(57)【要約】内面が熱可塑性層でライニングされたパイプは、以下の工程：ａ）金属パイプを準備する工程、ｂ）熱可塑性材料からなる管状のインライナーを準備する工程、ｃ）テープを前記インライナーにらせん状に接着する工程であり、前記テープの接触面領域は、前記インライナーの表面にしっかりと接着する成形組成物または接着剤からなり、かつ、前記テープの反対面領域は、前記金属パイプにしっかりと接着する成形組成物または接着剤からなり、前記テープは、一方向強化繊維を含み、ｄ）前記インライナーの断面を、外力にさらすことにより必要に応じて縮小する工程、ｅ）前記インライナーを前記金属パイプに挿入する工程、ｆ）接触圧力と任意の熱によって、前記インライナーと前記金属パイプを互いにしっかりと接着させる工程により製造される。これにより、前記金属パイプと前記インライナーの間の相対的な動きが防止される。また、前記ライナーは、崩壊に対し高い安全性を有する。前記パイプは、ルーティングされたパイプラインを製造するために使用される。【特許請求の範囲】
【請求項１】
以下の工程：
ａ）金属パイプを準備する工程、
ｂ）熱可塑性材料からなる管状のインライナーを準備する工程、
ｃ）テープを前記インライナーにらせん状に接着する工程であり、前記テープの接触面領域は、前記インライナーの表面にしっかりと接着する成形組成物または接着剤からなり、かつ、前記テープの反対面領域は、前記金属パイプにしっかりと接着する成形組成物または接着剤からなり、前記テープは、一方向強化繊維を含み、
ｄ）前記インライナーの断面を、外力にさらすことにより必要に応じて縮小する工程、
ｅ）前記インライナーを前記金属パイプに挿入する工程、
ｆ）接触圧力と任意の熱によって、前記インライナーと前記金属パイプを互いにしっかりと接着させる工程
を有する、内面が熱可塑性層でライニングされた金属パイプの製造方法。
【請求項２】
前記インライナーが、少なくとも５０重量％程度のポリアミド、ポリオレフィン、フルオロポリマー、ポリアリーレンエーテルケトン、またはポリフェニレンスルフィドを含む成形組成物からなることを特徴とする、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記テープが１〜４層で構成されていることを特徴とする、請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
前記テープの少なくとも１層が、少なくとも５０重量％程度のポリオレフィン、ポリアミド、フルオロポリマー、ポリアリーレンエーテルケトン、またはポリフェニレンスルフィドを含む成形組成物からなることを特徴とする、請求項３記載の方法。
【請求項５】
前記インライナーに面する側のテープが、粘着性成形組成物または接着剤から構成される層を含むことを特徴とする、請求項３または４記載の方法。
【請求項６】
前記金属パイプに面する側のテープが、接着性成形組成物または接着剤から構成される層を含むことを特徴とする、請求項３〜５のいずれか１項記載の方法。
【請求項７】
前記接着剤が、感圧接着剤、エポキシ樹脂接着剤、ポリウレタン接着剤、フェノール樹脂接着剤、ポリエステル樹脂接着剤、ポリアミドホットメルト接着剤、シアノアクリレート接着剤、ポリスルフィド接着剤、光硬化接着剤、および嫌気性硬化接着剤からなる群から選択されることを特徴とする、請求項５または６記載の方法。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に従って製造されたパイプ。
【請求項９】
ルーティングされたパイプラインを製造するための、請求項８記載のパイプの使用。
【請求項１０】
鉱業部門において、廃水、ガス、石油、原油、精製製品、水と油の混合物、砂と水と油の混合物、またはスラリーの運搬に役立つことを特徴とする、請求項８記載のパイプを使用して製造されたパイプライン。
【請求項１１】
石油またはガスの生産をうまく強化し、ライニングするのに役立つことを特徴とする、請求項８記載のパイプを使用して製造されたパイプライン。
。
【請求項１２】
油田やガス田のボーリング工事において掘削カラムとして機能することを特徴とする、請求項８記載のパイプを使用して製造されたパイプライン。
【請求項１３】
原油や天然ガスの運搬パイプ、捕集パイプ、または輸送パイプであることを特徴とする、請求項８記載のパイプを使用して製造されたパイプライン。
【請求項１４】
超臨界ＣＯ２用パイプであることを特徴とする、請求項８記載のパイプを使用して製造されたパイプライン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内面が熱可塑性層でライニングされたパイプの製造方法に関する。
また、このようにして製造されたパイプ、ルーティングされたパイプラインを製造するためのそのパイプの使用、およびこのようにして製造されたパイプラインにも関する。該パイプラインは、特に、鉱業部門における廃水、ガス、石油、原油、精製製品、水と油の混合物、砂と水と油の混合物、鉱業分野でのスラリー、または類似の流体を運搬したり、石油やガスの生産をうまく補強、ライニングしたりするのに役立つ金属パイプライン、あるいは油田やガス田でのボーリング工事において掘削カラムとして機能する金属パイプラインである。
【背景技術】
【０００２】
廃水パイプライン、石油／ガスパイプライン、または類似の流体を運搬するパイプラインの寿命は限られている。この原因は、第一に進行性の腐食損傷であり、第二に研磨液の輸送中に発生する持続的な機械ストレスである。関係するパイプラインは、一般に、陸地または海や湖の水中から約１ｍ以上深い場所に存在するので、パイプの交換にはかなりのコストがかかる。金属パイプラインは、油田やガス田の掘削孔の安定化やライニングにもよく使用される。また、これらのパイプライン（当業者には「ケーシング」と呼ばれる）は、非常に腐食性かつ、時には研磨性の状況にも曝される。さらに、金属パイプラインは、陸上でのボーリング工事において掘削カラムとしても頻繁に使用される。これらの掘削孔は、石油源、ガス源、さらには水源への接近手段を提供するのに役立つ。掘削カラムは、陸上での掘削時にドリルヘッドをガイドする。この場合のカラムは、多くの場合、プロセス流体と最初の回収流体を通過させる断面を持つパイプである。繰り返しになるが、これらのパイプラインは、「腐食性が高く、時には研磨性である流体」にさらされる。したがって、腐食や摩耗に強いパイプラインが必要である。
【０００３】
関係するパイプラインは、多くの場合、工場でライナーを設けられたり、例えば、スプールベースと呼ばれるものに装備されたりする。これは、とりわけ、腐食による損傷を防ぐのに役立つ。石油輸送パイプラインは、例えば、海に配置する前に陸上で、スプールベースと呼ばれるものの上に組み立てられ、ライナーが装備される。加えて、掘削孔のケーシング用パイプラインも、例えば、工場でライナーが設けられ、その後、掘削孔に挿入される。
【０００４】
過大寸法のインライナーをパイプやパイプラインに挿入するための適切な方法は、以下の特許出願：
ＥＰ  ０  ５６２  ７０６  Ａ２、
ＥＰ  ０  ６１９  ４５１  Ａ１、
ＷＯ  ９５／２７１６８、
ＷＯ  ９８／０２２９３、
ＷＯ  ０１／１６５２０、
ＷＯ  ２００７／０２３２５３、
ＥＰ  ０  ３７７  ４８６  Ａ２、
ＥＰ  ０  ４５０  ９７５  Ａ２、
ＥＰ  ０  ５１４  １４２  Ａ２、および
ＷＯ  ９６／３７７２５
に記載されている。
【０００５】
パイプインライナーの外径は、ライニングされるパイプの外径よりもやや大きく設計されている。次に、該インライナーを挿入するために、その断面は、延伸、圧縮または折り曲げによって縮小される。インライナーを挿入した後、復元力により、インライナーがパイプの内壁に接触する。この手順は、圧力と熱を加えることによってアシストされ得る。このようにライニングされたパイプは、環状空間を持たない。しかしながら、パイプまたはパイプラインの内面がでこぼこなので、微細な空洞が残っている。この凹凸は、例えば表面粗さだけでなく、溶接によっても引き起こされる可能性がある。
【０００６】
適切な挿入方法は、Ｓｗａｇｅｌｉｎｉｎｇ（商標）などである。この方法では、インライナーパイプが突き合わせて溶接され、修復されるべきキャリアパイプの断面よりもいくぶん長い断面が得られると、インライナー断面は、スエージを通して引き込まれ、一時的にパイプの直径が減少する。したがって、これにより、インライナーを、キャリアパイプ内のより小さな内部パイプスペースに引き込むことができる。すべてのインライナーがパイプラインに引き込まれると、張力が緩和される。熱可塑性材料の回復挙動により、インライナーは、パイプラインの内壁にしっかりと当接するまで、初期の直径に戻ろうとする。その結果、インライナーとパイプラインの間に高い壁摩擦が生じ、インライナーの位置安定化につながり、例えば、パイプラインの膨張を超える流体膨張や熱効果によって引き起こされる縦方向の膨張を防ぐ。加えて、インライナーは、パイプ内面にぴったりとフィットするので、環状空間内の体積は非常に小さくなる。
【０００７】
さらに適切な挿入方法は、Ｒｏｌｌｄｏｗｎ（登録商標）法である。この方法では、インライナーパイプを突き合わせ溶接法によって、最初に現場で（ｉｎ−ｓｉｔｕで）取り付ける。挿入を可能にするために、Ｒｏｌｌｄｏｗｎマシンで、対に配置されたローラーを使用して、インライナーの断面を縮小する。変形率は、通常、毎分１〜３ｍである。挿入後、パイプ末端をシールし、インライナーを水圧で加圧する。その結果、インライナーは、元の直径に再度拡張し、パイプの内壁に密着する。Ｓｗａｇｅｌｉｎｉｎｇと比較すると、インライナーの挿入時に必要な引張力が小さいので、材料応力が低くなり、挿入速度が速くなる。
【０００８】
これらの方法により、インライナーを工場ですでに挿入することもできる。
【０００９】
折り曲げは、例えばＥＰ  ０  ３７７  ４８６  Ａ２に記載されている。
【００１０】
ＷＯ  ２０１１／０４２７３２は、キャリアパイプラインよりも大きいかまたは同じ直径を有するインライナーを挿入するための別の方法を記載している。該文献では、インライナーを短いパイプ部分にどのように挿入し得るかが説明されている。この場合、インライナーは、スエージを通してキャリアパイプに挿入される。
【００１１】
上述の挿入方法は、熱可塑性材料からなるライナーに関し、「地域暖房、淡水、廃水、ガス、石油、原油、または類似の流体を輸送したり、石油とガスの生産をうまく補強、ライニングしたり、あるいは油田およびガス田でのボーリング工事において掘削カラムとして機能したりするパイプ」をライニングするのに適している。
【００１２】
記載されているすべての方法における欠点は、ガスがインライナーを透過し得ることである。したがって、ガスが、インライナーとキャリアパイプラインの間に位置するキャビティおよび／またはマイクロキャビティに流入する。ガス圧は、運搬される流体中のガスの分圧と平衡している。ラインで圧力変動が発生した場合、環状空間にあるガスが膨張する可能性がある。最悪の場合、ガスが一定の体積を占め、ライナーが放射状に折り曲がる可能性がある。この折り曲がりにより、キャリアパイプの断面が閉塞し、最悪の場合、流体が通過できなくなる。この故障は、当業者に崩壊として知られ、インライナーの主なタイプの故障である。この現象は、特に比較的急激な圧力変化が発生し得る条件下で、原油や天然ガスを輸送または運搬する場合、または超臨界ＣＯ２を輸送する場合に特に重大である。石油およびガス産業において、このような圧力変化は、「急速ガス減圧」（ＲＧＤ）という用語で知られる現象である。
【００１３】
したがって、そのような圧力変化を扱う方法は、例えば、三次鉱油抽出において必要とされる。三次油抽出法では、残留油用の溶媒として超臨界ＣＯ２を使用する。該溶媒では、残留油の粘度が低下し、含油層からの抽出が容易になる。ＣＯ２の場合、臨界温度は３１℃で、臨界圧力は７３．８バールである。実際には、超臨界ＣＯ２の溶解能は圧力とともに増加するので、非常に高い圧力が使用される。典型的な圧力は、７５〜２２０バールであり、温度は最大１５０℃である。
【００１４】
超臨界ＣＯ２を輸送するパイプには、多くの場合、金属構造を腐食から保護するために、ポリマー製インライナーが装備されている。輸送パイプでは、ライナーは、通常、ポリエチレンからなる。しかし、例えば、ポリアミドまたはＰＶＤＦからなってもよい。
【００１５】
原油パイプラインおよびガスパイプラインの運転中に、例えば、メンテナンス作業のためにラインが減圧され、急激な圧力低下が発生した場合、急激な圧力変化が発生する可能性もある。緊急停止した場合、そのような運搬、捕集または輸送パイプラインにおいて、急速な圧力低下が発生する可能性もある。
【００１６】
金属パイプからのインライナーの脱離、およびその結果としてのインライナーの崩壊を防止するために、インライナーを金属パイプに接着する方法が知られている。したがって、例えば、ＪＰ０６３２２３４６Ａは、ホットメルト接着剤を用いてスチール管に接着可能なインライナーを記載している。別のアプローチは、ＥＰ  ２  ７８３  ８３５  Ａ１に開示されている。該文献では、インライナーを金属パイプに挿入し、パイプを外部から加熱して溶融させることで金属に組み付けている。
【００１７】
ＥＰ  ２  ７８３  ８３５  Ａ１は、インライナーが２つ、３つ、またはそれ以上の層を含んでもよいと記載している。このため、キャリアパイプへの強固な接着を成すために、インライナーの外層を接着変性させてもよい。例えば、ポリオレフィンからなるインライナーのキャリアパイプへの接着は、インライナーが内側ポリオレフィン層を有し、後続の外側層が官能化ポリオレフィンからなるように最適化されてよい。加えて、ポリアミド成形組成物からなるインライナーの接着は、官能化ポリオレフィンからなるそのような外側層によって最適化されてよい。この文献では、異なる例示的な層順序が続いて言及されている。この種の多層プラスチックパイプは、自動車用燃料パイプの分野で長年知られている。しかしながら、この目的で利用可能な押出システムは、直径が小さいパイプ（すなわち、直径が５０ｍｍよりはるかに小さく、一般に直径が６〜１２ｍｍのパイプ）用に設計されている。しかし、石油およびガス部門の用途では、はるかに大きな直径が必要である。用途に応じて、通常の内径は、１〜１０インチ（２５．４〜２５４ｍｍ）である。しかし、これらの直径を製造できるシステムは、通常、単層パイプの製造にしか使用できない。大口径用の既存の多層システムの改良や多層大型パイプ用の既存の単層パイプシステムの改良は、多くの時間とコストを要し、スペース不足のために、ほとんどの場合不可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１８】
【特許文献１】ＥＰ  ０  ５６２  ７０６  Ａ２
【特許文献２】ＥＰ  ０  ６１９  ４５１  Ａ１
【特許文献３】ＷＯ  ９５／２７１６８
【特許文献４】ＷＯ  ９８／０２２９３
【特許文献５】ＷＯ  ０１／１６５２０
【特許文献６】ＷＯ  ２００７／０２３２５３
【特許文献７】ＥＰ  ０  ３７７  ４８６  Ａ２
【特許文献８】ＥＰ  ０  ４５０  ９７５  Ａ
【特許文献９】ＥＰ  ０  ５１４  １４２  Ａ２
【特許文献１０】ＷＯ  ９６／３７７２５
【特許文献１１】ＷＯ  ２０１１／０４２７３２
【特許文献１２】ＪＰ０６３２２３４６Ａ
【特許文献１３】ＥＰ  ２  ７８３  ８３５  Ａ１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
本発明の目的は、概説された欠点を回避し、かつ一方では通常使用されるライナー技術の優れた特性を有し、他方では上記の難点が生じないようにキャビティおよびマイクロキャビティを排除するプロセスを提供することである。
【００２０】
この目的は、以下の工程：
ａ）金属パイプを準備する工程（これは、以下ではキャリアパイプとも呼ばれる）、
ｂ）熱可塑性材料からなる管状のインライナーを準備する工程、
ｃ）テープを前記管状インライナーにらせん状に接着する工程であり、前記テープの接触面領域は、前記インライナーの表面にしっかりと接着する成形組成物または接着剤からなり、かつ、前記テープの反対面領域は、前記金属パイプにしっかりと接着する成形組成物または接着剤からなり、前記テープは、一方向強化繊維を含み、
ｄ）前記インライナーの断面を、外力にさらすことにより必要に応じて縮小する工程、
ｅ）前記インライナーを前記金属パイプに挿入する工程、
ｆ）接触圧力と任意の熱によって、前記インライナーと前記金属パイプを互いにしっかりと接着させる工程
を有する、内面が熱可塑性層でライニングされた金属パイプの製造方法によって、達成される。
【００２１】
また、本発明は、請求項８記載のパイプ、ルーティングされたパイプラインを製造するための前記パイプの使用、および請求項１０〜１４記載のパイプラインにも関する。
【００２２】
これに関して、２つの実施形態が一般的に可能である。
【００２３】
第１の実施形態では、インライナーの外径は、パイプの内径よりもわずかに大きい。２つの直径の差は、少なくとも非常に小さい値である。典型的には、インライナーの外径は、パイプの内径より最大２５％、好ましくは最大２０％大きい。工程ｄ）では、インライナーの断面は、一般に３〜３０％、好ましくは５〜２５％減少する。これは、例えば、先行技術に従って、延伸、圧縮または折り曲げによって達成され得る。
【００２４】
第２の実施形態では、インライナーの外径は、パイプの内径と同じか、またはわずかに小さく、例えば最大で３％小さいので、インライナーを小さな力でパイプに挿入することができる（「ぴったりフィットするデザイン」）。必要に応じて、インライナーを挿入する前に、外力を加えることで断面を縮小してもよい；ただし、これは、第１の実施形態の場合よりも著しく小さくなり得る。それぞれのパイプの形状は、熱にさらされている際、ポリマー製インライナーの半径方向の熱膨張が、パイプの半径方向の熱膨張よりも大きくなるように選択され、したがって、インライナーは密接に接触し、必要な接触圧力が生じる。後者は、例えば圧縮空気によって内圧を加えることにより強化することができる。このようにして、工程ｆ）時に、幾何学的固定を行うことができる。しかし、ポリマー製インライナーはまた、押出し工程の直後に、メモリー効果を備えることもでき、その結果、熱への曝露およびその後の冷却後に、外径が拡大する。この目的のために、ポリマー製インライナーは、後続の工程で、ダイスに通して引き抜かれ、冷間成形される（長手方向に伸ばされ、直径が縮小される）。この変形工程は、Ｔｇ未満の温度で行われるため、Ｔｇよりも高い温度でインライナーを熱すると、伸張が元に戻る。この方法は、このように前処理されたこれらのポリマー製ライナーの良好な貯蔵安定性を確保するので、例えばポリアリーレンエーテルケトンなどの、Ｔｇが高いポリマー製材料に特に適している。
【００２５】
「パイプ」とは、狭義の意味で可搬セクションを意味すると理解される。そのようなパイプがいくつか組み立てられてパイプラインが作製される。この方法は、１ｍ〜５０ｍのパイプ長に特に適しており、これらは、例えばねじ、フランジ、圧縮スリーブ、溶接などによって取り付け時に接着され、より長いパイプラインを提供する。
【００２６】
パイプは、金属、例えば、鋼、ステンレス鋼、銅、アルミニウム、鋳鉄、亜鉛メッキ鋼、カドミウムめっき鋼、アルミニウム被覆金属、金属合金で被覆された鋼（例えばＧＡＬＦＡＮ）、または他の金属で構成されていることが好ましい。パイプの内面は、鋼、亜鉛、またはアルミニウム、鉄もしくは亜鉛を主成分とする合金で構成されることが特に好ましい。
【００２７】
インライナーに適した材料は、例えば、ポリアミド、ポリオレフィン、フルオロポリマー、ポリアリーレンエーテルケトンまたはポリフェニレンスルフィドをベースとする熱可塑性成形組成物である。表現「をベースとする」は、成形組成物が、少なくとも５０重量％程度、好ましくは少なくとも６０重量％程度、特に好ましくは少なくとも７０重量％程度、より好ましくは少なくとも８０重量％程度、特に好ましくは少なくとも８５重量％または少なくとも９０重量％程度の関連するポリマーから構成されることを示す。
【００２８】
本発明に従って使用することができるポリアミドは、ジアミンとジカルボン酸の組み合わせから、α−アミノカルボン酸から、または対応するラクタムから生成することができる。原則として、任意のポリアミド（例えば、ＰＡ４６、ＰＡ６、ＰＡ６６）、またはこれをベースとする、テレフタル酸および／またはイソフタル酸由来の単位を有するコポリアミドを使用することができる。好ましい一実施形態では、モノマー単位は、平均して少なくとも８個、少なくとも９個、または少なくとも１０個の炭素原子を有する。ラクタムの混合物の場合、ここで考慮されるのは算術平均である。ジアミンとジカルボン酸の組み合わせの場合、この好ましい実施形態におけるジアミンとジカルボン酸の炭素原子数の算術平均は、少なくとも８個、少なくとも９個、または少なくとも１０個でなければならない。適切なポリアミドの例は、ＰＡ６１０（ヘキサメチレンジアミン［６炭素原子］とセバシン酸［１０炭素原子］から生成される。したがって、モノマー単位中の平均炭素原子数は８個である。）、ＰＡ８８（オクタメチレンジアミンと１，８−オクタン二酸から生成される。）、ＰＡ８（カプリロラクタムから生成可能）、ＰＡ６１２、ＰＡ８１０、ＰＡ１０８、ＰＡ９、ＰＡ６１３、ＰＡ６１４、ＰＡ８１２、ＰＡ１２８、ＰＡ１０１０、ＰＡ１０、ＰＡ８１４、ＰＡ１４８、ＰＡ１０１２、ＰＡ１１、ＰＡ１０１４、ＰＡ１２１２、およびＰＡ１２である。さらに、半芳香族ポリアミド、例えばＰＡ６６／６Ｔ、ＰＡ６／６Ｔ、ＰＡ６Ｔ／ＭＰＭＤＴ（ＭＰＭＤは、２−メチルペンタメチレンジアミンを意味する。）、ＰＡ９Ｔ、ＰＡ１０Ｔ、ＰＡ１１Ｔ、ＰＡ１２Ｔ、ＰＡ１４Ｔ、およびこれらの後者のタイプと脂肪族ジアミンおよび脂肪族ジカルボン酸との共重縮合物またはこれらの後者のタイプとωアミノカルボン酸もしくはラクタムとの共重縮合物は、良好な適合性を有する。ポリアミドの製造は先行技術である。これらの物質をベースとするコポリアミドを使用することも可能であり、カプロラクタムなどのモノマーを任意に共使用することも可能であることは理解されるであろう。
【００２９】
また、ポリアミドは、ポリエーテルエステルアミドまたはポリエーテルアミドであってもよい。ポリエーテルアミドは、例えばＤＥ−ＯＳ  ３０  ０６  ９６１から原理的に知られている。それらは、コモノマーとしてポリエーテルジアミンを含む。適切なポリエーテルジアミンは、対応するポリエーテルジオールを、還元的アミノ化またはアクリロニトリルへのカップリングと後続の水素化によって転化することによって得られる（例えば、ＥＰ−Ａ−０  ４３４  ２４４、ＥＰ−Ａ−０  ２９６  ８５２）。前記ポリエーテルジアミンは、一般に数平均モル質量が２３０〜４，０００であり、一般にポリエーテルアミド中に好ましくは５〜５０重量％の割合で存在する。
【００３０】
プロピレングリコール由来の市販のポリエーテルジアミンは、ＥＬＡＳＴＡＭＩＮ（登録商標）シリーズとしてＨｕｎｔｓｍａｎ社から市販されている。また、原理的に非常に適しているのは、１，４−ブタンジオールまたは１，３−ブタンジオール由来のポリエーテルジアミン、または例えばジオール由来の単位がランダムにまたはブロックごとに分布した混合構造のポリエーテルジアミンである。
【００３１】
同様に、十分に相溶性であれば、異なるポリアミドの混合物を使用することも可能である。混合可能なポリアミドの組み合わせは、当業者に既知であるか、あるいは所定の実験により決定することができる。
【００３２】
可能性のある一実施形態では、３０〜９９重量％、特に好ましくは４０〜９８重量％、特に好ましくは５０〜９６重量％の狭義のポリアミドと、１〜７０重量％、特に好ましくは２〜６０重量％、特に好ましくは４〜５０重量％のポリエーテルエステルアミドおよび／またはポリエーテルアミドと、の混合物を使用する。ポリエーテルアミドが好ましい。
【００３３】
ポリオレフィンは、例えば、ポリエチレン（ＰＥ）またはポリプロピレン（ＰＰ）である。原則として、市販のタイプを使用することができる。したがって、例として、高密度、中密度または低密度の直鎖ポリエチレン、ＬＤＰＥ、エチレン−アクリレートコポリマー、エチレン−酢酸ビニルコポリマー、アイソタクチック／アタクチックホモポリプロピレン、プロペンとエテンおよび／または１−ブテンとのランダムコポリマー、エチレン−プロピレンブロックコポリマーなどを使用できる。ポリオレフィンは、任意の既知のプロセス、例えば、チーグラー・ナッタプロセス、フィリップスプロセス、メタロセンの使用、またはフリーラジカルルートによって製造可能である。
【００３４】
フルオロポリマーは、例えば、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、エチレン−テトラフルオロエチレンコポリマー（ＥＴＦＥ）、三級成分（例えば、プロペン、ヘキサフルオロプロペン、フッ化ビニルまたはフッ化ビニリデン（ＥＦＥＰなど）を用いて変性されたＥＴＦＥ、エチレン−クロロトリフルオロエチレンコポリマー（Ｅ−ＣＴＦＥ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロペン−フッ化ビニリデンコポリマー（ＴＨＶ）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロペンコポリマー（ＦＥＰ）、またはテトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテルコポリマー（ＰＦＡ）であってもよい。最大４０重量％の他のモノマー（例えば、トリフルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレン、エチレン、プロペン、およびヘキサフルオロプロペン）を含むフッ化ビニリデンをベースとするコポリマーも有用である。
【００３５】
ポリアリーレンエーテルケトンは、式
（−Ａｒ−Ｘ−）および（−Ａｒ’−Ｙ−）
（式中、ＡｒおよびＡｒ’は、二価の芳香族基、好ましくは１，４−フェニレン、４，４’−ビフェニレン、または１，４−、１，５−もしくは２，６−ナフチレンである。Ｘは、電子吸引基、好ましくはカルボニルまたはスルホニルであり、Ｙは、Ｏ、Ｓ、ＣＨ２、イソプロピリデンなどの別の基である。基Ｘの少なくとも５０％、好ましくは少なくとも７０％、特に好ましくは少なくとも８０％は、カルボニル基であり、一方、基Ｙの少なくとも５０％、好ましくは少なくとも７０％、特に好ましくは少なくとも８０％は、酸素で構成されている。）
の単位を有する。
【００３６】
好ましい実施形態では、Ｘ基の１００％がカルボニル基からなり、基Ｙの１００％が酸素からなる。この実施形態では、ポリアリーレンエーテルケトンは、例として、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ；式Ｉ）、ポリエーテルケトン（ＰＥＫ；式ＩＩ）、ポリエーテルケトンケトン（ＰＥＫＫ；式ＩＩＩ）、またはポリエーテルエーテルケトンケトン（ＰＥＥＫＫ；式ＩＶ）であってもよい。ただし、カルボニル基と酸素基の他の配置も当然可能である。
【化１】
2021500510.tif 000002
【００３７】
ポリアリーレンエーテルケトンは半結晶性であり、これは、ＤＳＣ分析の例として、結晶融点Ｔｍの存在によって明らかである。ほとんどの場合、結晶融点は約３００℃以上である。
【００３８】
ポリフェニレンスルフィドは、式（−Ｃ６Ｈ４−Ｓ−）の単位を有する。
それは、少なくとも５０重量％、少なくとも７０重量％、または少なくとも９０重量％の前記単位から構成されることが好ましい。残りの単位は、ポリアリーレンエーテルケトンの場合に上記で述べたもの、または合成時にトリクロロベンゼンまたはテトラクロロベンゼンを例として併用することから生じる三官能性もしくは四官能性分岐剤単位であってよい。ポリフェニレンスルフィドは、多種多様なタイプまたは成形組成物で市販されている。
【００３９】
成形組成物は、従来の助剤および添加剤、そして必要に応じてさらなるポリマーを含んでいてもよい。ポリアリーレンエーテルケトンの場合、例えば、ＰＦＡ、ポリイミド、ポリエーテルイミド、液晶ポリエステルなどのＬＣＰ、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリフェニルスルホン、ポリベンズイミダゾール（ＰＢＩ）などのフルオロポリマー、または高温耐性を有する他のポリマーであり、ポリフェニレンスルフィドの場合、例えば、コポリマー、およびエチレンと極性コモノマーとのターポリマーであり、ポリアミドの場合、耐衝撃性改良剤である。さらに、通常の添加剤が存在してもよく、例えば、可塑剤、顔料、繊維強化材料、加工助剤および安定剤である。成形組成物中のポリアリーレンエーテルケトン、ポリフェニレンスルフィド、ポリアミド、ポリオレフィンまたはフルオロポリマーの割合は、少なくとも５０重量％、好ましくは少なくとも６０重量％、特に好ましくは少なくとも７０重量％、特に好ましくは少なくとも８０重量％、特に好ましくは少なくとも９０重量％である。成形組成物は、分離相を形成する第２のポリマー成分を含まないことが好ましい。
【００４０】
キャリアパイプの内径は、一般に最大２，０００ｍｍ、好ましくは最大１，０００ｍｍ、特に好ましくは最大５００ｍｍであり、内径の下限は２０ｍｍ、好ましくは３０ｍｍ、特に好ましくは４０ｍｍである。インライナーの壁厚は、１〜１００ｍｍの範囲、好ましくは１．５〜８０ｍｍの範囲、より好ましくは２〜７０ｍｍの範囲である。
【００４１】
インライナーは、好ましくは、熱可塑性成形組成物の押し出しにより作製され、連続パイプが得られる。次いで、これらは適切なセクションにカットされる。
【００４２】
テープに適した材料は、好ましくは半結晶性ポリマー、例えば、オレフィン系ポリマー、ポリアミド、フルオロポリマー、ポリアリーレンエーテルケトンまたはポリフェニレンスルフィドをベースとする成形組成物である。これに関連して、テープは、単層または複数層（例えば２、３または４層）を有していてもよい。この文脈において、テープは、インライナーに面する側および／または金属パイプに面する側に、接着性成形組成物または接着剤から構成される層を有してもよい。キャリアパイプに接着するために準備されたテープ層と、必要に応じてインライナーに接着するために準備された層は、感圧接着剤または架橋接着剤など構成されてよい。本発明の方法に関連する接着剤は、例えば、エポキシ樹脂接着剤、ポリウレタン接着剤、フェノール樹脂接着剤、ポリエステル樹脂接着剤（特に、イソシアネート末端基などの反応性末端基を有するもの）、ポリアミドホットメルト接着剤、シアノアクリレート接着剤、ポリスルフィド接着剤、光硬化接着剤および嫌気性硬化接着剤である。後者は、空気と金属の触媒作用を排除して硬化するので、外側テープ表面とキャリアパイプ間の接着に特に適している。取り扱いを容易にするために、接着剤層を、取り外し可能な保護フィルムで覆ってもよい。
【００４３】
テープのいくつかの例示的な実施形態を以下に説明する。
ポリアミド成形組成物からなるインライナーの場合、テープは単層であってよい。例えば、それは、無水マレイン酸官能化ポリエチレンまたはポリプロピレンをベースとする成形組成物、ポリエーテルアミドの成形組成物、またはポリアミドの成形組成物のみからなり、これは、ＥＰ２７８３８３５Ａ１の段落［００３３］に記載されているような接着変性添加剤を含む。
【００４４】
テープが２つの層を持つ場合もある。例えば、それは、ポリアミドまたは官能化ポリオレフィンをベースとする成形組成物の層から構成されていてもよく、それは、ポリアミドインライナーへの接着のために提供される側面に、エポキシ樹脂接着剤から構成される層を有する。
【００４５】
さらに、テープは、３つの層を持つこともできる。例えば、それは、ポリアミドまたは官能化ポリオレフィンをベースとする成形組成物の層から構成されていてもよく、それは、両側にエポキシ樹脂接着剤の層、または代替として、ポリアミドインライナーへの接着のために準備された側面にエポキシ樹脂接着剤の層、そしてさらに、金属パイプへの接着のために準備された側面に嫌気性硬化接着剤の層を有する。
【００４６】
ポリエチレンまたはポリプロピレン成形組成物からなるインライナーの場合、テープは単層であってよい。それは、例えば、無水マレイン酸官能化ポリエチレンまたはポリプロピレンをベースとする成形組成物からなる。
【００４７】
テープが２つの層を持つ場合もある。例えば、それは、官能化ポリエチレンまたはポリプロピレンをベースとする成形組成物の層から構成されていてもよく、それは、金属パイプに接着するために準備された側面に、エポキシ樹脂接着剤または嫌気性硬化接着剤から構成される層を有する。
【００４８】
さらに、テープは、３つの層を持つこともできる。例えば、それは、官能化されたポリエチレンまたはポリプロピレンをベースとする成形組成物の層で構成されていてもよく、それは、ポリオレフィンインライナーへの接着のために準備された側面に、非官能化ポリエチレンまたはポリプロピレンの層、そして金属パイプへの接着のために準備された側面に、エポキシ樹脂接着剤または嫌気性硬化接着剤の層を有する。
【００４９】
テープの幅は、パイプの直径による。典型的な幅は、約２０ｍｍ〜約７００ｍｍの範囲、好ましくは約３０ｍｍ〜約５００ｍｍの範囲である。テープの厚さは限られているので、容易にコイル状に巻きつけるためには、一方では機械的に十分に安定であり、他方では十分に柔軟でなければならない。したがって、実際には、テープは、通常、０．０５ｍｍ〜３ｍｍの範囲、好ましくは０．１ｍｍ〜２ｍｍの範囲の厚さを有する。
【００５０】
テープの断面は長方形であってよい。また、側面に凹部があってもよく、これにより、重なり合う領域が相互にかみ合い、巻きつけられたテープに実質的に滑らかな表面を与える。
【００５１】
テープは、張力下でインライナーにらせん状に巻かれ、接触圧力による摩擦によりベースに取り付けられる。この文脈において、インライナーの外面を実質的にシームレスに、好ましくは実質的に完全にシームレスに覆うために、テープは、端から端まで巻きつけられることに留意されたい。可能なら、重複や間隙は避けるものとする。テープ層を折り目なしで巻きつけることが可能である限り、巻きつけ角度は、原則的に何の役割も果たさない。巻きつけは、巻きつけ張力またはプレス装置によって発生する接触圧力下で行われる。
【００５２】
テープの引張強度を高めるために、１つまたは複数のテープ層が一方向強化繊維を含む。テープは、テープの体積に対し、好ましくは３〜２０体積％、好ましくは５〜１９体積％、特に好ましくは１０〜１８体積％の強化繊維を含む。その特定の実施形態は、３層以上から構成されるテープであり、（３層テープの場合は）中間層または（３層以上から構成されるテープの場合は）少なくとも１つの中間層が一方向強化繊維を含む。この場合、繊維含有量は、繊維強化テープ層の体積に対し、好ましくは３〜４０体積％、より好ましくは１０〜３８体積％、特に好ましくは２０〜３６体積％の範囲である。一方向強化繊維は、一般に、テープの軸方向を向いている。１つまたは複数のテープ層の繊維は、好ましくは連続繊維である。
原則的に、十分な長さを有するすべての繊維が適しており、その軟化温度および熱抵抗は、マトリックス成形組成物の加工温度を超える。無機繊維、ポリマー繊維および天然繊維、そしてそれらを互いに組み合わせたものも使用可能である。適切な繊維の例は、金属繊維、ガラス繊維、好ましくはＳ１ガラス、Ｓ２ガラスからなるガラス繊維、炭素繊維、金属化炭素繊維、ホウ素繊維、セラミック繊維（例えば、Ａｌ２Ｏ３またはＳｉＯ２からなるもの）、玄武岩繊維、炭化ケイ素繊維、チタン酸カリウム繊維、アラミド繊維、液晶ポリエステルからなる繊維、ポリアクリロニトリル繊維、そしてポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリフェニレンスルフィド、ポリ−ｐ−フェニレンベンゾビスオキサゾール（ＰＢＯ）、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトンなどのポリマーからなる繊維である。
繊維の断面は、例えば、円形、長方形、卵形、楕円形または繭形であってよい。円形形状から逸脱した断面の繊維（例えば、平らなガラス繊維）を使用すると、完成品の繊維の充填レベルが高くなり、強度を高めることができる。
市販の繊維は、通常、ポリマーマトリックスに接着するための官能基を備える領域をその表面に有する。本発明の目的のためにその領域が有用である場合があるが、原則的には必要ではない。該領域を有する繊維を使用することが好ましく、該領域はポリマーマトリックスに反応性であることがより好ましい。
【００５３】
インライナーとテープ間の接着は、圧力のみで、必要に応じて架橋反応と圧力を組み合わせて、または熱溶接によって成すことができる。インライナーとテープを溶着する場合、両接触面が溶融していることが好ましい。一実施形態では、２つの接触面は、例えば赤外線放射、熱風、高温ガス、レーザー放射、マイクロ波放射によって、あるいは、直接、接触加熱によって最初に溶融される。次いで、溶融された接触面は、例えば、巻きつけ張力によって、または、ローラーまたはジョー等の接触体によって、互いに押し付けられる。その後、溶融領域が固化するまで接触圧力を維持しなければならない。さらなる可能な実施形態では、テープを巻きつけた後、加熱可能な接触体によって、間接的または直接的に外部から溶融する。その後、溶融領域が固化するまで接触圧力を維持する。この方法は、例えばＷＯ２０１２／１１８３７９に記載されているように、巻きつけステーションと後続の下流の統合ステーションとによって行われ得る。
【００５４】
インライナーは、例えば上で概説したような従来技術に従って、既知の方法でキャリアパイプに挿入される。
【００５５】
インライナーとキャリアパイプ間の接着は、圧力のみにより、必要に応じて架橋反応と圧力を組み合わせて、または熱溶接により成すこともできる。圧力は、回復力、インライナーの熱膨張、または水や空気圧によって外部から加えられた内部圧力によって生じてよい。熱溶接の場合、パイプは外部または内部から加熱され、その場合、工業的に適切なプロセスを使用してよい。例えば、キャリアパイプまたはインライナーを、熱風、熱蒸気、電磁誘導またはＩＲ放射によって加熱する。この場合、使用温度は、貼り付けたテープの外面材料の溶融温度よりも、少なくとも１０Ｋ、特に好ましくは少なくとも２０Ｋ、より好ましくは少なくとも３０Ｋ、特に好ましくは少なくとも４０Ｋ高くなければならない。溶融温度とは、２回目の加熱時にＩＳＯ  １１３５７に従って測定された成形組成物の結晶融点Ｔｍ、または非結晶性材料の軟化点を意味する。該温度を、少なくとも１０秒間、好ましくは少なくとも２０秒間、特に好ましくは少なくとも３０秒間、特に好ましくは少なくとも４０秒間維持することが一般的に推奨される。
【００５６】
パイプが、貼り付けたテープの外面材料の軟化または溶融範囲を超える温度に加熱されると、テープの外面が溶融し、回復力、インライナーの熱膨張または外部から加えられた内部圧力により生じた接触圧力が、溶融物を、テープとパイプの間のマイクロキャビティに押し込む。これにより、環状空間が排除される。透過ガスはもはや蓄積することができず、その結果、運搬される流体の圧力変動でインライナーの崩壊が起こることはない。
【００５７】
次に、温度を下げる。この場合、パイプを、例えば自然な方法で、好ましくはエアロックによって、特に好ましくは水冷によって、冷却してよい。貼り付けたテープの外面がもう一度固化するように、十分に冷却する必要がある。通常は、周囲温度まで冷却する。
【００５８】
冷却後、貼り付けたテープ材料とパイプ材料の間にグリップが残り、接着力も残る。したがって、さらなる利点として、インライナーとキャリアパイプ間の相対的な動きも防止される。
【００５９】
本発明によれば、高い機械的強度、良好な摩耗特性、良好な引っかき抵抗性、および挿入されたインライナーの最適な厚さにより、良好な腐食保護と良好な摩耗保護の両方を同時に確保することができる。ポリマー性インライナーの非常に滑らかな内面は、非常に低い流動抵抗も確保する。これにより、搬送プロセスに必要なエネルギー（特にポンプの動力）が少なくなる。同時に、ワックス、塩またはバイオフィルムなどの内壁への付着物や汚染物質を確実に減少させる。同時に、圧力変動時にインライナーが崩壊するリスクが、本発明による方法によって除かれる。このため、本発明によるパイプによって製造されたパイプラインは、特に比較的急速な圧力変化が起こりやすい条件下での、原油もしくは天然ガスの運搬もしくは輸送、または超臨界ＣＯ２の輸送に特に有利に使用できる。
【国際調査報告】
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