(57)【要約】【課題】減肉によって生じた配管の穴を好適に補修することが可能な配管補修方法を提供することを目的とする。【解決手段】本発明にかかる配管補修方法の構成は、減肉により穴１０２が生じた配管１００を補修する配管補修方法であって、コールドスプレーによって穴１０２の周囲に肉盛りをし、溶接により溶融した金属１３０を充填して穴１０２を塞ぎ、再度コールドスプレーをして塞がった穴１０２およびその周囲に肉盛りすることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
減肉により穴が生じた配管を補修する配管補修方法であって、
コールドスプレーによって前記穴の周囲に肉盛りをし、
溶接により溶融した金属を充填して前記穴を塞ぎ、
再度コールドスプレーをして前記塞がった穴およびその周囲に肉盛りすることを特徴とする配管補修方法。
【請求項２】
減肉により穴が生じた配管を補修する配管補修方法であって、
金属メッシュを前記穴に重なるように配置し、
コールドスプレーによって、前記金属メッシュを前記配管に接合しつつ、該金属メッシュの網目の隙間を塞ぐことを特徴とする配管補修方法。
【請求項３】
減肉により穴が生じた配管を補修する配管補修方法であって、
低入熱溶接により溶融した金属を付着させて前記穴を塞ぎ、
前記塞がった穴およびその周囲にコールドスプレーによって肉盛りすることを特徴とする配管補修方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、減肉により穴が生じた配管を補修する配管補修方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
内部を水等の液体が通過する金属製の配管では、経年の使用により内面に腐食が生じることがある。腐食が進行すると配管の内面が減肉していき、厚みが薄くなってしまう。厳密には配管を対象としたものではないが、例えば特許文献１にはタービン系熱交換器の内面に生じた減肉部の補修方法が開示されている。特許文献１では、熱交換器の内面に生じた減肉部に溶接によって肉盛りすることにより、かかる減肉部を補修している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−２１９８５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１のタービン系熱交換器のように大型設備であれば、定期的な点検が行われる。このため、点検時に腐食（減肉部）を発見したら、その際に補修作業を行うことができる。しかしながら、配管の内部の減肉の場合には、外観に変化が現れないため、発見することが難しい。その結果、減肉が更に進行し、配管に穴が生じてしまうことがある。
【０００５】
穴が生じた場合の処置としては、その部分の配管を交換することが考えられる。しかし、配管を交換する場合、配管の手配などの施工準備や、配管を取り換える施工作業等に要する時間やコストが大きい。このため、配管に生じた穴を外側から補修する方法が検討されていた。
【０００６】
配管の穴の補修方法としては、例えば溶接や溶射が挙げられる。溶接によって補修する場合、溶接棒（金属製の線材）を母材と共に溶融し、溶融した金属で穴を塞ぐことになる。しかしながら、穴が生じた配管では、穴の周囲は減肉していて厚みが薄くなっている。このため、溶接しようとすると穴の周囲の減肉した母材の金属が溶けてしまい、かえって穴が大きくなってしまう。
【０００７】
溶射によって補修する場合、金属製の溶射材料を溶融し、溶融した金属粒子を配管に噴射する。溶射の一つにコールドスプレーがある。コールドスプレーは、ヘリウム、窒素等の圧縮気体で、金属微粒子を亜音速から超音速まで加速し、固相状態のまま基材に衝突させ、被膜を形成される成膜技術である。この方法であれば、穴の大きさが約１ｍｍくらいであればかかる穴を良好に塞ぐことができることを発明者らの実験により確認することができた。しかし、穴の大きさがこれを超えて大きくなると、穴の周囲には噴射した金属粒子が付着するが、金属粒子は穴を通過してしまうため、穴を良好に塞ぐことが困難となる。このため、現状では単なる溶接や溶射では穴を補修することが難しく、より良好に穴を補修することができる補修方法の開発が要請されていた。
【０００８】
本発明は、このような課題に鑑み、減肉によって生じた配管の穴を好適に補修することが可能な配管補修方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明にかかる配管補修方法の代表的な構成は、減肉により穴が生じた配管を補修する配管補修方法であって、コールドスプレーによって穴の周囲に肉盛りをし、溶接により溶融した金属を充填して穴を塞ぎ、再度コールドスプレーをして塞がった穴およびその周囲に肉盛りすることを特徴とする。
【００１０】
上記構成によれば、コールドスプレー（低温溶射）によって穴の周囲に金属を肉盛りすることにより、溶射された金属が穴の周囲に土手のように盛り上がった状態となる。これにより、穴の周囲の厚みは、配管の厚み、および盛り上がった金属の厚みを足した厚みとなる。そして、配管の穴の周囲に溶射された金属（土手状に盛り上がった金属）の内側部分に溶接により溶融した金属を充填して穴を塞ぐ。その後、コールドスプレーによって、塞がった穴およびその周囲に肉盛りすることにより、溶射された金属とその周囲の配管とが強固に接合されるため、補修効果を高めることが可能となる。
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明にかかる配管補修方法の他の構成は、減肉により穴が生じた配管を補修する配管補修方法であって、金属メッシュを穴に重なるように配置し、コールドスプレーによって、金属メッシュを配管に接合しつつ、金属メッシュの網目の隙間を塞ぐことを特徴とする。
【００１２】
上記構成によれば、金属メッシュによって穴に蓋がかぶされた状態となる。そして、金属メッシュを配置した箇所にコールドスプレーによって金属を溶射することにより、金属メッシュに形成されている網目の隙間が溶射された金属によって塞がれる。このとき、金属メッシュに複数形成されている網目の隙間に入りこんだ金属によって金属メッシュと配管とが複数個所において接合されることとなる。したがって、金属メッシュと配管とを強固に接合することができ、高い補修効果が得られる。
【００１３】
上記課題を解決するために、本発明にかかる配管補修方法の他の構成は、減肉により穴が生じた配管を補修する配管補修方法であって、低入熱溶接により溶融した金属を付着させて穴を塞ぎ、塞がった穴およびその周囲にコールドスプレーによって肉盛りすることを特徴とする。
【００１４】
上記構成によれば、低入熱溶接を行うことにより、穴の周囲の減肉した箇所を溶融させることなく、かかる穴を塞ぐことができる。そして、コールドスプレーによって金属を溶射することにより、塞がった穴およびその周囲に金属が肉盛りされる。これにより、肉盛りされた金属によって低入熱溶接によって穴を塞いだ金属とその周囲の配管とを強固に接合することが可能となる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、減肉によって生じた配管の穴を好適に補修することが可能な配管補修方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１実施形態にかかる配管補修方法を説明する図である。
【図２】第２実施形態にかかる配管補修方法を説明する図である。
【図３】第３実施形態にかかる配管補修方法を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。
【００１８】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態にかかる配管補修方法を説明する図である。図１（ａ）に示す配管１００の減肉部１００ａは、腐食によって配管の肉厚が薄くなっている。減肉部１００ａの中央部には、減肉が進行したことにより穴１０２が生じている。第１実施形態の配管補修方法では、まず図１（ｂ）に示すように、１回目のコールドスプレー（低温溶射）によって金属を溶射し、穴１０２の周囲に肉盛りをする。これにより、溶射された金属が穴１０２の周囲に土手のように盛り上がった肉盛り部１１０が形成される。その結果、穴１０２の周囲の厚みは、配管１００の減肉部１００ａの厚みＴ１に、盛り上がった金属（肉盛り部１１０）の厚みＴ２を足した厚みとなる。
【００１９】
そして、溶接により溶融した金属（以下、充填金属１３０と称する）を肉盛り部１１０の内側部分に充填することにより、図１（ｃ）に示すように穴１０２が塞がった状態となる。このときの溶接としては、低入熱溶接を採用することが好ましい。これにより、母材への入熱量が少なくなるため、穴１０２の周囲に肉盛りされた肉盛り部１１０や、減肉した配管１００を溶かすことなく穴１０２を塞ぐことが可能となる。
【００２０】
次に、２回目のコールドスプレーをすることにより、図１（ｄ）に示すように塞がった穴１０２およびその周囲に肉盛りをし、被覆部１１２を形成する。これにより、穴１０２に充填した充填金属１３０と配管１００とを被覆部１１２によってより強固に接合することができ、高い補修効果を得ることが可能となる。
【００２１】
（第２実施形態）
図２は、第２実施形態にかかる配管補修方法を説明する図である。なお、以下の実施形態では、先に説明した実施形態と重複する工程および構成要素については、同一の符号を付すことにより詳細な説明を省略する。
【００２２】
第２実施形態の配管補修方法では、まず図２（ａ）に示すように、配管１００に生じた穴１０２に重なるように金属メッシュ１４０を配置する。そして、金属メッシュ１４０およびその周囲にコールドスプレーによって金属を溶射する。図２（ｂ）に示すように、溶射された金属（以下、溶射金属１５０と称する）は、金属メッシュ１４０の上に堆積するだけでなく、金属メッシュ１４０の網目の隙間１４２の内部にも入りこむ。
【００２３】
上記構成によれば、穴１０２以外の部分の上にある網目の隙間１４２に入り込んだ溶射金属１５０によって、金属メッシュ１４０と配管１００とが複数の箇所（網目の隙間１４２）において接合される。これにより、金属メッシュ１４０と配管１００との間に高い接合強度を得ることができる。
【００２４】
そして、さらに溶射を継続することにより、金属メッシュ１４０の網目の隙間１４２が溶射金属１５０によって塞がれる。このとき、配管１００の穴１０２の上にある金属メッシュ１４０の網目の隙間１４２も塞がれる。このようにして、配管１００の穴１０２を完全に塞ぐことができる。
【００２５】
第２実施形態の配管補修方法では、コールドスプレーの回数が１回である。したがって、作業工程が簡略化され、作業効率の向上を図ることが可能である。なお、金属メッシュ１４０の網目の隙間１４２の幅は、約１ｍｍを超えないものが好ましい。約１ｍｍより小さいとよい。網目の隙間１４２の幅が約１ｍｍを超えると、コールドスプレーによって網目の隙間１４２を塞ぐことが難しくなるためである。なお、第２実施形態では金属メッシュを用いる構成を例示したが、これに限定するものではない。例えば孔の径が約１ｍｍ以下のパンチングメタルを用いても同様の効果を得ることが可能である。
【００２６】
（第３実施形態）
図３は、第３実施形態にかかる配管補修方法を説明する図である。第１実施形態では１回目のコールドスプレーをした後に低入熱溶接で穴を塞ぐように説明した。第３実施形態の補修方法では１回目のコールドスプレーをせず、まず低入熱溶接によって溶融した金属１６０を付着させることにより、図３（ａ）に示すように配管１００の穴１０２を塞ぐ。そして、図３（ｂ）に示すように、コールドスプレーによって塞がった穴１０２およびその周囲に肉盛りをし、肉盛り部１５２を形成する。
【００２７】
上記構成のように、穴１０２を塞ぐ際に一般的な溶接ではなく低入熱溶接を採用することにより、穴１０２の周囲の減肉した箇所を溶融させることなく、穴１０２を好適に塞ぐことができる。そして、塞がった穴１０２およびその周囲にコールドスプレーによって肉盛りすることにより、穴１０２を塞いだ金属とその周囲の配管とが強固に接合されるため、高い補修効果を得ることが可能となる。
【００２８】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明は、減肉により穴が生じた配管を補修する配管補修方として利用することができる。
【符号の説明】
【００３０】
１００…配管、１０２…穴、１１０…肉盛り部、１１２…被覆部、１３０…充填金属、１４０…金属メッシュ、１４２…網目の隙間、１５０…溶射金属、１５２…肉盛り部、１６０…金属
【図１】
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【図２】
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【図３】
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