JPH05187592A - 被覆鋼管の防食補修方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【構成】 ポリエチレン構造部分が10〜50重量％のプロ
ピレンとエチレンのブロック共重合体４からなる熱収縮
性チューブまたはシート５を用いて、外面防食被覆鋼管
の溶接継手部および被覆の疵部を防食補修する。 【効果】 高温特性および低温特性に優れた防食補修が
得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、外面被覆鋼管、特にポ
リプロピレンを主成分とする樹脂を被覆した鋼管の溶接
継手部や、被覆の疵部の防食方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】石油や天然ガス、水等を輸送するための
ラインパイプの外面は、鋼材を腐食から守るためにポリ
エチレン等のポリオレフィン樹脂やエポキシ樹脂等によ
る防食被覆が施されている。近年、ラインパイプにおけ
る流送物は高温化する傾向にあり、その温度はしばしば
80℃を超えるものになっている。このような高温環境下
ではポリエチレン被覆は軟化する傾向にあるため使用す
ることができず、これに代わり、より軟化点の高いポリ
プロピレンが使用されるようになりつつある。

【０００３】ところで、このラインパイプは一般に管端
部において溶接により接合されるため、管端より100 〜
150 mm程度の範囲は、樹脂被覆を行わず、溶接後に防食
補修被覆を施すのが一般的である。ラインパイプの継手
部防食補修には、従来、架橋ポリエチレン製熱収縮チュ
ーブがよく用いられていたが、ポリプロピレンに比べ高
温強度が低いため、ポリプロピレン被覆鋼管の溶接継手
部に使用して高温環境下で使用するには問題があった。
例えば、埋設環境下において砂礫の食い込みによりその
防食性を喪失してしまう。そのため、ポリプロピレン被
覆鋼管に適した継手部防食補修方法としては、特開平１
−40789 号公報に示されるようにポリプロピレンにポリ
エチレンをブレンドした熱収縮性樹脂で補修被覆する方
法が提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このブレンド
樹脂では、高温強度は良好であるが低温で脆化して耐衝
撃性が低下することが判明した。ラインパイプは寒冷地
で敷設されることも多く、敷設時の停機時は−30℃近く
という低温になるケースも考えられる。従って、低温域
から高温域までの広い温度域に渡って優れた性能を有す
る防食補修方法が望まれる。本発明の目的は、外面被覆
鋼管、特にポリプロピレンを主成分とする樹脂を被覆し
た鋼管の溶接継手部や、直管疵部において、広範囲の温
度域にわたって優れた性能を発揮する防食補修方法を提
供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者は、被覆鋼管の
防食補修にプロピレンとエチレンのブロック共重合体か
らなる熱収縮性チューブまたはシートを用いることによ
り、高温特性および低温特性に優れた被覆を形成しうる
ことを見い出し、本発明を完成した。すなわち、本発明
の要旨は、外面防食被覆鋼管の溶接継手部または直管部
の疵部を熱収縮性樹脂からなるシートまたはチューブに
より被覆する防食補修方法において、熱収縮性樹脂とし
てポリエチレン構造部分の比率が10〜50重量％であるプ
ロピレンとエチレンのブロック共重合体を用いることを
特徴とする被覆鋼管の防食補修方法にある。上記方法に
おいて、予め、鋼管の補修すべき箇所にプライマーを塗
布しておくとより防食性に優れた被覆が得られる。

【０００６】

【作用】本発明方法は、外面を樹脂で防食被覆した鋼管
の溶接継手部の防食補修、特に、ポリプロピレンを主成
分とした樹脂で被覆した鋼管の防食被覆に好適である。
また、直管部等における鋼面に達するような疵部の防食
被覆にも有効である。本発明の防食被覆方法は、プロピ
レンとエチレンのブロック共重合体樹脂からなる熱収縮
性チューブあるいはシートを用いて熱収縮作用により補
修箇所を被覆することを特徴とする。

【０００７】本発明で使用する熱収縮性樹脂は、ポリエ
チレン構造部分の比率が10〜50重量％であるプロピレン
とエチレンのブロック共重合体である。ポリエチレン構
造部分が10重量％未満では収縮性を強化するために行わ
れる延伸後の架橋が不十分になるため、収縮率が低下し
て補修作業性が低下したり密着不良の原因になったりす
る。ポリエチレン構造はポリプロピレン構造に比べ放射
線照射等により容易に架橋するため、ポリエチレン構造
部分を10重量％以上与えることにより熱収縮性の強化が
容易にできる。またポリエチレン構造部分が50重量％を
超えると高温強度の低下が著しくなるため適当でない。

【０００８】また、プロピレンとエチレンはブロック共
重合結合である。単にポリエチレンとポリプロピレンを
ブレンドしただけでは、ポリエチレンとポリプロピレン
が十分に相溶せず、海島構造を形成しその界面での強度
が低下する。このためブレンド物は高温強度は確保でき
ても、特に低温での耐衝撃性が劣り低温脆化現象を示
す。これに対しブロック共重合体樹脂を用いると、ポリ
エチレン構造部とポリプロピレン構造部が化学的結合を
有するため界面での強度が強くなり、低温での耐衝撃性
が著しく向上する。なおポリプロピレンの単独重合体で
は低温で脆化傾向を示すが、ポリエチレンは−60℃以下
でも低温脆化現象を示さない樹脂であり、このようなポ
リエチレンの特性をブロック共重合化により付与するこ
とができる。このようにポリエチレンによるポリプロピ
レンのブロック共重合化は、熱収縮性の強化および低温
衝撃強度の向上の両方の効果を与えるものである。

【０００９】上記プロピレンとエチレンのブロック共重
合体より熱収縮性チューブあるいはシートを作製するに
は、チューブあるいはシートに成形後、延伸しながら冷
却することにより行う。好ましくはシラン処理、または
電子線等の放射線照射による架橋により熱収縮性を強化
する。本発明で使用する熱収縮性チューブあるいはシー
トの収縮率は、ブロック共重合体中のポリエチレンの比
率、延伸や架橋の程度により異なるが、温度 180℃にお
いて通常25〜75％である。

【００１０】この熱収縮性チューブまたはシートは、接
着性樹脂層（以下、接着層と称する）を設けて２層構造
とし、接着層により鋼材との接着性を持たせることがで
きる。接着層はチューブ形状のときは内層に、シート形
状のときは鋼面に接する側に設ける。接着性樹脂材料と
しては、ブチルゴム系樹脂や、無水マレイン酸あるいは
アクリル酸変性ポリオレフィン樹脂、オレフィン系酢酸
ビニル共重合樹脂等を使用することができる。特に高温
での接着強度を必要とする場合は、プロピレン−エチレ
ンブロック共重合体を無水マレイン酸やアクリル酸等で
変性した変性樹脂を使用するのが好適である。

【００１１】この収縮性チューブあるいはシートに接着
層を設ける場合、収縮性樹脂層を防食層と称する。防食
層の収縮前の膜厚は、収縮率によっても異なるが、通常
0.8mm以上1.5 mm以下にしておくのが好ましい。0.8 mm
より薄くなると耐衝撃性や防食性等の性能が低下し、ま
た1.5 mmを越えるとチューブ形状においては保管時に折
り畳んでおくことが、またシート形状においては鋼管に
巻き付けるのが困難になるため好ましくない。チューブ
形状において折り畳みが困難になるとチューブ形状のま
ま輸送しなければならず経済性を著しく損なう。また、
接着層の膜厚は0.3 mm以上１mm以下が好ましく、0.3 〜
0.5 mmの範囲がさらに好ましい。接着層が0.3 mm未満で
は鋼面との接着力がばらつく原因となる。接着層を含め
た熱収縮性チューブまたはシートのトータルの膜厚とし
ては1.2 mm以上2.5 mm以下の範囲が好ましい。

【００１２】また、外層である防食層に用いる樹脂は高
温状態で酸素や水に接するため酸化劣化が進行する。こ
の対策として酸化防止剤を添加しておくことが好まし
く、例えばフェノール系酸化防止剤やスルフィド系酸化
防止剤等を添加することができる。また耐候性の向上の
ため樹脂中に二酸化チタンやカーボンブラック等の顔料
を添加しても差し支えない。

【００１３】本発明方法で使用する熱収縮性チューブま
たはシートは、防食層と接着層からなる積層材（これを
１層とする）で十分であるが、特に強度を要求されるよ
うな場所で使用する場合はこの積層材を２層以上重ねて
被覆することもできる。この場合、第１層を収縮させて
密着させた後、その外側から第２層を収縮させれば良
い。このように２層以上の被覆を行う場合、防食性は第
１層 (内側の積層材) で十分保持されるため、第２層
（外側の積層材）は接着層を有さない防食層のみの保護
層としてもよい。第２層は第１層に接着しなくても収縮
による締め付け力により第１層に密着した形となりずれ
等の問題は生じないからである。

【００１４】熱収縮性チューブあるいはシートを防食補
修に使用するにあたっては、耐陰極電解剥離性や密着性
の向上を目的として鋼面や工場施工の樹脂被覆面にプラ
イマーを予め塗布しておいてもよい。プライマーとして
はエポキシ系プライマーが好適であり、通常10μm 以上
200 μm 以下の膜厚で塗布する。プライマー塗布に先立
ち鋼面の錆や油分を除去し、平均粗さが10μm 以上100
μm 以下になるようにブラスト等の方法で前処理を施し
ておくのが良い。

【００１５】本発明の熱収縮性チューブまたはシートを
用いた補修方法は、従来の熱収縮性チューブまたはシー
トによる補修方法と同様でよい。まず、鋼管の補修すべ
き箇所をガスバーナーあるいはインダクションヒーター
等で加熱する。特に接着性樹脂としてポリプロピレン系
変性樹脂を使用する場合は、150 ℃以上250 ℃以下の範
囲に加熱することが好ましく、均一加熱が容易にできる
インダクションヒーターを用いるのが好適である。この
場合、150 ℃未満の加熱では接着性が不良となり250 ℃
を越えると工場での防食被覆部分に悪影響を与える。

【００１６】次に、加熱した補修箇所に熱収縮性チュー
ブまたはシートを配設し、これをさらにバーナー加熱等
により収縮開始温度以上、好ましくは 150〜200 ℃に加
熱してチューブまたはシートを収縮させる。このように
して補修箇所の被覆が形成される。なお、熱収縮性シー
トは鋼管に巻き付けた後、端部を重ね合わせて接着して
チューブ状にして使用するため、基本的にシートとチュ
ーブの差異はない。

【００１７】上述のように本発明によれば、−30℃〜12
0 ℃という広い温度範囲にわたり優れた特性を維持でき
る防食補修が可能である。図１に本発明方法で得られた
鋼管継手の補修部の断面図を示す。管端を溶接部１で溶
接したポリプロピレン被覆鋼管の溶接継手部をプライマ
ー６で処理した後、接着層３およびプロピレン−エチレ
ンブロック共重合体の防食層４からなる熱収縮性チュー
ブ（シート）５で被覆する。

【００１８】

【実施例】以下、実施例を用いて説明する。

【００１９】

【実施例１〜７】まず表１に示す熱収縮性チューブを内
径145 mmφ、長さ450 mmになるように作製した。またこ
れとは別に管端100 mmを未被覆にしたポリプロピレン被
覆鋼管 (被覆厚2.5 mm、管サイズ100A) を溶接して溶接
継手サンプルを作製した。この溶接継手サンプルについ
てサンドブラストにより溶接スラグやスケールの除去を
行った。次いで、変性ポリオレフィン系接着樹脂を接着
層として使用した熱収縮チューブを被覆する場合は、鋼
材温度が200 ℃になるようにインダクションヒーターに
て加熱し、またブチルゴム系接着樹脂を使用した熱収縮
チューブを被覆する場合は、鋼材温度が90℃になるよう
にプロパンガスバーナーで加熱した。

【００２０】その後、予め嵌装設置しておいた熱収縮性
チューブを継手部 (加熱部) 上にずらし、空気を巻き込
まないようにしながら、プロパンガスバーナーで収縮チ
ューブの中央部、両サイドの順で加熱収縮させ、補修部
の被覆を形成させた。表１に、これら熱収縮チューブの
材料とその性能をまとめて示す。内層の変性ポリプロピ
レン樹脂および変性ポリエチレン樹脂は何れも無水マレ
イン酸を0.1wt％配合して変性したものである。

【００２１】高温特性は、120 ℃における表面侵入深さ
により評価した。0.3 mm以下の場合高温特性 (耐押込侵
入性) が良好といえる。また、低温特性の評価は−30℃
での衝撃強度で行い、１kg・m 以上を良好とした。表１
から明らかなように、本発明補修方法（実施例１〜７）
によると優れた高温特性 (耐押込侵入性) ならびに低温
特性 (耐衝撃性) を有する被覆が得られ、広い温度範囲
域での使用が可能となる。一方、比較例に認められるよ
うにブレンド樹脂やポリプロピレンを単独で用いると低
温衝撃性に劣り、またポリエチレン構造部分の率が50wt
％を越えると高温強度が低下するため不適となる。

【００２２】

【表１】

【００２３】

【実施例８】サンドブラスト後にエポキシプライマーを
50μm 塗布する以外は実施例２と全く同様の方法でサン
プルを作製した。この実施例８で得た被覆について表１
に示す試験と同様の試験を実施すると、実施例２の場合
と全く同様の結果を示した。次に、実施例２および実施
例８で得られた被覆について、ドリルを用いて５φの人
工欠陥を作製し80℃３％食塩水に浸漬しながらSCE 電極
基準で−1.5Vの電位を14日間かけ耐陰極電解剥離性を試
験した。実施例２においては初期孔を含め60φの密着低
下を示したが、プライマーを予め被覆した実施例８にお
いては40φの密着低下しか示さず、エポキシプライマー
適用により耐陰極電解剥離性を向上させることができる
ことが明らかである。

【００２４】

【表２】

【００２５】

【発明の効果】以上詳述したように本発明方法により、
エチレン構造部分の重量分率が10〜50％の範囲内にある
プロピレンとエチレンのブロック共重合樹脂からなる熱
収縮性チューブを使用して防食補修被覆を行えば、高温
特性のみならず低温特性も良好なため極寒地を含む広い
地域で使用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明方法により形成された鋼管継手補修部の
断面図である。

【符号の説明】

1 : 溶接部 2 : ポリプロピレン被覆 (ミルコーティング) 3 : 接着性樹脂層 4 : エチレン−プロピレンブロック共重合樹脂からなる
防食層 5 : 熱収縮性チューブまたはシート 7 : プライマー

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外面防食被覆鋼管の溶接継手部または被
   覆の疵部を熱収縮性樹脂からなるシートまたはチューブ
   により被覆する防食補修方法において、熱収縮性樹脂と
   してポリエチレン構造部分の比率が10〜50重量％である
   プロピレンとエチレンのブロック共重合体を用いること
   を特徴とする被覆鋼管の防食補修方法。
2. 【請求項２】 熱収縮性樹脂からなるシートまたはチュ
   ーブが接着層を有する請求項１記載の方法。
3. 【請求項３】 予め、鋼管の補修すべき箇所にプライマ
   ーを塗布しておくことを特徴とする請求項２記載の方
   法。