(57)【要約】【課題】  電気融着接合部の強度が発現するまでの待機時間を短縮する。【解決手段】電気融着継手Ｊにおける継手本体の管受け口に合成樹脂製管Ｐの端縁部を嵌挿した後、継手本体の管受け口の内周面に埋設された電熱線に電力を供給して継手本体の内周面を加熱して溶融させ、継手本体と合成樹脂製管Ｐとを融着する。次いで、氷水などの冷媒が満たされた冷却槽２に継手本体と合成樹脂製管Ｐとの電気融着接合部を浸漬して冷却する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気融着継手における熱可塑性樹脂製の継手本体の管受け口に合成樹脂製管の端縁部を嵌挿した後、継手本体の管受け口の内周面に埋設された電熱線に電力を供給して継手本体の内周面を加熱して溶融させ、継手本体と合成樹脂製管とを融着し、次いで、冷媒が満たされた冷却槽に継手本体と合成樹脂製管との電気融着接合部を浸漬して冷却することを特徴とする電気融着接合部の冷却方法。
【請求項２】
前記冷媒が氷水、水または窒素ガスであることを特徴とする請求項１記載の電気融着接合部の冷却方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電気融着継手と合成樹脂製管、例えば、ポリエチレン製管との電気融着接合部の冷却方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、海洋深層水は、通常、３００ｍよりも深い深海域から地上にかけて数ｋｍから数十ｋｍの取水管を海底に敷設することにより、取水されている。
【０００３】
このような長尺な取水管を海底に敷設するため、合成樹脂製管を複数本接続して単位長管を形成した後、単位長管に所定間隔をおいてコンクリート製のバラストを取り付けるとともに、複数の台船に単位長管のバラスト取り付け部分を積載して単位長管を水上輸送した後、単位長管を海底に敷設し、先に敷設した単位長管の先端に次の単位長管を接続して順次海底に敷設することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
ここで、合成樹脂製管、例えば、ポリエチレン製管を複数本接続して単位長管を形成する場合、電気融着継手が採用されている。具体的には、電気融着継手は、熱可塑性合成樹脂からなる円筒形状の継手本体の管受け口の内周面に電熱線を螺旋状に埋設して構成され、継手本体の管受け口にポリエチレン製管の端縁部を嵌挿した後、電熱線へ電力を供給して電熱線を加熱することにより、電熱線の周囲を溶融し、ポリエチレン製管を連結するものである（例えば、特許文献２参照）。そして、ポリエチレン製管が電気融着接合されると、空気中で放置冷却される。
【０００５】
具体的には、電気融着継手とポリエチレン製管との電気融着接合部は、いったん２００℃以上となるまで加熱され、その後、放置冷却される。そして、相転移点である１２０℃以下に冷却された時点で、入力運搬程度の外力に充分耐えられる強度まで復元したと見做して、電気融着継手に対してポリエチレン製管が移動しないように固定している固定クランプを外した後、さらに放置し、全体として加熱開始から約１時間冷却するようにしている。
【特許文献１】特開２００３−３０１４８４号公報
【特許文献２】特開２００１−３５５７８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、前述したように、接続されたポリエチレン製管を取水管として海底に敷設する場合など、ポリエチレン製管に引っ張り力が作用する場合、電気融着接合部が充分に冷却されて一体化し、一定の強度が発現するまでに大きな待機時間を必要とし、作業効率が低いという問題があった。
【０００７】
例えば、ポリエチレン樹脂の引張降伏強度は、１２０℃で２．６ＭＰａであり、冷却直後の電気融着接合部にこれを上回る応力が作用すると、破断する。安全率を２と見込む場合、１．３ＭＰａ以上の応力が作用する施工条件においては、冷却のための待機時間をより長くとる必要がある。
【０００８】
因みに、外径１６４．５ｍｍ（内径１３４．５ｍｍ）のポリエチレン製管の場合、１ｔｆの引っ張り荷重が作用すると、ポリエチレン製管には、１．３ＭＰａの応力が発生することから、取水管として海底に敷設する場合は、前述した施工条件に該当し、冷却のための待機時間をより長くとる必要がある。
【０００９】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、電気融着接合部の強度が発現するまでの待機時間を短縮することのできる電気融着接合部の冷却方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、電気融着継手における熱可塑性樹脂製の継手本体の管受け口に合成樹脂製管の端縁部を嵌挿した後、継手本体の管受け口の内周面に埋設された電熱線に電力を供給して継手本体の内周面を加熱して溶融させ、継手本体と合成樹脂製管とを融着し、次いで、冷媒が満たされた冷却槽に継手本体と合成樹脂製管との電気融着接合部を浸漬して冷却することを特徴とするものである。
【００１１】
本発明によれば、電気融着継手における継手本体の管受け口に合成樹脂製管を嵌挿した後、継手本体の内周面を加熱して溶融させ、継手本体と合成樹脂製管とを融着する。次いで、冷媒が満たされた冷却槽に継手本体と合成樹脂製管との電気融着接合部を浸漬して冷却する。
【００１２】
この結果、継手本体と合成樹脂製管との電気融着接合部を空気中に放置して冷却する場合に比較して、電気融着接合部の温度低下が速やかに進行し、一定の強度を発現するまでの待機時間を短縮することができる。
【００１３】
ここで、冷媒としては、空気中に放置して冷却する場合よりも冷却時間を短縮できるように、熱容量、熱伝導率、低温度などの条件を満たす必要がある。例えば、不凍液、液体窒素など、氷点以下の冷媒を使用すればより効果的に冷却することができるものの、コストがかさむものとなる。また、大気中の気温よりも低い、例えば、１０℃の水を冷媒として用いたとしても、熱伝導率が高いため、冷却することができるものの、冷却効果が低い。コスト面や作業性、容易に入手できる点などを考慮すれば、氷水を冷媒として用いることが好ましい。特に、船上で作業する場合は、最も現実的である。
【００１４】
冷媒として、氷水を用いた場合、４℃±αを見込み、上限は６℃程度となることから、充分に冷却効果を得ることができる。
【００１５】
なお、氷水として、海水氷を使用することもできる。
【発明の効果】
【００１６】
発明によれば、電気融着接合部の強度が発現するまでの待機時間を短縮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１８】
図１には、本発明の電気融着接合部の冷却方法を実施する冷却装置１の一実施形態が示されている。
【００１９】
この冷却装置１は、電気融着継手Ｊおよびポリエチレン製管Ｐとの電気融着接合部近傍を充分に浸漬できる大きさの冷却槽２であって、冷却槽２には、氷水３が循環して供給されており、ほぼ４℃前後に維持されている。そして、冷却槽２の両側壁２１には、ポリエチレン製管Ｐの管径に合致する半円状の円弧を有する切欠部２１ａが上端縁から略底壁近傍にかけて形成されている。また、冷却槽２の各側壁２１の内面には、切欠部２１ａを挟んで断面Ｌ状の一対のガイドレール３が対向して上下方向にかけて設けられており、これらのガイドレール３に沿ってシャッター４を差し込むことができるように設定されている。この場合、シャッター４には、ポリエチレン製管Ｐの管径に合致する半円状の円弧を有する切欠部４ａが形成されている。
【００２０】
なお、冷却槽２の切欠部２１ａから氷が漏出するのを可及的に防止するため、ポリエチレン製管Ｐの周囲と、各側壁２１の切欠部２１ａおよびシャッター４の切欠部４ａとの間をシール部材を介して密封することが好ましい。
【００２１】
このように構成された冷却装置１を用いて電気融着接合部を冷却するには、電気融着継手Ｊにおける継手本体の管受け口にポリエチレン製管Ｐの端縁部を嵌挿した後、図示しない通電制御装置を介して電熱線に電力を供給して継手本体の内周面を加熱して溶融させ、電気融着継手Ｊの継手本体とポリエチレン製管Ｐとを融着する。
【００２２】
次いで、通電終了から一定時間が経過したならば、具体的には、ポリエチレンの相転移点である１２０℃以下に冷却されたと想定される約１０分後に、電気融着継手Ｊに対してポリエチレン製管Ｐが移動しないように固定している固定クランプ（図示せず）を取り外す。この後、図示しないクレーンなどを利用して、電気融着継手Ｊおよびポリエチレン製管Ｐを運搬し、それらの電気融着接合部が冷却槽２の内部に位置するように、ポリエチレン製管Ｐを各側壁２１の切欠部２１ａに嵌め込む。
【００２３】
次いで、ガイドレール３に沿ってシャッター４を差し込んだならば、氷水を冷却槽２に供給し、電気融着接合部を覆うとともに、供給量に見合う量の氷水を排出し、氷水が冷却槽２から溢れ出ないように冷却槽２に氷水を循環させ、冷却槽２の水温をほぼ４℃近傍に維持する。この後、一定時間が経過したならば、具体的には、後述するように、クランプ開放から１５分後にシャッター４を引き上げた後、クレーンなどを利用して電気融着継手Ｊおよびポリエチレン製管Ｐを冷却槽２から取り出せばよい。
【００２４】
ところで、冷却槽２に満たした氷水に電気融着接合部を浸漬した場合の冷却時間を把握するため、電気融着接合部の界面温度の変化を測定した。この測定結果を図２に示す。
【００２５】
図２から明らかなように、空気中に放置して冷却した場合の界面温度変化を示すグラフ１から、１時間後の界面温度が５２℃であることが把握される。一方、約４℃の氷水に浸漬して冷却した場合の界面温度変化を示すグラフ２から、界面温度が５２℃に達するのは、２９分後であることが把握される。
【００２６】
この結果、空気中で１時間放置して冷却する場合に比較して、待機時間を３０分短縮することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
以上のように発明によれば、電気融着接合部の強度が発現するまでの待機時間を短縮することができることから、ポリエチレン製管の接続作業を効率的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の電気融着接合部の冷却方法を実施する冷却装置の一実施形態を示す正面図である。
【図２】電気融着接合部を氷水で冷却した場合と空気中で冷却した場合の電気融着接合部の界面温度の変化を示すグラフである。
【符号の説明】
【００２９】
１  冷却装置
２  冷却槽
２１  側壁
２１ａ  切欠き部
３  ガイドレール
４  シャッター
Ｊ  電気融着継手
Ｐ  ポリエチレン製管（合成樹脂製管）
【図１】
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【図２】
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