄化されず、被覆樹脂層に必要とされるピール強度（３０Ｎ／１０ｍｍ幅以上）が確保できない。

本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、外面をめっきした部分めっき鋼管を製造し、その部分めっき鋼管を用いて、内面を樹脂で被覆した内面被覆鋼管を製造する際に、製造した部分めっき鋼管の内面の清浄化を行う処理時間を短縮しながら、製造した内面被覆鋼管に必要とされる樹脂被覆層のピール強度（３０Ｎ／１０ｍｍ幅以上）を確保することができる部分めっき鋼管の製造方法および内面被覆鋼管の製造方法を提供することを目的とするものである。

本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、前段プロセスにおいて、脱脂・酸洗工程で、原鋼管と栓の間から酸洗液が漏れても、めっき工程で、原鋼管の両管端部の内面に、漏れてきためっきが付着しなければよいと考え、栓打ち工程の前に、原鋼管の両管端部の内面に不めっき塗料を塗布する不めっき塗料塗布工程を設けることを着想した。

本発明は、上記の着想に基づいており、以下のような特徴を有している。

［１］外面をめっきした部分めっき鋼管の製造方法であって、
原鋼管の両管端部の内面に不めっき塗料を塗布する不めっき塗料塗布工程と、
原鋼管の両管端部の内面に栓を嵌める栓打ち工程と、
原鋼管の外面の油脂およびスケールを除去する脱脂・酸洗工程と、
原鋼管の両管端部の内面に嵌めた栓を抜く栓抜き工程と、
原鋼管をめっき浴に浸漬し、鋼管の外面にめっき層を形成するめっき工程と
をその順に備えていることを特徴とする部分めっき鋼管の製造方法。

［２］不めっき塗料は、エポキシ系樹脂からなることを特徴とする前記［１］に記載の部分めっき鋼管の製造方法。

［３］原鋼管のそれぞれの管端部において、管端を起点とし、管端から管長方向に２００〜３００ｍｍ入った位置を終点とする範囲に、不めっき塗料を塗布することを特徴とする前記［１］または［２］に記載の部分めっき鋼管の製造方法。

［４］ローラーまたは刷毛を用いて、不めっき塗料を塗布することを特徴とする前記［１］〜［３］のいずれかに記載の部分めっき鋼管の製造方法。

［５］原鋼管が鍛接鋼管であることを特徴とする前記［１］〜［４］のいずれかに記載の部分めっき鋼管の製造方法。

［６］前記［１］〜［５］のいずれかに記載の部分めっき鋼管の製造方法によって製造された部分めっき鋼管を用いて内面被覆鋼管を製造することを特徴とする内面被覆鋼管の製造方法。

本発明においては、外面をめっきした部分めっき鋼管を製造し、その部分めっき鋼管を用いて、内面を樹脂で被覆した内面被覆鋼管を製造する際に、製造した部分めっき鋼管の内面の清浄化を行う処理時間を短縮しながら、製造した内面被覆鋼管に必要とされる樹脂被覆層のピール強度（３０Ｎ／１０ｍｍ幅以上）を確保することができる。

本発明の一実施形態における部分めっき鋼管の製造工程と内面被覆鋼管の製造工程を示す図である。本発明の一実施形態において、原鋼管に不めっき塗料を塗布した状態を示す図である。本発明の一実施形態において用いるショットブラスト装置を示す図である。従来の部分めっき鋼管の製造工程と内面被覆鋼管の製造工程を示す図である。

本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。

本発明の一実施形態においては、外面をめっきし、内面を樹脂で被覆した内面被覆鋼管を製造する際に、まず、前段プロセスとして、外面はめっきをし、内面はめっきをしない部分めっき鋼管を製造し、次に、後段プロセスとして、その部分めっき鋼管を用いて、内面被覆鋼管を製造するようにしている。

図１に、本発明の一実施形態における部分めっき鋼管の製造方法（製造工程）と内面被覆鋼管の製造方法（製造工程）を示す。

まず、図１（ａ）に示すように、前段プロセスでは、原鋼管（例えば、鍛接鋼管）の両管端部の内面に不めっき塗料を塗布する不めっき塗料塗布工程と、原鋼管の両管端部の内面に栓を嵌める栓打ち工程と、原鋼管の外面の油脂およびスケールを除去する脱脂・酸洗工程と、原鋼管の両管端の内面に嵌めた栓を抜く栓抜き工程と、原鋼管をめっき浴に浸漬し、原鋼管の外面にめっき層を形成するめっき工程とをその順に経て、部分めっき鋼管を製造するようにしている。

すなわち、この実施形態においては、前段プロセスとして、図４（ａ）に示した従来の部分めっき鋼管の製造工程（栓打ち工程〜めっき工程）に加えて、栓打ち工程の前に、不めっき塗料塗布工程を備えている。

このように、不めっき塗料塗布工程を備えていることによって、脱脂・酸洗工程で、原鋼管と栓の間から酸洗液が漏れても、めっき工程で、原鋼管の両管端部の内面に、漏れてきためっきが付着しなくなる。その結果、製造した部分めっき鋼管の内面の清浄化を行うショットブラスト工程（後述）の処理時間を短縮できるとともに、製造した内面被覆鋼管に必要とされる樹脂被覆層のピール強度（３０Ｎ／１０ｍｍ幅以上）を確保することができるようになる。

ここで、図２は、不めっき塗料塗布工程において、原鋼管１の両管端部の内面に不めっき塗料２を塗布した状態を示す図であり、図２（ａ）は縦断面、図２（ｂ）は横断面である。

不めっき塗料２を塗布する範囲Ｓは、脱脂・酸洗工程で、原鋼管１と栓の間から酸洗液が漏れてくる範囲を考慮して定めればよいが、例えば、原鋼管１のそれぞれの管端部において、管端を起点とし、管端から管長方向に２００〜３００ｍｍ入った位置を終点とする範囲にするとよい。

その際、不めっき塗料２の乾燥後の膜厚が１０〜３００μｍとなるように、ローラーまたは刷毛を用いて不めっき塗料２を塗布すればよい。

そして、ここでの不めっき塗料２は、速乾性や耐酸性が優れていればよいので、エポキシ系樹脂によるものを用いればよい。例えば、塩化ゴム系、ポリウレタン樹脂系、一液反応硬化形エポキシ、エポキシイソシアネートが挙げられる。

なお、めっき工程の後に、製造した部分めっき鋼管の内面の清浄化を行うショットブラスト工程の事前処理工程として、鋼管内面を軽く酸洗する軽酸洗工程を設けてもよい。例えば、酸洗液の酸濃度は０．５質量％程度、酸洗温度は２０℃程度、酸洗温度は５分程度にして行えばよい。

次に、図１（ｂ）に示すように、後段プロセスでは、部分めっき鋼管の内面のスケール等を除去するショットブラスト工程と、リン酸塩系化成処理液を用いて化成処理層を形成する化成処理工程、前記化成処理層の上に、平均厚さが１０〜４０μｍであるプライマー液を塗装してプライマー層を形成するプライマー塗布工程と、前記プライマー層に含まれる溶剤を揮発させるために、誘導加熱を用いて鋼管を加熱する第１加熱工程と、誘導加熱を用いて粉体塗装に必要な温度まで鋼管を加熱する第２加熱工程と、ポリエチレン樹脂粉末を粉体塗装により部分めっき鋼管の内面に付着させる内面粉体塗装工程と、前記粉体工程で部分めっき鋼管の内面に付着させた樹脂を、保熱炉により溶融させ、内周均一な内面被覆層を形成するために、鋼管温度を１５０〜２５０℃の間で保持する保熱工程と、前記保熱炉から出てきた鋼管を冷却する冷却工程とをその順に経て、内面被覆鋼管を製造するようにしている。

すなわち、この実施形態においては、後段プロセスとして、図４（ｂ）に示した従来の内面被覆鋼管の製造工程（ショットブラスト工程〜冷却工程）と同じ製造工程を備えている。

ここで、図３は、ショットブラスト工程において用いるショットブラスト装置を示すものである。図３に示すように、ショットブラスト装置は、部分めっき鋼管３の両管端をクランプし、一方の管端より研掃材（スチールグリット等）４を投入し、他方の管端よりブロワー５によって研掃材（スチールグリット等）４を負圧吸引することで、部分めっき鋼管３の内面を研掃するようになっている。

なお、ショットブラスト装置に替えて、内面酸洗装置を用いてもよい。内面酸洗装置は、部分めっき鋼管３の両管端をクランプし、部分めっき鋼管３の内部に酸洗液（塩酸）を注入・通過させるものである。

このようにして、この実施形態においては、外面をめっきした部分めっき鋼管を製造し、その部分めっき鋼管を用いて、内面を樹脂で被覆した内面被覆鋼管を製造する際に、製造した部分めっき鋼管の内面の清浄化を行う処理時間を短縮しながら、製造した内面被覆鋼管に必要とされる樹脂被覆層のピール強度（３０Ｎ／１０ｍｍ幅以上）を確保することができる。

本発明の実施例として、外面をめっきした部分めっき鋼管を製造し、その部分めっき鋼管を用いて内面を樹脂で被覆した内面被覆鋼管を製造した。

原鋼管の寸法は、呼び径５０Ａ、外径φ６０．５ｍｍ、肉厚３．５ｍｍ、管長４０２０ｍｍである。

その際に、本発明例として、図１に示した本発明の一実施形態における製造工程に基づいて、部分めっき鋼管と内面被覆鋼管を製造した。ショットブラスト工程の処理時間（ショットブラスト処理時間）は５分とした。不めっき塗料は、エポキシ系樹脂のものを用いた。

これに対して、比較例（比較例１、２）として、図４に示した従来の製造工程に基づいて、部分めっき鋼管と内面被覆鋼管を製造した。ショットブラスト工程の処理時間（ショットブラスト処理時間）は、比較例１では１０分、比較例２では１５分とした。

また、従来例として、図４に示した従来の製造工程に基づいて、部分めっき鋼管と内面被覆鋼管を製造した。ショットブラスト工程の処理時間（ショットブラスト処理時間）は、従来通り、２０分とした。

そして、それぞれの例（本発明例、比較例１、２、従来例）について、製造された内面被覆鋼管の樹脂被覆層のピール強度を測定した。その結果を表１に示す。

まず、比較例１は、ショットブラスト処理時間が１０分と短かったが、そのために、ピール強度が１７Ｎ／１０ｍｍ幅となり、必要なピール強度（３０Ｎ／１０ｍｍ幅以上）が得られなかった。したがって、評価は不良（×）となった。

同じく、比較例２は、ショットブラスト処理時間が１５分と短かったが、そのために、ピール強度が２５Ｎ／１０ｍｍ幅となり、必要なピール強度（３０Ｎ／１０ｍｍ幅以上）が得られなかった。したがって、評価は不良（×）となった。

一方、従来例は、ピール強度が５６Ｎ／１０ｍｍ幅となり、必要なピール強度（３０Ｎ／１０ｍｍ幅以上）が得られたが、ショットブラスト処理時間が２０分と長かった。したがって、評価は不良（×）となった。

これに対して、本発明例は、ショットブラスト処理時間が５分と短かったにもかかわらず、ピール強度が５８Ｎ／１０ｍｍ幅となり、必要なピール強度（３０Ｎ／１０ｍｍ幅以上）が得られた。したがって、評価は良好（○）となった。

これによって、本発明の有効性が確認された。

１原鋼管
２不めっき塗料
３部分めっき鋼管
４研掃材（スチールグリット等）
５ブロア

Claims

外面をめっきした部分めっき鋼管の製造方法であって、
原鋼管の両管端部の内面に不めっき塗料を塗布する不めっき塗料塗布工程と、
原鋼管の両管端部の内面に栓を嵌める栓打ち工程と、
原鋼管の外面の油脂およびスケールを除去する脱脂・酸洗工程と、
原鋼管の両管端部の内面に嵌めた栓を抜く栓抜き工程と、
原鋼管をめっき浴に浸漬し、鋼管の外面にめっき層を形成するめっき工程と
をその順に備えていることを特徴とする部分めっき鋼管の製造方法。
不めっき塗料は、エポキシ系樹脂からなることを特徴とする請求項１に記載の部分めっき鋼管の製造方法。
原鋼管のそれぞれの管端部において、管端を起点とし、管端から管長方向に２００〜３００ｍｍ入った位置を終点とする範囲に、不めっき塗料を塗布することを特徴とする請求項１または２に記載の部分めっき鋼管の製造方法。
ローラーまたは刷毛を用いて、不めっき塗料を塗布することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の部分めっき鋼管の製造方法。
原鋼管が鍛接鋼管であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の部分めっき鋼管の製造方法。
請求項１〜５のいずれかに記載の部分めっき鋼管の製造方法によって製造された部分めっき鋼管を用いて内面被覆鋼管を製造することを特徴とする内面被覆鋼管の製造方法。