JP2018204700A - 配管の補修方法 - Google Patents

Abstract

【課題】配管の補修箇所に作業員が接近しなくても配管の補修が可能な方法を提供する。【解決手段】流体を搬送する配管を補修する方法であって、当該方法では、配管に対する取付部及び該取付部から突出する逆止弁とを有する補修冶具と、吹付補修材とを使用し、配管の補修箇所から離れた場所から配管の補修箇所に対して弁が開けられた状態の補修冶具を取付部を介して取り付けて、配管の補修箇所から離れた場所から取付部及び配管の補修箇所に対して吹付補修材を吹き付けて、吹付補修材が硬化した後に配管の補修箇所から離れた場所から補修冶具の弁を閉じる補修冶具の弁を閉じる配管の補修方法である。【選択図】図１

Description

本発明は、配管の補修方法に関する。

プラントには種々の配管が設けられている。配管の中には種々の流体が流通しており、一方の場所から他方の場所へと流体を搬送するのに使用される。

プラントに設置されている配管は、風雨、内部を流通する腐食性の流体、プラント内で発生する腐食性のガスなどに曝されたり、経年劣化よって、徐々に腐食が進んでいく。腐食が進むと配管に孔が開いたり、配管の板厚が薄くなるなどして脆弱部ができる。脆弱部が流体の圧力や外的な要因により破孔すると、そこから配管の内部を流通する流体が漏出する原因となる。

配管を補修する技術としては、例えば、特許文献１ないし３のような技術が知られている。

特許文献１には、配管に発生したピンホールなどの補修箇所に対して、ハンドルを備えたバルブ本体をエポキシ系接着剤で固定し、同接着剤を硬化させることが記載されている。エポキシ系接着剤が硬化するまでの間はバルブは開いた状態とされているため、配管内部を流通する流体の圧力によって未硬化のエポキシ系接着剤に漏れ孔が形成されることを防ぐことができるとされている。

特許文献２には、ガス配管のガス漏れ箇所を補修する方法が記載されている。この方法では、ガス漏れ箇所を覆うように、上下から菅状の被覆部材でガス漏れ箇所を覆う。被覆部材と被覆部材の間の空間は、バルブを内蔵したサービスポートが接続された菅体と連通している。菅体を介してガス回収機でガスを吸引しつつ、被覆部材をガス配管にロウ付溶接する。引用文献２の方法によれば、事前にガスを回収せずともガス配管を補修することができるとされている。

特許文献３には、金属板に対して排出ノズル、小型の弁、及び排水用ゴムホースを記載した順に取り付けた当て部材が記載されている。この補修冶具の排出ノズルを解放した状態で当て部材を配管外面に接着する。次いで、排出ノズルを閉じて締付具を使用して金属板を配管に対して緊縛する。この方法によれば、プラントの運転を停止せずに漏洩個所を補修することができるとされている。

特開２００６−８３９０６号公報 特開２００８−３０３９８２号公報 特開昭６１−１２７９９６号公報

特許文献１ないし３の補修方法では、バルブ、菅体が接続された管状の被覆部材又は金属板等を備えた当て部材を補修冶具として使用する。しかしながら、特許文献１の方法では、バルブを配管に対して固定する際にエポキシ系接着剤を使用している。このため、バルブを配管に対して固定するには、作業者が配管に接近してエポキシ系接着剤を塗布し、バルブを手で閉じる作業を行う必要があった。

特許文献２の方法では、被覆材を配管に対して溶接する際に、やはり作業者が配管に接近する必要があった。特許文献３の方法でも、やはり、締結具を使用して当て部材を配管に固定する際に作業者が配管に接近する必要があった。

配管の内部には、人体にとって有害な流体が流通していることが少なくない。配管において補修が必要な箇所からはそのような有害な流体が漏出するおそれがあるため、補修箇所から離れた場所から配管を補修することが好ましい。

本発明は、配管の補修箇所に作業員が接近しなくても配管の補修が可能な方法を提供することを目的とする。

流体を搬送する配管を補修する方法であって、当該方法では、配管に対する取付部及び該取付部から突出する逆止弁とを有する補修冶具と、吹付補修材とを使用し、配管の補修箇所から離れた場所から配管の補修箇所に対して弁が開けられた状態の補修冶具を取付部を介して取り付けて、配管の補修箇所から離れた場所から取付部及び配管の補修箇所に対して吹付補修材を吹き付けて、吹付補修材が硬化した後に補修冶具の弁を閉じる配管の補修方法によって、上記の課題を解決する。

吹付補修材を配管の補修箇所に吹き付ける際には、補修冶具の逆止弁の弁が開いた状態となっているため、配管の内部を流通する流体による圧力によって、補修箇所に対して吹き付けた補修材が吹き飛ばされたり、吹き付けた補修材に微小な穴やひび割れが生じ、そこから配管内部の流体が漏出したりすることを防止することができる。吹付補修材は、配管の補修箇所から離れた場所から配管の補修箇所に吹き付けられる。また、補修冶具も配管の補修箇所から離れた場所から配管に取り付けられる。このため、作業者が配管に接近しなくても、配管を補修する作業を終えることが可能である。

上記の配管の補修方法において、補修冶具は、逆止弁に加えて、蓋体をさらに有しており、逆止弁に対して蓋体を装着することによって、弁が開けられた状態となるようにすることが好ましい。吹付補修材が硬化した後において、蓋体を逆止弁から取り外すという簡素な操作で、逆止弁の弁を閉じた状態にすることが可能になる。配管の補修箇所から離れた場所からでも、操作が簡素であるため、容易に弁の開閉を切り替えることが可能になる。

上記の配管の補修方法において、補修冶具を構成する蓋体及び逆止弁のうち少なくともいずれか一方が磁石を備えており、前記磁石によって逆止弁に対して蓋体が固定され、これによって弁が開いた状態となるようにすることが好ましい。作業者は、磁力に抗する力で蓋体を引っ張る又は磁力にしたがって蓋を逆止弁に取り付けるという簡素な操作で、逆止弁から蓋体を取り外したり取り付けたりすることが可能になる。配管の補修箇所から離れた場所からでも、操作が簡素であるため、容易に弁の開閉を切り替えることが可能になる。

上記の配管の補修方法において、補修冶具は、逆止弁と、弾性材から構成される可倒部とを備えており、逆止弁に対する取付部の角度を可倒部によって調節可能に構成することが好ましい。これによって、補修冶具の蓋体を取り外す際に、逆止弁が傾斜する角度と向きを自在に変更することが可能になる。同様に、補修冶具を配管に取り付ける際においても、取付部の角度と向きを自在に変更することが可能になる。

上記の配管の補修方法において、逆止弁は先端側に排気孔を備えており、逆止弁に対して蓋体を固定した状態において排気孔は蓋体によって覆い隠されており、配管内部の流体は蓋体と逆止弁との間から漏出するにすることが好ましい。排気孔を蓋体で覆い隠すことによって、排気孔に吹付補修材が侵入することを防ぐことが可能になる。

上記の配管の補修方法において、配管に対する取付部は、可撓性を有する扁平材から構成することが好ましい。このようにすることで、配管の外形状に合わせて取付部の形状が追従するように変形して、種々の形状を有する配管に対して補修冶具を固定することが可能になる。

上記の配管の補修方法において、補修冶具は、棹状の補助具を使用して、配管の補修箇所から離れた場所から補修箇所に取り付けられるようにすることが好ましい。

上記の配管の補修方法において、棹状の補助具を使用して、配管の補修箇所から離れた場所から逆止弁から補修冶具の蓋体を取り外せるようにすることが好ましい。

上記の配管の補修方法において、配管の補修箇所から離れた位置から取付部及び配管の補修箇所に対して吹付補修材を吹き付ける工程は、握持部を有する中空管の先端から吹付補修材を吐出させて補修箇所に対して吹き付けるようにすることが好ましい。

上記の配管の補修方法において、吹付補修材は、弾性合成樹脂粉末と、水硬性材料粉末と、水とを含むものであることが好ましい。このような補修材であれば、２種の粉体と水とを現場で混合して吹付機で補修箇所に対して吹き付けることが可能になる。弾性合成樹脂を配合することによって、補修材が配管に定着しやすくなり、硬化体を強靭に仕上げることが可能になる。

配管の補修箇所に作業員が接近しなくても配管の補修が可能な方法を提供することが可能になる。

配管に対して補修冶具を取り付ける様子を示す図である。 図１のＡ部の拡大図である。 配管の補修箇所及び補修冶具の取付部に吹付補修材を吹き付ける様子を示す図である。 図３のＢ部の拡大図である。 補修冶具の蓋体を棹状の補助具で取り外す様子を示す図である。 図５のＣ部の拡大図である。 補修冶具の断面図である。 蓋体を外した状態における補修冶具の断面図である。 補修冶具を分解した状態を示す断面図である。 吹付機の構成を示す図である。 棹状の補助具を示す平面図である。 図１０の補助具が開閉する様子を示す図である。 図１０の補助具の正面図である。 図１０の補助具で補修冶具を把持した様子を示す平面図である。

以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。以下に挙げる実施形態は、一例に過ぎず、本発明の技術的範囲はこれに限定されるものではない。

本実施形態に係る配管の補修方法は、高炉一貫製鉄プロセスを実施することができる製鉄所の配管に対して実施される。勿論、本発明に係る補修方法を実施する対象は製鉄所に設置されている配管に限られるものではない。

高炉一貫製鉄プロセスを実施する製鉄所では、その他のプラントでも頻繁に使用される蒸気、熱水、工水などに加えて、副生ガスが発生する。主な副生ガスとしては、コークス炉で発生する副生ガス、高炉で発生する副生ガス、転炉で発生するガスが挙げられる。これらを以下では、コークスガス、高炉ガス、転炉ガスと呼ぶ。

コークスガスは、石炭をコークス炉で乾留する際に発生するものであり、石炭に含まれる揮発成分に由来する。その主成分は、水素（約５５容量％）とメタン（約３０容量％）であり、可燃性が高い。高炉ガスは、高炉でコークスを還元剤として鉄鉱石を還元する際に発生するものである。その主成分は、一酸化炭素（約２０容量％）であり、可燃性が高く、人体に対して有害である。転炉ガスは、銑鉄に酸素を吹き込んで鋼に精錬する際に発生するものである。その主成分は、一酸化炭素（約７０容量％）であり、可燃性が高く、人体に対して有害である。これらの副生ガスは、可燃性が高いことから、製鉄所内の加熱炉、熱風炉などの熱源として利用される。これらの副生ガスが製鉄校内の配管を流れているときの温度は概ね２０℃から７０℃程度である。

上記のような副生ガス、蒸気、熱水などをプラント内の一の場所から他の場所に搬送する際に配管の中を通される。配管が経年劣化によって腐食したりや外的な要因によって破損したりすると、配管の外に可燃性の副生ガスが漏れ出す原因となる。配管外に高温の蒸気、熱水、可燃性を有する副生ガスが漏出すると、火傷、火災などの原因ともなり危険である。このため、配管が腐食したり破損した箇所は速やかに補修する必要がある。しかしながら、操業を停止せずに、配管の内部に流体が流通している状態で補修を行う場合は、作業員が上述のような人体にとって有害な流体に曝されるおそれがある。

上記のような流体を搬送する配管は、地上から５〜１０ｍ程度の高所に設置されることもある。高所に設置された配管の補修箇所に作業員が接近するには、まず足場を組む必要がある。このため、高所に設置された配管では補修工程が煩雑になりがちである。

本実施形態に係る配管の補修方法では、図１ないし図６に示したように、配管１１の補修箇所１２から離れた場所から配管１１を補修することができるようにした。

本実施形態に係る補修方法では、図７ないし図９に示したように、配管１１に対する取付部２１及び該取付部２１から突出する逆止弁２２とを有する補修冶具２と、吹付補修材１とを使用する。そして、図１及び図２に示したように、配管１１の補修箇所１２から離れた場所から配管１１の補修箇所１２に対して弁が開けられた状態の補修冶具２を取付部２１を介して取り付ける。なお、後述するように、弁が開けられた状態の補修冶具２を図７に示す。次いで、図３及び図４に示したように、配管１１の補修箇所１２から離れた場所から取付部２１及び配管１１の補修箇所１２に対して吹付補修材１を吹き付ける。図５及び図６に示したように、吹付補修材が硬化した後に補修箇所１２から離れた場所から補修冶具２の弁を閉じることで、補修作業が完了する。

上述の通り、本実施形態の補修方法では、図７ないし図９に示した補修冶具２を使用する。この補修冶具２は、図９に示すとおり、配管１１に対する取付部２１と、取付部２１から配管１１に対する取付面の反対側に突出する逆止弁２２と、逆止弁２２に対して着脱可能に取り付けられる蓋体２３と、弾性材から構成される可倒部２４を含む。

取付部２１について説明する。配管１１に対する取付部２１は、可撓性を有する扁平材から構成されており、平面視又は底面視における中ほどに貫通孔２１１を有する。図７ないし９に示した扁平材は、平面視において略円形であるが、多角形としてもよい。配管１１と取付部２１との間に隙間があると、その隙間から流体が漏れて、吹付補修材の吹付作業の妨げとなる。取付部２１は、可撓性を有する素材から構成されているため、配管１１の外形状に追従して変形し、種々の外径を有する配管１１に対して取付部２１を密着した状態で固定することが可能になっている。

より具体的には、取付部２１は、可撓性を有するマグネットシートから構成されている。マグネットシートは、ポリ塩化ビニルなどの弾性に富む合成樹脂、又は天然ゴム若しくは合成ゴムなどのエラストマーに対して永久磁石の粉末を混合したものであり、配管１１の外形状に追従して変形し、配管１１を構成する鉄や鋼などの強磁性体と強く引き合う。マグネットシートが強磁性体と強く引き合う性質を利用して、取付部２１を介して配管１１に対して着脱可能に補修冶具２を着脱可能に取り付けることが可能になる。

取付部２１をマグネットシートから構成すると、可撓性を有する取付部２１は例えば、棹状の補助具を利用して、補修冶具２を配管１１に対して取り付ける際の作業性を向上させることができる。すなわち、鉄や鋼などの強磁性体から構成される配管にマグネットシートからなる取付部２１を近づけると、取付部２１が配管１１に引き寄せられるようにして、配管１１に密着する。マグネットシートは、可撓性を有するため、配管１１の外形状に沿うように自動的に変形して密着する。

接着剤を利用して取付部２１を配管１１に対して固定することも可能である。しかしながら、接着剤の場合は、硬化時間が必要であるし、接着剤を塗布する面の塵、汚れ、油分などを除去する必要がある。マグネットシートであれば、特に補修箇所を掃除しなくても、補修冶具２を配管１１に対して強固に固定することができる。また、マグネットシートであれば、接着剤とは異なり、硬化時間を確保する必要がないので、速やかに吹付補修材の吹付を行うことができる。

取付部２１を配管１１に対してより強固に固定する必要があるときは、例えば、マグネットシートとエポキシ系接着剤などの接着剤を併用することが好ましい。例えば、配管１１の外形状が起伏に富んでいる、又は酸化や汚れがあるなどがあるなどの事情によってマグネットシートを固定しにくいときがある。このような場合は、マグネットシートと接着剤を併用するとよい。接着剤は、硬化するまでの間は、流動性を有する。例えば、配管１１の表面に微細な凹凸があっても、未硬化の接着剤が凹部などの隙間に充填されて硬化する。これにより、補修冶具２を配管１１に対して確実に固定することが可能になる。また、凹部などの隙間に充填された接着剤は、ガスケットとしても機能するため、配管１１と取付部２１との間の隙間を塞いで気密性を向上させることが可能である。

マグネットシートとエポキシ系の瞬間接着剤を併用すると、磁力によって取付部２１は配管１１に対して密着した状態を保ち続ける。したがって、マグネットシートと接着剤を併用すると、エポキシ系接着剤が硬化するまでの間、例えば、取付部を締結具で締め付けたり、取付部を棹状の補助具で押え続けるなどの作業が不要になる。特に曲率が小さい配管の場合は、取付部２１の端部が浮き上がるなどして、配管１１に対して密着しにくくなる。マグネットシートを使用すれば係る問題を解消することが可能になる。なお、非磁性体から構成される配管１１に対して取付部２１を固定する場合は、接着剤を単独で使用すればよい。

逆止弁２２について説明する。図９に示したように、逆止弁２２は、一端と他端に開口を有する筒状であり、その内周面に段差２２１ａを有する筒状部材２２１と、弁２２２ａを有するポペット式弁部材２２２と、両端に開口を有する環状であり、複数の貫通孔２２３ａを周面に有する環状部材２２３と、両端に開口を有する環状の第１永久磁石２２４とを含む。図７に示したように、ポペット式弁部材２２２は、筒状部材２２１に内蔵されており、筒状部材２２１の内周面に沿って延びる段差２２１ａによって、その位置が固定されている。筒状部材２２１の上端部には環状部材２２３が固定され、環状部材２２３の上端部には第１永久磁石２２４が固定される。この例では筒状部材２２１と環状部材２２３とは、別々の部材として構成されているが、筒状部材２２１と環状部材２２３を一体に成形してもよい。

筒状部材２２１は、突出量を大きくするために使用される部材である。すなわち、排気孔として利用する環状部材２２３の貫通孔２２３ａが、配管１１に近くなると、貫通孔２２３ａから吹付補修材１が侵入するなどして逆止弁２２が正常に動作しなくなる可能性がある。筒状部材２２１を配置して逆止弁２２の突出量を大きくすることで上記の問題が発生することを防ぐことができる。

ポペット式弁部材２２２は、略環状であり、中ほどに貫通孔２２２ｂを備えており、貫通孔２２２ｂの端部が弁座として機能するアッパーメンバ２２２ｃと；弁２２２ａと；弁２２２ａを弁座に対して付勢するバネ２２２ｄと；バネ２２２ｄの保持部２２２ｅ、通気孔２２２ｆ、及び嵌合部２２２ｇを備えており、略環状のロアメンバ２２２ｈと；アッパーメンバ２２２ｃとロアメンバ２２２ｈとの間の凹部に嵌め込まれるＯ−リング２２２ｉとを有する。Ｏ−リング２２２ｉは、アッパーメンバ２２２ｃとロアメンバ２２２ｈと間に設けれた凹部に嵌め込まれ、筒状部材２２１の内周面に対して密着し、ポペット式弁部材２２２と筒状部材２２１との間の気密性を確保する。

アッパーメンバ２２２ｃは、下方に突出する環状の凸条２２２ｊを備えている。凸条２２２ｊをロアメンバの嵌合部（凹溝）２２２ｇに嵌め込むことで両者は固定される。溶接や接着剤によって固定してもよい。ロアメンバ２２２ｈは、環状の凹溝からなるバネ２２２ｄの保持部２２２ｅを備えている。図９に示したようにバネ２２２ｄ（コイルバネ）の一端は保持部２２２ｅに掛止され、バネ２２２ｄの他端は弁２２２ａの裏側に掛止される。ロアメンバ２２２ｈは、その底面側から貫通孔２２２ｐまで連通する通気孔２２２ｆを備える。通気孔２２２ｆは、ロアメンバ２２２ｈを底面側から見た際に、その周方向に間欠的に設けられるスリット状の孔から構成される。

図８に示したように、弁２２２ａは、柱状部７１と、その上端部から柱状部７１の軸方向に交差する方向に突出する弁座への当接部７２と、当接部７２の上部に配される突部７３とを有する。弁２２２ａは、上述のバネ２２２ｄによって上方に付勢されており、弁座に対して当接部７２が密着することによって気密性が発揮される。

バネの保持部２２２ｅの中ほどには、図８に示したように、貫通孔２２２ｋが開いている。保持部２２２ｅには、貫通孔２２２ｋを囲むように柱状部７１のガイド部２２２ｍが設けられている。ガイド部２２２ｍは弁２２２ａの柱状部７１が、上下方向に昇降する動作を案内し、左右方向に動作が振れないようにするものである。柱状部７１は、底面側から上面側に向けて窪んだ凹部となっており、配管１１から流出する流体を受け止めやすい形状となっている。柱状部７１の周面と、ガイド部２２２ｍは摺接する構造となっているため、配管１１から流出する流体が柱状部７１の凹部に案内される。

蓋体２３について説明する。図９に示したように、蓋体２３は、弁２２２ａの押圧部材２３１として機能する雄螺子と、天板２３２及びその端部から下方に延びる環状壁２３３とを有する蓋本体２３４と、雄螺子に螺合される雌螺子２３５と、前記天板２３２の裏面に固定される第２永久磁石２３６と、前記天板２３６の上面と雄螺子の頭部との間に配置される第１スペーサー２３７と、前記天板の下面と雌螺子２３５の上面との間に配置される第２スペーサー２３８とを有する。前記押圧部材２３１は、前記天板２３２に設けられた貫通孔に挿入された状態で雌螺子２３５で固定されている。

図７に示したように、逆止弁２２に対して蓋体２３を固定すると、押圧部材２３１の下端部が、弁２２２ａの突部７３に当接し、バネ２２２ｄの付勢力に抗して弁２２２ａを押し下げる。そうすると、図７において黒塗の矢印で示したように、取付部２１の貫通孔２１１と、後述する可倒部２４の貫通孔２４１と、筒状部材２２１の内部空間と、ロアメンバ２２２ｈの通気孔２２２ｆと、ロアメンバ２２２ｈの貫通孔２２２ｐと、アッパーメンバ２２２ｃの貫通孔２２２ｂと、環状部材２２３の複数の貫通孔２２３ａとが連通する。配管１１の内部を流れる流体は、連通した経路を通って、環状部材２２３の貫通孔２２３ａから流出し、蓋体２３の環状壁２３３と環状部材２２３の間から補修冶具の取付部２１の方向に向けて排出される。流体は、取付部２１の方向に向けて排出されるため、吹付補修材を補修箇所に対して吹き付ける際に、補修冶具２から排出される流体によって吹付補修材を吹き付ける作業が妨げられることを防ぐことが可能である。

上述のように、蓋体２３を逆止弁２２に装着することによって、弁が開くようになっている。蓋体２３を取り付けることによって弁を閉じるように構成し、蓋体を取り外すことによって弁を開くように構成することも考えられるが、その場合は蓋体を取り外した状態で、吹付補修材を吹き付けることになる。そうすると、吹付補修材が逆止弁の内部に侵入しやすくなるので好ましくない。すなわち、上記の補修冶具２では、蓋体２３を逆止弁２２に装着することによって、弁が開くように構成されているので、蓋体２３に阻まれて、吹付補修材１が逆止弁２２の内部に入りにくいようになっている。

図８に示したように、逆止弁２２から蓋体２３を外すと、弁２２２ａはバネ２２２ｄと配管１１から流出する流体により押し上げられてアッパーメンバ２２２ｃの弁座と密着する。弁２２２aは、配管内を流れる流体の圧力によって弁座に対して圧着するので、配管の内圧が高いほど強く弁座に対して密着して、流体の漏れを防止する。バネ２２２ｄは、省略してもよいが、バネ２２２ｄを配することによって、配管内の流体の圧力が限りなく大気圧に近い場合など、配管内の圧力が低い場合に弁２２２aが意図せずに開くことを防止することが可能である。

図７及び図８に示したように、蓋体２３と逆止弁２２とは、逆止弁側の第１永久磁石２２４と、蓋体側の第２永久磁石２３６とが引き合う力を利用して、相互に固定される。この磁力によって、蓋体２３の押圧部材２３１が逆止弁２２の突部７３とが強く密着して弁２２２ａが押し下げられる。逆止弁２２から蓋体２３を外すには、磁力に抗して、蓋体２３を引くだけでよい。上述のように蓋体２３の着脱を利用して、弁２２２ａの開閉を行う。このため、弁２２２ａの開閉を行う際に、ハンドルを回したり、開閉レバーを操作する必要がない。例えば、棹状の補助具４を利用して蓋体２３を逆止弁２２に対して着脱することで、補修箇所から慣れた場所から弁２２２ａの開閉を容易に操作することが可能になる。

本実施形態の補修冶具では、第１永久磁石２２４を逆止弁２２に設け、第２永久磁石２３６を蓋体に設けた。磁石は、蓋体２３及び逆止弁２２のうちいずれか一方の部材に設け、他方の部材に鉄や鋼などの高磁性体を使用する構成としてもよい。

図７に示したように、逆止弁２２に対して蓋体２３を取り付けた状態では、排気孔として機能する環状部材２２３の貫通孔２２３ａは、蓋体２３の環状壁２３３によって覆い隠される。これによって、図３及び図４に示したように、吹付補修材１を補修箇所１２及び取付部２１に吹き付ける際に貫通孔２２３ａから吹付補修材１が逆止弁２２の内部に侵入することを防止することができる。

図７ないし図９に示したように、補修冶具２は、逆止弁２２と取付部２１との間に弾性材から構成される可倒部２４を備える。可倒部２４は、筒状の部材であり、上端部と下端部にそれぞれ開口を備えており、上端部の開口は筒状部材２２１の開口と連通し、下端部の開口は取付部２１の貫通孔２１１と連通する。可倒部２４は、周方向に沿って凹部と凸部を備える蛇腹状であり、天然ゴム又は合成ゴムなどのエラストマーを含む弾性材から構成される。このため、取付部２１及び逆止弁２２のうちの一方の部材に対して応力が加えられると、一方の部材が他方の部材に対して倒れる。応力が除去されると、弾性材の復元力によって、元の形状に復帰する。これによって、逆止弁２２又は取付部２１の角度を自由に調節することが可能になる。

例えば、図１及び図２に示したように、棹状の補助具４を利用して、補修冶具２を配管１１の補修箇所１２に取り付ける際には、補助具４に支持された逆止弁２２に対して、取付部２１の角度が柔軟に変化して、取付部２１を配管１１の補修箇所１２に対して取り付けやすくなる。また、後述する吹付補修材１を吹き付ける際にその風圧をいなしたり、補修作業中において棹状の補助具４や中空管５２の先端が不用意に補修冶具２に当たってしまった際に、その衝撃を吸収することもできる。

例えば、図５及び図６に示したように、棹状の補助具４を利用して、補修冶具２の蓋体２３を逆止弁２２から取り外す際には、配管１１に支持された取付部２１に対して、逆止弁２２の角度が柔軟に変化して、蓋体２３を逆止弁２２から取り外しやすくなる。なお、図６では、吹付補修材１によって覆い隠された取付部２１を破線で示した。

配管１１の補修箇所１２に対して、補修冶具２を取り付ける方法をより詳細に説明する。図１及び図２に示したように、まず、棹状の補助具４の先端部４２に上述の蓋体２３を装着した逆止弁２２を取り付ける。作業者８は、棹状の補助具４の基端部４１に配される握持部４７を握って、高所に設置された配管１１の補修箇所１２に対して、棹状の補助具４の先端部４２に取り付けた補修冶具２を補修箇所１２に近づける。上述の通り、補修冶具２の取付部２１はマグネットシートで構成されている。ある程度、補修冶具２を補修箇所１２に近づけると、配管１１の補修箇所１２に引き寄せられて、配管１１の外形状に沿うようにマグネットシートが変形して密着する。接着剤を使用した場合には、マグネットシートが磁力によって密着した状態で、接着剤が硬化するまでしばらく待つ。補修冶具２の弁は開いた状態となっているため、図３及び図４に示したように、補修冶具２が配管１１に密着した状態において、補修冶具２の逆止弁２２と蓋体２３との間から配管内部の流体が漏出する。

図３及び図４に示したように、配管１１の補修箇所１２に仮止めされた補修冶具２の取付部２１及び補修箇所１２に対して基端部５９に握持部５１を有する中空管５２の先端から吹付補修材１を吹き付ける。本実施形態の補修方法では、中空管５２として図３及び図１０に示したランスと呼ばれる金属菅を有する吹付機５を使用する。

図１０に示したように、吹付機５は、加圧空気の供給部５３と、水硬性材料粉末及び弾性合成樹脂粉末を含有する原料粉末の貯留部５４と、原料粉末を吸引するエゼクタ５６と、エゼクタ５６の吐出口に接続される可撓性ホース５７と、可撓性ホース５７の先端に接続される中空管５２と、中空管５２の先端側に水を供給する給水部５８とを含む。給水部５８は、例えば、水を搬送するポンプ、可撓性ホース、水の供給の有無を切り替える弁などから構成することができる。

加圧空気の供給部５３から供給した加圧空気をエゼクタ５６に供給すると、貯留部５４から原料粉末が吸引される。原料粉末と加圧空気の混合体は可撓性ホース５７を通って中空管５２に供給される。中空管５２には給水部５８から水が供給され、給水部５８以降の中空管５２の内部で水と原料粉末とが混合される。混合された吹付補修材１は、中空管５２の先端から吐出される。

中空管５２の先端側の部分は、合成樹脂材料で構成した中空管とすることが好ましい。これによって、吹付補修材１の原料粉末と水とが混合されたものが中空管内に詰まって、中空管を閉塞することを防ぐことが可能になる。

上記のような吹付機５に接続された中空管５２を使用して、吹付補修材１を直接に補修箇所１２に吹き付けた際には、吹き付けた補修箇所１２に吹付補修材１が定着せず、吹き飛ばされたり、一時的に定着した吹付補修材１にアリの巣のような微細なひび割れや微小な孔が形成されて、補修箇所１２にできた孔を塞ぐことが困難である。

本実施形態の補修方法では、補修冶具２を配管１１の補修箇所１２に対して仮止めし、補修冶具２の逆止弁２２と蓋体２３との隙間から配管内部の流体を逃がしているため、微小なひび割れや孔が形成されたり、吹付補修材が吹き飛ばされることを防ぐことが可能である。これによって、補修冶具２の取付部２１や補修箇所１２に対して効率よく吹付補修材１を吹き付けて定着させることが可能となる。

吹付補修材１は、水硬性材料によって硬化するものとすることが好ましい。水硬性材料は、配管１１の内部を流通する流体が引火性が強いものであっても、流体を発火させるおそれがないため、好適に使用することが可能である。また、上記のような吹付機５を利用して、中空管５２の中で粉体と水とを混合することができるので、現場で吹付補修材を極めて簡単かつ迅速に準備することが可能であり、補修作業を簡単に行うことが可能である。水硬性材料としては、例えば、普通ポルトランドセメントが挙げられる。弾性樹脂としては、例えば、エチレン‐酢酸ビニルの共重合体が挙げられる。

吹付補修材は、弾性合成樹脂粉末を含有することが好ましい。これによって、吹付補修材が配管１１に接着しやすくなり、しかも硬化体を強靭性と弾性を付与することが可能になる。

配管１１の内部には流体が流通している。また、配管１１が風雨や直射日光に曝される環境に設置されていることもある。このため、配管内部を流通する流体の温度変化や外部からの温度変化によって配管の寸法が若干変化することがある。硬化体に靭性と弾性を付与することによって、配管１１の寸法変化によって、硬化体がひび割れたり破損することを防止することが可能になる。

吹付補修材１には、施工性を向上させるために、骨材を配合してもよいし、硬化時間や粘性を調整するために急結剤や増粘剤を配合してもよい。

本実施形態の方法で使用する吹付補修材１は、水硬性材料を含有し、時間をおくことによって硬化する。吹付補修材１が硬化した後は、図５及び図６に示したように、棹状の補助具４を利用して補修冶具２の蓋体２３を、配管１１の補修箇所１２から離れた位置から取り外すことができる。上述のとおり、蓋体２３を取り外すと補修冶具２の弁２２２ａが閉じた状態となる。吹付補修材１は、既に硬化しているため弁２２２ａを閉じても破損せず流体の漏出を防ぐことができる。

棹状の補助具４について説明する。図１１ないし図１４に示したように、棹状の補助具４は、棹部４３と、棹部４３の先端部４２に配される把持部４４とを有する。把持部４４は、第１アーム４４１ａと、第２アーム４４１ｂとを含む。第１アーム４４１ａ及び第２アーム４４１ｂは、棹部４３の基端部４１に配される操作部（図示略）を操作して作動部４４８を基端側に変位させることで、第１アーム４４１ａ及び第２アーム４４１ｂのうち少なくとも一方のアームの先端が他方のアームの先端に接近するように変位するようになっている。操作部を操作する際には、棹部４３の基端部４１に配される握持部を一方の手で握持し、操作部を他方の手で操作するとよい。

具体的には、図１１に示したように、棹部４３は、筒状部材４４２に挿通されており、筒状部材４４２から突出する第１リンクアーム４４３ａと第２リンクアーム４４３ｂを備える。第１リンクアーム４４３ａ及び第１アーム４４１ａには、両者の部材に一端側と他端側がそれぞれ軸支される第３リンクアーム４４４ａが連結される。同様に、第２リンクアーム４４３ｂ及び第２アーム４４１ｂには、両者の部材に一端側と他端側がそれぞれ軸支される第４リンクアーム４４４ｂが連結される。

第１アーム４４１ａの基端及び第２アーム４４１ｂの基端は、軸４４５で棹部４３に対して揺動可能に軸支されている。そして、棹部４３は中空状になっており、内部にワイヤーが通されている。ワイヤーの一端は図示しない操作部に連結されており、ワイヤーの他端は作動部４４８に連結されている。作動部４４８には軸４４５が設けられている。このため、図１２において破線で示したように、操作部を操作してワイヤーを基端側に引くと、作動部４４８が軸４４５と共に棹部４３の基端側に変位する。棹部４３の先端側の軸４４５が基端側に移動する動作と連動して、第３リンクアーム４４４ａの先端側と第４リンクアーム４４４ｂの先端側が把持部４４の内側及び基端側に変位すると共に第１アーム４４１ａの先端側及び第２アーム４４１ｂの先端側も把持部４４の内側に変位する。この動作によって、図１４に示したように逆止弁２２を把持したり、蓋体２３を把持することができる。

棹状の補助具４の把持する動作を利用すれば、図２及び図６に示したように、配管１１に対して補修冶具２を取り付けたり、蓋体２３を逆止弁２２から取り外す動作をより円滑に行うことが可能になる。

図１３に示したように、第１アーム４４１ａの先端側と第２アーム４４１ｂの先端側には、グリップ部４４５ａ、４４５ｂが配される。グリップ部４４５ａ、４４５ｂは天然ゴム又は合成ゴムなどのエラストマーから構成される弾性素材で構成される。グリップ部４４５ａ、４４５ｂにおいて、把持する部材と当接する面は、第１アーム４４１ａ又は第２アーム４４１ｂが延びる方向に沿って窪んだ凹部４４６ａ、４４６ｂとなっている。凹部４４６ａ、４４６ｂを設けることによってグリップ部４４５ａ、４４５ｂが逆止弁２２の外周に接する面積が大きくなるので、グリップ部４４５ａ、４４５ｂから把持した逆止弁２２又は蓋体２３が滑り落ちにくいようになっている。

グリップ部４４５ａ、４４５ｂは、螺子４４７ａ、４４７ｂを軸として回転することができるようになっている。グリップ部４４５ａ、４４５ｂは螺子４４７ａ、４４７ｂによって第１アーム４４１又は第２アームに固定されているので、それぞれの螺子を緩めることによって、グリップ部４４５ａ、４４５ｂを回転させることができる。これによって、作業者８と補修箇所１２の位置関係において補修冶具２が補修箇所１２に取付けやすい角度になるようにグリップ部４４５ａ、４４５ｂの角度を微調整することが可能となり、作業中の補修冶具２の確実な把持も可能となる。

以上のように、本実施形態の補修方法によれば、補修冶具２を配管１１の補修箇所に仮止めする作業を行うとき、吹付補修材１を配管１１の補修箇所に吹き付けるとき、補修冶具２の弁２２２ａを閉じるときのいずれの工程を実施する際においても、作業者８が補修箇所１２に接近せずに離れた場所から作業することが可能である。作業者８は、配管１１の内部を流れる有害な流体に曝されることがないので安全に補修を実施することができる。また、補修箇所１２が高所にある場合でも作業員８が補修箇所１２に接近して作業する必要がないので、足場の構築を省略したり、低い足場で足りるようになるなど、補修作業を簡便に実施することが可能になる。

棹状の補修具４及び中空管５２の長さは、任意の長さとすることができる。製鉄所の配管１１を補修するのであれば、例えば、棹状の補修具４の長さは、１〜１０ｍ程度又は１〜５ｍ程度にすることができる。

上記の実施形態に係る補修方法では、配管の内部を気体が流通する例を挙げた。流体は、液体であってもよい。逆止弁は、弁を内蔵し、流体の排出の有無を切り替えられるものであればよい。取付部は、配管に対して取り付けることが可能であり、吹付補修材を吹き付けることによって補修冶具を取り付けることが可能な形状であればよい。蓋体は逆止弁に対して装着することが可能であって、弁を開けることが可能な形状であればよい。

１１ 配管
２ 補修冶具
２１ 取付部
２２ 逆止弁
１ 吹付補修材
１２ 補修箇所
５１ 握持部
２３ 蓋体
２４ 可倒部

Claims (10)

1. 流体を搬送する配管を補修する方法であって、
   前記方法では、配管に対する取付部及び該取付部から突出する逆止弁とを有する補修冶具と、吹付補修材とを使用し、
   配管の補修箇所から離れた場所から配管の補修箇所に対して弁が開けられた状態の補修冶具を取付部を介して取り付けて、
   配管の補修箇所から離れた場所から取付部及び配管の補修箇所に対して吹付補修材を吹き付けて、
   吹付補修材が硬化した後に配管の補修箇所から離れた場所から補修冶具の弁を閉じる配管の補修方法。
2. 補修冶具は、逆止弁に加えて、蓋体をさらに有しており、逆止弁に対して蓋体を装着することによって、弁が開けられた状態となる請求項１に記載の配管の補修方法。
3. 補修冶具の逆止弁を構成する蓋体及び逆止弁のうち少なくともいずれか一方が磁石を備えており、
   前記磁石によって逆止弁に対して蓋体が固定され、これによって弁が開いた状態となる請求項１又は２に記載の配管の補修方法。
4. 補修冶具は、逆止弁と、弾性材から構成される可倒部とを備えており、逆止弁に対する取付部の角度を可倒部によって調節可能に構成した請求項１ないし３のいずれかに記載の配管の補修方法。
5. 逆止弁は先端側に排気孔を備えており、逆止弁に対して蓋体を固定した状態において排気孔は蓋体によって覆い隠されており、
   配管内部の流体は蓋体と逆止弁との間から漏出する請求項２ないし４のいずれかに記載の配管の補修方法。
6. 配管に対する取付部は、可撓性を有する扁平材から構成される請求項１ないし５のいずれかに記載の配管の補修方法。
7. 補修冶具は、棹状の補助具を使用して、配管の補修箇所から離れた場所から補修箇所に取り付けられる請求項１ないし６のいずれかに記載の配管の補修方法。
8. 補修冶具の蓋体は、棹状の補助具を使用して、配管の補修箇所から離れた場所から逆止弁から取り外される請求項２ないし７のいずれかに記載の配管の補修方法。
9. 配管の補修箇所から離れた位置から取付部及び配管の補修箇所に対して吹付補修材を吹き付ける工程は、握持部を有する中空管の先端から吹付補修材を吐出させて補修箇所に対して吹き付けるものである請求項１ないし８のいずれかに記載の配管の補修方法。
10. 吹付補修材は、弾性合成樹脂粉末と、水硬性材料粉末と、水とを含むものである請求項１ないし９のいずれかに記載の配管の補修方法。

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