(57)【要約】【課題】本発明は、逃がし管を配管に固定する固定部分の材料の選択を容易にすることを目的とするものである。【解決手段】流入口２ａと流出口２ｂとを有する逃がし管２を、流入口２ａが破損孔１ａに対向するように配管１の外部に配置する。続いて、接着剤３により逃がし管２を配管１に固定する。これにより、破損孔１ａから配管１外に漏れている流体の全てを逃がし管２に通す。接着剤３により逃がし管２が配管１に固定されたことを確認した後、逃がし管２の配管１への固定部の周りを硬化性補修材４で補修する。硬化性補修材４が十分に硬化した後、逃がし管２を閉じる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流入口と流出口とを有する逃がし管を、前記流入口が破損孔に対向するように配管の外部に配置し、接着剤により前記配管に固定する工程と、
前記逃がし管の前記配管への固定部の周りを硬化性補修材で補修する工程と、
前記硬化性補修材の硬化後に、前記逃がし管を閉じる工程と
を含む配管補修方法。
【請求項２】
前記接着剤及び前記硬化性補修材を前記配管から化学的に除去して、前記逃がし管を前記配管から取り外す工程と、
前記逃がし管を取り外した後の前記配管の前記破損孔に恒久的補修を施す工程と
をさらに含む請求項１記載の配管補修方法。
【請求項３】
前記配管は、０．５ＭＰａ〜４．０ＭＰａの流体を搬送する高圧流体配管である請求項１又は請求項２に記載の配管補修方法。
【請求項４】
前記逃がし管は、前記配管と同じ材料により構成されている請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の配管補修方法。
【請求項５】
前記逃がし管は、銅管である請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の配管補修方法。
【請求項６】
前記接着剤が耐油性を有している請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の配管補修方法。
【請求項７】
前記接着剤は、シアノアクリレート系接着剤、チオール硬化系エポキシ接着剤、又は反応性アクリル接着剤である請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の配管補修方法。
【請求項８】
前記硬化性補修材は、ゴム変性エポキシにより構成されている請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載の配管補修方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、流体を搬送する配管に生じた破損孔を、配管内に圧力がかかった状態で補修する配管補修方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の流体配管の漏洩箇所の補修方法では、配管の漏洩箇所の外表面に接着剤により雌ねじ部材を固定する。この後、雌ねじ部材の雌ねじ孔に、封止剤を介してボルトをねじ込む（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、従来の配管補修方法では、流入口と流出口とを有する逃がし管を、流入口が損傷箇所に対向するように配管の外部に配置する。この後、逃がし管と配管との間を未硬化状態の硬化性補修材で塞ぎ、損傷箇所から配管外に漏れている流体の全てを逃がし管に通す。そして、硬化性補修材を硬化させた後、逃がし管を閉じる（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−３８１８４号公報
【特許文献２】特開２０１１−１７９５５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の漏洩箇所の補修方法では、接着剤のみにより雌ねじ部材を流体配管に固定している。また、特許文献２の配管補修方法では、硬化性補修材のみにより逃がし管を配管に固定している。これに対して、例えば、配管内の流体の圧力が０．５ＭＰａ〜４．０ＭＰａの高圧であり、かつ、流体に油が含まれている場合がある。このような場合、接着剤又は硬化性補修材に、高い強度及び耐油性の両方が要求され、接着剤又は硬化性補修材の材料の選択が難しい。
【０００６】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、逃がし管を配管に固定する固定部分の材料の選択を容易にすることができる配管補修方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係る配管補修方法は、流入口と流出口とを有する逃がし管を、流入口が破損孔に対向するように配管の外部に配置し、接着剤により配管に固定する工程と、逃がし管の配管への固定部の周りを硬化性補修材で補修する工程と、硬化性補修材の硬化後に、逃がし管を閉じる工程とを含む。
【発明の効果】
【０００８】
この発明の配管補修方法は、接着剤と硬化性補修材とを組み合わせて逃がし管を配管に固定するので、逃がし管を配管に固定する固定部分に要求される機能を接着剤と硬化性補修材とに分けて持たせることができ、逃がし管を配管に固定する固定部分の材料の選択を容易にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】この発明の実施の形態１の配管補修方法により補修する配管の断面図である。
【図２】図１の後段の工程を示す断面図である。
【図３】図２の後段の工程を示す断面図である。
【図４】図３の後段の工程を示す断面図である。
【図５】図４の後段の工程を示す断面図である。
【図６】冷凍機油が接着剤及び硬化性補修材の接着性に与える影響を確認した結果を示すグラフである。
【図７】図６の試験で用いた試験体を示す平面図である。
【図８】図５の後段の工程を示す断面図である。
【図９】図８の後段の工程を示す断面図である。
【図１０】図９の後段の工程を示す断面図である。
【図１１】溶剤による硬化性補修材の除去試験の結果を示す表である。
【図１２】配管のＴ字繋ぎ部分に破損孔が空いている例を示す断面図である。
【図１３】配管の異径直管繋ぎ部分に破損孔が空いている例を示す断面図である。
【図１４】配管のＬ字折れ曲がり部分に破損孔が空いている例を示す断面図である。
【図１５】図２の逃がし管にフレア部を形成する前の状態を示す断面図である。
【図１６】図２の逃がし管の一部を切り取った例を示す断面図である。
【図１７】図２の逃がし管の一部を図１６とは異なる形状に切り取った例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、この発明を実施するための形態について、図面を参照して説明する。
実施の形態１．
図１は、この発明を実施するための実施の形態１の配管補修方法により補修する配管の断面図である。実施の形態１の配管１は、０．５ＭＰａ〜４．０ＭＰａの流体を搬送する高圧流体配管である。配管１には、破損孔１ａが空いている。流体は、配管１内を矢印の方向へ流れており、破損孔１ａから漏れている。
【００１１】
実施の形態１の配管補修方法では、まず、配管１の破損孔１ａの周辺の外周面を清浄にする。
【００１２】
次に、図２に示すように、配管１の外部に金属製の逃がし管２を配置する。逃がし管２は、流入口２ａと流出口２ｂとを有している。流入口２ａの径は、流出口２ｂの径よりも大きくても小さくてもよいし、同じであってもよい。また、流入口２ａは、配管１に沿わせやすいようにフレア部２ｃを有してもよい。ここでは、流入口２ａの径が流出口２ｂの径よりも大きく、流入口２ａがフレア部２ｃを有している場合を例示する。
【００１３】
すなわち、逃がし管２は、フレア部２ｃ、大径部２ｄ、繋ぎ部２ｅ、及び小径部２ｆを有している。
【００１４】
フレア部２ｃは、逃がし管２の軸方向の流入口２ａ側の端部に位置している。大径部２ｄは、フレア部２ｃに隣接している。流入口２ａは、フレア部２ｃの大径部２ｄとは反対側の端部に位置している。フレア部２ｃの径は、大径部２ｄ側の端部から流入口２ａへ向けてテーパ状に拡大している。
【００１５】
大径部２ｄの径は、軸方向に沿って一定であり、小径部２ｆの径よりも大きい。繋ぎ部２ｅは、大径部２ｄと小径部２ｆとの間に位置している。繋ぎ部２ｅの径は、小径部２ｆ側の端部から大径部２ｄ側の端部へ向けてテーパ状に拡大している。
【００１６】
小径部２ｆの径は、軸方向に沿って一定であり、大径部２ｄの径よりも小さい。小径部２ｆの軸方向寸法は、大径部２ｄの軸方向寸法よりも大きい。流出口２ｂは、小径部２ｆの繋ぎ部２ｅとは反対側の端部に位置している。
【００１７】
逃がし管２は、流入口２ａが破損孔１ａに対向するように、配管１の外部に配置される。
【００１８】
続いて、図３に示すように、接着剤３により逃がし管２を配管１に固定する。これにより、破損孔１ａから配管１外に漏れている流体の全てを逃がし管２に通す。図３では、フレア部２ｃの内側、フレア部２ｃの外側、及びフレア部２ｃと配管１との間に接着剤３が設けられている。
【００１９】
接着剤３により逃がし管２が配管１に固定されたことを確認した後、図４に示すように、逃がし管２の配管１への固定部の周りを硬化性補修材４で補修する。すなわち、逃がし管２の配管１への固定部の周りに、未硬化の硬化性補修材４を塗布した後、硬化性補修材４を硬化させる。
【００２０】
図４では、接着剤３の全体が硬化性補修材４により覆われている。また、硬化性補修材４は、配管１の外周面の接着剤３が付着している部分の外側にも付着している。また、硬化性補修材４は、逃がし管２のフレア部２ｃから小径部２ｆの一部までを覆っているが、小径部２ｆまでかからなくてもよい。
【００２１】
硬化性補修材４が十分に硬化した後、図５に示すように、逃がし管２を閉じる。例えば、小径部２ｆをピンチオフツール等でかしめることにより、流出口２ｂを封止することができる。以上のような工程により、配管１の補修が完了する。
【００２２】
このような配管補修方法では、接着剤３と硬化性補修材４とを組み合わせて逃がし管２が配管１に固定される。このため、逃がし管２を配管１に固定する固定部分に要求される機能を接着剤３と硬化性補修材４とに分けて持たせることができる。これにより、逃がし管２を配管１に固定する固定部分の材料の選択を容易にすることができる。
【００２３】
例えば、配管１が冷媒配管である場合、流体には、ＨＣＦＣ（ハイドロクロロフルオロカーボン）、ＨＦＣ（ハイドロフルオロカーボン）等の冷媒と、冷凍機油とが含まれている。つまり、破損孔１ａから漏れ出る流体には、冷媒以外に冷凍機油が混在することになる。
【００２４】
また、冷凍機油には、オレフィン系、エステル系、エーテル系等、冷媒種により様々な種類が存在する。
【００２５】
これに対して、実施の形態１では、流体に接する部分に接着剤３が設けられ、接着剤３の外側に硬化性補修材４が設けられている。このため、接着剤３に耐油性を持たせればよく、硬化性補修材４には、耐油性を持たせてもよいが、必ずしも耐油性を持たせなくてもよい。
【００２６】
また、硬化性補修材４が接着剤３を支えることが可能な構造であるため、硬化性補修材４に十分な補修強度を持たせればよく、接着剤３の強度は、硬化性補修材４の強度よりも低くてもよい。
【００２７】
このように、接着剤３と硬化性補修材４との２層構造とすることで、必要な強度と耐油性とを同時に満たす材料を選択する必要がなくなり、より広範な材料が使用可能となり、材料の選択を容易にすることができる。
【００２８】
また、未硬化の硬化性補修材４を補修箇所に塗布する工程では、逃がし管２が接着剤３により配管１に固定されているため、作業が容易である。また、流体は逃がし管２を通過しているため、流体及びその圧力を気にすることなく、未硬化の硬化性補修材４を補修箇所に塗布することができる。
【００２９】
なお、逃がし管２は、配管１と同じ材料により構成することが好適である。これにより、補修時と運転時とで温度差が生じる場合でも、熱膨張差に起因するクラックが補修箇所に発生せず、補修効果が維持される。
【００３０】
また、接着剤３としては、速硬化性接着剤を用いることが好適である。これにより、逃がし管２の位置を調整した後、逃がし管２を配管１にすぐに固定できる。また、流体からの圧力を受けることなく、逃がし管２の配管１への固定部の周りに未硬化の硬化性補修材４を塗布することができる。
【００３１】
速硬化性接着剤としては、例えば、シアノアクリレート系接着剤、チオール硬化系エポキシ接着剤、又は反応性アクリル接着剤が挙げられる。
【００３２】
一方、硬化性補修材４には、逃がし管２を閉じた後、破損孔１ａから漏れ出る流体の圧力に抗する強度が要求される。このような硬化性補修材４の材料としては、例えば、金属粉を含有している配管補修材が好適に用いられる。
【００３３】
図６は、冷凍機油が接着剤及び硬化性補修材の接着性に与える影響を確認した結果を示すグラフである。接着剤としては、速硬化性及び耐油性を有するチオール硬化系エポキシ接着剤である接着剤Ａを用いた。硬化性補修材としては、金属粉を含有している配管補修材である硬化性補修材Ａを用いた。冷凍機油としては、互いに系統の異なる冷凍機油Ａ(オレフィン系)及び冷凍機油Ｂ(エステル系)を用いた。
【００３４】
試験には、図７に示すような試験体１１を用いた。試験体１１は、第１の銅板試験片１２に第２の銅板試験片１３を接着して構成されている。第１及び第２の銅板試験片１２，１３のサイズは、いずれも２５ｍｍ×１００ｍｍとした。また、第１及び第２の銅板試験片１２，１３の厚さは、いずれも２ｍｍとした。
【００３５】
また、第１の銅板試験片１２と第２の銅板試験片１３との重なり寸法Ｌは、１２．５ｍｍとした。また、第１の銅板試験片１２と第２の銅板試験片１３との間の接着層の厚さは、５００ｕｍになるように調整した。
【００３６】
試験体１１を作製する際には、まず、第１及び第２の銅板試験片１２，１３をサンドペーパ及びアセトンで清浄にする。この後、綿棒を用いて、第１の銅板試験片１２の端部に冷凍機油を薄く塗布する。冷凍機油の塗布後すぐに、第１の銅板試験片１２の端部に接着剤又は硬化性補修材を塗布する。この後、第１の銅板試験片１２の端部に第２の銅板試験片１３の端部を重ねる。
【００３７】
試験では、第１及び第２の基準試験体と、第１ないし第４の比較試験体とを用意した。これらの基準試験体及び比較試験体の基本的な構成は、図７の試験体１１と同様である。但し、接着層の構成がそれぞれ異なっている。
【００３８】
すなわち、第１の基準試験体の接着層は、接着剤Ａのみにより構成されている。第２の基準試験体の接着層は、硬化性補修材Ａのみにより構成されている。
【００３９】
第１の比較試験体の接着層は、冷凍機油Ａと接着剤Ａとにより構成されている。第２の比較試験体の接着層は、冷凍機油Ｂと接着剤Ａとにより構成されている。第３の比較試験体の接着層は、冷凍機油Ａと硬化性補修材Ａとにより構成されている。第４の比較試験体の接着層は、冷凍機油Ｂと硬化性補修材Ａとにより構成されている。
【００４０】
また、試験では、第１の銅板試験片１２を固定し、第２の銅板試験片１３を、図７の矢印方向へ１０ｍｍ／ｓｅｃの試験速度で引っ張った。
【００４１】
図６では、左から順に、第１、第２、第３、第４の比較試験体のせん断強度比を示している。第１及び第２の比較試験体のせん断強度比は、第１の基準試験体の最大引っ張り強度を１としたときのせん断強度の比率である。また、第３及び第４の比較試験体のせん断強度比は、第２の基準試験体の最大引っ張り強度を１としたときのせん断強度の比率である。
【００４２】
図６に示すように、硬化性補修材Ａでは、冷凍機油Ａに対して接着性が著しく低下した。このことから、冷凍機油Ａが流体に含まれている場合、硬化性補修材Ａのみにより逃がし管２を配管１に固定した場合では、十分な補修効果が得られないことがわかる。
【００４３】
一方、接着剤Ａは、冷凍機油Ａ、Ｂの両方に対して十分に接着性を維持しており、冷凍機油Ａ、Ｂの影響を受けにくいことがわかる。
【００４４】
つまり、硬化性補修材Ａを硬化性補修材４として使用する場合、接着剤Ａを接着剤３として用いれば、流体に冷凍機油Ａが存在する場合においても、十分な補修効果が得られる。
【００４５】
ここで、図５に示した状態では、破損孔１ａが十分に補修されている。しかし、例えば冷媒配管のように、配管１内が高圧になる場合には、破損孔１ａをろう付け、溶接等により恒久的に補修することを望まれる場合がある。
【００４６】
この場合、図１〜５の補修方法は、応急的補修として扱われる。応急的補修によって、恒久的補修の準備が完了するまでの期間に、冷媒等の流体が大気へ放出されることが抑制される
【００４７】
図５の状態から恒久的補修を実施する場合、まずポンプダウン等により配管１内の冷媒を回収する。その後、接着剤３及び硬化性補修材４を配管１から化学的に除去し、逃がし管２を配管１から取り外す。具体的には、図８に示すように、接着剤３及び硬化性補修材４を密閉カバー５で囲み、密閉カバー５内を溶剤６で満たす。これにより、接着剤３及び硬化性補修材４を溶剤６に浸漬させる。
【００４８】
溶剤６としては、接着剤３及び硬化性補修材４を効果的に除去でき、かつ配管１を腐食及び変質させないものが用いられる。このような溶剤６として、例えば、アセトン等のケトン類、イソプロピルアルコール等のアルコール類、テトラヒドロフラン等のエーテル類、又はこれらの溶剤、あるいはこれら以外の混合溶剤が挙げられる。
【００４９】
図８に示すような溶剤６に浸漬する工程の前に、グラインダ等により、配管１を傷つけないところまで硬化性補修材４及び接着剤３を物理的に除去してもよい。これにより、溶剤６に浸漬する工程にかかる時間を短くすることができる。また、溶剤６への浸漬を複数回繰り返してもよい。また、加温することで除去性を向上させてもよいことは言うまでもない。
【００５０】
接着剤３及び硬化性補修材４を配管１から化学的に除去することで、図９に示すように、逃がし管２を配管１から取り外すことができる。
【００５１】
この後、逃がし管２を取り外した後の配管１の破損孔１ａに恒久的補修を施す。具体的には、図１０に示すように、溶接等により閉塞部７を形成して破損孔１ａを恒久的に塞ぐ。
【００５２】
上記のように、接着剤３としては、例えば、シアノアクリレート系接着剤、チオール硬化系エポキシ接着剤、又は反応性アクリル接着剤が用いられるが、これらは溶剤６により除去可能である。
【００５３】
また、硬化性補修材４としては、金属粉を含有した配管補修材が好適に用いられるが、強度が必要であるため、特にエポキシ系補修材がよく用いられる。エポキシ系補修材は、硬化後、耐薬品性に優れているものが多く、配管１を腐食及び変質させない溶剤６では、除去には至らないことが多い。
【００５４】
これに対して、発明者らは、鋭意研究した結果、配管１を腐食及び変質させることがない溶剤６においても、除去が可能となる硬化性補修材Ａを見出した。
【００５５】
図１１は、溶剤による硬化性補修材の除去試験の結果を示す表である。図１１において、溶剤Ａはケトン系溶剤、溶剤Ｂはエーテル系溶剤、溶剤Ｃは混合系溶剤である。硬化性補修材Ａは、ゴム変性されたエポキシを含有している金属粉含有配管補修材である。硬化性補修材Ｂは、多官能エポキシを含有している金属粉含有配管補修材である。
【００５６】
試験では、３個のビーカに溶剤Ａ、Ｂ、Ｃをそれぞれ満たし、十分に硬化した硬化性補修材Ａ、Ｂから切り出した試験片を、それぞれ溶剤Ａ、Ｂ、Ｃに浸漬した。試験片の大きさは、いずれも１ｃｍ×１ｃｍ×１ｃｍとした。溶剤Ａ、Ｂ、Ｃの温度は、いずれも２５℃とした。浸漬時間は、いずれも３０分とした。
【００５７】
溶剤Ａ、Ｂ、Ｃへの浸漬後、溶剤により膨潤し脆化した部分を除去し、除去後の試験片の厚さを測定し、除去された部分の、浸漬前の厚さに対しての割合を示した。
【００５８】
図１１に示すように、硬化性補修材Ｂはほとんど除去されなかったことに対して、硬化性補修材Ａは、溶剤Ａ、溶剤Ｂ、溶剤Ｃいずれについても膨潤し脆化して、硬化性補修材Ｂより溶剤による除去性が高いことがわかる。
【００５９】
このように硬化性補修材４として、溶剤による除去が可能なものを選択すれば、図８に示したような溶剤６に浸漬する工程を経ることで、接着剤３及び硬化性補修材４を除去することが可能となり、恒久的な補修に備えることができる。
【００６０】
このように、接着剤３及び硬化性補修材４を配管１から化学的に除去して、逃がし管２を配管１から取り外すことにより、恒久的補修を行う前に配管１を傷付けることがなく、恒久的補修を容易に施すことができる。
【００６１】
また、０．５ＭＰａ〜４．０ＭＰａの高圧下で、かつ流体に油が含まれている場合にも、応急的な補修を実施することができ、かつ接着剤３及び硬化性補修材４を容易に除去できる。
【００６２】
また、恒久的補修を行う前に応急的補修を行うことで、恒久的補修を行うまでの期間に、大気に放出される流体を低減することができ、流体による環境への影響を抑制することができる。
【００６３】
なお、閉管の方法は、流体の圧力に抗して閉管できれば、他の方法であってもよい。
【００６４】
また、恒久的補修の方法は、破損孔１ａが設けられている配管１の交換であってもよい。この場合、配管１から逃がし管２を必ずしも取り外さなくてもよい。
【００６５】
また、図１では、配管１の直管部分に破損孔１ａが空いている場合を示したが、この発明の配管補修方法は、配管１の他の部分に空いている破損孔１ａにも適用できる。
【００６６】
例えば、図１２は、配管１のＴ字繋ぎ部分に破損孔１ａが空いている例を示す断面図である。また、図１３は、配管１の異径直管繋ぎ部分に破損孔１ａが空いている例を示す断面図である。また、図１４は、配管１のＬ字折れ曲がり部分に破損孔１ａが空いている例を示す断面図である。本願発明の配管補修方法は、図１２〜１４に示した部分及びその他の部分の破損孔１ａにも適用できる。
【００６７】
このように、直管部分以外の部分に空いている破損孔１ａを補修する場合、逃がし管２を破損孔１ａ付近の配管形状に合わせて加工することが好適である。
【００６８】
逃がし管２は、図２に示したような形状に加工される前に、図１５に示すような形状に作製される。逃がし管２は、加工性の点から、銅管であることが好適である。図１５の逃がし管２は、大径部２ｄを構成する銅管と、小径部２ｆを構成する銅管とを、ろう付け等で繋ぐことにより作製される。このとき、小径部２ｆの肉厚は、ピンチオフ可能な肉厚とする。
【００６９】
図１５の逃がし管２の大径部２ｄに対して、フレアリングツールを用いてフレア形状加工を施すことにより、図２のフレア部２ｃを容易に形成することができる。
【００７０】
この場合、フレア部２ｃの肉厚は、大径部２ｄの肉厚よりも薄くなっている。このため、金属用はさみを用いて、フレア部２ｃを部分的に切り取ることが容易である。これにより、フレア部２ｃを、破損孔１ａ付近の配管形状に合わせて、図１６、図１７又は他の形状に加工することができる。
【００７１】
このようにして加工された逃がし管２を用いれば、図１２〜図１４に示すような部分に空いた破損孔１ａに対しても、漏れ出た流体を流入口２ａから流出口２ｂへ誘導し易くなる。また、図１に示した直管部分に対しても、加工した逃がし管２を用いてもよいのは、言うまでもない。
【符号の説明】
【００７２】
１  配管、１ａ  破損孔、２  逃がし管、２ａ  流入口、２ｂ  流出口、３  接着剤、４  硬化性補修材。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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