減肉やダメージを受けた配管・パイプの補修 コンポジット補修工法

コンポジット補修工法は、ASME PCC-2とISO/TS24.817に適合する工法です。

 

 

 

欧米や日本ではインフラや工場の配管の経年化が進んでおり、腐食減肉や腐食減肉による亀裂・ピンホールなどの課題が生じています。

減肉した配管は恒久対策として「ASME PCC-2に適合する工法」で、コンポジット補修材(アラミド繊維&樹脂)により補修します。

  石油、ガス、電力、運輸業界を中心に、中南米、欧州、アフリカ、中東、アジアで既に数多く導入されています。 

 

顧客(一部のみ掲載) 

配管・パイプの緊急止水とコンポジット補修工法実績

 


 

解決する課題

  • 配管の腐食減肉
  • 配管の凹み
  • 配管の溶接不良
  • 配管の亀裂、穴

オイル、ガス、水といった多様な配管のダメージ(腐食、凹み、溶接不良、亀裂、穴)を、ASME PPC-2とISO/TS 24.817に適合する工法で補修します。

近年では、断熱材に覆われた配管の外表面の腐食は「保温材下配管外面腐食  CUI(Corrosion Under Insulation)」として知られていますが、こういった腐食の補修や強度回復にも適用できます。

 

 

 

特長

  • ISOとASMEに基づく信頼性を裏付けられたコンポジット(アラミド繊維+樹脂)工法
  • 設備を稼働させた状態での工事が可能(ピンホールなどの貫通穴の場合を除く)
  • 圧力配管の80%までの減肉に対応するISO、ASMEの補修設計指針に基づく補修技術
  • 20年の寿命を考慮したISO、ASMEの設計指針(外部減肉補修時)
  • エルボ、チーズにも対応
  • ISO、ASMEに基づき材料、施工方法は第三者認証を取得
  • デュポン社のアラミド繊維(Kevlar®)を使用。非導電性のため炭素繊維のような絶縁処理が不要(腐食電池生成の懸念なし)
  • 現場に持ち込む工事用機材が少ない(主に 補修材料 + ケレンツール)
  • 現場で火気を使用しない
  • 数時間での短時間施工(樹脂硬化時間を除く)
  • 溶接補修で生じるような残留熱応力がない
  • 圧力に上限はなく、温度は-20℃~+130℃の範囲内であればラインを閉鎖する必要はありません。
  • 専用に開発されたソフトウェアにより、ISO、ASMEに適合する補修設計を行います。

 

 

施工手順

 

 

コンポジット補修工法で使用する製品モデル配管温度(℃)
R4D-EC     外部腐食用-20~+55
R4D-ECHT   外部腐食、高温用+50~110
R4D-ECTHT  外部腐食、高温用+70~130
R4S-D     外部・内部腐食、海中用+10~+50
R4D-IC     内部腐食用-20~+60
R4D-ICHT   内部腐食、高温用+60~+100

※130℃以上の高温用途についてはお問い合わせください。

 

 

コンポジット補修工法概要


 

コンポジット補修工法の強度テスト


 

 

 

 


ASME PCC-2 Repair of Pressure Equipment and Piping (圧力容器・配管の修理)について

2006年制定。

最新2015年版は、老朽化が進んだ各種プラントの圧力容器や圧力配管の減肉を補修し、当初の設計条件と同等の強度を回復させて設備の稼働寿命を延ばすための技術指針として、ASMEとAPI の共同作業で2006年に制定されました。

その中には、補修方法として Part 2. Welded Repair(溶接による補修工法)、Part 3. Mechanical Repair(ボルトなどによる機械的補修工法)、Part 4. Nonmetallic and Bonded Repair(金属を使用しない接着技術による補修工法)があります。

コンポジット補修工法 Reinforce Kitは、このPart 4 の補修技術に適合するものです。

他の補修技術と同様に、

  • ASME PCC-2に規定される補修設計(例:損傷状況に応じた補修面積、積層数の検討)
  • 使用する補修材料の特性の第三者機関による認証
  • 補修システム供給者の施工要領の第三者機関による認証
  • 補修システムの供給者による補修工事実施者の技能認定(ASME溶接士の認定の思想を反映)
  • 検査の種類・方法

等を満たしております。

Part 4. Nonmetallic and Bonded Repair(金属所使用しない接着技術による補修工法)は、特に宇宙航空産業などで技術の進歩・採用が進んできた高強度のアラミド繊維や炭素繊維と、高機能樹脂による接着技術を金属構造物の補修に取り入れ、最新の破壊力学、信頼性工学の技術が反映されて規格化されました。

ASME PCC-2の規格制定により、圧力容器や圧力配管の補修・延命化のための技術指針が確立され、発注者と受注者の間の仕様の取り決めが明確・容易になりました。

また、コンポジット工法という新しい概念の補修工法も技術的な信頼性が裏付けられたことになり、その現場施工の柔軟性から、溶接や機械的工法による補修が困難な状況での採用がここ数年欧米で広く進んでおります。

 


ISOとASME規格が作成された背景

ISOとASME の補修規格は、2006 年、2007 年に制定されました。

それ以前は、補修のための規格が存在しないために、補修工事の発注者と受注者の間での仕様の取り決めがスムーズに進まない、という不便がありました。その不便を解消すること、さらに工学的な信頼性、経済的な合理性を達成するために、規格制定員会が設けられ、その審議に基づいてまとめられたのがASME PCC-2とISO/TS24.817の規格です。

この規格の制定により、それまで特に宇宙航空分野で発展してきた化学系のコンポジット技術が、機械系の強度を求める圧力配管にも適用できるようになり、その設計・施工の柔軟な特性から、経年劣化した既設の石油・化学プラントの圧力配管の延命補修工法として、欧米では広く採用されております。

 


 

  


 

よくあるご質問

 

Q: この製品は何をするものですか?

外部減肉配管の補修と強度回復による延命化・恒久対策(20年)のための製品です。

内部腐食の場合は、外部での補修・強度回復では内部腐食の進行を止めることはできないために恒久対策にはなりませんが、残肉厚がなくなっても破裂という大事故には至らず、かすかな漏れがコンポジット材料と配管の隙間から出るという状況に抑えることがきます。

 

Q:製品に対する信頼性は?

ISO/TS 24.817またはASME PCC-2の補修のための規格に基づいて補修設計(強度計算等)を行います。

これらの規格基づく補修設計、施工により、定量的なデータに裏付けられた減肉圧力配管の強度回復を行うことができます。

上記規格は欧米で圧力容器や配管の修理のための規格で、修理・補修後20年以上の寿命を求めています。

欧米では、ASME、ISO の補修規格の制定により減肉配管の補修・強度回復の工事の仕様が発注者と受注者の間で明確になり、技術的な裏付けのある低コストの補修方法としてコンポジット工法の採用が進んでおります。

日本では、高圧ガス取締法やボイラー関係の圧力容器構造規格は、新たに製造する機器を対象としており補修の概念は入っていないために、ASMEやISO の配管の補修・修理規格に対応する思想・規格が存在しないのが現状です。そのため現時点では、応急修理や応急補修または高圧ガス取締法などの対象外となる水などのユーティリティー配管の減肉補修が日本では対処できるものとなります。

なお、減肉の範囲、深さに応じて、補修の範囲、アラミド繊維の積層数を算出します。

 

Q:耐用年数は?

外部腐食に対しては20年。

内部腐食の場合は、外部での補修・強度回復では内部腐食の進行を止めることはできないために恒久対策にはなりません

 

Q:使用範囲(配管温度)は?

モデルに応じて範囲が決まっています。-20~130℃までに対応するモデルを揃えています。

130℃以上になる場合は、ご相談ください。

 

Q:圧力に制限はある?

特に制限ありません。圧力に応じてアラミド繊維の積層数を調整します。

 

Q:R4Dはどのような配管を修理できますか?

溶接、凹みや漏れの欠陥、一般的な流体(油、水)やガス配管など、あらゆる種類の配管形状(ストレート、オーバル、エルボー、ティー)の配管を修理できます。

 

Q:素地調整は必要ですか? 必要な場合は、どのような基準に従うべきですか?

素地調整は必要です。最適な付着力を得るためには、素地調整が重要です。Sa2.5またはST3規格に準じてケレンし、粗さは少なくとも60ミクロン(Rz)に達する必要があります。

 

Q:配管を停止させずに施工できますか?

はい。配管に穴が空いている場合を除き、配管をシャットダウンすることなく施工可能です。

シャットダウンによる生産ロスを避けることができるため、大きなロスを出さずにメンテナンスができます。

漏れが発生している場合は、一時的にシャットダウンまたは完全にシャットダウンする必要があります。

 

Q:製品の特長は?

  • 溶接等の火気を使用しない補修。
  • 補修現場への搬入機材が小さくて少ない。重量のある機材が不要。
  • 複雑な形状に対応しやすい --- 母管から出ている細い枝管の付け根溶接部の補修など。
  • アラミド繊維を巻き付けるという方式のためにその締め付け力が配管に均等に分散し、劣化の進んでいる
  • 配管に局部的なストレスをかけない。

 

Q:なぜケブラーテープを補修補強に使用している?

ケブラーテープには炭素繊維やガラス繊維に比べ、下記のような強みがあるため。

 - 強度が高いが剛性は高くないため配管の形状に合わせた施工が行いやすい

- 非導電性のため、ガルバニック腐食の恐れがなく、腐食進行しない

 - 耐摩耗性に優れる

 - 高い機械的性質がある

 - 施工者にとって危険がない(危険なしに取り扱うことができます)

 - 配管の伸縮に応じてケブラーも変形するため、配管に負荷をかけない

 

Q:配管の状況が、減肉のみと穴が空いている場合では、補修に大きな違いがある?

ISO/TS 24.817またはASME PCC-2の規格では、貫通穴の補修は破壊力学のアプローチを採用しており、余裕についての考え方が保守的になっております(薄肉円筒圧力容器の強度計算式の考え方ではなく)。

そのため、配管の損傷が「貫通穴の状態」or「減肉のみの状態」のどちらかにより、採用する高機能樹脂が異なり、補修設計の検討結果に大きな違いが出ます。

腐食減肉のみの補修・強度回復であれば、材料費は大まかな目安として半分以下です。

 


 

 


 

その他の製品

StopKit(ストップキット)

StopKit(ストップキット)

 

オイル、ガス、水といった多様な配管の緊急時の漏れ止め、噴出止め、気密補修用途に開発されました。

突然のパイプの亀裂、ピンホールからの流体噴出、これらをプラントの稼働を停止することなく約10分の時間で緊急補修。次のメンテナンス時までの、プラント連続稼働維持を図ることができます。

コンポジット補修工法

コンポジット補修工法

 

オイル、ガス、水といった多様な配管を、ASME PPC-2とISO 24.817に適合する工法で補修します。

当コンポジット補修工法は、腐食やへこみ、溶接不良などのダメージを受けた配管を補修する工法です。

RollerKit(ローラーキット)

RollerKit(ローラーキット)

 

配管支持部の配管及びサポートの腐食を防止します。Corrosion Under Support (CUS)対策に。


 

ReflanbeKit(リフランジキット)

ReflanbeKit(リフランジキット)

 

フランス電力公社EDFとの共同開発製品。SF6絶縁開閉器のフランジ部からの漏れを封止します。

ReinforceKit Beam(リインフォースキット ビーム)

ReinforceKit Beam(リインフォースキット ビーム)

 

腐食が進んだ支柱の地際の強度回復させる製品です。支柱の個別の形状に応じた強度解析/設計し、最大80%までの腐食減肉に対応します。フランス国有鉄道SNCFと共同で開発し、架線柱で1,000本を越える施工実績が有ります。

TanKit(タンキット)&ReinforceKit Patch(リインフォースキットパッチ)

 

貯蔵タンクの緊急補修にTanKit(タンキット)。
恒久補修にはReinforceKit Patch(リインフォースキットパッチ)。