(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
二つのステンレス鋼管の端部を筒状のソケット内に両側から挿入することにより，二つのステンレス鋼管の端面同士を向き合わせ，ステンレス鋼管の周面とソケット内面との間をアクリル樹脂系の反応型接着剤で接着することにより，二つのステンレス鋼管の端部同士を接合する方法であって，
前記ソケットの内面の径が，ソケットの中央部で最も狭くて，ソケットの両端部に近づくほど広がるように形成され，ステンレス鋼管の周面とソケット内面との距離が，ソケットの中央部からソケットの両端部に向かって次第に長くなるように構成されていることを特徴とする，ステンレス鋼管の接合方法。
【請求項２】
前記ソケット内に挿入されるステンレス鋼管の端部の長さが２０ｍｍ以上であり，前記ステンレス鋼管の周面とソケット内面との距離が，ソケットの端部において２ｍｍ以上であることを特徴とする，請求項１に記載のステンレス鋼管の接合方法。
【請求項３】
前記ソケット内に，ステンレス鋼管の端面とソケット内面の両方に密着するＯリングを配置することを特徴とする，請求項１又は２に記載のステンレス鋼管の接合方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，屋内配管などを行う際に，二つのステンレス鋼管の端部同士を接合する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より，ホテル，マンションなどのビルの給水，給湯用屋内配管として亜鉛めっき鋼管（ＳＧＰ），塩ビライニング鋼管や銅管が用いられている。しかし，原水の汚染にともない，塩素イオンの増加や減菌のための残留塩素添加の強化により，腐食問題が深刻化している。とくに給湯用途に使用されている銅管においては孔食による漏れならびに腐食にともなう銅イオンの溶出による青水の問題などが生じている。これらの問題を解決するために，ステンレス鋼管が使用されている。
【０００３】
ステンレス鋼管の接合には溶接接合，フランジ接合およびメカニカル接合などがある。フランジ接合ではステンレス製のスタブエンドとパイプを溶接接合したものをフランジを用いてボルトで締結する。メカニカル接合では専用のジョイントを用いてパイプをかしめたりすることにより接合する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし，ステンレス鋼といえども，使用水質や構造によっては腐食を起こす場合がある。溶接接合では溶接スケールの生成状態やビード形状などが耐食性に影響を及ぼす。溶接酸化スケールが残ったり，ビード形状が悪いと，溶接スケール直下にＣｒ欠乏層が生じ，そこから孔食を生じてやがては漏水に至る可能性がある。したがって，溶接酸化スケールがなく，ビード形状の良好な溶接を施す必要がある。そのために，現在，自動溶接機による溶接性の向上が検討されているが，現場における自動溶接機の使用には作業スペースや管径の制約などの様々な問題がある。したがって，溶接熟練技能者の技術に頼るのが現状であり，コスト的にも高くなる。
【０００５】
フランジ接合やメカニカル継手においては，スタブエンド面でテフロン製のパッキンが接触するため，スタブエンド面とパッキンとの隙間構造が生じる。メカニカル接合ではプレス式接合，拡管式接合が代表的であり，パイプとジョイントをかしめるために金属同士の隙間構造が生じる。ステンレス鋼管の場合は，隙間構造があると水質や使用環境によっては隙間腐食を生じる場合がある。また，フランジ継手においてはボルト締めなどの作業に時間を要する。
【０００６】
本発明の目的は，ステンレス鋼管同士を現場などにおいて容易に接合でき，しかも，短時間で強固かつ腐食を発生させない状態に接合できる方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために，請求項１の発明にあっては，二つのステンレス鋼管の端部を筒状のソケット内に両側から挿入することにより，二つのステンレス鋼管の端面同士を向き合わせ，ステンレス鋼管の周面とソケット内面との間をアクリル樹脂系の反応型接着剤で接着することにより，二つのステンレス鋼管の端部同士を接合する方法であって，前記ソケットの内面の径が，ソケットの中央部で最も狭くて，ソケットの両端部に近づくほど広がるように形成され，ステンレス鋼管の周面とソケット内面との距離が，ソケットの中央部からソケットの端部に向かって次第に長くなるように構成されていることを特徴としている。
【０００８】
この請求項１のステンレス鋼管の接合方法において，請求項２に記載したように，前記ソケット内に挿入されるステンレス鋼管の端部の長さが２０ｍｍ以上であり，前記ステンレス鋼管の周面とソケット内面との距離が，ソケットの端部において２ｍｍ以上であることが好ましい。また，請求項３に記載したように，前記ソケット内に，ステンレス鋼管の端面とソケット内面の両方に密着するＯリングを配置することが好ましい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下，本発明の好ましい実施の形態を図面を用いて説明する。図１は，本発明の実施の形態にかかる方法に従い，二つのステンレス鋼管１，２の端部１０，２０をソケット３内に挿入して接合した状態を示す断面図である。
【００１０】
図示の例では，ステンレス鋼管１，２はいずれも内径と外径が等しい円管である。また，ソケット３は，これらステンレス鋼管１，２の外径よりも大きい内径を有する略円筒形状をなしており，このソケット３の材質は，強度を持たせるためとガルバニック腐食を避けるという観点から，ステンレス鋼管１，２と同じステンレス鋼であるのがよい。例えば，ソケット３に銅管などを用いると，ステンレス鋼管１，２とソケット３が接したような場合，ガルバニック腐食を起こす可能性があるからである。
【００１１】
但し，ステンレス鋼管１，２はいずれも外径が一定であるのに対し，ソケット３の内面の径は，ソケット３の中央部３０で最も狭く，ソケット３の両端部３１，３２に近づくほど広がるように形成され，ステンレス鋼管１，２の周面（外面）とソケット３の内面との距離が，ソケット３の中央部３０からソケット３の端部３１，３２に向かって次第に長くなるように構成されている。
【００１２】
また，ソケット３内において，ステンレス鋼管１，２の端面１１，２１とソケット３の内面の両方に密着するようにしてＯリング４，５が配置されている。これらＯリング４，５は，例えばゴム製からなる。また，Ｏリング４，５の外径は，ソケット３の中央部３０の内径よりも大きく構成されている。
【００１３】
また，ソケット３の内面と，ソケット３内に挿入されたステンレス鋼管１，２の周面との間には，接着剤６，７が充填されて，接着されている。この接着剤６，７には，アクリル樹脂系の反応型接着剤が使用される。
【００１４】
さて，前述のステンレス鋼管１，２同士を接合するには，先ず，ソケット３内に両側からＯリング４，５を挿入する。そして，外周面に接着剤６，７を塗布したステンレス鋼管１，２の端部１０，２０を，ソケット３内に両側から挿入する。これにより，ステンレス鋼管１，２の端面１１，２１でＯリング４，５を押し込み，ソケット３の中央部３０近傍においてステンレス鋼管１，２の端面１１，２１とソケット３内面の両方にＯリング４，５を密着させる。なお，先に説明したように，ソケット３の内面の径が中央部３０で最も狭く両端部３１，３２に近づくほど広がるように形成されているので，このようにＯリング４，５及びステンレス鋼管１，２の端部１０，２０をソケット３内に挿入する場合，それらの挿入が容易であり，また，ステンレス鋼管１，２の端部１０，２０に塗布した接着剤６，７がソケット３の端面によって削り取られる心配が少ない。
【００１５】
ここで，屋内配管としての耐震性などといった接合強度を満たし，かつ現場で短時間で接着できることを考慮すると，上記接着剤６，７には，アクリル樹脂系の反応型のものを使用するのが良い。例えば，酢酸樹脂系エマルジョン型に代表される水溶性の接着剤は，水に溶解しやすいので不適である。また，塩化ビニル系の溶剤型の接着剤は，満足する強度が得られず，硬化にも時間を有する。十分な強度を得るためには反応型の接着剤が最も適している。反応型の接着剤にはエポキシ系やアクリル樹脂系のものがある。接着強度的には反応型接着剤が最も優れているが，エポキシ系の場合には接着剤中に不純物として含まれるエピクロルヒドリンから塩素が発生し，腐食を誘発する可能性がある。このため，アクリル樹脂系の反応型接着剤が最も適している。また，アクリル樹脂系の反応型接着剤を用いることにより，例えばステンレス鋼管１，２内を流れる水などの汚染を防止できるようになり，給水・給湯など衛生配管に用いられる水についての厚生省が定めた基準を満足できるようになる。
【００１６】
このようにステンレス鋼管１，２の端部１０，２０をソケット３内に挿入して接合するに際しては，ソケット３内に挿入されるステンレス鋼管１２の端部１０，２０の長さＬ１，Ｌ２がいずれも２０ｍｍ以上となるようにする。この長さＬ１，Ｌ２が２０ｍｍより短いと，十分な接着面積が得られないために必要な接合強度が得られない。
【００１７】
また先に説明したように，ソケット３の内面の径が中央部３０で最も狭く両端部３１，３２に近づくほど広がるように形成されているので，ステンレス鋼管１，２の端部１０，２０をソケット３内に挿入した際には，ソケット３の端部３１，３２において，ステンレス鋼管１，２の周面とソケット３内面との間には，隙間が形成されることとなる。この隙間の距離Ｈ１，Ｈ２は，ソケット３の端部において２ｍｍ以上となるようにする。これにより配管の接合に必要な接着剤６，７の膜厚が得られる。この距離Ｈ１，Ｈ２が２ｍｍより狭いと，接着剤６，７の膜厚が薄いために十分な接着強度が得られない。
【００１８】
この実施の形態の接合方法によれば，ソケット３の中央部３０近傍においてステンレス鋼管１，２の端面１１，２１とソケット３内面の両方にＯリング４，５を密着させた状態となっているので，接着剤６，７がステンレス鋼管１，２の外周面とソケット３内面の間に流出することを防止でき，接着部におけるステンレス鋼管１，２とソケット３との金属隙間の形成を防止できる。アクリル樹脂系の反応型のごとき難溶性の接着剤であっても，接着剤６，７がステンレス鋼管１，２内に露出すると，水質を汚染する可能性がある。このため，接着剤６，７が内側に露出しないようにＯリング４，５を配置すると良い。また，Ｏリング４，５を配置することにより，水の吸湿による接着剤６，７の接着強度の低下も防止できる。なお，Ｏリング４，５は軟質のＥＰＤＭ樹脂製のものがよい。硬質であるとステンレス鋼管１，２との接触部で隙間腐食を生じる可能性があるからである。
【００１９】
【実施例】
以下，本発明の実施例を行い作用効果を調べた。それについて説明する。
【００２０】
（実施例１）
配管の接合として接着剤を用いるためには，屋内配管として所定の接合強度が必要となる。そこで，市販の接着剤を用いて接合後の接着強度を測定した。市販のＳＵＳ３０４ＴＰＤの２０Ｓｕ管を，図１で説明した本発明にかかるソケット３，ならびに，図２に示す如き内径が一定の円筒形状を有するソケット３’を用いて接着接合した。図２に示す接合例では，Ｏリングを使用しなかった。なお，図２に示す例は，ソケット３’が内径一定の円筒形状である点及びＯリングを使用しなかった点を除けば，その他の構成は先に図１で説明した本発明の実施の形態にかかるものと同様の構成を有するので，図２において，図１と同じ構成要素については，図１と同じ符号を付することにより，重複した説明を省略する。また，ソケット３，３’のいずれについても，接着剤６，７には，アクリル樹脂系の反応型接着剤の他，比較として，市販の水溶性の酢酸ビニルエマルジョン系，溶剤型の塩化ビニル系及び反応型のエポキシ系の接着剤を用いて接合を行った。接着強度の測定は接着５分後と３０分後にステンレス協会の定める継手基準（ＳＡＳ３２）の引張試験に準じて行った。表１に試験結果を示す。
【００２１】
【表１】
0004090107.tif 000002
【００２２】
引張試験の基準は，ステンレス鋼管内に封入した空気の抜け出し阻止力が１．９ＫＮ以上である。酢酸ビニルエマルジョン系および塩化ビニル系の接着剤はソケット形状および接着後の時間によらず１．９ＫＮ以下であり，強度が満たされない。エポキシ系反応型の接着剤の場合にはソケットの形状によらず接着３０分後には１．９ＫＮ以上の強度が得られるが，接着５分後では強度が得られない。実際の配管の接合作業を考慮すると，時間を要するために好ましくない。一方，アクリル樹脂系反応型の接着剤の場合には，本発明によるソケット３を用いた場合には接着５分後にも必要とする強度が得られた。しかし，ソケット３’では接着５分後には満足する強度が得られなかった。これはソケット形状がフラットのために均一な接着剤の膜厚および面積が得られなかったためである。
【００２３】
（実施例２）
実際の配管環境をシミュレートした温水ループ試験により接着接合部の耐食性評価を行った。実施例１で用いたサンプルを用い，比較例に市販のＳＵＳ３０４ＴＰＤにＡｒバックシールのもとでＴＩＧ円周溶接を行った溶接接合管および市販の圧縮式継手による接合管を用いた。試験液には６０℃の上水に２００ｐｐｍの塩素イオンを添加した。流速を１ｍ／ｓｅｃとして，６ヵ月間試験を行った。試験後の接合部の管内面の観察結果を表２に示す。
【００２４】
【表２】
0004090107.tif 000003
【００２５】
溶接接合管についてはＳＵＳ３０４ＴＰＤの熱影響を受けた造管ビード部で孔食が認められた。また，圧縮式継手についてはジョイントとステンレス鋼管の金属接触部に隙間腐食が認められた。接着剤を用いて接合したものは，ソケット３’を用いた場合には接着剤の種類によらず，ソケットとステンレス鋼管の隙間に隙間腐食が認められた。一方，ソケット３を用いた場合は，エポキシ樹脂系のみにステンレス鋼管に孔食が認められた。これは接着剤からの溶出した塩素が影響したものと思われる。また，水溶性の酢酸ビニルエマルジョン系接着剤を用いて接合した場合は接着剤がほとんど溶出していた。そのほかの接着剤で接合したサンプルには腐食が認められず，良好な耐食性を示した。本発明によるソケット３ではＯリングがソケットとステンレス鋼管との隙間構造をなくすためである。また，エポキシ系の接着剤は耐食性の観点から好ましくないことがわかった。
【００２６】
（実施例３）
実施例２で用いたサンプルにより温水ループ試験後の水質変化を調査した。試験条件は実施例２と同様である。水質の判断はＪＩＳＫ６３５３に準じて行い濁度，色度，過マンガン酸カリウム消費量および臭気・味について測定した。表３に各接着接合剤の試験後の水質分析結果を示す。濁度，色度，および臭気・味については基準値内であったが，過マンガン酸消費量に差があった。比較例の溶接接合や圧縮式接合材は基準内であったが，接着剤を用いて接合した場合の過マンガン酸消費量はそれらより高かった。特に酢酸ビニルエマルジョン系接着剤を用いて接合した場合の値は高かった。ソケット３を用いた場合には接着剤の種類によらず過マンガン酸消費量が基準値内であり，ソケット３’を用いた場合には基準値以上の数値がでた。これはソケット３’のような形状であると，接着剤が水に溶解しやすいためである。本発明の実施例による形状のソケット３を用いることにより，使用水の汚染が防止できる。
【００２７】
【発明の効果】
本発明によれば，ステンレス鋼管を屋内配管などに用いて接合する際，接合部の耐食性を損なうことなく，十分な強度の接合ができ，かつ使用水を汚染することのない簡便な接合が可能となる。本発明により，溶接工程が省力されるためにコスト的にも有利になる。また，熟練技能を有する溶接工も必要としない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態にかかる接合方法の説明図である。
【図２】比較例の接合方法の説明図である。
【符号の説明】
１，２    ステンレス鋼管
３        ソケット
４，５    Ｏリング
【表３】0004090107.tif 000004
【図１】
0004090107.tif 000005
【図２】
0004090107.tif 000006