JPH0652111B2 - 弗素樹脂ライニング鋼管におけるブリスター防止方法 - Google Patents
弗素樹脂ライニング鋼管におけるブリスター防止方法Info
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- JPH0652111B2 JPH0652111B2 JP63102612A JP10261288A JPH0652111B2 JP H0652111 B2 JPH0652111 B2 JP H0652111B2 JP 63102612 A JP63102612 A JP 63102612A JP 10261288 A JP10261288 A JP 10261288A JP H0652111 B2 JPH0652111 B2 JP H0652111B2
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L53/00—Heating of pipes or pipe systems; Cooling of pipes or pipe systems
- F16L53/30—Heating of pipes or pipe systems
- F16L53/35—Ohmic-resistance heating
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Flanged Joints, Insulating Joints, And Other Joints (AREA)
- Pipe Accessories (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、高圧熱水用配管等に使用する弗素樹脂ライニ
ング鋼管におけるブリスター防止方法に関する。
ング鋼管におけるブリスター防止方法に関する。
〔従来の技術〕 一般に、弗素樹脂は耐薬品性，耐熱性，非粘着性などの
点で他の合成樹脂と比べて優れた特性を有している。な
かでもポリテトラフルオロエチレン樹脂（以下、ＰＴＦ
Ｅ樹脂と略称）、あるいはテトラフルオロエチレンとパ
ーフルオロアルキルビニルエーテルとの共重合体（以
下、ＰＦＡ樹脂と略称）は、２００℃以上の温度での連
続使用に耐えることができ、しかも耐薬品性においても
高温の弗素ガス，高温の三弗化塩素，溶融アルカリ金属
を除くすべての化学薬品に対して安定である。そこで上
記の弗素樹脂は、その特性を利用して腐食性流体あるい
は高温流体を扱う配管ライン、または機械装置などの耐
食性ライニング材として広く利用されている。
点で他の合成樹脂と比べて優れた特性を有している。な
かでもポリテトラフルオロエチレン樹脂（以下、ＰＴＦ
Ｅ樹脂と略称）、あるいはテトラフルオロエチレンとパ
ーフルオロアルキルビニルエーテルとの共重合体（以
下、ＰＦＡ樹脂と略称）は、２００℃以上の温度での連
続使用に耐えることができ、しかも耐薬品性においても
高温の弗素ガス，高温の三弗化塩素，溶融アルカリ金属
を除くすべての化学薬品に対して安定である。そこで上
記の弗素樹脂は、その特性を利用して腐食性流体あるい
は高温流体を扱う配管ライン、または機械装置などの耐
食性ライニング材として広く利用されている。
しかしながら、このような特性を有する弗素樹脂も、特
に高圧熱水下においては他の合成樹脂と同様にスチーム
の透過現象が見られる。たとえば直管，Ｌ管，Ｔ管など
の鋼管内周面を前記弗素樹脂でライニングした弗素樹脂
ライニング鋼管内に高温（例えば１５０℃以上）の熱水
を流通すると弗素樹脂ライナー層の中に圧力勾配が生
じ、少量の熱水が滲透する。特に熱水の供給を時々遮断
される場合には、滲透した熱水が凝縮して微量の水分と
なる。そして熱水が再び供給されると、上記弗素樹脂ラ
イナー層内の微量の水分が再び高温に加熱され、その結
果膨張して再び熱水となりライナー層内の微孔において
上記滲透作用を生じ、この微孔を拡大するようになる。
そのために拡大した微孔には更に多量の水分が蓄えられ
ることになり、上記のような高圧熱水の供給と遮断の繰
り返しが行われると、遂には視認できるような水が溜ま
ったブリスター（水泡）が発生する。そして、このよう
なブリスターが弗素樹脂ライナーの層内に発生すると、
熱水の浸透現象が加速度的に促進され、やがて上記ライ
ナー層中に発生した微孔が成長してライナー外周に到達
し、熱水がこのライナー層を貫通して鋼管内周面へ漏洩
したり、場合によってはライナー層が座屈するなどの重
大な問題を惹起する可能性があった。そこで、このブリ
スターの発生要因が熱水のライナー層透過にあることか
ら、ライナー層の肉厚を増大する試みが行われている
が、これは根本的解決には至らず、ブリスター防止は困
難な問題として残されていた。
に高圧熱水下においては他の合成樹脂と同様にスチーム
の透過現象が見られる。たとえば直管，Ｌ管，Ｔ管など
の鋼管内周面を前記弗素樹脂でライニングした弗素樹脂
ライニング鋼管内に高温（例えば１５０℃以上）の熱水
を流通すると弗素樹脂ライナー層の中に圧力勾配が生
じ、少量の熱水が滲透する。特に熱水の供給を時々遮断
される場合には、滲透した熱水が凝縮して微量の水分と
なる。そして熱水が再び供給されると、上記弗素樹脂ラ
イナー層内の微量の水分が再び高温に加熱され、その結
果膨張して再び熱水となりライナー層内の微孔において
上記滲透作用を生じ、この微孔を拡大するようになる。
そのために拡大した微孔には更に多量の水分が蓄えられ
ることになり、上記のような高圧熱水の供給と遮断の繰
り返しが行われると、遂には視認できるような水が溜ま
ったブリスター（水泡）が発生する。そして、このよう
なブリスターが弗素樹脂ライナーの層内に発生すると、
熱水の浸透現象が加速度的に促進され、やがて上記ライ
ナー層中に発生した微孔が成長してライナー外周に到達
し、熱水がこのライナー層を貫通して鋼管内周面へ漏洩
したり、場合によってはライナー層が座屈するなどの重
大な問題を惹起する可能性があった。そこで、このブリ
スターの発生要因が熱水のライナー層透過にあることか
ら、ライナー層の肉厚を増大する試みが行われている
が、これは根本的解決には至らず、ブリスター防止は困
難な問題として残されていた。
この発明は、このような従来の問題にかんがみてなされ
たものであって、鋼管のライニング部の温度を水の凝縮
温度を越える温度に維持することにより、上記問題点を
解決することを目的としている。
たものであって、鋼管のライニング部の温度を水の凝縮
温度を越える温度に維持することにより、上記問題点を
解決することを目的としている。
この発明は、カップリング用のフランジを有する鋼管の
内周面及びその内周面と連続するフランジ面に弗素樹脂
ライニングを施したライニング鋼管において、該鋼管の
外周面を加熱保温する手段を設け、且つ該鋼管の外周面
と該鋼管内を流通する熱流体との温度をそれぞれ検出す
るとともに、鋼管のライニング部の温度が水の凝縮温度
を越える温度に維持することによって弗素樹脂ライニン
グ鋼管におけるブリスター発生を防止する方法としたも
のである。
内周面及びその内周面と連続するフランジ面に弗素樹脂
ライニングを施したライニング鋼管において、該鋼管の
外周面を加熱保温する手段を設け、且つ該鋼管の外周面
と該鋼管内を流通する熱流体との温度をそれぞれ検出す
るとともに、鋼管のライニング部の温度が水の凝縮温度
を越える温度に維持することによって弗素樹脂ライニン
グ鋼管におけるブリスター発生を防止する方法としたも
のである。
この発明は、上記のような方法に構成してあるので、検
出された前記鋼管の外周面温度とこの鋼管内の熱流体の
温度を検出し、そのどちらかの温度が水の凝縮温度に近
づくと温度制御装置により該鋼管の外周面を加熱保温す
る手段に加熱作用が生じ、鋼管の外周面が加熱される結
果、鋼管のライニング部の温度を常に水の凝縮温度を越
える温度に維持されることになる。従って鋼管内周面の
弗素樹脂ライナー層中に、鋼管内を流通する熱水が滲透
するような圧力勾配は生じないため、樹脂ライナーのブ
リスター発生は防止される。
出された前記鋼管の外周面温度とこの鋼管内の熱流体の
温度を検出し、そのどちらかの温度が水の凝縮温度に近
づくと温度制御装置により該鋼管の外周面を加熱保温す
る手段に加熱作用が生じ、鋼管の外周面が加熱される結
果、鋼管のライニング部の温度を常に水の凝縮温度を越
える温度に維持されることになる。従って鋼管内周面の
弗素樹脂ライナー層中に、鋼管内を流通する熱水が滲透
するような圧力勾配は生じないため、樹脂ライナーのブ
リスター発生は防止される。
〔実施例〕 以下、この発明を図面を参照して説明する。第１図は本
発明に係る実施例であって、要部を断面で示した図であ
る。
発明に係る実施例であって、要部を断面で示した図であ
る。
図において、１は鋼管であり、２はこの鋼管に固着され
たカップリング用のフランジである。３は鋼管１の内周
面とこの面に連続するフランジ面２ａを被覆した弗素樹
脂ライニング層である。実施例においては主にＰＴＦＥ
樹脂やＰＦＡ樹脂を使用するが、他にテトラフルオロエ
チレンとヘキサフルオロプロピレンとの共重合体（ＦＥ
Ｐ樹脂）、ポリテトラフルオロエチレンとエチレンとの
共重合体（ＥＴＦＥ樹脂）、ポリクロロトリフルオロエ
チレン（ＰＣＴＦＥ樹脂）等の弗素樹脂でもよい。ま
た、このライニング層の膜厚は弗素樹脂の種類や使用目
的によって異なるが、通常0.3〜5.0mmの範囲が望まし
い。
たカップリング用のフランジである。３は鋼管１の内周
面とこの面に連続するフランジ面２ａを被覆した弗素樹
脂ライニング層である。実施例においては主にＰＴＦＥ
樹脂やＰＦＡ樹脂を使用するが、他にテトラフルオロエ
チレンとヘキサフルオロプロピレンとの共重合体（ＦＥ
Ｐ樹脂）、ポリテトラフルオロエチレンとエチレンとの
共重合体（ＥＴＦＥ樹脂）、ポリクロロトリフルオロエ
チレン（ＰＣＴＦＥ樹脂）等の弗素樹脂でもよい。ま
た、このライニング層の膜厚は弗素樹脂の種類や使用目
的によって異なるが、通常0.3〜5.0mmの範囲が望まし
い。
４は鋼管１の外周に捲着された加熱体であって、本実施
例では耐熱絶縁帯中に電熱線を有するヒーターテープで
ある。また、加熱体４は、鋼管１内を流通する熱流体の
予想される最高温度に対して鋼管１のライニング部の温
度を水の凝縮温度を越える温度に維持できるような加熱
能力を有するものであれば、上記以外の公知の加熱手段
を使用してもよい。５は結合されたフランジ２，２を含
む鋼管１の外周を被覆する保温外装であって、その素材
としてはグラスウール，ロックウール，硅酸カルシウム
やこれらを組合わせたもの等を使用する。なお、この保
温外装５の中間部に耐熱性の防湿材（図示せず）を介在
させることが好ましい。
例では耐熱絶縁帯中に電熱線を有するヒーターテープで
ある。また、加熱体４は、鋼管１内を流通する熱流体の
予想される最高温度に対して鋼管１のライニング部の温
度を水の凝縮温度を越える温度に維持できるような加熱
能力を有するものであれば、上記以外の公知の加熱手段
を使用してもよい。５は結合されたフランジ２，２を含
む鋼管１の外周を被覆する保温外装であって、その素材
としてはグラスウール，ロックウール，硅酸カルシウム
やこれらを組合わせたもの等を使用する。なお、この保
温外装５の中間部に耐熱性の防湿材（図示せず）を介在
させることが好ましい。
６は対向するフランジ面２ａ，２ａを被覆した弗素樹脂
ライニング３の間にカップリングボルト７により挾圧さ
れた円環状弾性体からなるガスケットであって、鋼管１
内の熱流体の温度を検知する温度センサ８のリード線を
挿通している。９は鋼管１の外周面の温度を検知するた
めの温度センサである。これらの温度センサ８，９は、
例えばＫ熱電対などで、それぞれの温度を熱起電力とし
て取出す方式のものであって、この熱起電力は差動増幅
器（リニアライザ）へ送られ、ここで増幅された熱起電
力が信号としてＡ／Ｄ変換器１１へ入り、入力されたア
ナログ信号をデジタル信号に変換する。１２は制御装置
（マイクロコンピユータ）であって、Ａ／Ｄ変換器１１
からの入力信号に基づいて熱流体温度と鋼管外周面温度
を読み取り、この温度が水の凝縮温度を越える温度にな
るように制御値を設定し、この制御値に基づいてリレー
１３を作動し電源１４から加熱体４に供給される電流の
調節を行うようになっている。
ライニング３の間にカップリングボルト７により挾圧さ
れた円環状弾性体からなるガスケットであって、鋼管１
内の熱流体の温度を検知する温度センサ８のリード線を
挿通している。９は鋼管１の外周面の温度を検知するた
めの温度センサである。これらの温度センサ８，９は、
例えばＫ熱電対などで、それぞれの温度を熱起電力とし
て取出す方式のものであって、この熱起電力は差動増幅
器（リニアライザ）へ送られ、ここで増幅された熱起電
力が信号としてＡ／Ｄ変換器１１へ入り、入力されたア
ナログ信号をデジタル信号に変換する。１２は制御装置
（マイクロコンピユータ）であって、Ａ／Ｄ変換器１１
からの入力信号に基づいて熱流体温度と鋼管外周面温度
を読み取り、この温度が水の凝縮温度を越える温度にな
るように制御値を設定し、この制御値に基づいてリレー
１３を作動し電源１４から加熱体４に供給される電流の
調節を行うようになっている。
次に、上記温度を水の凝縮温度を越える温度に限定した
理由について述べる。
理由について述べる。
以下にこの知見を実験例について述べる。
先ず装置として、称呼寸法２５Ａ，長さ１ｍの鋼管内に
厚さ1.5mmのＰＴＦＥ樹脂ライニングを施した２本の鋼
管を用意し、第２図に示すようにそれぞれのライニング
鋼管２１，２２に蒸気供給源２３、エア供給源２４、冷
水供給源２５を配管接続し、ライニング鋼管２１にはそ
の外周に前記加熱用のヒーターテープをスパイラル状に
捲回すると共にその外周にグラスウール保温層（密度２
５kg/m3以上、厚さ２５mmを２層）２６を外装した。但
し、ライニング鋼管２２にはヒーターテープや保温層は
装着していない。
厚さ1.5mmのＰＴＦＥ樹脂ライニングを施した２本の鋼
管を用意し、第２図に示すようにそれぞれのライニング
鋼管２１，２２に蒸気供給源２３、エア供給源２４、冷
水供給源２５を配管接続し、ライニング鋼管２１にはそ
の外周に前記加熱用のヒーターテープをスパイラル状に
捲回すると共にその外周にグラスウール保温層（密度２
５kg/m3以上、厚さ２５mmを２層）２６を外装した。但
し、ライニング鋼管２２にはヒーターテープや保温層は
装着していない。
次に、ＡＳＴＭ・Ｆ４２３−８２に準拠して、上記鋼管
２１，２２内に１５０℃の蒸気（蒸気圧５kgf/cm2)を４
０分間通過させた後、７kgf/cm2のエアを５分間通過せ
しめ、次いで冷水（常温）を１０分間通過させて鋼管を
冷却する手順を１サイクルとした。このとき、鋼管２１
は冷水を通過させている際に鋼管のライニング部の温度
が水の凝縮温度を越える温度になるように、制御装置２
７を作動させて上記加熱手段を制御した。これに対して
鋼管２２には温度制御を施さなかった結果、鋼管のライ
ニング部の温度が水の凝縮温度以下になった。
２１，２２内に１５０℃の蒸気（蒸気圧５kgf/cm2)を４
０分間通過させた後、７kgf/cm2のエアを５分間通過せ
しめ、次いで冷水（常温）を１０分間通過させて鋼管を
冷却する手順を１サイクルとした。このとき、鋼管２１
は冷水を通過させている際に鋼管のライニング部の温度
が水の凝縮温度を越える温度になるように、制御装置２
７を作動させて上記加熱手段を制御した。これに対して
鋼管２２には温度制御を施さなかった結果、鋼管のライ
ニング部の温度が水の凝縮温度以下になった。
そして、上記のような手順のヒートサイクル試験を５０
回行った結果、鋼管２１のライニングにはブリスターの
発生は勿論、なんらの異常も認められなかった。これに
反して鋼管２２のライナーには多数のブリスター発生が
認められた。
回行った結果、鋼管２１のライニングにはブリスターの
発生は勿論、なんらの異常も認められなかった。これに
反して鋼管２２のライナーには多数のブリスター発生が
認められた。
以上の実験を繰返すことにより、ブリスター防止の温度
が水の凝縮温度を越える温度であることが確認された。
が水の凝縮温度を越える温度であることが確認された。
以上説明したように、本発明によれば弗素樹脂ライニン
グ鋼管内を高圧熱流体を長期間にわたって通過させ、あ
るいは高圧熱流体の流通を継続することによる熱サイク
ルを長期間にわたって繰返し行っても弗素樹脂ライニン
グ層にブリスター発生は見られず、ライニング鋼管の耐
用年数を大幅に増大できることにより大きな経済的効果
を得ることができる。
グ鋼管内を高圧熱流体を長期間にわたって通過させ、あ
るいは高圧熱流体の流通を継続することによる熱サイク
ルを長期間にわたって繰返し行っても弗素樹脂ライニン
グ層にブリスター発生は見られず、ライニング鋼管の耐
用年数を大幅に増大できることにより大きな経済的効果
を得ることができる。
第１図は本発明に係る一実施例の要部断面図、第２図は
本発明の作用効果を実証するための実験装置の概要図で
ある。 １……鋼管、１ａ……鋼管内周面、２……フランジ、２
ａ……フランジ面、３……弗素樹脂ライニング、４……
ヒーターテープ（加熱手段）、５……保温材（保温手
段）。
本発明の作用効果を実証するための実験装置の概要図で
ある。 １……鋼管、１ａ……鋼管内周面、２……フランジ、２
ａ……フランジ面、３……弗素樹脂ライニング、４……
ヒーターテープ（加熱手段）、５……保温材（保温手
段）。
Claims (1)
- 【請求項１】カップリング用のフランジを有する鋼管の
内周面及びその内周面と連続するフランジ面に弗素樹脂
ライニングを施したライニング鋼管において、該鋼管の
外周面を加熱保温する手段を設け、且つ該鋼管の外周面
と該鋼管内を流通する熱流体との温度をそれぞれ検出す
るとともに、鋼管のライニング部の温度を水の凝縮温度
を越える温度に維持するごとく温度制御を行うことを特
徴とする弗素樹脂ライニング鋼管におけるブリスター防
止方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63102612A JPH0652111B2 (ja) | 1988-04-27 | 1988-04-27 | 弗素樹脂ライニング鋼管におけるブリスター防止方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63102612A JPH0652111B2 (ja) | 1988-04-27 | 1988-04-27 | 弗素樹脂ライニング鋼管におけるブリスター防止方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01275990A JPH01275990A (ja) | 1989-11-06 |
| JPH0652111B2 true JPH0652111B2 (ja) | 1994-07-06 |
Family
ID=14332066
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63102612A Expired - Lifetime JPH0652111B2 (ja) | 1988-04-27 | 1988-04-27 | 弗素樹脂ライニング鋼管におけるブリスター防止方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0652111B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5277455A (en) * | 1992-09-25 | 1994-01-11 | Performance Plastics Products, Inc. | Plastic lined dual containment piping system |
| JP6465653B2 (ja) * | 2014-12-26 | 2019-02-06 | 三井・ケマーズ フロロプロダクツ株式会社 | 耐ブリスター性に優れたｐｆａ成形体およびｐｆａ成形体のブリスター発生を抑制する方法 |
-
1988
- 1988-04-27 JP JP63102612A patent/JPH0652111B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01275990A (ja) | 1989-11-06 |
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