管の補修方法
【課題】管内面に生じた要補修部の補修を安価で短時間で補修箇所の発現状況に拘わらず容易に行える管の補修方法を提供する。
【解決手段】伸縮性を有する筒状の基部(1a)と基部の外周面に設けられ常温より高い第２温度(TH2)以上で軟化する接着層(1b)とを有するチューブ(1)と、発熱体(3)を有し内部の気体の入出で拡縮可能なバッグ(2)と、を用いる。縮めたバッグをチューブ内に通して管(62)の開口部(62b)から内部に挿入する挿入工程と、バッグを内部に気体を流入しチューブを拡径させると共に、発熱体を加熱し接着層が第１温度以上となるようチューブを昇温させて、接着層を軟化状態で要補修部(AR1)を含む管内面に接触させるチューブ接触工程と、接着層を第１温度未満に降温して硬化させ、チューブを管内面に固着させるチューブ固着工程と、を有する。
【解決手段】伸縮性を有する筒状の基部(1a)と基部の外周面に設けられ常温より高い第２温度(TH2)以上で軟化する接着層(1b)とを有するチューブ(1)と、発熱体(3)を有し内部の気体の入出で拡縮可能なバッグ(2)と、を用いる。縮めたバッグをチューブ内に通して管(62)の開口部(62b)から内部に挿入する挿入工程と、バッグを内部に気体を流入しチューブを拡径させると共に、発熱体を加熱し接着層が第１温度以上となるようチューブを昇温させて、接着層を軟化状態で要補修部(AR1)を含む管内面に接触させるチューブ接触工程と、接着層を第１温度未満に降温して硬化させ、チューブを管内面に固着させるチューブ固着工程と、を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、管の補修方法に係り、特に、管の内面に対して施す、損傷の補修及び腐食の進行を抑える補修に好適な管の補修方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
管が樹脂管の場合、化学物質の付着や管の製造に伴う残留応力などに起因してクラックなどの損傷が発現する場合がある。
クラックが進行すると、管内部の流体の外部漏洩や管本体の破損を招く虞があるので、その進行は抑える必要がある。
管が鋼管の場合、製造品質や設置環境に起因して経時的に腐食が発生する場合がある。
製造品質については、メッキ付着工程で形成したメッキ層の厚さのバラツキやメッキ不良があると、メッキが特に薄い部位は腐食の生じる可能性が高くなっていることによる。
設置環境については、例えば、鋼管が鉄塔に用いられた場合、管内結露の発生状況、雨滴の浸入状況、鳥の営巣状況などに関連して、常に水分と酸素とが供給され得る環境下にある部位は腐食の生じる可能性が高くなることによる。
鋼管の腐食が進行すると、トラブルの原因となる虞があるので、腐食の進行は抑える必要がある。
【０００３】
管の内面における損傷や腐食は、発現有無及び発現程度を判定することが難しい。
通常は、ファイバスコープを管内に導入し、得られた管内面の映像を基に、損傷及び腐食の有無、種類、程度、位置の特定、などの発現状況の把握を行っている。
そして、把握された発現状況に基づき必要と判断された場合、その損傷や腐食が発現した部位に対して補修を行う。
【０００４】
補修作業は、従来、種々の方法が行われており、鉄塔の鋼管の腐食に対する補修方法を例にとれば、腐食している鋼管の新鋼管への交換，鋼管内面への塗装，及び鋼管の内部空間への充填剤注入などの方法がある。
鋼管の内部空間への充填剤注入に関する技術の一例が、特許文献１に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１６２４０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の補修方法において、新鋼管への交換作業は、作業時間が長く、さらに付随費用として新鋼管の運搬費、旧鋼管の処分費などがかかるため、全体として極めて高コストになるという問題がある。
また、交換する鋼管に大きな荷重が掛かっている場合は、実質的に交換作業ができない場合もあり得る。
鋼管内面への塗装作業は、塗装費用が嵩むことに加え、腐食場所が管の端部から離れている場合、作業が極めて困難になる、という問題がある。
内部空間への充填剤注入作業は、作業自体が大がかりになると共に注入する充填剤の分だけ鋼管の質量が増加することから鉄塔の強度検討も必要となる。そのため、費用、工数共、多大になるという問題がある。
【０００７】
上述した各問題は、程度の差はあるものの、鉄塔の鋼管に限らず屋外，屋内，地中，水中などに配設された様々な管の補修において改善が望まれる問題である。
このように、管の補修方法に対し、安価で、短時間で完了し、補修箇所の管端部からの距離や程度に拘わらず容易に行えることが望まれている。
【０００８】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、安価で、短時間で完了し、補修箇所の発現状況に拘わらず容易に行える管の補修方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するために、本発明は手段として次の手順を有する。
１） 管(62)の内面に生じた要補修部(AR1)の補修を行うための管の補修方法であって、
伸縮性を有する筒状の基部(1a)と、前記基部(1a)の外周面に設けられ常温よりも高い第１の温度(TH1)以上で軟化する接着層(1b)と、を有するチューブ(1)と、
発熱体(3)を有すると共に内部の気体を入出させることで拡縮可能なバッグ(2)と、を用い、
前記バッグ(2)と前記チューブ(1)とを、縮めた状態の前記バッグ(2)を前記チューブ(1)内に通した状態にして前記管(62)の開口部(62b)から前記要補修部(AR1)に向け挿入する挿入工程と、
前記バッグ(2)の内部に気体を流入させて前記バッグ(2)を拡張し前記チューブ(1)を拡径させると共に、前記発熱体(3)を加熱して、前記接着層(1b)が前記第１の温度(TH2)以上となるように前記チューブ(1)を昇温させることで、前記接着層(1b)を軟化状態で前記管(62)の前記要補修部(AR1)を含む内面に接触させるチューブ接触工程と、
前記接着層(1b)の温度を前記第１の温度(TH1)未満に降温して前記接着層(1b)を硬化させ、前記チューブ(1)を前記管(62)の内面に固着させるチューブ固着工程と、
を有することを特徴とする管の補修方法である。
２） 前記チューブ接触工程は、前記気体を空気とし、
前記バッグ(2)の内部へ空気を流入させ前記バッグ(2)の内圧を大気圧よりも高い所定の圧力(PC1)以上で所定の時間(t1〜t4)維持することを特徴とする１）に記載の管の補修方法である。
３） 前記所定の時間(t1〜t4)を、前記接着層(1b)を前記第１の温度(TH1)以上とする時間(t2〜t3)よりも長く設定することを特徴とする２）に記載の管の補修方法である。
４） 前記チューブ接触工程は、
前記バッグ(2)の内圧が前記所定の圧力(PC1)以上であるときに、前記基部(1a)の温度が前記第１の温度(TH1)に達するよう昇温させることを特徴とする２）又は３）記載の管の補修方法である。
５） 前記チューブ固着工程において、
前記接着層(1b)の温度が前記第１の温度(TH1)又は前記第１の温度(TH1)よりも低い第２の温度(TH2)未満になった時点で、前記バッグ(2)の内圧の前記所定の圧力(PC1)からの降下を開始することを特徴とする２）〜４）のいずれか１つに記載の管の補修方法である。
６） 前記挿入工程において、
前記チューブ(1)の位置を、その長手方向の中央位置(P2)と前記要補修部(AR1)における管軸(CL)方向の中央位置(P1)とが概ね一致するよう調整することを特徴とする１）〜５）のいずれか１つに記載の管の補修方法である。
７） 前記基部(1a)と硬化状態の前記接着層(1b)とが光透過性を有することを特徴とする１）〜６）のいずれか１つに記載の管の補修方法である。
８） 前記基部(1)は、熱膨張性チューブであることを特徴とする１）〜７）のいずれか１つに記載の管の補修方法である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、管の補修が、安価で、短時間で完了し、補修箇所の発現状況に拘わらず容易に行える、という効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の管の補修方法の実施例で用いる部材及び装置の概要構成を説明するための図である。
【図２】本発明の管の補修方法の実施例で用いるチューブを説明するための図である。
【図３】本発明の管の補修方法の実施例で用いるバッグを説明するための図である。
【図４】図３に示したバッグの横断面図である。
【図５】本発明の管の補修方法の実施例で補修する鋼管鉄塔及び補修時の装置の配置を説明する図である。
【図６】本発明の管の補修方法の実施例における補修工程を説明するための図である。
【図７】本発明の管の補修方法の実施例における温度及び圧力のプロファイルを説明するための図である。
【図８】本発明の管の補修方法の実施例における補修工程及び補修後の状態を説明する図である。
【図９】本発明の管の補修方法の実施例における補修後の状態を説明するための断面を含む部分的斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の実施の形態を、好ましい実施例により図１〜図９を用いて説明する。
【００１３】
実施例の管の補修方法では、補修作業において、概略、図１に示される部材及び器具を用いる。
具体的には、補修する管の内面に固着させるチューブ１と、発熱体３を備え気体の流入流出により膨縮するバッグ２と、バッグ２内に流入させる気体を供給するポンプ５１と、バッグ２とポンプ５１とを連結するエアホース５１ａと、エアホース５１の途中に設けられたバルブ５２と、ポンプ５１及び発熱体３の電源となる電源部５３と、発熱体３の温度や発熱体３に供給する電流を制御する制御部５４と、を用いる。
まず、チューブ１及びバッグ２について詳述する。
【００１４】
＜チューブ１について＞
図２は、チューブ１を示す二面図であって、図２（ａ）が端面を見た正面図、図２（ｂ）が半縦断面図である。
【００１５】
チューブ１は、筒状の基部１ａと、基部１ａの外周面に設けられた接着層１ｂと、を有して形成されている。
基部１ａは、加熱により膨張する熱膨張性チューブである。材料として周知の熱膨張性樹脂材を利用し、肉厚，外径，長さは任意に設定される。
具体的には、熱膨張性樹脂がポリオレフィン系であって、寸法は一例として、肉厚：１ｍｍ、外径：１３６ｍｍ、長さ：３００ｍｍである。
基部１ａ及び接着層１ｂは、共に光透過性を有する。例えば、乳白色で半透明とされている。
基部１ａは、少なくとも径方向の伸縮性を有すると共に、常温よりも高い所定の温度以上で拡径する性質を有している。また、拡径した後は、温度が低下しても拡径した形状が保持される。
例えば８０℃においてある程度拡径が進行し、また、１２０℃，５分の加熱により、常温時の外径が所定の倍率（例：約１．２倍）に拡張し、拡張した形状で安定するという熱膨張性を有するように組成が調整されている。
【００１６】
接着層１ｂは、例えばホットメルト接着剤の層であり、基部１ａの外周面に、接着剤シートの貼付又は接着剤そのものの塗布、などの方法で形成されている。
ホットメルト接着剤として、軟化点が、例えば７０℃〜８０℃のものを選択する。接着層１ｂの厚さは限定されない。例えば、０．３ｍｍ〜０．８ｍｍである。
【００１７】
その他、熱膨張性チューブとして、形状記憶性樹脂組成物からなり、成形時の形状を記憶すると共に成形後の延伸処理で収縮し、その後の加熱により膨張して成形時の形状に復元するものが知られている。
この形状記憶性を有する熱膨張性チューブを基部１ｂとして用いてもよい。
【００１８】
＜バッグ２について＞
図３は、バッグ２の縦断面図であり、図４は、バッグ２の横断面図である。
【００１９】
バッグ２は、気体（例えば空気）を流通させるためのエアチューブ２ａと、エアチューブ２ａの先端（図３の右側端）に固定されたエンドホルダ２ｂと、エアチューブ２ａの途中に固定されたホルダ２ｃと、エンドホルダ２ｂに取り付けられた２ｄ１，ホルダ２ｃに取り付けられた円形状の端部２ｄ２，及び端部２ｄ１，２ｄ２の外周縁同士を繋ぐ側部２ｄ３を有するバッグ本体部２ｄと、短冊状に形成されその長手がエアチューブ２ａに沿った姿勢でバッグ本体部２ｄの側部２ｄ３の内面に周方向に並列配設された複数の発熱体３と、を有して構成されている。
バッグ本体部２ｄは、柔らかい布状部材で形成され、内部に気体が充填された状態で略円筒状を呈し、内部から気体が抜けると萎めることができるように形成されている。
【００２０】
エアチューブ２ａは、ポリアミド系合成繊維により形成されたものを用いる。ポリアミド系合成繊維がより柔軟性の高い繊維（例えば所謂ソフトナイロン繊維）であって、エアチューブ２ａ自体がある程度柔軟性を有するものであると、後述する作業がより容易になるので好ましい。
エアチューブ２ａにおける図３の右方側端部は、エンドホルダ２ｂにより塞がれており、図３の左方側が、エアホース５１ａに接続される。
エアチューブ２ａは、エンドホルダ２ｂとホルダ２ｃとの間において、内外を連通する貫通孔２ｅが設けられている。図３（ａ）では、３箇所形成されている。
エアチューブ２ａとそれに設けられた貫通孔２ｅとを介してバッグ本体部２ｄ内への気体の流入、流出が行われる。
【００２１】
エアチューブ２ａには、更に、後述する発熱体３に接続されたコードＣＤを挿通させるコード用の貫通孔２ｅ１が設けられている。
貫通孔２ｅ１に挿通されるコードＣＤは、発熱体に電流を供給するリード線ＬＤ１及び発熱体の温度を測定する温度センサ（図示せず）からの出力を制御部５４に向け供給するためのリード線ＬＤ２を含む。
コードＣＤは、貫通孔２ｅ１を通してエアチューブ２ａ内に引き込まれ、エアチューブ２ａの図３における左方側端部から外部に引き出される。リード線ＬＤ１は電源部５３に接続され、リード線ＬＤ２は制御部５４に接続される（図１も参照）。
【００２２】
エンドホルダ２ｂは、円盤状の端板部２ｂ１と、端部２ｂ１から立設した円筒部２ｂ２とを有して形成されている。円筒部２ｂ２には、エアチューブ２ａの先端部が嵌め込まれている。
端板部２ｂ１には、バッグ本体部２ｄの端部２ｄ１が封止状態で取り付けられている。
ホルダ２ｃは、貫通孔２ｃ１を有する円筒部２ｃ２と、円筒部２ｃ２の端部から外方に向け張り出したリング状のフランジ部２ｃ３と、を有して形成されている。
貫通孔２ｃ１には、エアチューブ２ａが挿通されており、ホルダ２ｃは、挿通されたエアチューブ２の所定の位置で固定されている。
フランジ部２ｃ３には、バッグ本体部２ｄの端部２ｄ２が封止状態で取り付けられている。
【００２３】
バッグ本体部２ｄは、導電布Ｄｈを用いて形成されている。
また、少なくとも、バッグ本体部２ｄの側部２ｄ３は、導電布Ｄｈと熱伝導性に優れたゴムシートＧｓとを重ね合わせた複合材ＦＧにより形成されている（図４参照）。
導電布Ｄｈは、例えば、ポリエステル繊維にＣｕ及びＮｉをメッキした繊維により織られた布である。
ゴムシートＧｓは、例えば、シリコーンゴムのシートである。
複合材ＦＧは、導電布Ｄｈに対してゴムシートＧｓを重ね合わせて一体化した積層布である。
複合材ＦＧは、導電布Ｄｈに対してシリコーンのゴムシートＧｓを積層した積層布とされているので、良好な熱伝導性を有する。
【００２４】
図４に示されるように、側部２ｄ３は、この複合材ＦＧを、導電布Ｄｈが外側、ゴムシートＧｓが内側になるように用いて形成されている。
導電布Ｄｈの厚さ及びそれを用いた複合材ＦＧの厚さは、一例として、それぞれ０．１ｍｍ、０．２５ｍｍ〜０．３５ｍｍである。
【００２５】
側部２ｄ３の内面には、発熱体３が複数取り付けられている。
発熱体３は、例えば、扁平の直方体を呈する面発熱体であり、良好な柔軟性と耐熱性とを有する市販のシリコンラバーヒータを所定形状に加工したものである。
発熱体３の寸法例としては、幅（周方向）２５ｍｍ，厚さ１．５ｍｍ，消費電力６０Ｗである。また、発熱体３の仕様上の連続使用温度としては、例えば約３００℃である。
【００２６】
図３，図４に示されるように、発熱体３は、側部２ｄ３の周方向に角度３０°ピッチで１２個が並列に取り付けられている。
例えば、バッグ本体部２ｄの外径φＡ（図３参照）を約１３３ｍｍとし、幅２５ｍｍの発熱体３を１２個周方向に並べると、発熱体３同士の距離（間隙）Ｄ４（図４参照）は、約９．７ｍｍとなる。
【００２７】
チューブ１が上述の寸法例、肉厚：１ｍｍ、外径：１３６ｍｍ、長さ：３００ｍｍの場合、チューブ１と組み合わせて使用するバッグ２のバッグ本体部２ｄの寸法例は、外径：１３４ｍｍ、長さ：４４０ｍｍである。
また、発熱体３は、長さ：４００ｍｍとし、側部２ｄ３の長手方向にはセンター一致で配設する。
バッグ本体部２ｄは、隣接する発熱体３間に発熱体３の半幅程度の距離Ｄ４が設けられているので、内部の気体が抜けた状態で、発熱体３同士を折り重ねるようにして、径方向にコンパクトな状態に畳んで潰すことができる。直径は、概ね１／３程度に縮めることができる。
【００２８】
次に、上述したチューブ１及びバッグ２を用いて管を補修する方法の実施例について詳述する。
実施例は、鉄塔の鋼管の内面に発生した錆の進行を抑えるための補修の方法である。
例えば、図５に示される鋼管鉄塔６１の斜材６２において予めファイバスコープにより特定された、上方側から約２ｍの位置に発現した約１００ｍｍの円形を範囲とする腐食部位（錆発生部位）に対し、その進行を抑える補修方法を説明する。
以下、補修をする斜材６２を補修管６２とも称する。補修対象となる部位、すなわち、損傷部位又は腐食部位を要補修部とも称する。
【００２９】
図５は、斜材６２を含む鋼管鉄塔６１の一部を示す図である。
鋼管鉄塔６１の斜材６２の上方側の端部６２ａはＩ字継手で接続されており、Ｉ字継手における半円状の端開口部は、ファイバスコープが挿入できるわずかな隙間を残して薄板が溶接で固定されている。
補修に先立ち、この薄板を取り外し、端部６２ａの開口部から腐食部位をある程度越える位置までの鋼管内面の汚れをブラシ等で除去しておく。
【００３０】
地上ＧＬには、ポンプ５１としてのコンプレッサ５１ｂと、電源部５３としての発電機５３ａとを設置する。また、各装置の動作制御のため制御部５４（パーソナルコンピュータ等）を用意する。
補修管６２の端部６２ａ付近の作業場には、地上との間で次の三つの部材を配設する。
すなわち、コンプレッサ５１ｂからのエアホース５１ａ，発電機５３ａからの電源ケーブル５３ｂ（図５では一点鎖線で図示），及び制御部５４へ向け温度センサからの出力を伝達するセンサ用ケーブル５３ｃ（図５では破線で図示）である。
エアホース５１ａの端部６２ａ近傍にバルブ５２を設ける。この設置位置に限らず、バルブ５２は開閉作業のし易い場所に設置すればよい。
【００３１】
エアホース５１ａの先端に、バッグ２のエアチューブ２ａを接続する。
電源ケーブル５３ｂにコードＣＤの内の発熱体３からのリード線ＬＤ１を接続する。
センサ用ケーブル５３ｃにコードＣＤの内の温度センサからのリード線ＬＤ２を接続する。
また、チューブ１に温度センサーを設けてもよく、その場合は、その温度センサからのリード線を、別のセンサ用ケーブルに接続し、制御部５４に向け供給する。
【００３２】
バッグ２は、バッグ本体部２ｄの内部を外気よりも低圧の状態、又はバルブ５２の操作等により外気と連通した状態にしておく。
図６（ａ）に示されるように、この状態で、バッグ本体部２ｄを、最大膨張時の外径（二点鎖線で示す）に対して、径方向に小さく畳む（潰す）ことができる。この段階では、少なくとも、開口部６２ｂから補修管６２の内部に挿入できる大きさに畳んでおく。
【００３３】
＜チューブ１とバッグ本体部２ｄとの一体化工程＞
次に、図６（ｂ）に示されるように、チューブ１に、径方向に潰したバッグ本体部２ｄを通す。
バッグ本体部２ｄは、力を加えない状態では、膨張時の円筒形状に戻ろうとするので、チューブ１に対して内側から広がる方向に軽く付勢する。
そのため、チューブ１は、内側に通したバッグ本体部２ｄから容易に抜けることはない。
【００３４】
また、バッグ本体部２ｄは、上述の寸法例でも示したように、備えた発熱体３の長手方向の長さが用いるチューブ１の全長より長いものを選んで（又は製作して）使用する。
そして、チューブ１の長手方向の中央位置とバッグ本体部２ｄの長手方向の中央位置とを概ね一致させておくとよい。
これにより、チューブ１の長手方向の全域が発熱体３の長手方向範囲に含まれる。また、後工程においてバッグ本体部２ｄを膨らました際に、側部２ｄ３によってチューブ１の内面全体が拡径する方向に付勢されると共に、バッグ本体部２ｄ１を膨らました状態で、チューブ１の内面における発熱体３に対応した範囲は、チューブ１の長手方向全域に亘っているので、発熱体３の発熱により、チューブ１は長手方向において、より均一に加熱される。
【００３５】
＜補修管６２内への挿入工程＞
チューブ１に、径方向に潰したバッグ本体部２ｄを所定の位置まで通したら、図６（ｃ）に示されるように、補修管６２の端部６２ａに開いた半月状の開口部６２ｂから、チューブ１とそれに嵌め込んだバッグ本体部２ｄとを補修管６２の内部に挿入する。
開口部６２ｂの開口形状や開口面積に応じ、必要であればチューブ１も潰すなどして変形させて挿入する。
挿入した長さは、エアチューブ２ａ及びエアホース５１ａの送り込み量で判定する。
エアチューブ２ａ及びエアホース５１ａには、送り込み量からバッグ本体部２ｄの挿入量が判定できるように予め目盛りＭを付与しておくとよい。
【００３６】
＜送り込み量調整工程＞
チューブ１を嵌め込んだバッグ本体部２ｄの送り込み量は、バッグ本体部２ｄの長手方向の中央、換言すれば、チューブ１の長手方向の中央が、補修管６２の要補修部である損傷又は腐食範囲における管軸方向の中央に概ね合致するように調整される。
この位置合わせは、エアチューブ２ａ及びエアホース５１ａに付与された目盛りＭで行うが、バッグ２と共にファイバスコープを補修管６２内に挿入し、ファイバスコープによって得られた画像を利用して調整してもよい。
調整が完了したら、チューブ１とバッグ本体部２ｄをその位置で保持する。
【００３７】
この送り込み量調整工程について図６（ｄ）を用いて詳述する。図６（ｄ）は補修管６２の部分的縦断面図であり、補修管６２の内部に、要補修部に向けバッグ本体部２ｄなどを矢印方向に挿入しつつある状態を示している。
図６（ｄ）において、補修すべき腐食部分が腐食部ＡＲ１であり、その管軸方向中央位置Ｐ１は、補修管６２の開口部６２ｂから距離ＬＡ１の位置にある。
腐食部分の厚みは管径に対してほとんど無視できる程度であるが、図６（ｄ）以下の図においては、腐食部ＡＲ１を便宜的に太実線で示している。
【００３８】
チューブ１の長手方向の中央位置Ｐ２と開口部６２ｂとの間の距離ＬＡ２は、エアチューブ２ａ及びエアホース５１ａに所定間隔で付与された目盛りＭと、予め判明している、目盛りＭの内の基準となる基準目盛りＭＫから中心位置Ｐ２までの距離ＬＡ２ａとから把握される。
そこで、送り込み量調整工程においては、バッグ本体部２ｄを、距離ＬＡ２が距離ＬＡ１と一致するように補修管６２内に送り込む。
チューブ１は、長手方向の長さＬ１が、腐食部ＡＲ１の管軸方向の最大長さＬａｒよりも長いものを選択して（又は製作して）使用する。
腐食部ＡＲ１への酸素及び水分の供給をより確実に遮断する観点から、例えば、Ｌ１がＬａｒの３倍以上のチューブ１を用いるとより良い。
【００３９】
図６（ｅ）は、送り込み量調整工程によって、バッグ本体部２ｄが狙いの位置に送り込まれた状態を示している。
すなわち、腐食の範囲ＡＲ１の管軸方向の中央位置Ｐ１と、チューブ１の長手方向の中央位置Ｐ２と、が概ね一致した状態である。
制御部５４は、この状態から、発熱体３の温度とバッグ本体部２ｄの内部に加える気体圧力とを所定のプロファイルに基づいて制御する。
【００４０】
＜温度及び圧力の制御工程＞
図７は、温度及び圧力について予め設定したプロファイルを示すグラフである。まず、このグラフについて説明する。
横軸を時間とし、縦左軸を温度、縦右軸を圧力としている。また、温度変化は実線で、圧力変化は一点鎖線で示している。
温度は、接着層１ｂの温度を、予め把握しておいた発熱体３の温度と接着層１ｂの温度との相関から発熱体３の温度センサからの出力に基づき判定し、圧力はコンプレッサ５３ａから得られる圧力数値を利用して判定する。チューブ１に温度センサを設け、その温度センサからの出力に基づいて判定してもよい。
これらの判定は制御部５４が行うが作業者が行ってももちろんよい。制御部５４は、接着層１ｂの温度が図７のプロファイルに沿うように発熱体３への通電を制御する。
【００４１】
図７において、圧力特性は直線で示されているが、圧力値は、実際にはある範囲で変動するので、厳密には直線状にならない。また、温度特性も、実際には変動を持って推移するので変動の多い曲線となる。図７では、説明のため、便宜的に、それぞれ直線及び変化の少ない曲線で示してある。
【００４２】
（１）まず、バルブ５２を開き、時間ｔ０からポンプ５１によってバッグ本体部２ｄ内にエアチューブ２ａ及びエアホース５１ａを介して空気を送り込み、バッグ本体部２ｄ内の気圧を圧力ＰＣ０（大気圧）からＰＣ１まで上昇させる。圧力ＰＣ１は、例えば０．２ＭＰａである。
制御部５４は、時間ｔ１〜ｔ４の間、バッグ本体部２ｄ内が一定の圧力ＰＣ１を維持するようにポンプ５１を制御する。昇圧によって潰されたバッグ本体部２ｄが膨張し、一旦圧力ＰＣ１に達しても、バッグ本体部２ｄの馴染みやチューブ１との嵌合のなじみにより、圧力は低下する傾向（図７の破線ＰＣＳのように）にある。従って、ポンプ５１を稼働状態として一定の圧力ＰＣ１を維持する。
維持する圧力は、必ずしも一定の圧力で維持することに限らず、一定の圧力（ここでは予め設定されたＰＣ１以上で維持すればよい。
圧力ＰＣ１は、バッグ本体部２ｄが十分拡張しチューブ１の内面全体を拡径方向に付勢することができる最低の圧力以上に設定する。
ｔ０〜ｔ１は、約１０秒である。
【００４３】
（２）制御部５４は、バッグ本体部２ｄ内の圧力がＰＣ１に達したと判定したら（時間ｔ１）、発熱体３への通電を開始し発熱させる。
【００４４】
（３）制御部５４は、温度センサの出力に基づいて温度が常温ＴＨ０から温度ＴＨ１を越えたと判定したら（時間ｔ２）、その温度ＴＨ１を越えた温度で所定の時間維持するように通電を制御する（時間ｔ２〜ｔ３）。時間ｔ１〜ｔ２は、例えば５分である。温度ＴＨ１は、例えば８０℃と設定し、所定の時間は、例えば１０〜１５分とする。
【００４５】
（４）制御部５４は、温度を温度ＴＨ１を越えて所定時間維持したら、発熱体３への通電を停止し、常温まで自然降温させる（ｔ３以降）。
【００４６】
（５）制御部５４は、接着層１ｂの温度が、接着層１ｂが完全に硬化する温度ＴＨ２迄降下したと判定したら、バッグ本体部２ｄ内の圧力を大気圧又は大気圧未満に降下させる。
【００４７】
各工程における制御部５４の制御は、もちろん作業者が手動で行ってもよい。
上述のプロファイルにより実現するチューブ１及びバッグ本体部２ｄの挙動等について詳述する。
【００４８】
＜時間ｔ０〜ｔ１＞
バッグ本体部２ｄ内に気体が流入し、内部の圧力（以下、単に内圧とも称する）が上昇するに伴い、潰されていたバッグ本体部２ｄが膨らんで元の（本来の）円筒状形状に戻る。
バッグ本体部２ｄの側部２ｄ３の外径は、加熱前の常温での（延伸処理された）チューブ１の内径よりも大きく形成されているので、側部２ｄ３は内圧ＰＣ１への昇圧によってチューブ１を押し広げようとする。チューブ１は伸縮性を有しているので、これに追従して拡径する。内圧ＰＣ１において、チューブ１の外周面は、補修管６２の内面６２ｎに接触する。
すなわち、バッグ本体部２ｄは、内圧ＰＣ１において本来の円筒形状を維持するに十分であり、これによりチューブ１は、その外周面が補修管６２の内面６２ｎに密着するようにバッグ本体部２ｄによって拡径方向に付勢され拡径する。
【００４９】
＜時間ｔ１〜ｔ２＞
温度ＴＨ１は、チューブ１の接着層１ｂの軟化温度の上限値として設定されている。チューブ１の材質によっては、基部１ａが膨張し拡径し得る温度である。
また、実施例では、温度ＴＨ２は軟化した接着層１ｂが完全に硬化する温度として設定されている。例えば、ＴＨ１＝８０℃、ＴＨ２＝６０℃である。
発熱体３は、バッグ本体部２ｄの側部２ｄ３における熱伝導性に優れたゴムシートＧｓに取り付けられているので、発熱体３で発生した熱は、ゴムシートＧｓを介して側部２ｄ３全体に偏りなく伝達される。
従って、側部２ｄ３の温度ムラはほとんどなく、チューブ１も側部２ｄ３に伴ってほぼ均一に温度上昇及び温度降下する。
すなわち、チューブ１は、温度センサからの温度情報がほぼチューブ１の温度情報と同じ、あるいは十分に相関がとれると捉えてよい構造になっている。
発熱体３自体の温度は接着層１ｂの温度よりも高く、両温度の差は作業場所の外気温などに依存する。例えば、関東地方の冬場での屋外作業において温度ＴＨ１＝８０℃を維持するための発熱体３自体の温度は１００℃〜１６０℃となる。
【００５０】
時間ｔ１〜ｔ２における常温からＴＨ１への昇温により、接着層１ｂの軟化が完了する。
一方、チューブ１の基部１ａは、熱膨張が温度ＴＨ１で実質的に開始している。
【００５１】
＜時間ｔ２〜ｔ３＞
時間ｔ２〜ｔ３において、接着層１ｂは、その温度が、軟化温度ＴＨ１を越えているので、軟化状態が維持される。
ここで、チューブ１は、熱膨張が進行して形状が安定した状態になるまでに数分を要する。
発明者らの実験により、実施例で用いたポリオレフィン系の熱膨張性チューブ１は、８０℃を越えた温度で保持する場合、その温度を１０分間維持すると熱膨張が完了して形状及び組成が十分安定した状態になることが判明したので、温度ＴＨ１の維持時間であるｔ２〜ｔ３は１０〜１５分と設定した。
この維持時間は、１５分よりも長くてもよいが、補修工事の短時間化の観点から、形状及び組成の安定に必要な時間を越え、かつ可及的短時間に設定するのが現実的で好ましい。
維持時間はもちろん１０〜１５分に限定されるものではなく、用いるチューブ１の熱膨張特性に応じて、熱膨張した形状及び組成が十分安定する時間として適宜設定する。
【００５２】
図８（ａ）に示されるように、バッグ本体部２ｄからの拡径方向の付勢力Ｆ２に加え、チューブ１の基部１ａの熱膨張によって、接着層１ｂは軟化した状態で補修管６２の内面６２ｎに接触し、押し付けられる。
すなわち、接着層１ｂは、補修管６２の内面６２ｎに対し、その内面６２ｎの形状（例えば凹凸）に倣い密着するように押しつけられる。
より詳しくは、補修対象の腐食部ＡＲ１とその周囲の所定範囲に対して、接着層１ｂは軟化した状態で密着させられる。
【００５３】
この状態の拡大模式図を図８（ｂ）に示す。
図８（ｂ）は、腐食部ＡＲ１とその周囲の所定範囲との模式的部分断面図である。
この状態で、すでに腐食部ＡＲ１は、軟化した接着層１ｂの密着によって外部（大気）との接触が断たれ、酸素と水分の供給がされない状態となっている。
【００５４】
＜時間ｔ３〜ｔ４＞
時間ｔ３〜ｔ４において、接着層１ｂの温度は、温度ＴＨ１を越えた領域から温度ＴＨ２（時間ｔ４）を経て常温に向け降下する。
チューブ１の基部１ａは、すでに形状遷移が進行しており、この温度降下で形状は変化しない。
接着層１ｂは、その温度が、温度ＴＨ１から温度ＴＨ２以下に低下することにより、図８（ｂ）に示した状態で完全硬化する。
すなわち、接着層１は、腐食部ＡＲ１に対する外部からの酸素と水分との供給を完全に遮断した状態で固化する。
従って、腐食部ＡＲ１の腐食の進行が止められる。
時間ｔ３〜ｔ４は例えば約５分である。
【００５５】
＜時間ｔ４〜ｔ５＞
時間ｔ４にて温度が温度ＴＨ２に至ったら、内圧をＰＣ１から大気圧又はそれ以下に減圧する（図７には大気圧に減圧するプロファイルが示されている）。
これにより、チューブ１が補修管６２の内面６２ｎに固定された状態でバッグ本体部２ｄのみが萎み縮径するので、バッグ本体部２ｄを開口部６２ｂから引き出すことができる。バッグ本体部２ｄは、縮径の程度は、上述のように例えば１／３程度である。
開口部６２ａが特に狭い場合、あるいはバッグ本体部２ｄが良好に潰れない場合は、内圧を減圧して強制的に潰して縮径させるのが有効である。
【００５６】
図８（ｃ）は、補修完了後の補修箇所の状態を示す断面図である。
図９は、補修箇所近傍について、補修箇所を一部切断して斜視的に見た図である。腐食部ＡＲ１の範囲はクロスハッチングで示されている。
管軸ＣＬ方向においては、腐食部ＡＲ１と隣接する所定範囲ＡＲ５，ＡＲ６とを含めた領域が、また、周方向においては、腐食部ＡＲ１とそれ以外の部分との全周域が、接着層１ｂに完全に覆われるようにしてチューブ１が固着している。
【００５７】
以上の工程により管の補修が行われる。
上述した補修は、腐食部ＡＲ１の腐食進行を抑えるための補修であるが、腐食部ＡＲ１に相当する部分がクラックや微小欠落などの損傷部であっても、同様の補修作業が実施できる。
その場合、損傷部を完全に覆う接着層１ｂとして、硬化前の軟化状態でクラックの隙間への浸透性及び微小欠落部への形状追従性が高く、硬化後に高い強度と接着力とを発揮する接着剤を選定することが好ましい。
【００５８】
管の補修作業後、チューブ１が所定の位置に固定されているかを確認する際にもファイバースコープが利用できる。
チューブ１は、基部１ａと接着層１ｂとの両方が光透過性を有するので、固定されたチューブ１及び硬化した接着層１ｂを通して腐食部ＡＲ１（又は損傷部）の形状や位置が画像上把握できる。
例えば、図９に示されたように、チューブ１を透して補修管６２の内面６２ｎの腐食部ＡＲ１（クロスハッチングの範囲）が視認できる。
すなわち、チューブ１が腐食部ＡＲ１（又は損傷部）とその周囲の所定範囲を確実に覆って固着されているか否かの判定が、カメラで撮影した画像により確認できる。
【００５９】
チューブ１及びバッグ２は、補修管６２の内径に応じてそれぞれの外径が最適となるものを予め用意しておくとよい。
例えば、鋼管鉄塔の場合、補修が必要となる管の内径は、概ね４０ｍｍ〜２００ｍｍの範囲で段階的に存在することが予めわかっているので、事前対応が容易である。
バッグ２については、一種類のバッグ２で、近い内径の複数種の補修管への対応が可能であるから、設備投資がより抑制される。
チューブ１については、補修管の内径毎に適合した外径のものを使用するのがよい。外径が異なる仕様のチューブ１は安価に製造可能であるから、顕著なコストアップが懸念されるものではない。
【００６０】
上述の管の補修方法では、バッグ２は単に拡縮するのみであって摩耗や経時劣化する部分はほとんどない。しかも容易に回収可能なので、長期に亘り繰り返し使用ができる。
また、チューブ１も特殊な材料を用いたものではなく、汎用の熱収縮チューブとホットメルト接着剤等とで形成できる。
一方、バッグ２を所定の円筒形状に拡張させるために必要な内圧は、上限値例として０．２ＭＰａであるから、特殊なポンプは不要である。例えば、自転車の空気入れや、浮き輪に空気を供給するいわゆる足踏みポンプも利用可能である。
このように、管の補修において高コストとなる部材や機材はなく、補修作業が極めて低コストで行える。
【００６１】
また、図７に示すプロファイルからも明らかなように、自然冷却も含めｔ０〜ｔ５が３０分程度で済む。
ポンプや電源などの付帯設備を高所に持ち上げる必要がなく、それらを地上に配置して作業が行えるので、前準備や後片付けも極めて短時間で容易に行える。
従って、管の補修作業が、極めて短時間に実行できる。
【００６２】
また、補修箇所の管端部からの距離に拘わらず、同じ内容の補修作業が実行できる。補修箇所にバッグ２を送り込む際の位置決めも、エアホース５２ａなどの目盛りにより補修箇所の管端部からの遠近に拘わらず安定して精度よく行える。
補修範囲（面積）に対応したチューブ及びバッグを予め準備して補修作業に臨むことができ、現場対応となるカット＆トライ作業が実質的に無い。
従って、管の補修作業が、極めて高い作業品質を維持して行うことができる。
【００６３】
また、接着層１ｂの補修管６２の内面６２ｎへの付勢力として、基部１ａの熱膨張力のみならずバッグ本体部２ｄから付与される拡径方向の圧力も働いている。
しかも、バッグ本体部２ｄは、チューブ１の内面の全面をほぼ均一に付勢する。
仮にチューブ１の基部１ａの組成にばらつきがあって熱膨張度合いにばらつきが生じても、バッグ本体部２ｄからの付勢力によりそのばらつきの影響を打ち消して、チューブ１を補修管６２の内面６２ｎに均等に押しつけることができる。
これにより、補修管６２の内面６２ｎの凹凸状態に影響を受けず、また、機材接着層１ｂは隙間なく確実に補修管６２の内面６２ｎに固着される。
従って、酸素及び水分など流体や気体の遮断効果が求められる腐食部への補修には特に好適である。
また、チューブ１の基部１ｂは、膨張時に径方向のみならず長手方向にも拡大する。そのため、チューブ１を腐食部の位置に配置する作業において、管軸方向の配置位置精度に裕度が増すので、作業がより容易になり、作業品質も安定する。
また、プロファイルにおいて、バッグ本体部２ｄ内の圧力が所定の一定値ＰＣ１以上であるときに、基部１ａの温度が温度ＴＨ１に達するように昇温を行う。
これにより、基部１ａは、昇温によって膨張する前にバッグ本体部２ｄの拡張により拡径方向に付勢されて拡張し、その後、昇温による膨張が開始する。
従って、チューブ１の拡径がより安定して行われ、補修品質のばらつきが低減する。
また、プロファイルにおいて、バッグ本体部２ｄ内の圧力が所定の一定値ＰＣ１以上の温度を維持している時間ｔ１〜ｔ４を、接着層１ｂの温度を温度ＴＨ１以上とする時間ｔ２〜ｔ３を含み、時間ｔ２〜ｔ３よりも長い時間に設定する。
これにより、軟化した接着層１ｂにより均一な圧力が付与され、接着層１ｂを補修対象の腐食部ＡＲ１とその周囲の所定範囲に対してより良好に密着させることができる。
【００６４】
本発明の実施例及び変形例は、上述した構成及び手順に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲においてさらに別の変形例としてもよいのは言うまでもない。
【００６５】
チューブの接着層は、同一種でなくてよい。物性の異なる複数の層を長手方向に環状に並べて設けてもよい。
例えば、チューブの中央部に封止に優れる環状封止層を配置し、それを挟む両端側を接着に優れる環状層としてもよい。この場合、腐食部の補修においては、環状封止層にて腐食部が覆われるようにする。
また、送り込み量調整工程においては、チューブ１の長手方向の中央位置ではなく、環状封止層の長手方向の中央位置が、要補修部ＡＲ１の管軸方向の中央位置と合致するようにチューブ１の送り込み位置を調整する。
【００６６】
エアチューブ２ａ、エアホース５１ａの名称は、主に空気が流通されることから便宜的に設定したが、これらは、補修管６２の配置位置における外部環境等に応じて、空気以外の気体を流通させるものであってよい。
バッグ２において、発熱体３は、複数枚の短冊状ゴムヒータを周方向に並列配置した例を説明したが、これに限らず長尺のゴムヒータを、側部２ｄ３の内面に螺旋状に貼り付けたものでもよい。
【００６７】
基部１ａが昇温により膨張し拡径を開始する温度と接着層１ｂが昇温により軟化を開始する温度との上下関係は限定されない。
【００６８】
作業時の外部温度が著しく低い場合には、チューブ１の加熱が良好に行えるよう補修間６２の外面に断熱材を巻くなどの保温処理を行うとよい。
【００６９】
温度及び圧力のプロファイルは、図７に示したものに限定されない。
圧力がＰＣ１に達する前に温度上昇を開始してもよい。
温度が温度ＴＨ１から降下した後、常温に至ってから減圧を開始してもよいが、作業時間短縮の観点から、温度が温度ＴＨ２以下になって接着層１ｂが完全に硬化した後に減圧を開始することが、補修管６２の内面６２ｎの封止をより確実に行えると共に作業時間が短縮されるので望ましい。
作業時間短縮をより優先する場合は、温度が温度ＴＨ１以下になった時点で減圧を開始してもよい。この場合、降温のばらつきなどにより、接着層１ｂがまだ部分的に完全硬化していない可能性のある状態での減圧開始となる。従って、バッグ２からの拡径方向の付勢力が減って、付勢力が能力一杯ではない状態で接着層１ｂが硬化する虞があるので、減圧は温度ＴＨ２以下になって開始することがより望ましい。
【００７０】
管の材質は鋼に限らない。また、管の断面形状は円形に限らない。
実施例の方法によれば、チューブ１は、伸縮性を有し、昇温に伴う自発的膨張に加え、その膨張が行われる前からバッグ本体部２ｄの外形拡張による拡径方向の付勢力を受け拡径しているので、管の内面形状に容易に馴染む。従って、管の断面形状は限定されるものではない。
接着層１ｂの材質は、軟化及び硬化の温度特性に基づいて適宜選択できる。
【００７１】
以上詳述した実施例及び各変形例は、互いに自由に組み合わせることができる。
【符号の説明】
【００７２】
１ チューブ、１ａ 基部、１ｂ 接着層
２ バッグ
２ａ エアチューブ
２ｂ エンドホルダ、２ｂ１ 端板部、２ｂ２ 円筒部
２ｃ ホルダ、２ｃ１ 貫通孔、２ｃ２ 円筒部、２ｃ３ フランジ部
２ｄ バッグ本体部、２ｄ１，２ｄ２ 端部、２ｄ３ 側部
２ｅ，２ｅ１ 貫通孔
３ 発熱体
５１ ポンプ、５１ａ エアホース、５１ｂ コンプレッサ
５２ バルブ
５３ 電源部
５３ａ 発電機、５３ｂ 電源ケーブル、５３ｃ センサ用ケーブル
５４ 制御部、６１ 鋼管鉄塔
６２ 斜材（補修管）、６２ａ 端部、６２ｂ 開口部、６２ｎ 内面
ＡＲ１ 腐食部（要補修部）
ＣＤ コード、Ｄ４ （発熱体間）距離、ＬＤ１，ＬＤ２ リード線
Ｍ 目盛り
【技術分野】
【０００１】
本発明は、管の補修方法に係り、特に、管の内面に対して施す、損傷の補修及び腐食の進行を抑える補修に好適な管の補修方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
管が樹脂管の場合、化学物質の付着や管の製造に伴う残留応力などに起因してクラックなどの損傷が発現する場合がある。
クラックが進行すると、管内部の流体の外部漏洩や管本体の破損を招く虞があるので、その進行は抑える必要がある。
管が鋼管の場合、製造品質や設置環境に起因して経時的に腐食が発生する場合がある。
製造品質については、メッキ付着工程で形成したメッキ層の厚さのバラツキやメッキ不良があると、メッキが特に薄い部位は腐食の生じる可能性が高くなっていることによる。
設置環境については、例えば、鋼管が鉄塔に用いられた場合、管内結露の発生状況、雨滴の浸入状況、鳥の営巣状況などに関連して、常に水分と酸素とが供給され得る環境下にある部位は腐食の生じる可能性が高くなることによる。
鋼管の腐食が進行すると、トラブルの原因となる虞があるので、腐食の進行は抑える必要がある。
【０００３】
管の内面における損傷や腐食は、発現有無及び発現程度を判定することが難しい。
通常は、ファイバスコープを管内に導入し、得られた管内面の映像を基に、損傷及び腐食の有無、種類、程度、位置の特定、などの発現状況の把握を行っている。
そして、把握された発現状況に基づき必要と判断された場合、その損傷や腐食が発現した部位に対して補修を行う。
【０００４】
補修作業は、従来、種々の方法が行われており、鉄塔の鋼管の腐食に対する補修方法を例にとれば、腐食している鋼管の新鋼管への交換，鋼管内面への塗装，及び鋼管の内部空間への充填剤注入などの方法がある。
鋼管の内部空間への充填剤注入に関する技術の一例が、特許文献１に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１６２４０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の補修方法において、新鋼管への交換作業は、作業時間が長く、さらに付随費用として新鋼管の運搬費、旧鋼管の処分費などがかかるため、全体として極めて高コストになるという問題がある。
また、交換する鋼管に大きな荷重が掛かっている場合は、実質的に交換作業ができない場合もあり得る。
鋼管内面への塗装作業は、塗装費用が嵩むことに加え、腐食場所が管の端部から離れている場合、作業が極めて困難になる、という問題がある。
内部空間への充填剤注入作業は、作業自体が大がかりになると共に注入する充填剤の分だけ鋼管の質量が増加することから鉄塔の強度検討も必要となる。そのため、費用、工数共、多大になるという問題がある。
【０００７】
上述した各問題は、程度の差はあるものの、鉄塔の鋼管に限らず屋外，屋内，地中，水中などに配設された様々な管の補修において改善が望まれる問題である。
このように、管の補修方法に対し、安価で、短時間で完了し、補修箇所の管端部からの距離や程度に拘わらず容易に行えることが望まれている。
【０００８】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、安価で、短時間で完了し、補修箇所の発現状況に拘わらず容易に行える管の補修方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するために、本発明は手段として次の手順を有する。
１） 管(62)の内面に生じた要補修部(AR1)の補修を行うための管の補修方法であって、
伸縮性を有する筒状の基部(1a)と、前記基部(1a)の外周面に設けられ常温よりも高い第１の温度(TH1)以上で軟化する接着層(1b)と、を有するチューブ(1)と、
発熱体(3)を有すると共に内部の気体を入出させることで拡縮可能なバッグ(2)と、を用い、
前記バッグ(2)と前記チューブ(1)とを、縮めた状態の前記バッグ(2)を前記チューブ(1)内に通した状態にして前記管(62)の開口部(62b)から前記要補修部(AR1)に向け挿入する挿入工程と、
前記バッグ(2)の内部に気体を流入させて前記バッグ(2)を拡張し前記チューブ(1)を拡径させると共に、前記発熱体(3)を加熱して、前記接着層(1b)が前記第１の温度(TH2)以上となるように前記チューブ(1)を昇温させることで、前記接着層(1b)を軟化状態で前記管(62)の前記要補修部(AR1)を含む内面に接触させるチューブ接触工程と、
前記接着層(1b)の温度を前記第１の温度(TH1)未満に降温して前記接着層(1b)を硬化させ、前記チューブ(1)を前記管(62)の内面に固着させるチューブ固着工程と、
を有することを特徴とする管の補修方法である。
２） 前記チューブ接触工程は、前記気体を空気とし、
前記バッグ(2)の内部へ空気を流入させ前記バッグ(2)の内圧を大気圧よりも高い所定の圧力(PC1)以上で所定の時間(t1〜t4)維持することを特徴とする１）に記載の管の補修方法である。
３） 前記所定の時間(t1〜t4)を、前記接着層(1b)を前記第１の温度(TH1)以上とする時間(t2〜t3)よりも長く設定することを特徴とする２）に記載の管の補修方法である。
４） 前記チューブ接触工程は、
前記バッグ(2)の内圧が前記所定の圧力(PC1)以上であるときに、前記基部(1a)の温度が前記第１の温度(TH1)に達するよう昇温させることを特徴とする２）又は３）記載の管の補修方法である。
５） 前記チューブ固着工程において、
前記接着層(1b)の温度が前記第１の温度(TH1)又は前記第１の温度(TH1)よりも低い第２の温度(TH2)未満になった時点で、前記バッグ(2)の内圧の前記所定の圧力(PC1)からの降下を開始することを特徴とする２）〜４）のいずれか１つに記載の管の補修方法である。
６） 前記挿入工程において、
前記チューブ(1)の位置を、その長手方向の中央位置(P2)と前記要補修部(AR1)における管軸(CL)方向の中央位置(P1)とが概ね一致するよう調整することを特徴とする１）〜５）のいずれか１つに記載の管の補修方法である。
７） 前記基部(1a)と硬化状態の前記接着層(1b)とが光透過性を有することを特徴とする１）〜６）のいずれか１つに記載の管の補修方法である。
８） 前記基部(1)は、熱膨張性チューブであることを特徴とする１）〜７）のいずれか１つに記載の管の補修方法である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、管の補修が、安価で、短時間で完了し、補修箇所の発現状況に拘わらず容易に行える、という効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の管の補修方法の実施例で用いる部材及び装置の概要構成を説明するための図である。
【図２】本発明の管の補修方法の実施例で用いるチューブを説明するための図である。
【図３】本発明の管の補修方法の実施例で用いるバッグを説明するための図である。
【図４】図３に示したバッグの横断面図である。
【図５】本発明の管の補修方法の実施例で補修する鋼管鉄塔及び補修時の装置の配置を説明する図である。
【図６】本発明の管の補修方法の実施例における補修工程を説明するための図である。
【図７】本発明の管の補修方法の実施例における温度及び圧力のプロファイルを説明するための図である。
【図８】本発明の管の補修方法の実施例における補修工程及び補修後の状態を説明する図である。
【図９】本発明の管の補修方法の実施例における補修後の状態を説明するための断面を含む部分的斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の実施の形態を、好ましい実施例により図１〜図９を用いて説明する。
【００１３】
実施例の管の補修方法では、補修作業において、概略、図１に示される部材及び器具を用いる。
具体的には、補修する管の内面に固着させるチューブ１と、発熱体３を備え気体の流入流出により膨縮するバッグ２と、バッグ２内に流入させる気体を供給するポンプ５１と、バッグ２とポンプ５１とを連結するエアホース５１ａと、エアホース５１の途中に設けられたバルブ５２と、ポンプ５１及び発熱体３の電源となる電源部５３と、発熱体３の温度や発熱体３に供給する電流を制御する制御部５４と、を用いる。
まず、チューブ１及びバッグ２について詳述する。
【００１４】
＜チューブ１について＞
図２は、チューブ１を示す二面図であって、図２（ａ）が端面を見た正面図、図２（ｂ）が半縦断面図である。
【００１５】
チューブ１は、筒状の基部１ａと、基部１ａの外周面に設けられた接着層１ｂと、を有して形成されている。
基部１ａは、加熱により膨張する熱膨張性チューブである。材料として周知の熱膨張性樹脂材を利用し、肉厚，外径，長さは任意に設定される。
具体的には、熱膨張性樹脂がポリオレフィン系であって、寸法は一例として、肉厚：１ｍｍ、外径：１３６ｍｍ、長さ：３００ｍｍである。
基部１ａ及び接着層１ｂは、共に光透過性を有する。例えば、乳白色で半透明とされている。
基部１ａは、少なくとも径方向の伸縮性を有すると共に、常温よりも高い所定の温度以上で拡径する性質を有している。また、拡径した後は、温度が低下しても拡径した形状が保持される。
例えば８０℃においてある程度拡径が進行し、また、１２０℃，５分の加熱により、常温時の外径が所定の倍率（例：約１．２倍）に拡張し、拡張した形状で安定するという熱膨張性を有するように組成が調整されている。
【００１６】
接着層１ｂは、例えばホットメルト接着剤の層であり、基部１ａの外周面に、接着剤シートの貼付又は接着剤そのものの塗布、などの方法で形成されている。
ホットメルト接着剤として、軟化点が、例えば７０℃〜８０℃のものを選択する。接着層１ｂの厚さは限定されない。例えば、０．３ｍｍ〜０．８ｍｍである。
【００１７】
その他、熱膨張性チューブとして、形状記憶性樹脂組成物からなり、成形時の形状を記憶すると共に成形後の延伸処理で収縮し、その後の加熱により膨張して成形時の形状に復元するものが知られている。
この形状記憶性を有する熱膨張性チューブを基部１ｂとして用いてもよい。
【００１８】
＜バッグ２について＞
図３は、バッグ２の縦断面図であり、図４は、バッグ２の横断面図である。
【００１９】
バッグ２は、気体（例えば空気）を流通させるためのエアチューブ２ａと、エアチューブ２ａの先端（図３の右側端）に固定されたエンドホルダ２ｂと、エアチューブ２ａの途中に固定されたホルダ２ｃと、エンドホルダ２ｂに取り付けられた２ｄ１，ホルダ２ｃに取り付けられた円形状の端部２ｄ２，及び端部２ｄ１，２ｄ２の外周縁同士を繋ぐ側部２ｄ３を有するバッグ本体部２ｄと、短冊状に形成されその長手がエアチューブ２ａに沿った姿勢でバッグ本体部２ｄの側部２ｄ３の内面に周方向に並列配設された複数の発熱体３と、を有して構成されている。
バッグ本体部２ｄは、柔らかい布状部材で形成され、内部に気体が充填された状態で略円筒状を呈し、内部から気体が抜けると萎めることができるように形成されている。
【００２０】
エアチューブ２ａは、ポリアミド系合成繊維により形成されたものを用いる。ポリアミド系合成繊維がより柔軟性の高い繊維（例えば所謂ソフトナイロン繊維）であって、エアチューブ２ａ自体がある程度柔軟性を有するものであると、後述する作業がより容易になるので好ましい。
エアチューブ２ａにおける図３の右方側端部は、エンドホルダ２ｂにより塞がれており、図３の左方側が、エアホース５１ａに接続される。
エアチューブ２ａは、エンドホルダ２ｂとホルダ２ｃとの間において、内外を連通する貫通孔２ｅが設けられている。図３（ａ）では、３箇所形成されている。
エアチューブ２ａとそれに設けられた貫通孔２ｅとを介してバッグ本体部２ｄ内への気体の流入、流出が行われる。
【００２１】
エアチューブ２ａには、更に、後述する発熱体３に接続されたコードＣＤを挿通させるコード用の貫通孔２ｅ１が設けられている。
貫通孔２ｅ１に挿通されるコードＣＤは、発熱体に電流を供給するリード線ＬＤ１及び発熱体の温度を測定する温度センサ（図示せず）からの出力を制御部５４に向け供給するためのリード線ＬＤ２を含む。
コードＣＤは、貫通孔２ｅ１を通してエアチューブ２ａ内に引き込まれ、エアチューブ２ａの図３における左方側端部から外部に引き出される。リード線ＬＤ１は電源部５３に接続され、リード線ＬＤ２は制御部５４に接続される（図１も参照）。
【００２２】
エンドホルダ２ｂは、円盤状の端板部２ｂ１と、端部２ｂ１から立設した円筒部２ｂ２とを有して形成されている。円筒部２ｂ２には、エアチューブ２ａの先端部が嵌め込まれている。
端板部２ｂ１には、バッグ本体部２ｄの端部２ｄ１が封止状態で取り付けられている。
ホルダ２ｃは、貫通孔２ｃ１を有する円筒部２ｃ２と、円筒部２ｃ２の端部から外方に向け張り出したリング状のフランジ部２ｃ３と、を有して形成されている。
貫通孔２ｃ１には、エアチューブ２ａが挿通されており、ホルダ２ｃは、挿通されたエアチューブ２の所定の位置で固定されている。
フランジ部２ｃ３には、バッグ本体部２ｄの端部２ｄ２が封止状態で取り付けられている。
【００２３】
バッグ本体部２ｄは、導電布Ｄｈを用いて形成されている。
また、少なくとも、バッグ本体部２ｄの側部２ｄ３は、導電布Ｄｈと熱伝導性に優れたゴムシートＧｓとを重ね合わせた複合材ＦＧにより形成されている（図４参照）。
導電布Ｄｈは、例えば、ポリエステル繊維にＣｕ及びＮｉをメッキした繊維により織られた布である。
ゴムシートＧｓは、例えば、シリコーンゴムのシートである。
複合材ＦＧは、導電布Ｄｈに対してゴムシートＧｓを重ね合わせて一体化した積層布である。
複合材ＦＧは、導電布Ｄｈに対してシリコーンのゴムシートＧｓを積層した積層布とされているので、良好な熱伝導性を有する。
【００２４】
図４に示されるように、側部２ｄ３は、この複合材ＦＧを、導電布Ｄｈが外側、ゴムシートＧｓが内側になるように用いて形成されている。
導電布Ｄｈの厚さ及びそれを用いた複合材ＦＧの厚さは、一例として、それぞれ０．１ｍｍ、０．２５ｍｍ〜０．３５ｍｍである。
【００２５】
側部２ｄ３の内面には、発熱体３が複数取り付けられている。
発熱体３は、例えば、扁平の直方体を呈する面発熱体であり、良好な柔軟性と耐熱性とを有する市販のシリコンラバーヒータを所定形状に加工したものである。
発熱体３の寸法例としては、幅（周方向）２５ｍｍ，厚さ１．５ｍｍ，消費電力６０Ｗである。また、発熱体３の仕様上の連続使用温度としては、例えば約３００℃である。
【００２６】
図３，図４に示されるように、発熱体３は、側部２ｄ３の周方向に角度３０°ピッチで１２個が並列に取り付けられている。
例えば、バッグ本体部２ｄの外径φＡ（図３参照）を約１３３ｍｍとし、幅２５ｍｍの発熱体３を１２個周方向に並べると、発熱体３同士の距離（間隙）Ｄ４（図４参照）は、約９．７ｍｍとなる。
【００２７】
チューブ１が上述の寸法例、肉厚：１ｍｍ、外径：１３６ｍｍ、長さ：３００ｍｍの場合、チューブ１と組み合わせて使用するバッグ２のバッグ本体部２ｄの寸法例は、外径：１３４ｍｍ、長さ：４４０ｍｍである。
また、発熱体３は、長さ：４００ｍｍとし、側部２ｄ３の長手方向にはセンター一致で配設する。
バッグ本体部２ｄは、隣接する発熱体３間に発熱体３の半幅程度の距離Ｄ４が設けられているので、内部の気体が抜けた状態で、発熱体３同士を折り重ねるようにして、径方向にコンパクトな状態に畳んで潰すことができる。直径は、概ね１／３程度に縮めることができる。
【００２８】
次に、上述したチューブ１及びバッグ２を用いて管を補修する方法の実施例について詳述する。
実施例は、鉄塔の鋼管の内面に発生した錆の進行を抑えるための補修の方法である。
例えば、図５に示される鋼管鉄塔６１の斜材６２において予めファイバスコープにより特定された、上方側から約２ｍの位置に発現した約１００ｍｍの円形を範囲とする腐食部位（錆発生部位）に対し、その進行を抑える補修方法を説明する。
以下、補修をする斜材６２を補修管６２とも称する。補修対象となる部位、すなわち、損傷部位又は腐食部位を要補修部とも称する。
【００２９】
図５は、斜材６２を含む鋼管鉄塔６１の一部を示す図である。
鋼管鉄塔６１の斜材６２の上方側の端部６２ａはＩ字継手で接続されており、Ｉ字継手における半円状の端開口部は、ファイバスコープが挿入できるわずかな隙間を残して薄板が溶接で固定されている。
補修に先立ち、この薄板を取り外し、端部６２ａの開口部から腐食部位をある程度越える位置までの鋼管内面の汚れをブラシ等で除去しておく。
【００３０】
地上ＧＬには、ポンプ５１としてのコンプレッサ５１ｂと、電源部５３としての発電機５３ａとを設置する。また、各装置の動作制御のため制御部５４（パーソナルコンピュータ等）を用意する。
補修管６２の端部６２ａ付近の作業場には、地上との間で次の三つの部材を配設する。
すなわち、コンプレッサ５１ｂからのエアホース５１ａ，発電機５３ａからの電源ケーブル５３ｂ（図５では一点鎖線で図示），及び制御部５４へ向け温度センサからの出力を伝達するセンサ用ケーブル５３ｃ（図５では破線で図示）である。
エアホース５１ａの端部６２ａ近傍にバルブ５２を設ける。この設置位置に限らず、バルブ５２は開閉作業のし易い場所に設置すればよい。
【００３１】
エアホース５１ａの先端に、バッグ２のエアチューブ２ａを接続する。
電源ケーブル５３ｂにコードＣＤの内の発熱体３からのリード線ＬＤ１を接続する。
センサ用ケーブル５３ｃにコードＣＤの内の温度センサからのリード線ＬＤ２を接続する。
また、チューブ１に温度センサーを設けてもよく、その場合は、その温度センサからのリード線を、別のセンサ用ケーブルに接続し、制御部５４に向け供給する。
【００３２】
バッグ２は、バッグ本体部２ｄの内部を外気よりも低圧の状態、又はバルブ５２の操作等により外気と連通した状態にしておく。
図６（ａ）に示されるように、この状態で、バッグ本体部２ｄを、最大膨張時の外径（二点鎖線で示す）に対して、径方向に小さく畳む（潰す）ことができる。この段階では、少なくとも、開口部６２ｂから補修管６２の内部に挿入できる大きさに畳んでおく。
【００３３】
＜チューブ１とバッグ本体部２ｄとの一体化工程＞
次に、図６（ｂ）に示されるように、チューブ１に、径方向に潰したバッグ本体部２ｄを通す。
バッグ本体部２ｄは、力を加えない状態では、膨張時の円筒形状に戻ろうとするので、チューブ１に対して内側から広がる方向に軽く付勢する。
そのため、チューブ１は、内側に通したバッグ本体部２ｄから容易に抜けることはない。
【００３４】
また、バッグ本体部２ｄは、上述の寸法例でも示したように、備えた発熱体３の長手方向の長さが用いるチューブ１の全長より長いものを選んで（又は製作して）使用する。
そして、チューブ１の長手方向の中央位置とバッグ本体部２ｄの長手方向の中央位置とを概ね一致させておくとよい。
これにより、チューブ１の長手方向の全域が発熱体３の長手方向範囲に含まれる。また、後工程においてバッグ本体部２ｄを膨らました際に、側部２ｄ３によってチューブ１の内面全体が拡径する方向に付勢されると共に、バッグ本体部２ｄ１を膨らました状態で、チューブ１の内面における発熱体３に対応した範囲は、チューブ１の長手方向全域に亘っているので、発熱体３の発熱により、チューブ１は長手方向において、より均一に加熱される。
【００３５】
＜補修管６２内への挿入工程＞
チューブ１に、径方向に潰したバッグ本体部２ｄを所定の位置まで通したら、図６（ｃ）に示されるように、補修管６２の端部６２ａに開いた半月状の開口部６２ｂから、チューブ１とそれに嵌め込んだバッグ本体部２ｄとを補修管６２の内部に挿入する。
開口部６２ｂの開口形状や開口面積に応じ、必要であればチューブ１も潰すなどして変形させて挿入する。
挿入した長さは、エアチューブ２ａ及びエアホース５１ａの送り込み量で判定する。
エアチューブ２ａ及びエアホース５１ａには、送り込み量からバッグ本体部２ｄの挿入量が判定できるように予め目盛りＭを付与しておくとよい。
【００３６】
＜送り込み量調整工程＞
チューブ１を嵌め込んだバッグ本体部２ｄの送り込み量は、バッグ本体部２ｄの長手方向の中央、換言すれば、チューブ１の長手方向の中央が、補修管６２の要補修部である損傷又は腐食範囲における管軸方向の中央に概ね合致するように調整される。
この位置合わせは、エアチューブ２ａ及びエアホース５１ａに付与された目盛りＭで行うが、バッグ２と共にファイバスコープを補修管６２内に挿入し、ファイバスコープによって得られた画像を利用して調整してもよい。
調整が完了したら、チューブ１とバッグ本体部２ｄをその位置で保持する。
【００３７】
この送り込み量調整工程について図６（ｄ）を用いて詳述する。図６（ｄ）は補修管６２の部分的縦断面図であり、補修管６２の内部に、要補修部に向けバッグ本体部２ｄなどを矢印方向に挿入しつつある状態を示している。
図６（ｄ）において、補修すべき腐食部分が腐食部ＡＲ１であり、その管軸方向中央位置Ｐ１は、補修管６２の開口部６２ｂから距離ＬＡ１の位置にある。
腐食部分の厚みは管径に対してほとんど無視できる程度であるが、図６（ｄ）以下の図においては、腐食部ＡＲ１を便宜的に太実線で示している。
【００３８】
チューブ１の長手方向の中央位置Ｐ２と開口部６２ｂとの間の距離ＬＡ２は、エアチューブ２ａ及びエアホース５１ａに所定間隔で付与された目盛りＭと、予め判明している、目盛りＭの内の基準となる基準目盛りＭＫから中心位置Ｐ２までの距離ＬＡ２ａとから把握される。
そこで、送り込み量調整工程においては、バッグ本体部２ｄを、距離ＬＡ２が距離ＬＡ１と一致するように補修管６２内に送り込む。
チューブ１は、長手方向の長さＬ１が、腐食部ＡＲ１の管軸方向の最大長さＬａｒよりも長いものを選択して（又は製作して）使用する。
腐食部ＡＲ１への酸素及び水分の供給をより確実に遮断する観点から、例えば、Ｌ１がＬａｒの３倍以上のチューブ１を用いるとより良い。
【００３９】
図６（ｅ）は、送り込み量調整工程によって、バッグ本体部２ｄが狙いの位置に送り込まれた状態を示している。
すなわち、腐食の範囲ＡＲ１の管軸方向の中央位置Ｐ１と、チューブ１の長手方向の中央位置Ｐ２と、が概ね一致した状態である。
制御部５４は、この状態から、発熱体３の温度とバッグ本体部２ｄの内部に加える気体圧力とを所定のプロファイルに基づいて制御する。
【００４０】
＜温度及び圧力の制御工程＞
図７は、温度及び圧力について予め設定したプロファイルを示すグラフである。まず、このグラフについて説明する。
横軸を時間とし、縦左軸を温度、縦右軸を圧力としている。また、温度変化は実線で、圧力変化は一点鎖線で示している。
温度は、接着層１ｂの温度を、予め把握しておいた発熱体３の温度と接着層１ｂの温度との相関から発熱体３の温度センサからの出力に基づき判定し、圧力はコンプレッサ５３ａから得られる圧力数値を利用して判定する。チューブ１に温度センサを設け、その温度センサからの出力に基づいて判定してもよい。
これらの判定は制御部５４が行うが作業者が行ってももちろんよい。制御部５４は、接着層１ｂの温度が図７のプロファイルに沿うように発熱体３への通電を制御する。
【００４１】
図７において、圧力特性は直線で示されているが、圧力値は、実際にはある範囲で変動するので、厳密には直線状にならない。また、温度特性も、実際には変動を持って推移するので変動の多い曲線となる。図７では、説明のため、便宜的に、それぞれ直線及び変化の少ない曲線で示してある。
【００４２】
（１）まず、バルブ５２を開き、時間ｔ０からポンプ５１によってバッグ本体部２ｄ内にエアチューブ２ａ及びエアホース５１ａを介して空気を送り込み、バッグ本体部２ｄ内の気圧を圧力ＰＣ０（大気圧）からＰＣ１まで上昇させる。圧力ＰＣ１は、例えば０．２ＭＰａである。
制御部５４は、時間ｔ１〜ｔ４の間、バッグ本体部２ｄ内が一定の圧力ＰＣ１を維持するようにポンプ５１を制御する。昇圧によって潰されたバッグ本体部２ｄが膨張し、一旦圧力ＰＣ１に達しても、バッグ本体部２ｄの馴染みやチューブ１との嵌合のなじみにより、圧力は低下する傾向（図７の破線ＰＣＳのように）にある。従って、ポンプ５１を稼働状態として一定の圧力ＰＣ１を維持する。
維持する圧力は、必ずしも一定の圧力で維持することに限らず、一定の圧力（ここでは予め設定されたＰＣ１以上で維持すればよい。
圧力ＰＣ１は、バッグ本体部２ｄが十分拡張しチューブ１の内面全体を拡径方向に付勢することができる最低の圧力以上に設定する。
ｔ０〜ｔ１は、約１０秒である。
【００４３】
（２）制御部５４は、バッグ本体部２ｄ内の圧力がＰＣ１に達したと判定したら（時間ｔ１）、発熱体３への通電を開始し発熱させる。
【００４４】
（３）制御部５４は、温度センサの出力に基づいて温度が常温ＴＨ０から温度ＴＨ１を越えたと判定したら（時間ｔ２）、その温度ＴＨ１を越えた温度で所定の時間維持するように通電を制御する（時間ｔ２〜ｔ３）。時間ｔ１〜ｔ２は、例えば５分である。温度ＴＨ１は、例えば８０℃と設定し、所定の時間は、例えば１０〜１５分とする。
【００４５】
（４）制御部５４は、温度を温度ＴＨ１を越えて所定時間維持したら、発熱体３への通電を停止し、常温まで自然降温させる（ｔ３以降）。
【００４６】
（５）制御部５４は、接着層１ｂの温度が、接着層１ｂが完全に硬化する温度ＴＨ２迄降下したと判定したら、バッグ本体部２ｄ内の圧力を大気圧又は大気圧未満に降下させる。
【００４７】
各工程における制御部５４の制御は、もちろん作業者が手動で行ってもよい。
上述のプロファイルにより実現するチューブ１及びバッグ本体部２ｄの挙動等について詳述する。
【００４８】
＜時間ｔ０〜ｔ１＞
バッグ本体部２ｄ内に気体が流入し、内部の圧力（以下、単に内圧とも称する）が上昇するに伴い、潰されていたバッグ本体部２ｄが膨らんで元の（本来の）円筒状形状に戻る。
バッグ本体部２ｄの側部２ｄ３の外径は、加熱前の常温での（延伸処理された）チューブ１の内径よりも大きく形成されているので、側部２ｄ３は内圧ＰＣ１への昇圧によってチューブ１を押し広げようとする。チューブ１は伸縮性を有しているので、これに追従して拡径する。内圧ＰＣ１において、チューブ１の外周面は、補修管６２の内面６２ｎに接触する。
すなわち、バッグ本体部２ｄは、内圧ＰＣ１において本来の円筒形状を維持するに十分であり、これによりチューブ１は、その外周面が補修管６２の内面６２ｎに密着するようにバッグ本体部２ｄによって拡径方向に付勢され拡径する。
【００４９】
＜時間ｔ１〜ｔ２＞
温度ＴＨ１は、チューブ１の接着層１ｂの軟化温度の上限値として設定されている。チューブ１の材質によっては、基部１ａが膨張し拡径し得る温度である。
また、実施例では、温度ＴＨ２は軟化した接着層１ｂが完全に硬化する温度として設定されている。例えば、ＴＨ１＝８０℃、ＴＨ２＝６０℃である。
発熱体３は、バッグ本体部２ｄの側部２ｄ３における熱伝導性に優れたゴムシートＧｓに取り付けられているので、発熱体３で発生した熱は、ゴムシートＧｓを介して側部２ｄ３全体に偏りなく伝達される。
従って、側部２ｄ３の温度ムラはほとんどなく、チューブ１も側部２ｄ３に伴ってほぼ均一に温度上昇及び温度降下する。
すなわち、チューブ１は、温度センサからの温度情報がほぼチューブ１の温度情報と同じ、あるいは十分に相関がとれると捉えてよい構造になっている。
発熱体３自体の温度は接着層１ｂの温度よりも高く、両温度の差は作業場所の外気温などに依存する。例えば、関東地方の冬場での屋外作業において温度ＴＨ１＝８０℃を維持するための発熱体３自体の温度は１００℃〜１６０℃となる。
【００５０】
時間ｔ１〜ｔ２における常温からＴＨ１への昇温により、接着層１ｂの軟化が完了する。
一方、チューブ１の基部１ａは、熱膨張が温度ＴＨ１で実質的に開始している。
【００５１】
＜時間ｔ２〜ｔ３＞
時間ｔ２〜ｔ３において、接着層１ｂは、その温度が、軟化温度ＴＨ１を越えているので、軟化状態が維持される。
ここで、チューブ１は、熱膨張が進行して形状が安定した状態になるまでに数分を要する。
発明者らの実験により、実施例で用いたポリオレフィン系の熱膨張性チューブ１は、８０℃を越えた温度で保持する場合、その温度を１０分間維持すると熱膨張が完了して形状及び組成が十分安定した状態になることが判明したので、温度ＴＨ１の維持時間であるｔ２〜ｔ３は１０〜１５分と設定した。
この維持時間は、１５分よりも長くてもよいが、補修工事の短時間化の観点から、形状及び組成の安定に必要な時間を越え、かつ可及的短時間に設定するのが現実的で好ましい。
維持時間はもちろん１０〜１５分に限定されるものではなく、用いるチューブ１の熱膨張特性に応じて、熱膨張した形状及び組成が十分安定する時間として適宜設定する。
【００５２】
図８（ａ）に示されるように、バッグ本体部２ｄからの拡径方向の付勢力Ｆ２に加え、チューブ１の基部１ａの熱膨張によって、接着層１ｂは軟化した状態で補修管６２の内面６２ｎに接触し、押し付けられる。
すなわち、接着層１ｂは、補修管６２の内面６２ｎに対し、その内面６２ｎの形状（例えば凹凸）に倣い密着するように押しつけられる。
より詳しくは、補修対象の腐食部ＡＲ１とその周囲の所定範囲に対して、接着層１ｂは軟化した状態で密着させられる。
【００５３】
この状態の拡大模式図を図８（ｂ）に示す。
図８（ｂ）は、腐食部ＡＲ１とその周囲の所定範囲との模式的部分断面図である。
この状態で、すでに腐食部ＡＲ１は、軟化した接着層１ｂの密着によって外部（大気）との接触が断たれ、酸素と水分の供給がされない状態となっている。
【００５４】
＜時間ｔ３〜ｔ４＞
時間ｔ３〜ｔ４において、接着層１ｂの温度は、温度ＴＨ１を越えた領域から温度ＴＨ２（時間ｔ４）を経て常温に向け降下する。
チューブ１の基部１ａは、すでに形状遷移が進行しており、この温度降下で形状は変化しない。
接着層１ｂは、その温度が、温度ＴＨ１から温度ＴＨ２以下に低下することにより、図８（ｂ）に示した状態で完全硬化する。
すなわち、接着層１は、腐食部ＡＲ１に対する外部からの酸素と水分との供給を完全に遮断した状態で固化する。
従って、腐食部ＡＲ１の腐食の進行が止められる。
時間ｔ３〜ｔ４は例えば約５分である。
【００５５】
＜時間ｔ４〜ｔ５＞
時間ｔ４にて温度が温度ＴＨ２に至ったら、内圧をＰＣ１から大気圧又はそれ以下に減圧する（図７には大気圧に減圧するプロファイルが示されている）。
これにより、チューブ１が補修管６２の内面６２ｎに固定された状態でバッグ本体部２ｄのみが萎み縮径するので、バッグ本体部２ｄを開口部６２ｂから引き出すことができる。バッグ本体部２ｄは、縮径の程度は、上述のように例えば１／３程度である。
開口部６２ａが特に狭い場合、あるいはバッグ本体部２ｄが良好に潰れない場合は、内圧を減圧して強制的に潰して縮径させるのが有効である。
【００５６】
図８（ｃ）は、補修完了後の補修箇所の状態を示す断面図である。
図９は、補修箇所近傍について、補修箇所を一部切断して斜視的に見た図である。腐食部ＡＲ１の範囲はクロスハッチングで示されている。
管軸ＣＬ方向においては、腐食部ＡＲ１と隣接する所定範囲ＡＲ５，ＡＲ６とを含めた領域が、また、周方向においては、腐食部ＡＲ１とそれ以外の部分との全周域が、接着層１ｂに完全に覆われるようにしてチューブ１が固着している。
【００５７】
以上の工程により管の補修が行われる。
上述した補修は、腐食部ＡＲ１の腐食進行を抑えるための補修であるが、腐食部ＡＲ１に相当する部分がクラックや微小欠落などの損傷部であっても、同様の補修作業が実施できる。
その場合、損傷部を完全に覆う接着層１ｂとして、硬化前の軟化状態でクラックの隙間への浸透性及び微小欠落部への形状追従性が高く、硬化後に高い強度と接着力とを発揮する接着剤を選定することが好ましい。
【００５８】
管の補修作業後、チューブ１が所定の位置に固定されているかを確認する際にもファイバースコープが利用できる。
チューブ１は、基部１ａと接着層１ｂとの両方が光透過性を有するので、固定されたチューブ１及び硬化した接着層１ｂを通して腐食部ＡＲ１（又は損傷部）の形状や位置が画像上把握できる。
例えば、図９に示されたように、チューブ１を透して補修管６２の内面６２ｎの腐食部ＡＲ１（クロスハッチングの範囲）が視認できる。
すなわち、チューブ１が腐食部ＡＲ１（又は損傷部）とその周囲の所定範囲を確実に覆って固着されているか否かの判定が、カメラで撮影した画像により確認できる。
【００５９】
チューブ１及びバッグ２は、補修管６２の内径に応じてそれぞれの外径が最適となるものを予め用意しておくとよい。
例えば、鋼管鉄塔の場合、補修が必要となる管の内径は、概ね４０ｍｍ〜２００ｍｍの範囲で段階的に存在することが予めわかっているので、事前対応が容易である。
バッグ２については、一種類のバッグ２で、近い内径の複数種の補修管への対応が可能であるから、設備投資がより抑制される。
チューブ１については、補修管の内径毎に適合した外径のものを使用するのがよい。外径が異なる仕様のチューブ１は安価に製造可能であるから、顕著なコストアップが懸念されるものではない。
【００６０】
上述の管の補修方法では、バッグ２は単に拡縮するのみであって摩耗や経時劣化する部分はほとんどない。しかも容易に回収可能なので、長期に亘り繰り返し使用ができる。
また、チューブ１も特殊な材料を用いたものではなく、汎用の熱収縮チューブとホットメルト接着剤等とで形成できる。
一方、バッグ２を所定の円筒形状に拡張させるために必要な内圧は、上限値例として０．２ＭＰａであるから、特殊なポンプは不要である。例えば、自転車の空気入れや、浮き輪に空気を供給するいわゆる足踏みポンプも利用可能である。
このように、管の補修において高コストとなる部材や機材はなく、補修作業が極めて低コストで行える。
【００６１】
また、図７に示すプロファイルからも明らかなように、自然冷却も含めｔ０〜ｔ５が３０分程度で済む。
ポンプや電源などの付帯設備を高所に持ち上げる必要がなく、それらを地上に配置して作業が行えるので、前準備や後片付けも極めて短時間で容易に行える。
従って、管の補修作業が、極めて短時間に実行できる。
【００６２】
また、補修箇所の管端部からの距離に拘わらず、同じ内容の補修作業が実行できる。補修箇所にバッグ２を送り込む際の位置決めも、エアホース５２ａなどの目盛りにより補修箇所の管端部からの遠近に拘わらず安定して精度よく行える。
補修範囲（面積）に対応したチューブ及びバッグを予め準備して補修作業に臨むことができ、現場対応となるカット＆トライ作業が実質的に無い。
従って、管の補修作業が、極めて高い作業品質を維持して行うことができる。
【００６３】
また、接着層１ｂの補修管６２の内面６２ｎへの付勢力として、基部１ａの熱膨張力のみならずバッグ本体部２ｄから付与される拡径方向の圧力も働いている。
しかも、バッグ本体部２ｄは、チューブ１の内面の全面をほぼ均一に付勢する。
仮にチューブ１の基部１ａの組成にばらつきがあって熱膨張度合いにばらつきが生じても、バッグ本体部２ｄからの付勢力によりそのばらつきの影響を打ち消して、チューブ１を補修管６２の内面６２ｎに均等に押しつけることができる。
これにより、補修管６２の内面６２ｎの凹凸状態に影響を受けず、また、機材接着層１ｂは隙間なく確実に補修管６２の内面６２ｎに固着される。
従って、酸素及び水分など流体や気体の遮断効果が求められる腐食部への補修には特に好適である。
また、チューブ１の基部１ｂは、膨張時に径方向のみならず長手方向にも拡大する。そのため、チューブ１を腐食部の位置に配置する作業において、管軸方向の配置位置精度に裕度が増すので、作業がより容易になり、作業品質も安定する。
また、プロファイルにおいて、バッグ本体部２ｄ内の圧力が所定の一定値ＰＣ１以上であるときに、基部１ａの温度が温度ＴＨ１に達するように昇温を行う。
これにより、基部１ａは、昇温によって膨張する前にバッグ本体部２ｄの拡張により拡径方向に付勢されて拡張し、その後、昇温による膨張が開始する。
従って、チューブ１の拡径がより安定して行われ、補修品質のばらつきが低減する。
また、プロファイルにおいて、バッグ本体部２ｄ内の圧力が所定の一定値ＰＣ１以上の温度を維持している時間ｔ１〜ｔ４を、接着層１ｂの温度を温度ＴＨ１以上とする時間ｔ２〜ｔ３を含み、時間ｔ２〜ｔ３よりも長い時間に設定する。
これにより、軟化した接着層１ｂにより均一な圧力が付与され、接着層１ｂを補修対象の腐食部ＡＲ１とその周囲の所定範囲に対してより良好に密着させることができる。
【００６４】
本発明の実施例及び変形例は、上述した構成及び手順に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲においてさらに別の変形例としてもよいのは言うまでもない。
【００６５】
チューブの接着層は、同一種でなくてよい。物性の異なる複数の層を長手方向に環状に並べて設けてもよい。
例えば、チューブの中央部に封止に優れる環状封止層を配置し、それを挟む両端側を接着に優れる環状層としてもよい。この場合、腐食部の補修においては、環状封止層にて腐食部が覆われるようにする。
また、送り込み量調整工程においては、チューブ１の長手方向の中央位置ではなく、環状封止層の長手方向の中央位置が、要補修部ＡＲ１の管軸方向の中央位置と合致するようにチューブ１の送り込み位置を調整する。
【００６６】
エアチューブ２ａ、エアホース５１ａの名称は、主に空気が流通されることから便宜的に設定したが、これらは、補修管６２の配置位置における外部環境等に応じて、空気以外の気体を流通させるものであってよい。
バッグ２において、発熱体３は、複数枚の短冊状ゴムヒータを周方向に並列配置した例を説明したが、これに限らず長尺のゴムヒータを、側部２ｄ３の内面に螺旋状に貼り付けたものでもよい。
【００６７】
基部１ａが昇温により膨張し拡径を開始する温度と接着層１ｂが昇温により軟化を開始する温度との上下関係は限定されない。
【００６８】
作業時の外部温度が著しく低い場合には、チューブ１の加熱が良好に行えるよう補修間６２の外面に断熱材を巻くなどの保温処理を行うとよい。
【００６９】
温度及び圧力のプロファイルは、図７に示したものに限定されない。
圧力がＰＣ１に達する前に温度上昇を開始してもよい。
温度が温度ＴＨ１から降下した後、常温に至ってから減圧を開始してもよいが、作業時間短縮の観点から、温度が温度ＴＨ２以下になって接着層１ｂが完全に硬化した後に減圧を開始することが、補修管６２の内面６２ｎの封止をより確実に行えると共に作業時間が短縮されるので望ましい。
作業時間短縮をより優先する場合は、温度が温度ＴＨ１以下になった時点で減圧を開始してもよい。この場合、降温のばらつきなどにより、接着層１ｂがまだ部分的に完全硬化していない可能性のある状態での減圧開始となる。従って、バッグ２からの拡径方向の付勢力が減って、付勢力が能力一杯ではない状態で接着層１ｂが硬化する虞があるので、減圧は温度ＴＨ２以下になって開始することがより望ましい。
【００７０】
管の材質は鋼に限らない。また、管の断面形状は円形に限らない。
実施例の方法によれば、チューブ１は、伸縮性を有し、昇温に伴う自発的膨張に加え、その膨張が行われる前からバッグ本体部２ｄの外形拡張による拡径方向の付勢力を受け拡径しているので、管の内面形状に容易に馴染む。従って、管の断面形状は限定されるものではない。
接着層１ｂの材質は、軟化及び硬化の温度特性に基づいて適宜選択できる。
【００７１】
以上詳述した実施例及び各変形例は、互いに自由に組み合わせることができる。
【符号の説明】
【００７２】
１ チューブ、１ａ 基部、１ｂ 接着層
２ バッグ
２ａ エアチューブ
２ｂ エンドホルダ、２ｂ１ 端板部、２ｂ２ 円筒部
２ｃ ホルダ、２ｃ１ 貫通孔、２ｃ２ 円筒部、２ｃ３ フランジ部
２ｄ バッグ本体部、２ｄ１，２ｄ２ 端部、２ｄ３ 側部
２ｅ，２ｅ１ 貫通孔
３ 発熱体
５１ ポンプ、５１ａ エアホース、５１ｂ コンプレッサ
５２ バルブ
５３ 電源部
５３ａ 発電機、５３ｂ 電源ケーブル、５３ｃ センサ用ケーブル
５４ 制御部、６１ 鋼管鉄塔
６２ 斜材（補修管）、６２ａ 端部、６２ｂ 開口部、６２ｎ 内面
ＡＲ１ 腐食部（要補修部）
ＣＤ コード、Ｄ４ （発熱体間）距離、ＬＤ１，ＬＤ２ リード線
Ｍ 目盛り
【特許請求の範囲】
【請求項１】
管の内面に生じた要補修部の補修を行うための管の補修方法であって、
伸縮性を有する筒状の基部と、前記基部の外周面に設けられ常温よりも高い第１の温度以上で軟化する接着層と、を有するチューブと、
発熱体を有すると共に内部の気体を入出させることで拡縮可能なバッグと、を用い、
前記バッグと前記チューブとを、縮めた状態の前記バッグを前記チューブ内に通した状態にして前記管の開口部から前記要補修部に向け挿入する挿入工程と、
前記バッグの内部に気体を流入させて前記バッグを拡張し前記チューブを拡径させると共に、前記発熱体を加熱して、前記接着層が前記第１の温度以上となるように前記チューブを昇温させることで、前記接着層を軟化状態で前記管の前記要補修部を含む内面に接触させるチューブ接触工程と、
前記接着層の温度を前記第１の温度未満に降温して前記接着層を硬化させ、前記チューブを前記管の内面に固着させるチューブ固着工程と、
を有することを特徴とする管の補修方法。
【請求項２】
前記チューブ接触工程は、前記気体を空気とし、
前記バッグの内部へ空気を流入させ前記バッグの内圧を大気圧よりも高い所定の圧力以上で所定の時間維持することを特徴とする請求項１記載の管の補修方法。
【請求項３】
前記所定の時間を、前記接着層を前記第１の温度以上とする時間よりも長く設定することを特徴とする請求項２記載の管の補修方法。
【請求項４】
前記チューブ接触工程は、
前記バッグの内圧が前記所定の圧力以上であるときに、前記基部の温度が前記第１の温度に達するよう昇温させることを特徴とする請求項２又は請求項３記載の管の補修方法。
【請求項５】
前記チューブ固着工程において、
前記接着層の温度が、前記第１の温度又は前記第１の温度よりも低い第２の温度未満になった時点で、前記バッグの内圧の前記所定の圧力からの降下を開始することを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の管の補修方法。
【請求項６】
前記挿入工程において、
前記チューブの位置を、その長手方向の中央位置と前記要補修部における管軸方向の中央位置とが概ね一致するよう調整することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の管の補修方法。
【請求項７】
前記基部と硬化状態の前記接着層とが光透過性を有することを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の管の補修方法。
【請求項８】
前記基部は、熱膨張性チューブであることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の管の補修方法。
【請求項１】
管の内面に生じた要補修部の補修を行うための管の補修方法であって、
伸縮性を有する筒状の基部と、前記基部の外周面に設けられ常温よりも高い第１の温度以上で軟化する接着層と、を有するチューブと、
発熱体を有すると共に内部の気体を入出させることで拡縮可能なバッグと、を用い、
前記バッグと前記チューブとを、縮めた状態の前記バッグを前記チューブ内に通した状態にして前記管の開口部から前記要補修部に向け挿入する挿入工程と、
前記バッグの内部に気体を流入させて前記バッグを拡張し前記チューブを拡径させると共に、前記発熱体を加熱して、前記接着層が前記第１の温度以上となるように前記チューブを昇温させることで、前記接着層を軟化状態で前記管の前記要補修部を含む内面に接触させるチューブ接触工程と、
前記接着層の温度を前記第１の温度未満に降温して前記接着層を硬化させ、前記チューブを前記管の内面に固着させるチューブ固着工程と、
を有することを特徴とする管の補修方法。
【請求項２】
前記チューブ接触工程は、前記気体を空気とし、
前記バッグの内部へ空気を流入させ前記バッグの内圧を大気圧よりも高い所定の圧力以上で所定の時間維持することを特徴とする請求項１記載の管の補修方法。
【請求項３】
前記所定の時間を、前記接着層を前記第１の温度以上とする時間よりも長く設定することを特徴とする請求項２記載の管の補修方法。
【請求項４】
前記チューブ接触工程は、
前記バッグの内圧が前記所定の圧力以上であるときに、前記基部の温度が前記第１の温度に達するよう昇温させることを特徴とする請求項２又は請求項３記載の管の補修方法。
【請求項５】
前記チューブ固着工程において、
前記接着層の温度が、前記第１の温度又は前記第１の温度よりも低い第２の温度未満になった時点で、前記バッグの内圧の前記所定の圧力からの降下を開始することを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の管の補修方法。
【請求項６】
前記挿入工程において、
前記チューブの位置を、その長手方向の中央位置と前記要補修部における管軸方向の中央位置とが概ね一致するよう調整することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の管の補修方法。
【請求項７】
前記基部と硬化状態の前記接着層とが光透過性を有することを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の管の補修方法。
【請求項８】
前記基部は、熱膨張性チューブであることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の管の補修方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１３−３６３０２（Ｐ２０１３−３６３０２Ａ）
【公開日】平成２５年２月２１日（２０１３．２．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１７５７２１（Ｐ２０１１−１７５７２１）
【出願日】平成２３年８月１１日（２０１１．８．１１）
【出願人】（０００００５１８６）株式会社フジクラ (4,463)
【出願人】（０００００３６８７）東京電力株式会社 (2,580)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月２１日（２０１３．２．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月１１日（２０１１．８．１１）
【出願人】（０００００５１８６）株式会社フジクラ (4,463)
【出願人】（０００００３６８７）東京電力株式会社 (2,580)
【Ｆターム（参考）】
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