JPS6360280B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は高温水および蒸気などを輸送するのに
用いられる被覆配管に関するものである。

〔従来の技術〕

従来のこの種被覆配管は第１図に示すように、
配管１の外周面を断熱材、例えばアスベスト繊維
布、シリカ繊維布などを積層させた保温層３によ
り被覆し、さらにこの保温層３の外周面を防水材
例えばアルミニウム、ステンレス鋼、炭素鋼など
の薄肉の金属板、またはナイロン、ビニール、ポ
リエチレンなどの合成樹脂製シートからなる防水
層４により被覆して構成されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記のように配管１を保温層３および防水層４
により２重に被覆しても、その配管１の外周面は
外界の環境から完全に遮断されているわけではな
く、大気が防水層４および保温層３を形成する材
料の微細な隙間または空間を流通して配管１の外
周面に到達する。このため大気中に含まれた水分
（温度）は、配管１の表面の冷熱サイクルの過程
において結露し、その表面に付着するから電気化
学的に腐食反応が起りやすい状態となる。さらに
前記保温層３を形成するアスベスト繊維布、シリ
カ繊維布などから腐食性の塩素イオンなどが溶出
し、配管１の外周表面の不働態皮膜を破壊して腐
食現象を生ずる恐れがある。

上記腐食現象は、炭素鋼製被覆配管では全面腐
食状態となり、またステンレス製被覆配管では孔
食状態となる傾向がある。特に高温水および蒸気
などを輸送するステンレス鋼製被覆配管では、腐
食性環境と熱応力が相乗的に影響するため、配管
の外周表面から応力腐食割れを発生する恐れがあ
る。また被覆配管の最外側の被覆層すなわち防水
層４が金属体で形成されている場合には、その金
属体の内側面すなわち保温層３に接合する表面が
上記と同様に腐食して損傷する恐れがある。

本発明は上記にかんがみ保温層を設けた配管の
外周面および最外側の防水層の金属体の内面の腐
食を防止し、長寿命の被覆配管を提供することを
目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は上記目的を達成するために、配管の外
周面に断熱材よりなる保温層を設け、この保温層
の外周面に防水材よりなる防水層を設けた被覆配
管において、ゴム質基材100重量部、亜鉛微粉末
５〜350重量部、静電荷を帯電した炭素微粉末10
〜20重量部および酸化マグネシウム微粉末20〜
100重量部からなるゴム質被覆材の防食層を、前
記配管の外周面上に設けることにより達成され
る。

〔作用〕

防食層中の亜鉛がアノード側に分極し、配管の
金属表面の溶解反応を防いで配管を防食する。炭
素微粉末及び酸化マグネシウム微粉末は亜鉛を有
効に消費するのに役立つ。又、最外側の防水層は
防食層の防食機能および保温層の断熱作用を長期
間維持するために役立つている。

〔実施例〕

以下本発明の実施例を図面について説明する。

第２図において、１は高温水および蒸気などを
輸送する配管で、この配管１の外周面は防食層２
により被覆されている。この防食層２は、ゴム質
基材100重量部、亜鉛微粉末５〜350重量部、静電
荷を帯電した炭素微粉末10〜200重量部および酸
化マグネシウム微粉末20〜100重量部からなるゴ
ム質被覆材により形成されている。前記ゴム質基
材は、配管１内を流通する流体の高温度に対し、
その耐熱性を考慮して選定される。３は前記防食
層２の外周面を被覆する保温層、４はこの保温層
３の外周面を被覆する防水層で、この防水層４お
よび前記保温層３は第１図に示す従来例と同様に
形成されるので、その説明を省略する。

次に上記各被覆層の機能について説明する。

まず防食層２はゴム質基材中に帯電性を有する
炭素微粉末を分散させることにより、ゴム生地に
導電性を付与することができる。ゴム質基材中に
亜鉛微粉末を添加することにより、ゴム質が金属
表面に接触すると、亜鉛粉末がゴム生地を電気導
体としてアノード分極しやすくする。

いま前記ゴム質被覆材を帯状に形成し、この帯
状体を配管１の外周面に巻回して防食層２を形成
すると、前記帯状体間より結露水が内部に侵入
し、配管１の外周面と防食層２との間に滞留す
る。このため配管１の金属表面（主として鉄表
面）の水溶液に対する電極電位は、ゴム生地中に
分岐している亜鉛の電極電位よりも貴電位系列に
位置するので、亜鉛はゴム生地を電気導体として
アノード側に分極し、下記(1)式に示す溶解反応を
行う。

Zn→Zn²⁺＋2e ……(1) また配管１の金属表面では、上記(1)式のアード
反応により放出される電子と等価的に下記(2)式の
カソード反応が行われるので、前記金属表面自体
の溶解反応は起らず防食される。

H₂O＋１／２O₂＋2e→2OH ……(2) 一方、亜鉛の溶解過程では液質を弱ルカリ性と
するため、配管の金属表面の不働態は保持される
から、その金属表面をほぼ完全な防食状態に維持
することができる。

さらに配管１の外周面からの熱伝達により、熱
放散はゴム質により抑制されるが、このゴム生地
では固体熱伝達となるから保温層３が必要であ
る。この保温層３は、熱伝導性の悪い空気を利用
するため、空間体積の多いシリカガラス繊維、発
泡ウレタンおよびポリスチレン樹脂などを主体と
して積層状に構成されている。これらの樹脂層か
ら前記結露現象により腐食要因となる塩素イオン
などのカチオンが溶出しても、このカチオンは防
食層１のゴム質最外層部において亜鉛により捕捉
され、塩化亜鉛となつてたまるから配管１の外周
面に到達する恐れはない。

最外側の防水層４は、前記防食層２の防食機能
および保温層３の断熱作用を長期間維持するため
に必要な被覆層である。この防水層４が金属体で
あるときには、機械強度の面では安定しているけ
れども、腐食による損傷が考えられるから内側表
面に防食処理を施す必要がある。すなわち防水層
４がアルミニウムまたはステンレス鋼よりなる場
合には、ポリブデンを主体とするポリマー100重
量部に亜鉛微粉末：30〜50重量部および静電荷を
滞電したエステル油：20〜200重量部からなる混
合物の層を、前記金属体の内周面または保温層３
の外周面に設けて隙間腐食の発生を抑制する。

一方、防水層４が合成樹脂よりなる場合には、
腐食に対して抵抗力があるけれども、機械的強度
が低く、かつ紫外線による劣化が考えられるの
で、適当な時期に新しいものと交換する必要があ
る。

次に防食層２および防水層４を形成する成分組
成の限定理由について説明する。

防食層２において、ゴム生地に対する亜鉛微粉
末の量は、ゴム質基材100重量部に対して５重量
部以下では防食効果を持続することができず、
350重量部以上ではゴム質が脆化するから５〜350
重量部に限定した。

また静電荷を滞電した炭素微粉末は相互に吸着
する作用を有し、鎖状に接続してゴム生成に分散
するから導電性を付与するが、10重量部以下では
効果がなく、200重量部以上ではゴム生地が脆化
されるから、炭素微粉末の添加量を10〜200重量
部に限定した。

さらに酸化マグネシウムは防食層２の電気化学
的作用を促進させるために必要な適度の吸湿作用
を行うのに有効であり、その添加量はゴム質基材
100重量部に対して20重量部以下では効果がなく、
100重量部以上ではゴム生地が脆化されるから20
〜10部に限定した。

前記のように防水層４が金属体からなる場合に
は、その金属体の内周面または保温層３の外周面
に設ける層はポリブデンポリマー100重量部に添
加する亜鉛微粉末は、30重量部以下では効果がな
く、350重量部以上では作業性が悪化するから、
添加量を30〜350重量部に限定した。前記添加亜
鉛を効果的に消費させるために添加されるエステ
ル油の添加量は、ゴム質基材100重量部に対して
20重量部以上では効果が少なく、200重量部以上
では腐食性を示すから20〜200重量部に限定した。

上述したように本実施例は、配管１を防食層
２、保温層３および防水層４により順次に被覆し
たものについて述べたが、本発明はこれに限定さ
れず、配管１を防食層２および防水層４により順
次に被覆してもよいことはもちろんである。

次に第３図に示す実施例について説明する。

供試材として前述した第１図および第２図に示
す従来の被覆配管Ａおよび本発明に係わる被覆配
管Ｂを用い、この両供試材Ａ，Ｂの保温層３の断
熱材中に蒸溜水を注入した後、第３図に示すよう
にボルト５、ナツト６およびシールリング７を介
して一体に結合し、この結合した両供試材Ａ，Ｂ
をポンプおよび貯水槽（図示せず）に接続して閉
ループ試験装置を構成する。

上記供試材Ａ，ＢのSUS304製配管１内に約80
℃の温水と冷却とを交互に循環させ、配管１の外
周面を交互に加熱、冷却させる。そして725，
1450，1920時間毎に分解して両配管１の各外周面
の状態を調査した。その結果、防食層２を有しな
い供試材Ａの配管１外周面には孔食状の隙間腐食
を発生したが、これに反し防食層２を有する供試
材Ｂの配管１外周面には腐食損傷は全然認められ
ず、防食されていることが確認された。

第４図は第３図の被覆配管Ｂの防食層２におけ
る隙間内の液質のPHおよび隙間内表面の電極電位
の状態を調べる測定装置で、第４図ロは本発明に
係わる防食層２と同質材からなる試験片ｂ、また
は市販のゴム（ニトリルブタジエン）からなる試
験片b′でこの試験片ｂ，b′は３％食塩水（50℃）
中で60日間浸漬したものである。第４図イ，ハは
試験片ｂの保持部材、第４図ニは組立状態をそれ
ぞれ示す。第４図ニにおける９〜１１はテフロン
パイプ、綿糸およびSUS304製電極をそれぞれ示
し、その電極１１はポテンシヨスタツトに接続し
て測定する。また隙間内液質のPHは第４図ニに示
す組立状態を分解した後、残留液をPH紙により測
定した。

その結果、本発明に係わる試験片ｂおよび従来
例の試験片b′を使用した場合の隙間内のPHは、第
５図のＣ，Ｄ線にそれぞれ示すとおりである。す
なわち隙間内のPHは、本発明に係わる試験片ｂの
場合Ｃ線では、漸次弱アルカリ性を示すが、従来
例の試験片b′の場合Ｄ線では、漸次酸性を示して
腐食性となることが容易に理解される。

また本発明に係わる試験片ｂおよび従来例の試
験片b′を使用した場合の隙間内の電位は、第６図
のＥ，Ｆ線にそれぞれ示すとおりである。すなわ
ち本発明に係わる試験片ｂの場合Ｅ線の電位は、
従来例の試験片b′の場合Ｆ線の電位よりも大幅に
卑電位に分極する。したがつて前者では亜鉛によ
りカソード分極されるから、防食されることが容
易に理解される。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、被覆層を
設けた配管の外周面および最外側の防水金属体の
内周面の防食を防止することにより、配管の寿命
を大幅に延長させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の被覆配管の断面図、第２図は本
発明被覆配管の一実施例を示す断面図、第３図は
従来品および本発明品の実験例を示す断面図、第
４図イ〜ハおよびニは防食層の隙間内の液体のPH
と隙間内表面の電極電位を測定する部品およびそ
れらの組立状態を示す断面図、第５図および第６
図は従来品と本発明品の特性を示す説明図であ
る。 １……配管、２……防食層、３……保温層、４
……防水層。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 配管の外周面に断熱材よりなる保温層を設
   け、この保温層の外周面に防水材よりなる防水層
   を設けた被覆配管において、ゴム質基材100重量
   部、亜鉛微粉末５〜350重量部、静電荷を帯電し
   た炭素微粉末10〜200重量部および酸化マグネシ
   ウム微粉末20〜100重量部からなるゴム質被覆材
   の防食層を、前記配管の外周面上に設けたことを
   特徴とする被覆配管。 ２ 前記防水層がアルミニウム、ステンレス鋼お
   よび炭素鋼のうちいずれか一つの金属材料である
   場合に、ポリブデンポリマー100重量部、亜鉛微
   粉末30〜350重量部および静電荷を帯電したエス
   テル油類20〜200重量部からなる混合物の層を、
   前記防水層の内面または保温層の外周面に設けた
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の被
   覆配管。