(57)【要約】 【課題】摩耗の進行の程度を的確に検査することができる輸送管およびその摩耗劣化検査方法を提供する。【解決手段】樹脂モルタル層１の両面に、樹脂を含浸させたガラス繊維からなるＦＲＰ層２が形成された輸送管であって、輸送管の内面のＦＲＰ層２の上に、励起光の照射により発光する蛍光色素が混入された樹脂からなる発光層３が形成され、さらに，発光層３の上に、励起光の透過を阻止する遮光剤と耐摩耗性粒子とが混入された樹脂からなる遮光性保護層４が形成された輸送管、およびこの輸送管に励起光を照射して、輸送管使用後に発生した摩耗損傷を、遮光性保護層４に発生した摩耗部５から励起光を通過させて発光層４を発光させて検出する摩耗劣化検査方法。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂モルタル層の両面に、樹脂を含浸させたガラス繊維からなるＦＲＰ層が形成された輸送管であって、
輸送管の内面のＦＲＰ層の上に、励起光の照射により発光する蛍光色素が混入された樹脂からなる発光層が形成され、
さらに，発光層の上に励起光の透過を阻止する遮光剤と耐摩耗性粒子が混入された樹脂からなる遮光性保護層が形成されていることを特徴とする輸送管。
【請求項２】
耐摩耗性粒子は、シリカ、珪砂、炭酸カリシウム、クレー、硫酸バリウム、セラミックスのうちの１種または２種以上からなることを特徴とする請求項１に記載の輸送管。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の輸送管に励起光を照射して、輸送管使用後に発生した摩耗損傷を、遮光性保護層に発生した摩耗部から励起光を通過させて発光層を発光させて検出することを特徴とする輸送管の摩耗劣化検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水力発電所において水を高所より低所へ流しその勢いで発電機を回転させるための輸送管や、火力発電所において冷却水を圧送させる配管などの輸送管に亀裂等が生じて流水が噴出した場合、その施設が機能しなくなるような甚大な被害が予想される部位に用いる輸送管、および摩耗による劣化を確実に検査するためのこの輸送管の摩耗劣化検査方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、農業用水路、下水用水路などには、ＦＲＰＭ管（Ｆｉｂｅｒ  Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ  Ｐｒａｓｔｉｃ  Ｍｏｒｔａｒ  Ｐｉｐｅｓ）が広く使用されてきた(例えば、特許文献１)。土中に埋設して使用されるＦＲＰＭ管の断面構造の一部を図７に示すが、樹脂と骨材とが混合されて形成された樹脂モルタル層１の両面に、ガラス繊維と樹脂とが混合されたＦＲＰ層２が形成されている。このＦＲＰＭ管は、ＦＲＰ層２、２により高い引張強度が付与され、樹脂モルタル層１により高い圧縮強度が付与された複合管である。
【０００３】
ＦＲＰＭ管は、円形の芯金に樹脂を含浸させたガラス繊維を順次巻き付けて管を形成し加熱硬化させるフィラメントワインディング法により製造される。すなわち、内面のＦＲＰ層を形成するために、軸方向および円周方向のガラス繊維を長繊維のまま不飽和ポリエステルなどの樹脂と含浸させて、これを芯金上に巻き付けて硬化炉を通過させて仮硬化させる。この内面のＦＲＰ層の上に中間層を形成するためにペースト状の樹脂モルタルを巻き付ける。そして、外面のＦＲＰ層を内面のＦＲＰ層と同様の工程で成形する。再び硬化炉を通過させて完全硬化させて、ＦＲＰＭ管を製造する。
【０００４】
このようなＦＲＰＭ管は、農業用水路、下水用水路などとして適するものであるが、土砂などの硬い粒状体と液体の混合物の輸送に用いると石、砂などの粒状体により内部の摩耗が進行する。しかしながら、従来のＦＲＰＭ管は、上水、下水などの硬質な粒状体の比較的少ない液体の輸送には適するが、硬い粒状体と液体の混合物を輸送するには耐摩耗性の不足するものであった。摩耗が進行してＦＲＰ層が侵食されると強度不足などの原因となって、液体の圧力により爆裂などの重大事故を招くこととなる。したがって、摩耗損傷を的確に把握して速やかに交換する必要がある。
【０００５】
耐摩耗性を備えた輸送管として、例えば、特許文献２，３に示したものがある。これらのものは、管の内側に耐摩耗性を有する内面層を形成したものである。これら従来の輸送管においては、摩耗劣化の検査は目視により行われてきた。しかし、管の内面は暗く照度の不足もあって、摩耗損傷の進行の程度を的確に把握することが甚だ困難であった。
【０００６】
また、従来は、水力発電、火力発電における輸送管として、ＦＲＰ層２の上に不飽和ポリエステルを含浸させた白-黒-白の３層の不織布を積層したものが用いられてきた。この輸送管においては、一番上の白の不織布が損傷したときの下層の黒の不織布の露出をもって、摩耗劣化を目視で検査するものであった。しかし、この不織布を積層した輸送管は、耐摩耗性が必ずしも十分ではないうえに、暗所における目視検査は前記と同様に甚だ困難であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１０−２２７３７５号公報
【特許文献２】特開２００１−１８１０１０号公報
【特許文献３】特開２００７−９００２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
以上のような従来技術の問題点に鑑み、本発明は、輸送管に発生した摩耗損傷を確実に検出することができる輸送管およびその摩耗劣化検出方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するためになされた本発明に係る輸送管は、樹脂モルタル層の上に、樹脂を含浸させたガラス繊維からなるＦＲＰ層が形成された輸送管であって、
輸送管の内面のＦＲＰ層の上に、励起光の照射により発光する蛍光色素が混入された樹脂からなる発光層が形成され、
さらに，発光層の上に、励起光の透過を阻止する遮光剤と耐摩耗性粒子とが混入された樹脂からなる遮光性保護層が形成されていることを特徴とするものである。
【００１０】
また、本発明の輸送管は、上記した発明において、耐摩耗性粒子が、シリカ、珪砂、炭酸カリシウム、クレー、硫酸バリウム、セラミックスのうちの１種または２種以上からなることを特徴とするものである。
【００１１】
また、本発明の輸送管の摩耗劣化検査方法は、上記したような輸送管に励起光を照射して、輸送管使用後に発生した摩耗損傷を、遮光性保護層に発生した摩耗部から励起光を通過させて発光層を発光させて検出することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の輸送管は、輸送管の内面のＦＲＰ層の上に、励起光の照射により発光する蛍光色素が混入された樹脂からなる発光層が形成され、さらに，発光層の上に、励起光の透過を阻止する遮光剤が混入された樹脂からなる保護層が形成されているので、遮光性保護層の摩耗損傷が発光層に達した時には、励起光の照射により発光層が発光するので、摩耗が進んだことを暗所においても的確に把握することができる、よって、作業者は見逃しをすることなく輸送管を速やかに交換することができる。
【００１３】
また、本発明の輸送管は、遮光性保護層にシリカ、珪砂、セラミックスなどの耐摩耗性粒子が混入されているので、摩耗に対する耐久性が良好である。
【００１４】
まら、本発明の輸送管の摩耗劣化検査方法は、摩耗が発光層に達していないばあいには、励起光は遮光性保護層を通過することができないので、発光層が発光することはない。しかし、摩耗が発光層に達した時には、励起光は発光層に到達するので、作業者は発光層の発光をもって摩耗が進行したことを的確に把握することができる。よって、本発明は、速やかに輸送管を交換して、危険を回避することができるという顕著な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の輸送管の摩耗前の状態を示す断面図である。
【図２】本発明の輸送管の摩耗前の状態を示す平面図である。
【図３】本発明の輸送管の遮光性保護層と発光層が摩耗したときの発光状態を説明する断面図である。
【図４】本発明の輸送管の遮光性保護層と発光層が摩耗したときの発光状態を説明する平面図である。
【図５】本発明の輸送管の遮光性保護層と発光層とＦＲＰ層が摩耗したときの発光状態を説明する断面図である。
【図６】本発明の輸送管の保護層と発光層とＦＲＰ層が摩耗したときの発光状態を説明する平面図である。
【図７】従来のＦＲＰＭ管の一部を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に、本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明に係る輸送管を示す断面図、図２はその平面図である。図において、１は樹脂モルタル層であって、この上下(内外)両面にＦＲＰ層２が形成されている。さらに、内側（図では上側）のＦＲＰ層２の上側に発光層３が形成され、この発光層３の上側に遮光性保護層４が形成されている。
【００１７】
この輸送管は、輸送管製造装置の芯金の円筒状型面の外周に、遮光性保護層４、発光層３、ＦＲＰ層２、樹脂モルタル層１、ＦＲＰ層２が、適宜加熱などされて硬化されつつ順次積層されたものである。なお、発光層３と内側のＦＲＰ層２とを一体物として形成することができる。例えば、ＦＲＰ層２に蛍光色素を含有させることにより、発光層３とＦＲＰ層２とを兼ねて一層とすることができる。
【００１８】
樹脂モルタル層１は、骨材に不飽和ポリエステル樹脂などの熱硬化性樹脂を添加したものからなり、圧縮応力には強いが引張応力に対しては亀裂の発生しやすい硬脆なものである。この樹脂モルタル層１は、従来のものと特に変わるところはない。
【００１９】
ＦＲＰ層２は、不飽和ポリエステル樹脂やエポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂をガラス繊維で強化したものである。ＦＲＰ層２は、樹脂モルタル１が引張応力に弱いという欠点を補うものであって、引張応力に対して破断することのない強度，靭性を備えていることが必要とされる。この要件は、樹脂の内部にガラス繊維が含有されて強化されているので満たすことができる。
【００２０】
発光層３の材質として、熱硬化性樹脂にガラス繊維を混合したものを用いることができる。この発光層３を構成する熱硬化性樹脂の中には紫外線などの励起光によって発光する蛍光色素が混入されている。この発光層は、透明または半透明であるのが望ましい。不透明であると、励起光の照射で発光する部分が表面のみになって発光強度が低くなってしまうからである。
【００２１】
また、遮光性保護層４は、発光層３を保護するためのものであって、熱硬化性樹脂、紫外線硬化樹脂、光硬化反応型の感光性樹脂などを用いることができる。熱硬化性樹脂としては、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂などを用いることができ、紫外線硬化樹脂としては、アクリル樹脂、ウレタン樹脂などを用いることができ、感光性樹脂としては、ビスフェノール系不飽和ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂などを用いることができる。
【００２２】
この遮光性保護層４は、砂などの硬い粒子によるアブレッシブ摩耗に対して高い耐摩耗性を有することが必要である。そのために、遮光性保護層にはシリカ、珪砂、炭酸カリシウム、クレー、硫酸バリウム、セラミックスのうちの１種または２種以上からなる耐摩耗性粒子を添加することができる。また、遮光性保護層４の中には励起光を吸収したり散乱したりする遮光剤が混入されている。
【００２３】
なお、励起光として、紫外線または波長が５００ｎｍ以下の青色系可視光を用いることができる。波長が５００ｎｍを超えて長い場合には、蛍光色素を発光させることができない。紫外線の光源として、紫外線ランプや紫外線ＬＥＤなどを用いることができ、青色系可視光の光源として、青色のＬＥＤライトを用いることができる。
【００２４】
本明細書において、蛍光色素とは、蛍光顔料と蛍光染料とを総称していう。蛍光顔料として、蓄光材、蛍光材が挙げられ、蛍光染料として、蛍光増白材が挙げられる。蓄光材は、紫外線や青色系可視光などの励起光が消失した後も発光を続けるものであって、この蓄光材として、アルミナ系酸化物の無機顔料を使用することができるし、各種希土類系蓄光材（アルミン酸ストロンチウム＋ユーロピウム、ネオジムドープ、アルミン酸カルシウム＋ユーロピウム，ジスプロシウムドープなど）や、硫化亜鉛＋銅ドープなどを用いることができる。
【００２５】
また、蛍光材とは、励起光に刺激されて蛍光を発光し、刺激を停止すると発光が止まるものであって、この蛍光材として、それ自体が蛍光性を有する有機物および無機物、更には蛍光染料を熱硬化性樹脂中に溶解して硬化および粉砕した顔料等の如く、従来一般に使用されている顔料が全て使用できる。例えば、フルオレセイン系、スチルベンゼン系、各種希土類蛍光材や、バリウム、ストロンチウム、亜鉛などの硫化物が例示される。
【００２６】
蛍光増白材とは、太陽光線の中の紫外線を選択的に吸収し、これを目に見える紫〜青色の可視光に変え、放射させる能力を持ったものであって、この蛍光増白材として、例えば、ジアミノスチルベンジルスルホン酸誘導体系、ビススチリルビフェニル誘導体系、クマリン誘導体系、ピラゾロン誘導体系、ビスベンゾオキサゾール誘導体系、ナフタルイミド誘導体系等の一般的な蛍光増白材を使用することができる。
【００２７】
なお、輸送管の製造時に不飽和ポリエステルなどの樹脂は、１７０℃程度まで加熱されるので、添加する蛍光材料は、１７０℃程度まで加熱されても変質しないことが必要とされる。
【００２８】
遮光材として紫外線吸収剤、紫外線散乱剤などを用いることができる。紫外線吸収剤として、メトキシケイヒ酸オクチル、オキシベンゼン、ｔ−ブチルメトキシジベンゾイルメタンなどが例示される。紫外線散乱剤として、酸化チタンや酸化亜鉛が挙げられる。これらの紫外線吸収剤、紫外線散乱剤は、青色系可視光を遮光する効果をも有することがある。また、遮光性保護層４は、発光層３の小さな摩耗痕をも鮮明に発光させるために、黒色に着色されているのが望ましい。したがって、遮光剤としてカーボンブラックを用いた場合には、遮光性保護層４を黒色にすることができて望ましい。
【００２９】
図１に示す亀裂発生のない通常の状態、および遮光性保護層４のみが摩耗した状態においては、励起光は遮光性保護層４内の遮光剤により透過を妨げられるので、下層の発光層３まで到達しない。よって、発光層３が発光することはなく、作業者は摩耗が進んでいないことを確認することができる。
【００３０】
しかしながら、図３，４に示すごとく、摩耗損傷が進んで摩耗部５が発光層３にまで達したときには、励起光は発光層３に容易に到達するので、露出した発光層３は蛍光色素によって発光することができる。発光は青白色を呈するので、暗所においても作業者は容易に亀裂を発見することができる。
【００３１】
さらに、図５，６に示すごとく、摩耗部５が発光層３を貫通して下層のＦＲＰ層２に達したときには、露出したＦＲＰ層２の周囲の発光層３が発光する。このような状態は、ＦＲＰ層２が損傷を受けている状態であるので、作業者は直ちに輸送管を交換する必要がある。
【００３２】
本発明に係る輸送管を使用したところ、ＦＲＰ層２の上に不飽和ポリエステルを含浸させた白-黒-白の３層の不織布を積層した輸送管に比べて、３倍の寿命を有するものであった。よって、本発明の輸送管は長寿命を有することを確認した。
【００３３】
以上に述べたように、本発明の輸送管は、摩耗の進行具合に応じて摩耗劣化の程度を把握することができるので、安全性を確保しつつ適正な時期に輸送管を交換できるという顕著な効果を奏することができる。
【００３４】
１  樹脂モルタル層、２  ＦＲＰ層、３  発光層、４  遮光性保護層、５  摩耗部、
【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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