(57)【要約】【課題】長尺パイプや小径パイプの内面にセラミックスピースを接着剤で張り付けたり、スタッド溶接した金具にセラミックスピースを取り付けてライニングしたりする方法は奥まで手が入らないため困難であった。このため、セラミックスピースを円環に組み立てて順次配管に押し込む方法が提案されているがセラミックスピースの厚みが厚くなる問題があった。通常は、一体型に成形したセラミックスパイプを押し込む方法が主として採用される程度であった。【解決手段】パイプをパイプ軸方向に切断して２分割し、切断部を有する２つの半割れパイプを生成し、該半割れパイプの内面にセラミックスをライニングした後、２つの半割れパイプの切断部を互いに向き合わせて該２つの半割れパイプを溶接接合して、復元パイプを形成することによりパイプ内面のセラミックスライニング具現化した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
パイプをパイプ軸方向に切断して２分割し、切断部を有する２つの半割れパイプを生成し、該半割れパイプの内面にセラミックスをライニングした後、前記２つの半割れパイプの切断部を互いに向き合わせて該２つの半割れパイプを溶接接合して、復元パイプを形成することを特徴とするパイプ内面のセラミックスライニング方法。
【請求項２】
前記セラミックスはセラミックスピースであり、該セラミックスピースを前記半割れパイプにライニングする方法は、スタッド溶接して取り付けた金具に前記セラミックスピースを固定するスタッド工法、もしくは前記セラミックスピースを接着剤にて接着する接着工法、もしくは前記スタッド工法と前記接着剤工法を組み合わせたものであることを特徴とする請求項１記載のパイプ内面のセラミックスライニング方法。
【請求項３】
前記セラミックスピースの前記パイプ軸方向に平行な両端の下面には凹み部が設けられており、隣り合う前記セラミックスピースの前記凹み部で形成される空間にはセラミックスプレートを挿入していることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のパイプ内面のセラミックスライニング方法。
【請求項４】
前記セラミックスは円柱セラミックスピースと、両端に前記円柱セラミックスと略同径曲率の円弧を有する中間セラミックスピースからなり、前記円柱セラミックスピースの胴部と前記中間セラミックスピースの円弧が交互に連結され円環を形成していることを特徴とする請求項１記載のパイプ内面のセラミックスライニング方法。
【請求項５】
前記半割れパイプの前記切断部を、前記セラミックスの厚み（ｔ）の略２倍の厚み（２ｔ）だけ前記半割れパイプを半径方向に拡幅し、前記半割れパイプの前記切断部を向かい合わせて、該切断部間に略（πｔ）幅のスペースを設け、該スペースに当て板を当てて前記半割れパイプを接合して、前記復元パイプを形成したことを特徴とする請求項１又は請求項２又は請求項３又は請求項４記載のパイプ内面のセラミックスライニング方法。
【請求項６】
前記半割れパイプを拡幅して前記セラミックスをライニングして前記復元パイプを形成する方法において、前記半割れパイプの接合部で対向した前記切断部のそれぞれの端部の端部セラミックスピースに前記切断部よりも外側に突出した突出部を設け、該突出部に隙間調整用セラミックスピースを載置して、当て板を当てて前記復元パイプを形成したことを特徴とする請求項５記載のパイプ内面のセラミックスライニング方法。
【請求項７】
パイプをパイプ軸方向に切断して２分割し、切断部を有する２つの半割れパイプを生成し、該半割れパイプの内面に前記セラミックスピースをライニングした後、前記２つの半割れパイプの切断部を互いに向き合わせて該２つの前記半割れパイプを溶接接合した前記復元パイプであり、前記セラミックスピースは前記半割れパイプにスタッド溶接した前記金具に固定されているか、もしくは接着剤にて接着されているか、もしくは前記円柱セラミックスピースと、両端に前記円柱セラミックスと略同径曲率の円弧を有する前記中間セラミックスピースからなり、前記円柱セラミックスピースの胴部と前記中間セラミックスピースの円弧が交互に連結され前記円環を形成していることを特徴とする請求項１又は請求項２又は請求項３又は請求項４又は請求項５又は請求項６記載のいずれかの方法で製造したセラミックスライニングパイプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パイプ内面にセラミックスをライニングする方法及びセラミックスをライニングしたパイプに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
セラミックスは耐磨耗性を有するので板状やブロック状にして金属母材を被覆して、金属母材を磨耗から保護するために使用されている。セラミックスは耐磨耗以外にも耐熱性、耐腐食性、耐溶損性など使用目的が多岐に渡っていることから、セラミックスピースを容易かつ安価に金属母材に被覆するため接着剤法やスタッド溶接法など各種の方法が提案されている。例えば、粉体輸送用のパイプ内面は激しくダストカットを受けるのでセラミックスピースのライニングが有効であり、手作業の可能な大径のパイプ及びパイプ曲管部内面においてはセラミックスピースを接着剤やスタッド溶接でライニングする方法が実用化され広く普及している。しかしながら、手作業のできない小径パイプ（内径１００ｍｍ程度以下のパイプ）や長尺パイプ（長さ５００ｍｍ程度以上のパイプ）の内面にセラミックスをライニングするにはセラミックスピースの張り付けは困難であった。
【０００３】
長尺パイプや小径パイプは奥まで手が届かないので、セラミックスピースの接着剤による張り付けやスタッド溶接による取り付けができない。この対応策として、あらかじめ一体型のセラミックスパイプを成形してパイプに順次送り込んでライニングしていた。パイプ内径より外径の小さなセラミックスパイプを適宜長さに分割して押し込んでいく方法が採用されている。この方法においては、パイプ径ごとにセラミックスパイプ成型用型が必要であり、ユーザーの要求に迅速に対応しようとすると在庫を抱えることになりコスト高となる。またベンドパイプはパイプ径の他にベンド曲率にあわせてセラミックスパイプを製作する必要があり直管部よりさらに高価で製造効率が悪くなっている。一体型のセラミックスパイプを小分割してベンドパイプに順次送り込んでライニングする方法もあるが熟練を要する作業であり能率が悪くコスト高であった。Ｔ型パイプになるとセラミックスピースのライニングはさらに困難となり実用的な方法が考案されていないのが実情である。セラミックス自体でＴ型のパイプを成形して使用している事例もあるが、金属による被覆がないので衝撃で割損する危険性がある上大量生産ができないため高価であった。
【０００４】
パイプ内にセラミックスをライニングする際は、既存のパイプ内径とライニングしたセラミックスの内径を略等しくするか、もしくは若干大きめにする必要があることから、一回り大きな径のパイプにセラミックスパイプをライニングすることになるが、パイプとセラミックスパイプの間には空間が生じるので、この空間をモルタルなどの充填剤で埋める必要があり、重量が大きくなるとともにコスト高となっていた。上記のようにセラミックスパイプをパイプに充填する方法は、パイプ径ごとに金型が必要であり非常に高価であるため長尺パイプへのセラミックスライニングはあまり普及していないのが実情である。
【０００５】
特開昭６２−２４６７２４号  広報（特許文献１）においては、輸送管の曲がり管部のセラミックスライニング方法において、可塑性非鉄製の曲り管の内面に小板片の耐摩耗材（セラミックス板）を相互に隙間なく接着剤により接着し、該曲り管の両端部に盲板を装着し外側に分割式金型を装着し、片側の盲板から加圧媒体をいれて徐々に加圧し内面全体を圧着する方法が提案されている。
【０００６】
特開平９−１５２０８７  号広報（特許文献３）においては、ボール部とボール収納部を有するセラミックス製連結子を屈曲自在に連結したパイプやホースのライニング方法が提案されている。
【０００７】
特開２０１１−２３６９３９号広報（特許文献４）においては、セラミックスピースであらかじめアーチ状の円環を製作して該円環を順次配管内に挿入することによりセラミックスピースをライニングする方法が提案されている。
【０００８】
特開２００１−２６３９５９号広報においては、セラミックスピースを母材にライニングする方法において、セラミックスピースの母材と向かい合う側の外周部に段付き部を設け、隣り合うセラミックスピースの段付き部と母材間隙部をセラミックスピースで充填する方法が提案されている。
【０００９】
特開２００１−１７９４５４号広報においては、金属母材にスタッド溶接した金具でセラミックスピースを固定することにより、セラミックスピースを金属母材に取り付ける方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開昭６２−２４６７２４号広報
【特許文献２】特開平９−１５２０８７号広報
【特許文献３】特開２０１１−２３６９３９号広報
【特許文献４】特開２００１−２６３９５９号広報
【特許文献５】特開２００１−１７９４５４号広報
【特許文献６】特開平６−８７０７８号広報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
特許文献１の方法における問題点は、（１）セラミックスピース間に隙間が生じるので隙間に沿ってダストカットが生じる、（２）セラミックスピース同士が互いに補強しあう構造になっていないために剥離する場合がある、（３）可塑性のある非鉄材料にセラミックスピースを張り付けているので高温、高圧環境には適用できないなどの問題がある。
【００１２】
特許文献２の方法における問題点は、（１）パイプ径ごとにセラミックス製連結子を製作する必要があり製造コストが高い、（２）連結子とパイプの隙間に硬化剤を充填するためにパイプに注入口を設ける必要がある、（３）硬化剤を注入するコストが必要であるコスト高となるなどの問題がある。
【００１３】
特許文献３の方法における問題点は、（１）従来パイプの内径とセラミックスピースの内径を略同じにするため、従来のパイプより一回り大きなパイプを選択しなければならないが、そのパイプ内径に合わせてセラミックスピースの厚みを選択し、ライニングしたセラミックスピースの内径と従来パイプの内径を合わせる必要がある。そのため数種類の厚みのセラミックスピースを揃えておく必要がありコスト高となっていた、（２）パイプ内面の円筒度は公差がまちまちであり、セラミックスの円環を押し込みながら挿入する際に配管内に円滑に挿入できない問題があった。
【００１４】
特許文献４の発明は、平板の母材にライニングしたセラミックスピース間の隙間にセラミックスの板を挿入して埋めることにより、隙間のダストカットを防止する方法である。この方法は平板では大きな効果があり、同時に曲率を有するパイプ内面のセラミックスピースライニングにも応用可能である。パイプ内面にライニングしたセラミックスピース間の隙間をセラミックス板で埋めることにより、セラミックス間の隙間がダストカットされるのを防止できる。
【００１５】
上記したように長尺パイプや小径パイプの内面にセラミックスピースを接着剤で張り付けたり、スタッド溶接した金具にセラミックスピースを取り付けてライニングしたりする方法は手が入らないため困難であった。このため、セラミックスピースを円環に組み立てて順次配管に押し込む方法が提案されているがセラミックスピースの厚みが厚くなる問題があった。通常は、一体型に成形したセラミックスパイプを押し込む方法が主として採用される程度であった。本発明が解決しようとする課題は以下である。（１）長尺パイプや小径パイプ内面に一体型のセラミックスパイプの他に、セラミックスピースをライニングできるようにする。（２）接着剤による（イ）セラミックスピース張り付け、（ロ）スタッド溶接した金具へのセラミックスピース取り付け、（ハ）円環状に形成したセラミックスピースの取り付けによりセラミックスピースのライニングを可能にする。（３）既存パイプの一部にセラミックスライニングパイプを組み込む際に、既存パイプを加工して径を拡幅して、セラミックスピース厚み分だけ内径を拡幅したパイプへのセラミックスライニングを可能にする。（４）パイプにライニングしたセラミックスピース間の隙間のダストカットを防止する。（５）Ｔ型パイプなどのような複雑な形状のパイプ内面のセラミックスライニングを可能にすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
第１の解決手段は特許請求項１に示すように、パイプをパイプ軸方向に切断して２分割し、切断部を有する２つの半割れパイプを生成し、該半割れパイプの内面にセラミックスをライニングした後、前記２つの半割れパイプの切断部を互いに向き合わせて該２つの半割れパイプを溶接接合して、復元パイプを形成するパイプ内面のセラミックスライニング方法である。
【００１７】
第２の解決手段は特許請求項２に示すように、前記セラミックスはセラミックスピースであり、該セラミックスピースを前記半割れパイプにライニングする方法は、スタッド溶接して取り付けた金具に前記セラミックスピースを固定するスタッド工法、もしくは前記セラミックスピースを接着剤にて接着する接着工法、もしくは前記スタッド工法と前記接着剤工法を組み合わせたものであるパイプ内面のセラミックスライニング方法である。
【００１８】
第３の解決手段は特許請求項３に示すように、前記セラミックスピースの前記パイプ軸方向に平行な両端の下面には凹み部が設けられており、隣り合う前記セラミックスピースの前記凹み部で形成される空間にはセラミックスプレートを挿入しているセラミックスライニング方法である。
【００１９】
第４の解決手段は特許請求項４に示すように、前記セラミックスは円柱セラミックスピースと、両端に前記円柱セラミックスと略同径曲率の円弧を有する中間セラミックスピースからなり、前記円柱セラミックスピースの胴部と前記中間セラミックスピースの円弧が交互に連結され円環を形成しているパイプ内面のセラミックスライニング方法である。
【００２０】
第５の解決手段は特許請求項５に示すように、前記半割れパイプの前記切断部を、前記セラミックスの厚み（ｔ）の略２倍の厚み（２ｔ）だけ前記半割れパイプを半径方向に拡幅し、前記半割れパイプの前記切断部を向かい合わせて、該切断部間に略（πｔ）幅のスペースを設け、該スペースに当て板を当てて前記半割れパイプを接合して、前記復元パイプを形成したパイプ内面のセラミックスライニング方法である。
【００２１】
第６の解決手段は特許請求項６に示すように、前記半割れパイプを拡幅して前記セラミックスをライニングして前記復元パイプを形成する方法において、前記復元パイプの接合部で対向した前記切断部のそれぞれの端部の端部セラミックスピース間に形成される間隙を、前記端部セラミックスピースの背面に被覆セラミックスピースを載置して被覆し、該被覆セラミックスピースの上側から当て板を当てて前記復元パイプを形成したパイプ内面のセラミックスライニング方法である。
【００２２】
第７の解決手段は特許請求項７に示すように、パイプをパイプ軸方向に切断して２分割し、切断部を有する２つの半割れパイプを生成し、該半割れパイプの内面に前記セラミックスピースをライニングした後、前記２つの半割れパイプの切断部を互いに向き合わせて該２つの前記半割れパイプを溶接接合した前記復元パイプであり、前記セラミックスピースは前記半割れパイプにスタッド溶接した前記金具に固定されているか、もしくは接着剤にて接着されているか、もしくは前記円柱セラミックスピースと、両端に前記円柱セラミックスと略同径曲率の円弧を有する前記中間セラミックスピースからなり、前記円柱セラミックスピースの胴部と前記中間セラミックスピースの円弧が交互に連結され前記円環を形成しているセラミックスライニングパイプである。
【発明の効果】
【００２３】
第１の解決手段による効果は以下である。（１）パイプを軸方向に２分割するので、パイプ内面に容易にセラミックスピースをライニングできる。（２）ベンドパイプやＴ型パイプの内面にもセラミックスピースのライニングが可能である。（３）（イ）セラミックスピース張り付け、（ロ）スタッド溶接した金具へのセラミックスピース取り付け、（ハ）円環状に形成したセラミックスピースの取り付け、（ニ）一体型セラミックスパイプの取り付けなど様々なセラミックスのライニング方法を適用できる。
【００２４】
第２の解決手段による効果は以下である。セラミックスをスタッド溶接した金具に取り付ける方法においては、（１）セラミックスピースをスタッド溶接した金具に取り付けているので高温環境下でも使用できる。（２）パイプが振動や荷重で微小変形しても金具が追随できるのでセラミックスピースが剥離したり割損したりしないことである。また、セラミックスを接着剤にて接着する方法においては、（１）一枚当たりのセラミックスピースの面積や厚みの小さい小片のセラミックスピースを使用できるので小径のパイプにもライニングしやすい。（２）小片のセラミックスピースは安価なため低コストになることである。
【００２５】
第３の解決手段による効果は、パイプ軸方向のセラミックスピースの両端の下面に凹み部を設けて、隣り合うセラミックスピース間で形成される凹み部の空間にセラミックスプレートを挿入することにより、セラミックスピース間の間隙がダストカットされるのを防止できることである。
【００２６】
第４の解決手段による効果は以下である。（１）円柱セラミックスピースと中間セラミックスピースが互いに楔となってアーチを形成するので、パイプ内で円環の形状が崩れることがない。（２）振動や衝撃で円環が崩れにくい。（３）接着剤を使用する必要がないので高温環境でも使用できることである。
【００２７】
第５の解決手段による効果は、既存のパイプの径をライニングするセラミックスの厚み分だけ拡幅することにより、容易に既存パイプ内径とライニングしたセラミックスの内径を略同型に調整可能となることである。
【００２８】
第６の解決手段による効果は以下である。半割れパイプの接合部は、パイプの軸方向にセラミックスピースの継ぎ目が形成される。この継ぎ目はセラミックスライニングパイプの全長に渡り同一線を形成するのでダストカットによりパイプ本体が線状に摩耗する。この線状摩耗を防止できる。
【００２９】
第７の解決手段による効果は、小径パイプ、長尺パイプ、ベンドパイプ、Ｔ型パイプなどの内面に容易にかつ安価にセラミックスをライニングできることである。また、（１）スタッド溶接によるセラミックスライニング、（２）接着剤によるセラミックスライニング、（３）円環方式によるセラミックスライニングなどの方法でセラミックスのライニングが採用でき、使用条件に応じて最適なセラミックスライニングが可能となることである。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】一体型セラミックスパイプをライニングしたパイプの横断面図
【図２】セラミックスピースをスタッド溶接した金具に取り付けてライニングしたパイ  プの横断面図
【図３】をスタッド溶接した金具に取り付けたセラミックスピースの断面図
【図４】接着剤で接着してライニングしたパイプの横断面図
【図５】セラミックスピースの間隙にセラミックスプレートを取り付けてライニングしているパイプの部分断面した斜視図
【図６】セラミックスプレートを取り付けたセラミックスピースの拡大断面図
【図７】セラミックスピースで円環を形成してライニングしたパイプの横断面図
【図８】セラミックスピース円環の正面図
【図９】既存パイプとセラミックスライニングしたパイプの接合部の断面図
【図１０】パイプの拡幅部を当て板で埋めた場合のパイプの横断面図
【図１１】パイプ接合部にセラミックスピースを充填したパイプの横断面図
【図１２】パイプ接合部にセラミックスピースを充填したパイプの横断面図
【図１３】Ｔ管にセラミックスピースをライニングしたパイプの横断面図
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、本発明の実施の形態を図１〜図１３に基づいて説明する。
【００３２】
第１の解決手段は特許請求項１に示すように、パイプ１０をパイプ軸方向に切断して２分割し、切断部１０ａを有する２つの半割れパイプ１１を生成し、該半割れパイプ１１の内面１０ｂにセラミックス３０をライニングした後、前記２つの半割れパイプ１１ａ、１１ｂの切断部１０ａを互いに向き合わせて該２つの半割れパイプ１１ａ、１１ｂを溶接接合して、復元パイプ２０を形成するパイプ内面のセラミックスライニング方法である。
【００３３】
パイプ１０は炭素鋼、ＳＵＳ、チタン、銅、アルミニウムなどの材料を使用できる。セラミックス３０はアルミナ、窒化ケイ素、ジルコニア、炭化ケイ素などを使用できる。
【００３４】
パイプ１０を軸方向に２分割して半割れパイプ１１にして、それぞれの半割れパイプ１１ａ、１１ｂの内面１０ｂにセラミックス３０をライニングした後、２つの半割れパイプ１１ａ、１１ｂを重ねて溶接することによりいろいろなセラミックス３０のライニング方法を適用できる。図１に示すように、セラミックス３０のライニング方法は、一体型のセラミックスパイプ３１を適宜長さにして半割れパイプ１１に嵌めこみライニングできる。また、図２に示すように、パイプ内面１０ｂにスタッド溶接した金具４０にセラミックスピース３２を取り付けることによりライニングできる。スタッド溶接は母材に金属のボルト、金具を接合する包摂法である。溶接は外部からガスシールド及びフラックスを用いたり用いなかったりするが、アーク、抵抗、摩擦及びその他の適当な方法で加圧力を作用させることで成し遂げられる。また、図３に示すように、セラミックスピース３３を接着剤で張り付けて接合することによりライニングできる。また、図５に示すように、円柱セラミックス３４と中間セラミックス３５を円環状に組み合わせて形成した円環３６を嵌めこむことによりライニングできる。また、図１３のように、Ｔ型パイプ１４のように複雑な形状のパイプでも軸方向に２分割することにより、セラミックスピース３３を張り付けたり、スタッド溶接した金具４０に取り付けたりして容易にライニングが可能となる。
【００３５】
パイプ１０の切断はガス切断、レーザー切断が可能である。切断した半割れパイプ１１を溶接する際は切断前の外径よりも収縮する場合があるので、図９や図１０に示すようにステー５０を２つの半割れパイプ１１ａ、１１ｂに溶接して、２つの半割れパイプ１１ａ、１１ｂの位置を正確に芯出しして、なおかつ強固に固定することにより変形や収縮を防止するのがよい。
【００３６】
パイプ１０を半割れパイプ１１にしてセラミックス３０をライニングする方法は、ストレートパイプは当然であるが、ベンドパイプやＴ型パイプ１４にも適用できる。微粉炭を搬送するような２０〜３０ｍｍ程度の小径パイプで、数十メートルに渡るような長尺のパイプ内面１０ｂにも自在にセラミックス３０、３１、３２、３３、３４、３５をライニング可能である。
【００３７】
第２の解決手段は特許請求項２に示すように、前記セラミックス３０はセラミックスピース３２、３３であり、該セラミックスピース３２，３３を前記半割れパイプ１１にライニングする方法は、スタッド溶接して取り付けた金具４０に前記セラミックスピース３２を固定するスタッド方法、もしくは前記セラミックスピース３３を接着剤にて接着する接着工法、もしくは前記スタッド工法と前記接着剤工法を組み合わせたものであるパイプ内面１０ｂのセラミックスライニング方法である。
【００３８】
セラミックスピース３２、３３をパイプ内面１０ｂにライニングする方法は各種あるが、スタッド溶接した金具４０にセラミックスピース３２を取り付けるスタッド工法とセラミックスピース３３を接着剤で張りつける接着剤工法が一般的に多用されている。小径のパイプ１０や長尺のパイプ内面１０ｂにこのような方法でセラミックスピース３２、３３をライニングすることは不可能であった。パイプ１０を２分割することによりパイプ内面１０ｂが露出するのでどのような方法にてもセラミックスライニングが可能となる。また、セラミックスピース３２、３３をそれぞれスタッド溶接した金具４０に取り付ける方法と接着剤により取り付ける方法には大きな機能差がある。スタッド溶接した金具４０にセラミックスピース３２を取り付ける方法は耐熱性や変形性や取り付け強度に優れている。セラミックスピース３３を接着剤により取り付ける方法は、薄くて、小面積のセラミックスピース３３を細かく配列できる。例えば、厚み１ｍｍで１０ｍｍ角のセラミックスピース３３をパイプ内面１０ｂの曲率に合わせてライニングできる機能がある。セラミックスピースの接合工法を多様化しその機能差を使い分けることにより高機能で低コストのセラミックスピースライニングを可能とした。
【００３９】
スタッド工法は、パイプ内面１０ｂにスタッド溶接した金具４０にセラミックスピース３２を係止する方法であり、例えば特開２００１−１７９４５４号広報に記載してあるような施工法が適用できる。図３に示すように、セラミックスピース３２にＴ型溝３２ａを形成し、Ｔ型溝３２ａに金具４０（スタッド溶接ピン）を挿入することによりあらかじめセラミックスピース３２と金具４０を組み合わせておき、金具４０をパイプ内面１０ｂ（金属母材）にスタッド溶接すると同時にセラミックスピース３２がパイプ内面１０ｂに固定される方法である。スタッド溶接の金具４０をパイプ内面１０ｂにスタッド溶接する条件としては、次のような設定範囲が可能である。電流値は５００〜１００００Ａである。電圧は３０〜２００Ｖである。電流や電圧はスタッド溶接金具４０の大きさで決定できる。例えば、材質が炭素鋼で金具４０の直径が１０ｍｍ程度であれば、電圧は１５０Ｖ，電流は２０００Ａ程度でよい。電圧は３０〜２００Ｖ（５０〜１２０Ｖが適している）。通電時間は０．１〜１．０秒である。金具４０の材質は炭素鋼の他にも、ＳＵＳ、アルミニウム、銅、チタンなどが使用できる。セラミックスピース３２を金属母材１０ａにスタッド溶接で取り付ける方法は他に特開平６−８７０７８号広報など多数あり多くの方法が公知であり一般化している。スタッド工法によるセラミックスピースの取り付けはスタッドガン（図示せず）による作業が可能なスペースを要し、従来長尺パイプや小径パイプへの施工は不可能であったが本発明により適用が可能となりパイプの耐摩耗技術が大きく飛躍した。
【００４０】
セラミックスピース３３を金属母材に接着剤で接着する方法としては、例えばエポキシ樹脂系接着剤を使用するのが一般的である。半割れパイプ内面１０ｂをショットブラスト処理や四塩化炭素などのクリーニング液で清掃し埃や樹脂などを完全に除去した後、セラミックスピース３３にエポキシ樹脂を塗布し１枚ずつ丁寧に張り付ける。セラミックスピース３３と半割れパイプ１１の間には空気層が残留しないように丁寧に張り付ける必要がある。このようにセラミックスピース３３を接着剤で接合する方法も手作業であり、手の届かない部分は作業できなかったが、本発明のようにパイプ１０を半割れパイプ１１にすることによりパイプ内面１０ｂ（ライニング面）がオープン状態になるので容易に作業できるようになった。この発明を応用することにより長尺パイプや小径パイプへのセラミックスピース３２，３３の内面ライニングが可能となった。
【００４１】
第３の解決手段は特許請求項３に示すように、前記セラミックスピース３０の前記パイプ軸方向に平行な両端３０ａの下面３０ｂには凹み部３０ｃが設けられており、隣り合う前記セラミックスピース３０の前記凹み部３０ｃで形成される空間３０ｄにはセラミックスプレート３７を挿入しているパイプ内面のセラミックスライニング方法である。
【００４２】
図５、図６に示すように、パイプ軸方向はパイプ内を搬送される流体の流れ方向になるので、パイプ軸方向に平行なセラミックスピース３０の端面３０ａ間に生じる間隙３０ｅは流体からのダストカットを受ける。一体型のセラミックスパイプ３１や円環３６を形成するセラミックスピース３１，３４，３５の場合は、セラミックスピース間の隙間３０ｅのダストカットの問題はない。また、セラミックスピース３０のパイプ軸方向の端面３０ａの長さが短い場合はダストカットの影響は小さいが、経年的にパイプ１０を貫通するようになる。このダストカットを防止するために、セラミックスピース３０の下面３０ｂに端面３０ａに平行な凹み部３０ｃを形成し、隣り合うセラミックスピース３０の凹み部３０ｃで形成する空間３０ｄにセラミックスプレート３７を挿入する。ダストはセラミックスピース３０の端面３０ａに沿ってパイプ内面１０ｂ方向に流れてくるが、セラミックスプレート３７に衝突するのでパイプ内面１０ｂの摩耗を防止できる。
【００４３】
隣り合うセラミックスピース３０の隙間３０ｅのダストカットを防止する方法として、凹み部３０ｃで形成する空間３０ｄにセラミックスプレート３７を挿入することは、特開２００１−２６３９５９号広報で開示されているように公知であるが、従来、小径パイプや長尺パイプにセラミックスプレート３７を挿入することは不可能であった。パイプ１０を２分割することにより初めて可能になった方法である。
【００４４】
第４の解決手段は特許請求項４に示すように、前記セラミックス３０は円柱セラミックスピース３４と、両端に前記円柱セラミックスピース３４と略同径曲率の円弧３５ａを有する中間セラミックスピース３５からなり、前記円柱セラミックスピース３４の胴部３４ａと前記中間セラミックスピースの円弧３５ａが交互に連結され円環３６を形成しているパイプ内面１０ｂのセラミックスライニング方法である。
【００４５】
図７、図８に示すように、円柱セラミックスピース３４の胴部３４ａを中間セラミックスピースの円弧３５ａに合わせながら、円環３６を形成する。円環３６の外径はパイプ１０の外径より小さくなるように形成する。円環３６はフープ力を加えることにより円環形状を維持し崩れることはないが円柱セラミックスピース３４と中間セラミックスピース３５を接着剤で接合することにより円環３６を強固に安定化できる。円柱セラミックスピース３４と中間セラミックスピース３５の数を増減したり、円柱セラミックスピース３４や中間セラミックスピース３５の寸法を変えたりすることにより、円環３６の直径ｄを調整できるのでいろいろな大きさのパイプ１０に適用可能である。
【００４６】
あらかじめ形成した円環３６を半割れパイプ１１の内面１０ｂに沿ってレイアウトすることにより、半割れパイプ１１の接合部１０ａ（図７）においては、切断部と接合部は同一部分である）における隣り合うセラミックスピースで形成する隙間３０ｅ（図６）が直線状に連続することを解消できる。半割れパイプ１１の接合部１０ａでは隙間３０ｅがパイプ１０全長に渡り直線的に揃う場合がありダストカットを受けやすくなる。円環３６を形成することにより直線状隙間３０ｅに沿って生じるダストカットを防止できる。
【００４７】
第５の解決手段は特許請求項５に示すように、前記半割れパイプ１１の前記切断部１０ａを、前記セラミックス３０の厚みｔ  の略２倍の厚み２ｔだけ前記半割れパイプ１１を半径方向に拡幅し、前記半割れパイプ１１の前記切断面１１ｃ、１１ｄを向かい合わせて、該切断面間に略πｔ  幅のスペース１１ｅを設け、該スペース１１ｅに当て板１２を当てて前記半割れパイプ１１を接合して、前記復元パイプ２０を形成したパイプ内面のセラミックスライニング方法である。
【００４８】
図９、図１０、図１１、図１２に基づいて説明する。パイプ内面１０ｂのセラミックスライニングにおいては、既存パイプ１０の内面径Ｄと復元パイプ２０のセラミックス内面径Ｄ１は略等しくする必要がある。図９において、復元パイプ２０の入り口側で既存パイプ１０の内面径Ｄよりも復元パイプ２０にライニングしたセラミックスの内面径Ｄ１が小さい場合、セラミックス３０の内面３０ｆが既存パイプ内面１０ｂよりも突き出すので流体の流れを阻害する。このため、復元パイプ２０の入り口で乱流が生じ既存パイプ１０を摩耗させる要因となる。逆に、既存パイプ１０の内面１０ｂが復元パイプのセラミックス内面３０ｆより内側に突き出していると、復元パイプ２０の出口で乱流が生じ既存パイプ１０を摩耗させる。従って、既存パイプ１０の内面径Ｄと復元パイプ２０のセラミックス内面径Ｄ１は略等しくする必要がある。既存パイプ１０の内面径Ｄとライニングするセラミックス３０の内面径Ｄ１が略等しくなるようにセラミックス３０をライニングするためには、既存パイプ１０の内面径Ｄをライニングするセラミックス３０の厚みｔだけ拡幅する必要がある。既存パイプ１０の内径Ｄをｔ  だけ拡幅すると、切断部１０ａのＡ点は拡幅後、半割れパイプ１１の切断部１１ｃのａ１点（移動点）と切断部１１ｄのａ２点（移動点）に移動する。復元パイプ２０の内周長さは２ｔπだけ長くなるので切断部１１ｃと１１ｄの間にはスペース１１ｅができこの寸法は略ｔπとなる。従って、切断部１１ｃと１１ｄのスペース１１ｅを幅略ｔπの当て板１２を挿入して埋める必要が生じる。
【００４９】
図９のように、既存パイプ内面径Ｄと復元パイプのセラミックス内面径Ｄ１を合わせるために、既存パイプ１０を拡幅すると、復元パイプ２０の外径は既存パイプの外径より大きくなる。そのため、復元パイプの外径Ｄ３にフランジ内径Ｄ２を合わせるために、フランジ内径Ｄ２を削って大きくする必要がある。フランジ６２の内面径Ｄ２をセラミックスの厚みｔ相当分を削ることにより、復元パイプの外径Ｄ３と略等しくなる。既存パイプ１０と復元パイプ２０のフランジ接合部にできる空間２０ｂにはモルタルやセラミックスパテを充填すると既存パイプ１０や復元パイプ２０の露出部の摩耗を防止できる。
【００５０】
当て板１２の当て方はいろいろな方法があるが、例えば図６のように既存パイプ１０の切断部１０ａに突き合わせて挿入してもよい。また図７のように既存パイプ１０にオーバーラップするように当て板１３を当ててもよい。この場合はセラミックス３０と当て板１３の間に隙間が生じるのでモルタルやセラミックスパテを充填して埋めるのがよい。当て板１２，１３の材質や厚みは既存パイプ１０の材質や厚みに合わせるのがよい。当て板１２，１３の溶接は被覆アーク溶接、ＴＩＧ溶接、ＭＩＧ溶接、ＭＡＧ溶接、レーザー溶接法などがあるのでパイプ１０の使用条件に適合するように適宜選択するのがよい。例えば通常環境で使用するようなパイプ１０は被覆アーク溶接でよいが、高温高圧で使用するような場合はＴＩＧ溶接やレーザー溶接が適している。
【００５１】
第６の解決手段は特許請求項６に示すように、前記半割れパイプ１１を拡幅して前記セラミックス３０をライニングして前記復元パイプ２０を形成する方法において、前記半割れパイプ１１の前記切断部１１ｃ、１１ｄのそれぞれの端部の端部セラミックスピース３８に前記切断部１１ｃ、１１ｄよりも外側に突出した突出部３８ａを設け、該突出部３８ａに隙間調整用セラミックスピース３９を載置して、当て板１３を当てて前記復元パイプ２０を形成したパイプ内面のセラミックスライニング方法である。
【００５２】
図１１、図１２に示すように、隙間調整用セラミックス３９を載置する場合は、隙間調整用セラミックス３９がパイプ側にはみ出すので当て板１３は半割れパイプ１１にオーバーラップする構造となる。端部セラミックスピース３８の突出部３８ａの突出長さは１〜１０ｍｍがよい。１ｍｍより小さいと隙間調整用セラミックス３９を支える幅が小さく脱落する危険性がある。１０ｍｍより大きいと隙間調整用セラミックス３９から受ける曲げモーメントが大きくなり端部セラミックスピース３８が脱落する危険性がある。隙間調整用セラミックス３９は端部セラミックスピース３８と接着剤で接合してもよい。また、当て板１３にあらかじめ隙間調整用セラミックスピース３９を接着剤で張り付けておいてもよい。あるいは、当て板１３に隙間調整用セラミックスピース３９をスタッド溶接で取り付けておいてもよい。
【００５３】
隙間調整用セラミックス３９の厚みは既存パイプ１０の厚みより小さいほうがよい。当て板１３を当てる際に、当て板１３が隙間調整用セラミックス３９を復元パイプ２０の内側に押し付ける危険性が生じるからである。図１１のように、隙間調整用セラミックス３９ａは台形形状にして一部をセラミック３０の内面に突きだすことにより、セラミック３０の内面と隙間調整用セラミックスピース３９ａの内面のレベルを合わせることができるのでパイプ内流体の流れを円滑にできる。図１２のように、端部セラミックスピース３８をできるだけ近接して取り付ければ、隙間調整用セラミックスピース３９は平滑な隙間調整用セラミックス３９ｂを使用できる。隙間調整用セラミックスピース３９ａ、３９ｂはあらかじめ当て板１３に接着剤にて接合したりスタッド溶接による接合法で取り付けたりしておくことにより作業手順を簡素化できる。
【００５４】
第７の解決手段は特許請求項７に示すように、パイプ１０をパイプ軸方向に切断して２分割し、切断部１０ａを有する２つの半割れパイプ１１を生成し、該半割れパイプ１１の内面１０ｂに前記セラミックスピース３０をライニングした後、前記２つの半割れパイプ１１の切断部１０ａを互いに向き合わせて該２つの前記半割れパイプ１１を溶接接合した前記復元パイプ２０であり、前記セラミックス３０は一体型のセラミックスパイプ３１を適宜長さに切断しているか、もしくは前記セラミックス３０はセラミックスピース３２，３３，３４，３５であり、該セラミックスピース３２，３３，３４，３５は前記半割れパイプ１１にスタッド溶接した前記金具４０に固定されているか、もしくは接着剤にて接着されているか、もしくは前記円柱セラミックスピース３４と、両端に前記円柱セラミックス３４と略同径曲率の円弧３５ａを有する前記中間セラミックスピース３５からなり、前記円柱セラミックスピース３４の胴部３４ａと前記中間セラミックスピース３５の円弧３５ａが交互に連結され前記円環３６を形成していることを特徴とする請求項１又は請求項２又は請求項３又は請求項４又は請求項５又は請求項６記載のいずれかの方法で製造したセラミックスライニングパイプ２０である。
【００５５】
復元パイプ２０はセラミックス３０をライニングしたパイプであり、セラミックスライニングパイプ２０と同一品である。本発明によるセラミックスライニングパイプ２０は、請求項１から請求項７に示すセラミックスライニングパイプ２０の製造方法のいずれかを用いて製造するものである。パイプ１０を二つ割りにして半割れパイプ１１を形成することに、以下に示す色々な方法によるセラミックスライニングパイプ２０の製造が可能となった。
【００５６】
（１）一体型セラミックスパイプをライニングしたライニングパイプ２０の具現化。
あらかじめ一体型のセラミックスパイプ３０を形成し、セラミックスパイプ３０を適宜長さに切断して半割れパイプ１１で挟み込んだ後、半割れパイプ１１の切断部１０ａを溶接する方法で製造したセラミックスライニングパイプ２０が具現化できた。
【００５７】
セラミックス３０で長尺のパイプを精度よく製造するのは難しく、また衝撃で割れやすいこともあり取り扱いが難しい。実用的には短尺パイプを製造して連結することにより長尺パイプに形成する方法が一般的である。また、ベンドパイプはセラミックスパイプ３０を台形形状にカットしてベンドを構成する方法が採用できる。従来小径ベンドパイプのセラミックスライニング方法としては、既存パイプ１０の内径に対して外形を小さくした一体型のセラミックスベンドを製造して既存パイプ１０に挿入し、既存パイプ１０とセラミックスパイプ３０の間の空間はモルタルなどを充填して埋め込んでいた。そのため、セラミックス３０をライニングしたベンドパイプの外形は大きくなるため、既設のスペースに取り付けられない問題や重量増のためハンドリングが困難であった。
【００５８】
（１）スタッド溶接セラミックスをライニングしたライニングパイプ２０の具現化。長尺パイプや小径パイプにスタッド溶接で取り付けた金具４０にセラミックスピース３２を係止してライニングしたセラミックスライニングパイプ２０が具現化できた。
【００５９】
セラミックスピース３２をスタッド溶接した金具４０に取り付けることにより耐熱性が向上する。振動や衝撃でセラミックスピース３２が割損したり剥離したりすることがない。また、セラミックスピース３２の接合強度が高いので粘性の高い搬送物をセラミックスライニングが剥離することなく搬送できる。
【００６０】
（１）接着剤接合セラミックスピースをライニングライニングパイプ２０の具現化。長尺パイプや小径パイプに接着剤で接合したセラミックスピース３３をライニングしたセラミックスライニングパイプ２０が具現化できた。
【００６１】
セラミックスピース３３を接着剤で接合する方法はコストが安く比較的高強度で使用可能である。また、セラミックスピース３３の厚みや一枚当たりのセラミックスピース３３の面積を小さく出来るのでセラミックスピース３３を緻密にライニングできる長所がある。
【００６２】
（１）セラミックスピース円環３６によるセラミックスピースライニングパイプ２０の具現化。
円柱セラミックスピース３４と中間セラミックスピース３５の組み合わせであらかじめ円環３６を形成し、円環３６を半割れパイプ内面１０ｂに配列することによりセラミックスライニングパイプ２０を具現化した。
【００６３】
セラミックスピース３２、３３を幾何学的に組み合わせるだけで円環３６を形成できるので耐熱性や取り付け強度に優れている。粘性の高い搬送物もセラミックスピース３２，３３が破損することなく搬送できる。
【００６４】
（１）ダストカット防止用のセラミックプレート３７を挿入したセラミックスピースライニグパイプ２０の具現化
図１１、図１２に示すように、スタッド溶接でセラミックスピース３２をライニングしたセラミックスライニングパイプ２０や接着剤でセラミックスピース３３をライニングしたセラミックスライニングパイプ２０は、セラミックスピース３２，３３が隣り合うことにより一直線の間隙３０ｅが生じる。この間隙３０ｅは搬送物のダストカットを受けやすくパイプ１０が直線的に摩耗する危険性がある。隙間３０ｅのダストカットを防止するためにセラミックスプレート３７を挿入する。セラミックスピース３２，３３の隙間３０ｅを２層構造にすることでダストカットを防止できるセラミックスライニングパイプ２０を具現化した。
【符号の説明】
【００６５】
１０：パイプ
１０ａ：切断部
１０ｂ：パイプ内面
１１：半割れパイプ
１１ａ：半割れパイプ
１１ｂ：半割れパイプ
１１ｃ：切断面
１１ｄ：切断面
１１ｅ：スペース
１２：当て板
１３：当て板
１４：Ｔ型パイプ
２０：復元パイプ（セラミックスライニングパイプ）
３０：セラミックス
３０ａ：両端
３０ｂ：下面
３０ｃ：凹み部
３０ｄ：空間
３０ｅ：間隙
３０ｆ：セラミックスの内面
３１：セラミックスパイプ
３２：セラミックスピース
３２ａ：Ｔ型溝
３３：セラミックスピース
３４：円柱セラミックスピース
３４：胴部
３５：中間セラミックスピース
３５ａ：円弧
３６：円環
３７：セラミックスプレート
３８：端部セラミックスピース
３８ａ：突出部
３９：隙間調整用セラミックス
３９ａ：隙間調整用セラミックス
３９ｂ：隙間調整用セラミックス
４０：金具
５０：ステー
６０：フランジ
６１：既存パイプのフランジ
６２：復元パイプのフランジ
６３：ボルト
ｄ：円環の直径
ｔ：セラミックスの厚み
Ｄ： 既存パイプの内面径
Ｄ１：セラミックスの内面径
Ｄ２：復元パイプのフランジ内面径
Ｄ３：復元パイプの外径
Ａ：切断部の点
ａ１：切断部の移動点
ａ２：切断部の移動点
【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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