特許 6984876 摩耗検知機能をもつ輸送管、輸送管の製造方法、摩耗検知方法、及び輸送管の運用方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6984876

(24)【登録日】2021年11月29日

(45)【発行日】2021年12月22日

(54)【発明の名称】摩耗検知機能をもつ輸送管、輸送管の製造方法、摩耗検知方法、及び輸送管の運用方法

(51)【国際特許分類】

   F16L 11/12 20060101AFI20211213BHJP

   F16L 11/04 20060101ALI20211213BHJP

【ＦＩ】

   F16L11/12 H

   F16L11/04

【請求項の数】28

【全頁数】30

(21)【出願番号】特願2017-202388(P2017-202388)

(22)【出願日】2017年10月19日

(65)【公開番号】特開2018-84326(P2018-84326A)

(43)【公開日】2018年5月31日

【審査請求日】2020年10月14日

(31)【優先権主張番号】特願2016-220869(P2016-220869)

(32)【優先日】2016年11月11日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】501204525

【氏名又は名称】国立研究開発法人 海上・港湾・航空技術研究所

(74)【代理人】

【識別番号】100098545

【弁理士】

【氏名又は名称】阿部 伸一

(74)【代理人】

【識別番号】100087745

【弁理士】

【氏名又は名称】清水 善廣

(74)【代理人】

【識別番号】100106611

【弁理士】

【氏名又は名称】辻田 幸史

(74)【代理人】

【識別番号】100189717

【弁理士】

【氏名又は名称】太田 貴章

(72)【発明者】

【氏名】高橋 一比古

(72)【発明者】

【氏名】小野 正夫

(72)【発明者】

【氏名】高野 慧

(72)【発明者】

【氏名】正信 聡太郎

【審査官】 渡邉 聡

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許出願公開第２０１２／０１７５００５（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２０１５／０３２５９８８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２０１４／０３６６９７５（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２０１０−１５９８２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−０５５２９１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｌ １１／１２

Ｆ１６Ｌ １１／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

摩耗性物質と液体の混合したスラリー又は前記摩耗性物質の輸送に用いる輸送管であって、前記輸送管の内管の内部、又は前記内管の外周及び内部に、管軸周りの角度範囲に応じて複数の摩耗検知線を配置した構造を備え、複数の前記摩耗検知線を、担当する前記角度範囲では相対的に前記内管の内面に近い位置を通り、担当外の前記角度範囲では相対的に前記内管の前記内面から遠い位置又は前記内管の前記外周を通るように配置したことを特徴とする摩耗検知機能をもつ輸送管。

【請求項2】

摩耗性物質と液体の混合したスラリー又は前記摩耗性物質の輸送に用いる輸送管であって、前記輸送管の内管の内部、又は前記内管の外周及び内部に、管軸周りの角度範囲に応じて複数の摩耗検知線を配置した構造を備え、前記摩耗検知線が、導電塗膜で形成されていることを特徴とする摩耗検知機能をもつ輸送管。

【請求項3】

前記摩耗検知線を、螺旋状に巻回して配置したことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の摩耗検知機能をもつ輸送管。

【請求項4】

複数の前記摩耗検知線が結線される共通線を有したことを特徴とする請求項１から請求項３のうちの１項に記載の摩耗検知機能をもつ輸送管。

【請求項5】

前記内管の外側に保護層又は補強層を設けたことを特徴とする請求項１から請求項４のうちの１項に記載の摩耗検知機能をもつ輸送管。

【請求項6】

複数の前記摩耗検知線が配置された管軸周りの前記角度範囲に応じて、前記保護層又は前記補強層を複数の色に色分けして形成したことを特徴とする請求項５に記載の摩耗検知機能をもつ輸送管。

【請求項7】

複数の前記摩耗検知線が、前記複数の色の前記色分けに対応した色の被覆を有したことを特徴とする請求項６に記載の摩耗検知機能をもつ輸送管。

【請求項8】

前記内管と前記摩耗検知線を多層に配置し、深さ方向への摩耗の進行を検出可能としたことを特徴とする請求項１から請求項７のうちの１項に記載の摩耗検知機能をもつ輸送管。

【請求項9】

前記導電塗膜の塗膜面が、前記内管の内面と略直交する方向に形成されていることを特徴とする請求項２に記載の摩耗検知機能をもつ輸送管。

【請求項10】

請求項１から請求項９のうちの１項に記載の摩耗検知機能をもつ輸送管の製造方法であって、棒状又は板状の内管材料に複数の前記摩耗検知線を配置し、前記内管材料と複数の前記摩耗検知線を巻回し、前記内管材料の隣接側面を順次接着していくことにより前記輸送管を完成することを特徴とする輸送管の製造方法。

【請求項11】

請求項２又は請求項９に記載の摩耗検知機能をもつ輸送管の製造方法であって、棒状又は板状の内管材料に複数の前記摩耗検知線を配置し、前記内管材料と複数の前記摩耗検知線を巻回し、前記内管材料の隣接側面を順次接着していくことにより前記輸送管を完成し、前記内管材料の側面に導電塗料を、管軸周りの前記角度範囲に応じて塗布して前記導電塗膜を形成したことを特徴とする輸送管の製造方法。

【請求項12】

請求項１から請求項９のうちの１項に記載の摩耗検知機能をもつ輸送管を用いた摩耗検知方法であって、複数の前記摩耗検知線に電圧を印加し前記摩耗検知線の摩耗又は断線を電気的変化として検知することにより、摩耗のあった前記内管の管軸周りの前記角度範囲を特定することを特徴とする摩耗検知方法。

【請求項13】

請求項９に記載の摩耗検知機能をもつ輸送管を用いた摩耗検知方法であって、複数の前記摩耗検知線に電圧を印加し前記摩耗検知線の摩耗又は断線を電気的変化として検知することにより、摩耗のあった前記内管の管軸周りの前記角度範囲を特定するにあたり、前記導電塗膜の導通面積の減少による抵抗値の変化を検出して前記摩耗を検知することを特徴とする摩耗検知方法。

【請求項14】

請求項１から請求項９のうちの１項に記載の摩耗検知機能をもつ輸送管を用いた摩耗検知方法であって、複数の前記摩耗検知線に電圧を印加し前記摩耗検知線の摩耗又は断線を電気的変化として検知することにより、摩耗のあった前記内管の管軸周りの前記角度範囲を特定するにあたり、複数の前記摩耗検知線のうち前記角度範囲が隣り合う２本の前記摩耗検知線の同時、又は相次ぐ前記電気的変化を検知することにより、２つの前記角度範囲の境界領域が摩耗したことを検知することを特徴とする摩耗検知方法。

【請求項15】

請求項１から請求項９のうちの１項に記載の摩耗検知機能をもつ輸送管を用いた摩耗検知方法であって、輸送系統の摩耗の想定される箇所にのみ前記輸送管を用いたことを特徴とする摩耗検知方法。

【請求項16】

請求項１２から請求項１５のうちの１項に記載の摩耗検知方法を用いた輸送管の運用方法であって、管軸周りの特定した前記角度範囲を、前記角度範囲とは異なる角度範囲に移動させることを特徴とする輸送管の運用方法。

【請求項17】

前記異なる角度範囲に移動させるように、管軸周りに前記輸送管を回転させることを特徴とする請求項１６に記載の輸送管の運用方法。

【請求項18】

前記異なる角度範囲に移動させるように、前記輸送管を可撓性を持たせて構成し、前記輸送管に外力を加えて変形させることを特徴とする請求項１６に記載の輸送管の運用方法。

【請求項19】

前記外力は、浮力発生手段による浮力であることを特徴とする請求項１８に記載の輸送管の運用方法。

【請求項20】

前記外力は、懸吊機、架台を含む機構手段による機構的外力であることを特徴とする請求項１８に記載の輸送管の運用方法。

【請求項21】

前記異なる角度範囲の選定に当って、前記輸送管の移動履歴を考慮して選定することを特徴とする請求項１６から請求項２０のうちの１項に記載の輸送管の運用方法。

【請求項22】

前記移動履歴を考慮して、前記輸送管の寿命を延伸する上で最も効果的な角度範囲に前記異なる角度範囲を設定することを特徴とする請求項２１に記載の輸送管の運用方法。

【請求項23】

前記移動履歴を考慮しても前記異なる角度範囲の選定ができない場合は、元の前記角度範囲に留めることを特徴とする請求項２１に記載の輸送管の運用方法。

【請求項24】

前記輸送管の摩耗を分散させ前記摩耗検知線の摩耗又は断線が検知されるまでの時間を延伸させるために、所定の稼働時間が経過したら、所定の範囲だけ前記輸送管を移動させることを特徴とする請求項１６から請求項２３のうちの１項に記載の輸送管の運用方法。

【請求項25】

前記輸送管の摩耗を分散させ前記摩耗検知線の摩耗又は断線が検知されるまでの時間を延伸させるために、前記輸送管を常時、低速で移動させることを特徴とする請求項１６から請求項２３のうちの１項に記載の輸送管の運用方法。

【請求項26】

管軸周りに前記輸送管を回転させるに当り、電動機を含む駆動手段を用いて回転させることを特徴とする請求項１７を引用する請求項２１から請求項２５のうちの１項に記載の輸送管の運用方法。

【請求項27】

管軸周りに前記輸送管を回転させたときの回転角度を、前記輸送管を管軸周りに回転可能とする回転管継手に設けた回転角度把握手段により把握することを特徴とする請求項２６に記載の輸送管の運用方法。

【請求項28】

前記輸送管の摩耗限界を判断し、前記輸送管の稼働を停止することを特徴とする請求項１６から請求項２７のうちの１項に記載の輸送管の運用方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、固形物等の摩耗性物質と液体の混合物であるスラリー、又は粉体若しくはペレット等の摩耗性物質の輸送に用いる輸送管に関する。

【背景技術】

【0002】

海底で掘削した鉱石等の海上の船舶への輸送や、各種プラントにおけるスラリー、粉体又はペレット等の輸送には、輸送管が用いられる。
図２３は輸送管の一部透過図であり、図２３（ａ）は曲がり部を有する可撓性の輸送管を示し、図２３（ｂ）は曲がり部を有さない輸送管を示している。
図２３に示すように、輸送管（耐摩耗ホース）１０は、一方の端部１０ａと他方の端部１０ｂが、それぞれ継手２０を介して配管１に接続されている。輸送管１０の内管１１には、一方の端部１０ａから他方の端部１０ｂに向かって、粉体又はペレット等の摩耗性物質２と液体の混合したスラリー又は摩耗性物質２が流れている。
図２３（ａ）に示す輸送管（耐摩耗ホース）１０は、一方の端部１０ａから他方の端部１０ｂに至るまでに４カ所の曲がり部を有する。また、図２３（ｂ）に示す輸送管１０は、一方の端部１０ａから他方の端部１０ｂに至るまでに曲がり部を有さない。
図２３（ａ）に示すように、輸送管の一種である耐摩耗ホース１０をスラリー又は摩耗性物質２の輸送に使用すると、耐摩耗ホース１０のうち曲率が大きくなっている部分の曲がり外側部分（耐摩耗ホース１０のカーブしている流路の外寄りの部分）の内管１１が、摩耗性物質２の衝突により局所的に著しい摩耗損傷を受けやすい。したがって、内管１１の曲がり外側部分が、その他の部分よりも摩耗の進行が速い摩耗進行領域Ｘとなる（内管１１のうち図２３（ａ）の長円で囲まれた部分）。そして、内管１１のどこか１カ所でも摩耗限界に達した場合には、たとえ耐摩耗ホース１０の他の部分にはまったく摩耗損傷がなくても、耐摩耗ホース１０全体としては短時間で使用不能となり交換を余儀なくされる。耐摩耗ホース１０の交換作業は、それ自体煩雑であるのと同時に、作業中の全体システム停止に伴う時間的、経済的損失も甚大となる。
図２３（ｂ）に示すように、耐摩耗ホース以外の輸送管１０においても、液相に比べて固相の比重が大きいスラリーや、ペレットなどの摩耗性物質２を輸送する場合には、曲がりのない直管部においても重力の影響により摩耗の進行が内管１１の鉛直下側に偏る。したがって、内管１１の鉛直下側の部分が、その他の部分よりも摩耗の進行が速い摩耗進行領域Ｘとなる（内管１１のうち図２３（ｂ）の長円で囲まれた部分）。そして、内管１１のどこか１カ所でも摩耗限界に達した場合には、たとえ鉛直上側や側面にはまったく摩耗損傷がなくても鉛直下側の部分の摩耗が限界に達した時点で輸送管１０全体が使用不能となってしまう。
このように、摩耗性物質２の衝突により生ずる内管１１の摩耗損傷は、内管１１全体で一様に進行するのではなく、部分によって進行の度合いに程度の差がある。
従って、耐摩耗ホースなどの輸送管１０をスラリー又は摩耗性物質２の輸送に用いる場合には、内管１１の局所的摩耗による破損を避けて輸送管１０全体としての稼働性をできるだけ長く維持し、輸送管１０の寿命を延伸させるような対策をとることが望まれる。そして、適切な対策をとるためには、摩耗が進行した部分の管軸周りの角度範囲を的確に検知することが必要である。

【0003】

ここで、特許文献１には、ゴム管の外側に鋼鉄線を配し、内側に導電材を螺旋状に接合し、ゴム管の亀裂又は腐食が進行して導電材が切れることによりゴム管の異常を検出することが開示されている。
また、特許文献２には、モルタル圧送用ホースなど、ホースの摩耗や破損を検知する必要のあるホースにおいて、ホースの内周面側に螺旋状に埋設された導線と、ホースの外周面側に螺旋状に埋設された導線とを互いに直列に接続して、接続した導線の導通状態を調べることによって、ホースの内周面と外周面の損傷を同時に電気的に検知することが開示されている。
また、特許文献３には、内面層と耐圧補強層の間にホース長手方向に渡って一対の離間した電気的に導通性を有する検知線を配設し、検知線はホースの一端では結線し、もう一端ではホースの外部に引き出して、内面層が流体によって摩耗損傷された場合に、これを検知することが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】実開昭５３−１４０９１２号公報

【特許文献2】特開２０１０−１３８９９１号公報

【特許文献3】特開平８−２７０８４４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１から３に記載の発明は、いずれも、ホース等のうち摩耗が進行した部分の管軸周りの角度範囲を検知することはできない。従って、ホース等の内管の局所的摩耗による破損を避けた運用を行うことは困難である。

【0006】

そこで本発明は、摩耗性物質輸送用の輸送管に関し、輸送管の摩耗が進行した部分の管軸周りの角度範囲を検知する摩耗検知機能をもつ輸送管、輸送管の製造方法、摩耗検知方法、及び輸送管の運用方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

請求項１記載に対応した摩耗検知機能をもつ輸送管においては、摩耗性物質と液体の混合したスラリー又は摩耗性物質の輸送に用いる輸送管であって、輸送管の内管の内部、又は内管の外周及び内部に、管軸周りの角度範囲に応じて複数の摩耗検知線を配置した構造を備え、複数の摩耗検知線を、担当する角度範囲では相対的に内管の内面に近い位置を通り、担当外の角度範囲では相対的に内管の内面から遠い位置又は内管の外周を通るように配置したことを特徴とする。
請求項１に記載の本発明によれば、輸送管のうち摩耗が進行した部分の管軸周りの角度範囲を摩耗検知線を用いて検知することができる。また、摩耗検知線ごとに摩耗検知を担当する角度範囲の部分を明確に区分けすることができる。

【0008】

請求項２記載に対応した摩耗検知機能をもつ輸送管においては、摩耗性物質と液体の混合したスラリー又は摩耗性物質の輸送に用いる輸送管であって、輸送管の内管の内部、又は内管の外周及び内部に、管軸周りの角度範囲に応じて複数の摩耗検知線を配置した構造を備え、摩耗検知線が、導電塗膜で形成されていることを特徴とする。
請求項２に記載の本発明によれば、輸送管のうち摩耗が進行した部分の管軸周りの角度範囲を、導電塗膜で形成された摩耗検知線を用いて検知することができる。

【0009】

請求項３記載の本発明は、摩耗検知線を、螺旋状に巻回して配置したことを特徴とする。
請求項３に記載の本発明によれば、曲率が大きい場所でも摩耗検知線が断線し難くなり、特に大きな曲がり部を有する可撓管に適用した場合に信頼性を高めることができる。

【0010】

請求項４記載の本発明は、複数の摩耗検知線が結線される共通線を有したことを特徴とする。
請求項４に記載の本発明によれば、輸送管の一方の端部だけで導通検査を行うことができるため、作業効率が向上する。また、端部だけで導通検査を行う場合に、例えば複数の摩耗検知線のそれぞれに戻り線を設ける必要が無くなり、戻り線を共通線で共用化できる。

【0011】

請求項５記載の本発明は、内管の外側に保護層又は補強層を設けたことを特徴とする。
請求項５に記載の本発明によれば、摩耗検知線が内管の内面側からの摩耗以外で断線することをさらに防止できる。

【0012】

請求項６記載の本発明は、複数の摩耗検知線が配置された管軸周りの角度範囲に応じて、保護層又は補強層を複数の色に色分けして形成したことを特徴とする。
請求項６に記載の本発明によれば、色分けすることにより、摩耗検知線の破断（非導通）で検知された内管の摩耗位置を含む管軸周りの角度範囲を、輸送管の外側からでも対応色を視認することにより容易に特定可能となる。

【0013】

請求項７記載の本発明は、複数の摩耗検知線が、複数の色の色分けに対応した色の被覆を有したことを特徴とする。
請求項７に記載の本発明によれば、摩耗検知線の破断（非導通）で検知された内管の摩耗位置を含む管軸周りの角度範囲との対応づけが容易となる。

【0014】

請求項８記載の本発明は、内管と摩耗検知線を多層に配置し、深さ方向への摩耗の進行を検出可能としたことを特徴とする。
請求項８に記載の本発明によれば、内管に発生した摩耗の深さ方向への進行度（摩耗度）を検知することができる。

【0015】

請求項９記載の本発明は、導電塗膜の塗膜面が、内管の内面と略直交する方向に形成されていることを特徴とする。
請求項９に記載の本発明によれば、内管の内面と略直交する方向への塗膜面の減少度合いに基づいて、内管に発生した摩耗の深さ方向への進行度を検知することができる。また、例えば塗膜面の幅を広く取ることにより、摩耗検知層を単層とした場合でも摩耗の深さ方向への進行度を検知することが可能となる。

【0016】

請求項１０記載に対応した輸送管の製造方法においては、棒状又は板状の内管材料に複数の摩耗検知線を配置し、内管材料と複数の摩耗検知線を巻回し、内管材料の隣接側面を順次接着していくことにより輸送管を完成することを特徴とする。
請求項１０に記載の本発明によれば、螺旋状に巻回された摩耗検知線を有する輸送管を効率良く成形することができる。

【0017】

請求項１１記載に対応した輸送管の製造方法においては、棒状又は板状の内管材料に複数の摩耗検知線を配置し、内管材料と複数の摩耗検知線を巻回し、内管材料の隣接側面を順次接着していくことにより輸送管を完成し、内管材料の側面に導電塗料を、管軸周りの角度範囲に応じて塗布して導電塗膜を形成したことを特徴とする。
請求項１１に記載の本発明によれば、摩耗検知線が導電塗料により形成された輸送管を効率よく成形することができる。また、内管材料の側面に導電塗料を各種の塗装方法や印刷等により予め塗布しておくことができるため、製造が容易となる。

【0018】

請求項１２記載に対応した摩耗検知方法においては、複数の摩耗検知線に電圧を印加し摩耗検知線の摩耗又は断線を電気的変化として検知することにより、摩耗のあった内管の管軸周りの角度範囲を特定することを特徴とする。
請求項１２に記載の本発明によれば、内管のうち摩耗が進行した部分の管軸周りの角度範囲を電気的変化により検知することができる。

【0019】

請求項１３記載に対応した摩耗検知方法においては、複数の摩耗検知線に電圧を印加し摩耗検知線の摩耗又は断線を電気的変化として検知することにより、摩耗のあった内管の管軸周りの角度範囲を特定するにあたり、導電塗膜の導通面積の減少による抵抗値の変化を検出して摩耗を検知することを特徴とする。
請求項１３に記載の本発明によれば、内管に発生した摩耗の深さ方向への進行度を検知することができる。また、摩耗の深さ方向への進行度と抵抗値変化の関係が比例的になり、検出が容易となる。

【0020】

請求項１４記載に対応した摩耗検知方法においては、複数の摩耗検知線に電圧を印加し摩耗検知線の摩耗又は断線を電気的変化として検知することにより、摩耗のあった内管の管軸周りの角度範囲を特定するにあたり、複数の摩耗検知線のうち角度範囲が隣り合う２本の摩耗検知線の同時、又は相次ぐ電気的変化を検知することにより、２つの角度範囲の境界領域が摩耗したことを検知することを特徴とする。
請求項１４に記載の本発明によれば、複数の摩耗検知線のうち破断した２本が担当する管軸周りの角度範囲の境界近傍が局所的に摩耗したことを検知することができる。

【0021】

請求項１５記載に対応した摩耗検知方法においては、輸送系統の摩耗の想定される箇所にのみ輸送管を用いたことを特徴とする。
請求項１５に記載の本発明によれば、内管の摩耗箇所の管軸周りの角度範囲を特定すると共に、管軸方向の位置範囲を特定することができる。また、摩耗検知に用いる輸送管の総長も節約できる。

【0022】

請求項１６記載に対応した輸送管の運用方法は、管軸周りの特定した角度範囲を、角度範囲とは異なる角度範囲に移動させることを特徴とする。
請求項１６に記載の本発明によれば、内管が摩耗性物質の衝突により局所的な摩耗を受けるとしても、摩耗が生じた部分を異なる角度範囲に移動させることで、内管に生ずる摩耗を管軸周りの各角度範囲に分散させることができる。よって、摩耗限界に達するまでの時間が大幅に長くなり、輸送管全体としての寿命を大きく延伸することができる。

【0023】

請求項１７記載の本発明は、異なる角度範囲に移動させるように、管軸周りに輸送管を回転させることを特徴とする。
請求項１７に記載の本発明によれば、管軸周りに輸送管を回転させて摩耗が生じた部分を異なる角度範囲に移動させることで、内管に生ずる摩耗を管軸周りの各角度範囲に分散させることができる。

【0024】

請求項１８記載の本発明は、異なる角度範囲に移動させるように、輸送管を可撓性を持たせて構成し、輸送管に外力を加えて変形させることを特徴とする。
請求項１８に記載の本発明によれば、輸送管に外力を加えて変形させ摩耗が生じた部分を異なる角度範囲に移動させることで、内管に生ずる摩耗を管軸周りの各角度範囲に分散させることができる。

【0025】

請求項１９記載の本発明は、外力は、浮力発生手段による浮力であることを特徴とする。
請求項１９に記載の本発明によれば、特に水中において、浮力により輸送管に外力を加えることが容易となる。

【0026】

請求項２０記載の本発明は、外力は、懸吊機、架台を含む機構手段による機構的外力であることを特徴とする。
請求項２０に記載の本発明によれば、機構的外力により輸送管に外力を加えることが容易となる。

【0027】

請求項２１記載の本発明は、異なる角度範囲の選定に当って、輸送管の移動履歴を考慮して選定することを特徴とする。
請求項２１に記載の本発明によれば、移動履歴を考慮することで移動先の角度範囲をさらに適切に設定して、輸送管全体としての寿命を大きく延伸することができる。

【0028】

請求項２２記載の本発明は、移動履歴を考慮して、輸送管の寿命を延伸する上で最も効果的な角度範囲に異なる角度範囲を設定することを特徴とする。
請求項２２に記載の本発明によれば、輸送管全体としての寿命をさらに大きく延伸することができる。

【0029】

請求項２３記載の本発明は、移動履歴を考慮しても異なる角度範囲の選定ができない場合は、元の角度範囲に留めることを特徴とする。
請求項２３に記載の本発明によれば、輸送管の不要な移動を防止することができる。

【0030】

請求項２４記載の本発明は、輸送管の摩耗を分散させ摩耗検知線の摩耗又は断線が検知されるまでの時間を延伸させるために、所定の稼働時間が経過したら、所定の範囲だけ輸送管を移動させることを特徴とする。
請求項２４に記載の本発明によれば、摩耗を受けやすい角度範囲に位置する内管の部分を所定の稼働時間ごとに変えて、内管に生ずる摩耗を管軸周りの各角度範囲に均一に分散させやすくなる。

【0031】

請求項２５記載の本発明は、輸送管の摩耗を分散させ摩耗検知線の摩耗又は断線が検知されるまでの時間を延伸させるために、輸送管を常時、低速で移動させることを特徴とする。
請求項２５に記載の本発明によれば、内管に生ずる摩耗を管軸周りの各角度範囲に均一に分散させやすくなる。

【0032】

請求項２６記載の本発明は、管軸周りに輸送管を回転させるに当り、電動機を含む駆動手段を用いて回転させることを特徴とする。
請求項２６に記載の本発明によれば、効率よく輸送管の回転作業を行うことができるとともに、自動化への展開が容易となる。

【0033】

請求項２７記載の本発明は、管軸周りに輸送管を回転させたときの回転角度を、管軸周りに輸送管を回転可能とする回転管継手に設けた回転角度把握手段により把握することを特徴とする。
請求項２７に記載の本発明によれば、輸送管の回転角度を把握しやすくなる。

【0034】

請求項２８記載の本発明は、輸送管の摩耗限界を判断し、輸送管の稼働を停止することを特徴とする。
請求項２８に記載の本発明によれば、大きなトラブルに至る前に稼働を停止し、検査や輸送管の交換等を行うことができる。

【発明の効果】

【0035】

本発明の摩耗検知機能をもつ輸送管によれば、輸送管のうち摩耗が進行した部分の管軸周りの角度範囲を摩耗検知線を用いて検知することができる。また、摩耗検知線ごとに摩耗検知を担当する角度範囲の部分を明確に区分けすることができる。

【0036】

また、本発明の摩耗検知機能をもつ輸送管によれば、摩耗検知線が、導電塗膜で形成されていることで、輸送管のうち摩耗が進行した部分の管軸周りの角度範囲を、導電塗膜で形成された摩耗検知線を用いて検知することができる。

【0037】

また、摩耗検知線を、螺旋状に巻回して配置した場合には、曲率が大きい場所でも摩耗検知線がさらに断線し難くなり、特に大きな曲がり部を有する可撓管に適用した場合に信頼性を高めることができる。

【0038】

また、複数の摩耗検知線が結線される共通線を有した場合には、輸送管の一方の端部だけで導通検査を行うことができるため、作業効率が向上する。また、端部だけで導通検査を行う場合に、例えば複数の摩耗検知線のそれぞれに戻り線を設ける必要が無くなり、戻り線を共通線で共用化できる。

【0039】

また、内管の外側に保護層又は補強層を設けた場合には、摩耗検知線が内管の内面側からの摩耗以外で断線することをさらに防止できる。

【0040】

また、複数の摩耗検知線が配置された管軸周りの角度範囲に応じて、保護層又は補強層を複数の色に色分けして形成した場合には、色分けすることにより、摩耗検知線の破断（非導通）で検知された内管の摩耗位置を含む管軸周りの角度範囲を、輸送管の外側からでも対応色を視認することにより容易に特定可能となる。

【0041】

また、複数の摩耗検知線が、複数の色の色分けに対応した色の被覆を有した場合には、摩耗検知線の破断（非導通）で検知された内管の摩耗位置を含む管軸周りの角度範囲との対応づけが容易となる。

【0042】

また、内管と摩耗検知線を多層に配置し、深さ方向への摩耗の進行を検出可能とした場合には、内管に発生した摩耗の深さ方向への進行度（摩耗度）を検知することができる。

【0043】

また、導電塗膜の塗膜面が、内管の内面と略直交する方向に形成されている場合には、内管の内面と略直交する方向への塗膜面の減少度合いに基づいて、内管に発生した摩耗の深さ方向への進行度を検知することができる。また、例えば塗膜面の幅を広く取ることにより、摩耗検知層を単層とした場合でも摩耗の深さ方向への進行度を検知することが可能となる。

【0044】

本発明の輸送管の製造方法によれば、螺旋状に巻回された摩耗検知線を有する輸送管を効率良く成形することができる。

【0045】

また、本発明の輸送管の製造方法によれば、内管材料の側面に導電塗料を、管軸周りの角度範囲に応じて塗布して導電塗膜を形成したことで、摩耗検知線が導電塗料により形成された輸送管を効率よく成形することができる。また、内管材料の側面に導電塗料を各種の塗装方法や印刷等により予め塗布しておくことができるため、製造が容易となる。

【0046】

本発明の摩耗検知方法によれば、内管のうち摩耗が進行した部分の管軸周りの角度範囲を電気的変化により検知することができる。

【0047】

また、本発明の摩耗検知方法によれば、導電塗膜の導通面積の減少による抵抗値の変化を検出して摩耗を検知することで、内管に発生した摩耗の深さ方向への進行度を検知することができる。また、摩耗の深さ方向への進行度と抵抗値変化の関係が比例的になり、検出が容易となる。

【0048】

また、本発明の摩耗検知方法によれば、複数の摩耗検知線のうち角度範囲が隣り合う２本の摩耗検知線の同時、又は相次ぐ電気的変化を検知することにより、２つの角度範囲の境界領域が摩耗したことを検知することで、複数の摩耗検知線のうち破断した２本が担当する管軸周りの角度範囲の境界近傍が局所的に摩耗したことを検知することができる。

【0049】

また、本発明の摩耗検知方法によれば、輸送系統の摩耗の想定される箇所にのみ輸送管を用いたことで、内管の摩耗箇所の管軸周りの角度範囲を特定すると共に、管軸方向の位置範囲を特定することができる。また、摩耗検知に用いる輸送管の総長も節約できる。

【0050】

本発明の輸送管の運用方法によれば、内管が摩耗性物質の衝突により局所的な摩耗を受けるとしても、摩耗が生じた部分を異なる角度範囲に移動させることで、内管に生ずる摩耗を管軸周りの各角度範囲に分散させることができる。よって、摩耗限界に達するまでの時間が大幅に長くなり、輸送管全体としての寿命を大きく延伸することができる。

【0051】

また、異なる角度範囲に移動させるように、管軸周りに輸送管を回転させる場合には、管軸周りに輸送管を回転させて摩耗が生じた部分を異なる角度範囲に移動させることで、内管に生ずる摩耗を管軸周りの各角度範囲に分散させることができる。

【0052】

また、異なる角度範囲に移動させるように、輸送管を可撓性を持たせて構成し、輸送管に外力を加えて変形させる場合には、輸送管に外力を加えて変形させ摩耗が生じた部分を異なる角度範囲に移動させることで、内管に生ずる摩耗を管軸周りの各角度範囲に分散させることができる。

【0053】

また、外力は、浮力発生手段による浮力である場合には、特に水中において、浮力により輸送管に外力を加えることが容易となる。

【0054】

また、外力は、懸吊機、架台を含む機構手段による機構的外力である場合には、機構的外力により輸送管に外力を加えることが容易となる。

【0055】

また、異なる角度範囲の選定に当って、輸送管の移動履歴を考慮して選定する場合には、移動履歴を考慮することで移動先の角度範囲をさらに適切に設定して、輸送管全体としての寿命を大きく延伸することができる。

【0056】

また、移動履歴を考慮して、輸送管の寿命を延伸する上で最も効果的な角度範囲に異なる角度範囲を設定する場合には、輸送管全体としての寿命をさらに大きく延伸することができる。

【0057】

また、移動履歴を考慮しても異なる角度範囲の選定ができない場合は、元の角度範囲に留める場合には、輸送管の不要な移動を防止することができる。

【0058】

また、輸送管の摩耗を分散させ摩耗検知線の摩耗又は断線が検知されるまでの時間を延伸させるために、所定の稼働時間が経過したら、所定の範囲だけ輸送管を移動させる場合には、摩耗を受けやすい角度範囲に位置する内管の部分を所定の稼働時間ごとに変えて、内管に生ずる摩耗を管軸周りの各角度範囲に均一に分散させやすくなる。

【0059】

また、輸送管の摩耗を分散させ摩耗検知線の摩耗又は断線が検知されるまでの時間を延伸させるために、輸送管を常時、低速で移動させる場合には、内管に生ずる摩耗を管軸周りの各角度範囲に均一に分散させやすくなる。

【0060】

また、管軸周りに輸送管を回転させるに当り、電動機を含む駆動手段を用いて回転させる場合には、効率よく輸送管の回転作業を行うことができるとともに、自動化への展開が容易となる。

【0061】

また、管軸周りに輸送管を回転させたときの回転角度を、管軸周りに輸送管を回転可能とする回転管継手に設けた回転角度把握手段により把握する場合には、輸送管の回転角度を把握しやすくなる。

【0062】

また、輸送管の摩耗限界を判断し、輸送管の稼働を停止する場合には、大きなトラブルに至る前に稼働を停止し、検査や輸送管の交換等を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0063】

【図1】本発明の一実施形態による輸送管の第一実施例による運用方法のフローチャート

【図2】同輸送管の第二実施例による運用方法のフローチャート

【図3】同輸送管の第三実施例による運用方法のフローチャート

【図4】同輸送管の輸送管回転機構の一例を示す図

【図5】同輸送管の輸送管回転機構の他の例を示す図

【図6】同輸送管の輸送管回転機構のさらに他の例を示す図

【図7】同輸送管の輸送管変形機構の一例を示す図

【図8】実証試験に用いた螺旋状ライナー付き耐摩耗ホースの内部の概観写真

【図9】同螺旋状ライナーの近接写真

【図10】同スラリー循環式摩耗試験装置の概観写真

【図11】同模擬鉱石の概観写真

【図12】同螺旋状ライナーの破断箇所の観察写真

【図13】同耐摩耗ホースの管軸周りの角度位置を示す図

【図14】同螺旋状ライナーの破断箇所の観察写真

【図15】本実施形態による輸送管の内管に設けた摩耗検知線及び共通線の形状を示す図

【図16】同輸送管の内管に設けた摩耗検知線及び共通線の形状を示す参考図

【図17】同輸送管の内管に設けた摩耗検知線及び共通線の形状と内管を示す図

【図18】同輸送管の内管に設けた摩耗検知線及び共通線の形状と内管を示す参考図

【図19】同輸送管の内管の成形方法を示す図

【図20】同輸送管の内管に設けた導電塗膜による摩耗検知線及び共通線の形状を示す図

【図21】２層の摩耗検知層を形成した状態を示す図

【図22】本実施形態による摩耗検知機能をもつ輸送管の配置例を示す図

【図23】輸送管の一部透過図

【図24】輸送管の従来の運用方法のフローチャート

【発明を実施するための形態】

【0064】

以下に、本発明の実施形態による摩耗検知機能をもつ輸送管、輸送管の製造方法、摩耗検知方法、及び輸送管の運用方法について説明する。

【0065】

まず、本実施形態による輸送管の運用方法について説明する。
図１は本実施形態による輸送管の第一実施例による運用方法のフローチャート、図２は同輸送管の第二実施例による運用方法のフローチャート、図３は同輸送管の第三実施例による運用方法のフローチャートである。また、図２４は輸送管の従来の運用方法のフローチャートである。

【0066】

図２４は、輸送管の従来の運用方法のフローチャートである。
輸送管１０の両端をそれぞれ継手２０を介して配管１に接続し、稼働を開始する（ステップ１００）。稼働開始すると、輸送管１０の内管１１にはスラリー又は摩耗性物質２が流れる。
ステップ１００の後、輸送管１０の稼働を継続する（ステップ２００）。
ステップ２００における稼働が一定の時間を経過した後、内管１１の摩耗が限界に達したか否かを判断する（ステップ３００）。摩耗限界は、内管１１について目視検査や導通試験等を実施することにより判断する。
ステップ３００において、内管１１の摩耗が限界に達していないと判断した場合は、ステップ２００に戻って稼働を継続する。
ステップ３００において、内管１１の摩耗が限界に達したと判断した場合は、輸送管１０の稼働を停止し、輸送管１０を交換する（ステップ４００）。

【0067】

このように従来の運用方法では、輸送管１０は、ステップ１００において稼働が開始された後は、その状態のまま稼働が継続される。そのため、内管１１の摩耗進行領域Ｘに位置する部分は常に同じであり、その部分の摩耗損傷が著しく進んで摩耗限界に達するため、輸送管１０の寿命が短くなってしまう。

【0068】

これに対して図１は、本実施形態による輸送管の運用方法の第一実施例を示すフローチャートである。
輸送管１０の両端をそれぞれ継手２０を介して配管１に接続し、稼働を開始する（ステップ１）。稼働開始すると、輸送管１０の内管１１にはスラリー又は摩耗性物質２が流れる。
ステップ１の後、輸送管１０の稼働を継続する（ステップ２）。
ステップ２における稼働が所定の時間を経過した後、内管１１の摩耗が限界に達したか否かを判断する（ステップ３）。摩耗限界は、内管１１について目視検査や導通試験等を実施することにより判断する。
ステップ３において、内管１１の摩耗が限界に達したと判断した場合は、輸送管１０の稼働を停止し、輸送管１０を交換する（ステップ４）。これにより、大きなトラブルに至ることを防止できる。
ステップ３において、内管１１の摩耗が限界に達していないと判断した場合は、輸送管１０が所定の稼働時間に達したか否かを判断する（ステップ５）。所定の稼働時間は、経験や予測等に基づいて予め設定する。
ステップ５において、輸送管１０が所定の稼働時間に達していないと判断した場合は、ステップ２に戻って稼働を継続する。
ステップ５において、輸送管１０が所定の稼働時間に達したと判断した場合は、輸送管１０を管軸周りに所定の角度だけ回転させる（ステップ６）。所定の角度は、内管１１のうち、それまで摩耗進行領域Ｘに配置されていた部分が、管軸周りの回転によって摩耗進行領域Ｘとは異なる角度範囲に移動するように、経験や予測等に基づいて予め設定する。ステップ６の後、ステップ２に戻って稼働を継続する。

【0069】

第一実施例による運用方法によれば、内管１１のうち、摩耗進行領域Ｘに位置していた部分は、所定の稼働時間が経過した時点で管軸周りに輸送管１０が回転することによって摩耗進行領域Ｘから外れ、それまで摩耗進行領域Ｘ以外に位置していた部分が新たに摩耗進行領域Ｘに位置して局所的摩耗を引き受けることになる。
このように、内管１１が摩耗性物質２の衝突により局所的な摩耗を受けるとしても、内管１１のうち摩耗進行領域Ｘに位置する部分をローテーションさせることで摩耗箇所が分散し、摩耗限界に達するまでの時間が大幅に長くなり、輸送管１０全体としての寿命（稼働可能な時間）を大きく延伸することができる。
なお、第一実施例では、所定の稼働時間ごとに輸送管１０を離散的に回転する方式としているが、電動機等の駆動手段（図示せず）を有する輸送管回転機構を設け、輸送管回転機構による回転速度を所定の稼働時間ごとに所定の角度分輸送管１０が管軸周りに回転するように設定し、稼働中は輸送管１０を常時、低速で回転させてもよい。稼働中は輸送管１０を常に低速で回転させることにより、内管１１に生ずる摩耗を管軸周りに均一に分散させやすくなる。また、駆動手段を有する輸送管回転機構を設けることで、効率よく輸送管１０の回転作業を行うことができるとともに、自動化への展開が容易となる。

【0070】

なお、第一実施例による運用方法において、耐摩耗ホースのように輸送管１０を可撓性を持たせて構成した場合には、ステップ６において、輸送管１０を回転させることに代えて、輸送管１０に外力を加えて輸送管１０を変形させることにより、内管１１のうち、それまで摩耗進行領域Ｘに配置されていた部分を摩耗進行領域Ｘとは異なる角度範囲に移動させることもできる。

【0071】

図２は、本実施形態による輸送管の運用方法の第二実施例を示すフローチャートである。
輸送管１０の両端をそれぞれ継手２０を介して配管１に接続し、稼働を開始する（ステップ１１）。稼働開始すると、輸送管１０の内管１１にはスラリー又は摩耗性物質２が流れる。
ステップ１１の後、輸送管１０の稼働を継続する（ステップ１２）。
ステップ１２における稼働が所定の時間を経過した後、内管１１の摩耗が限界に達したか否かを判断する（ステップ１３）。摩耗限界は、内管１１について目視検査や導通試験等を実施することにより判断する。
ステップ１３において、内管１１の摩耗が限界に達したと判断した場合は、輸送管１０の稼働を停止し、輸送管１０を交換する（ステップ１４）。これにより、大きなトラブルに至ることを防止できる。
ステップ１３において、内管１１の摩耗が限界に達していないと判断した場合は、内管１１の摩耗量が所定の閾値に達したか否かを判断する（ステップ１５）。内管１１の摩耗量は、測定器等によって測定する。所定の閾値は、経験や予測等に基づいて予め設定する。
ステップ１５において、内管１１の摩耗量が所定の閾値に達していないと判断した場合は、ステップ１２に戻って稼働を継続する。
ステップ１５において、内管１１の摩耗量が所定の閾値に達したと判断した場合は、摩耗箇所の管軸周りの角度範囲を特定する（ステップ１６）。角度範囲は、内管１１について目視検査や導通試験等を実施することにより特定する。
ステップ１６で摩耗箇所の管軸周りの角度範囲を特定した後、輸送管１０を管軸周りに回転した場合に稼働を継続することが可能か否かを判断する（ステップ１７）。この判断は、それまでの輸送管１０の回転履歴（移動履歴）を考慮して行う。例えば、まだ一回も管軸周りに輸送管１０を回転させていない場合は、内管１１のうち摩耗進行領域Ｘ以外に位置していた部分は殆ど摩耗していないため、それらの部分を摩耗進行領域Ｘに新たに位置させて稼働を継続することが可能と判断し、何回か管軸周りに輸送管１０を回転させていて、内管１１のうち摩耗進行領域Ｘ以外に位置している部分全ての摩耗量が所定の閾値に達したことを検知している場合は、それらの部分を摩耗進行領域Ｘに新たに位置させて稼働を継続することは不可能と判断する。
ステップ１７において、管軸周りに輸送管１０を回転した場合に稼働を継続することが可能と判断した場合は、輸送管１０の寿命を延伸する上で最も効果的な管軸周りの回転角度を選定する（ステップ１８）。最も効果的な管軸周りの回転角度は、それまでの輸送管１０の回転履歴を考慮して選定する。例えば、内管１１のうち摩耗量が最も少ないか、摩耗進行領域Ｘに位置した回数が最も少ない場所が、回転後に摩耗進行領域Ｘに位置するように選定する。
ステップ１８で輸送管１０の最も効果的な管軸周りの回転角度を選定した後、輸送管１０を選定した回転角度、回転させる（ステップ１９）。これにより、ステップ１６で特定した摩耗箇所の管軸周りの角度範囲が、その角度範囲とは異なる角度範囲に移動する。ステップ１９の後、ステップ１２に戻って稼働を継続する。
ステップ１７において、管軸周りに輸送管１０を回転した場合に稼働を継続することが不可能と判断した場合は、輸送管１０を回転することなくステップ１２に戻って稼働を継続する。このように回転履歴を考慮しても移動先となる異なる角度範囲の選定ができない場合は、内管１１のうち摩耗進行領域Ｘに位置していた部分を元の角度範囲に留めることで、輸送管１０の不要な回転を防止することができる。
なお、内管１１の摩耗が限界に達したか否かを判断するステップ１３と、内管１１の摩耗量が所定の閾値に達したか否かを判断するステップ１５は、まとめて行ってもよい。

【0072】

第二実施例による運用方法によれば、内管１１のうち、摩耗性物質２の衝突により局所的に摩耗を受けて摩耗量が所定の閾値に達した部分の管軸周りの角度範囲が特定され、管軸周りに輸送管１０を回転して稼働を継続することが可能な場合は、輸送管１０の寿命を延伸する上で最も効果的な管軸周りの輸送管１０の回転角度を選定して、所定の閾値に達した部分の管軸周りの角度範囲を異なる角度範囲に移動させる。
よって、内管１１のうち、それまで摩耗進行領域Ｘに位置していた部分以外の相対的に最も健全な部分が新たに摩耗進行領域Ｘに位置して局所的摩耗を引き受けることになるため、内管１１の摩耗が局所的摩耗により限界に達するまでの時間が大幅に長くなり、輸送管１０全体としての寿命を大きく延伸することができる。

【0073】

なお、第二実施例による運用方法において、耐摩耗ホースのように輸送管１０を可撓性を持たせて構成した場合には、ステップ１９において、輸送管１０を回転させることに代えて、輸送管１０に外力を加えて輸送管１０を変形させることにより、内管１１のうち、それまで摩耗進行領域Ｘに配置されていた部分を摩耗進行領域Ｘとは異なる角度範囲に移動させることもできる。
輸送管１０に外力を加えて変形させる場合は、ステップ１７において、輸送管１０を管軸周りに回転した場合に稼働を継続することが可能か否かの判断に代えて、輸送管１０に外力を加えて変形させた場合に稼働を継続することが可能か否かを判断する。この判断は、それまでの輸送管１０に外力を加えた履歴（移動履歴）を考慮して行う。例えば、まだ一回も輸送管１０に外力を加えて変形させていない場合は、内管１１のうち摩耗進行領域Ｘ以外に位置していた部分は殆ど摩耗していないため、それらの部分を摩耗進行領域Ｘに新たに位置させて稼働を継続することが可能と判断し、何回か輸送管１０に外力を加えて変形させていて、内管１１のうち摩耗進行領域Ｘ以外に位置している部分全ての摩耗量が所定の閾値に達したことを検知している場合は、それらの部分を摩耗進行領域Ｘに新たに位置させて稼働を継続することは不可能と判断する。
また、輸送管１０に外力を加えて変形させる場合は、ステップ１８において、輸送管１０の寿命を延伸する上で最も効果的な管軸周りの回転角度を選定することに代えて、輸送管１０の寿命を延伸する上で最も効果的な変形後の状態を選定する。最も効果的な変形後の状態は、それまでの輸送管１０に外力を加えた履歴を考慮して選定する。例えば、内管１１のうち摩耗量が最も少ないか、摩耗進行領域Ｘに位置した回数が最も少ない場所が、外力による変形後に摩耗進行領域Ｘに位置するように選定する。

【0074】

図３は、本実施形態による輸送管の運用方法の第三実施例を示すフローチャートである。
輸送管１０の両端をそれぞれ継手２０を介して配管１に接続し、稼働を開始する（ステップ２１）。稼働開始すると、輸送管１０の内管１１にはスラリー又は摩耗性物質２が流れる。
ステップ２１の後、輸送管１０の稼働を継続する（ステップ２２）。
ステップ２２における稼働が一定の時間を経過した後、内管１１の摩耗が限界に達したか否かを判断する（ステップ２３）。摩耗限界は、内管１１について目視検査や導通試験等を実施することにより判断する。
ステップ２３において、内管１１の摩耗が限界に達したと判断した場合は、輸送管１０の稼働を停止し、輸送管１０を交換する（ステップ２４）。これにより、大きなトラブルに至ることを防止できる。
ステップ２３において、内管１１の摩耗が限界に達していないと判断した場合は、輸送管１０が所定の稼働時間に達したか否かを判断する（ステップ２５）。所定の稼働時間は、経験や予測等に基づいて予め設定する。
ステップ２５において、所定の稼働時間に達していないと判断した場合は、ステップ２２に戻って稼働を継続する。
ステップ２５において、所定の稼働時間に達したと判断した場合は、内管１１の摩耗量が所定の閾値に達したか否かを判断する（ステップ２６）。内管１１の摩耗量は、測定器等によって測定する。所定の閾値は、経験や予測等に基づいて予め設定する。
ステップ２６において、内管１１の摩耗量が所定の閾値に達していないと判断した場合は、輸送管１０を管軸周りに所定の角度だけ回転させる（ステップ２７）。所定の角度は、内管１１のうち、それまで摩耗進行領域Ｘに配置されていた部分が、管軸周りの回転によって摩耗進行領域Ｘとは異なる角度範囲に移動するように、経験や予測等に基づいて予め設定する。ステップ２７の後、ステップ２２に戻って稼働を継続する。
ステップ２６において、内管１１の摩耗量が所定の閾値に達したと判断した場合は、摩耗箇所の管軸周りの角度範囲を特定する（ステップ２８）。角度範囲は、内管１１について目視検査や導通試験等を実施することにより特定する。
ステップ２８で摩耗箇所の管軸周りの角度範囲を特定した後、輸送管１０を管軸周りに回転した場合に稼働を継続することが可能か否かを判断する（ステップ２９）。この判断は、それまでの輸送管１０の回転履歴（移動履歴）を考慮して行う。例えば、まだ一回も管軸周りに輸送管１０を回転させていない場合は、内管１１のうち摩耗進行領域Ｘ以外に位置していた部分は殆ど摩耗していないため、それらの部分を摩耗進行領域Ｘに新たに位置させて稼働を継続することが可能と判断し、何回か管軸周りに輸送管１０を回転させていて、内管１１のうち摩耗進行領域Ｘ以外に位置している部分全ての摩耗量が所定の閾値に達したことを検知している場合は、それらの部分を摩耗進行領域Ｘに新たに位置させて稼働を継続することは不可能と判断する。
ステップ２９において、管軸周りに輸送管１０を回転した場合に稼働を継続することが可能と判断した場合は、輸送管１０の寿命を延伸する上で最も効果的な管軸周りの回転角度を選定する（ステップ３０）。最も効果的な管軸周りの回転角度は、それまでの輸送管１０の回転履歴を考慮して選定する。例えば、内管１１のうち摩耗量が最も少ないか、摩耗進行領域Ｘに位置した回数が最も少ない場所が、回転後に摩耗進行領域Ｘに位置するように選定する。
ステップ３０で輸送管１０の最も効果的な管軸周りの回転角度を選定した後、輸送管１０を選定した回転角度、回転させる（ステップ３１）。これにより、ステップ２８で特定した摩耗箇所の管軸周りの角度範囲が、その角度範囲とは異なる角度範囲に移動する。ステップ３１の後、ステップ２２に戻って稼働を継続する。
ステップ２９において、管軸周りに輸送管１０を回転した場合に稼働を継続することが不可能と判断した場合は、輸送管１０を回転することなくステップ２２に戻って稼働を継続する。このように回転履歴を考慮しても移動先となる異なる角度範囲の選定ができない場合は、内管１１のうち摩耗進行領域Ｘに位置していた部分を元の角度範囲に留めることで、輸送管１０の不要な回転を防止することができる。
なお、内管１１の摩耗が限界に達したか否かを判断するステップ２３と、内管１１の摩耗量が所定の閾値に達したか否かを判断するステップ２６は、まとめて行ってもよい。

【0075】

第三実施例による運用方法によれば、内管１１のうち、摩耗進行領域Ｘに位置していた部分は、所定の稼働時間が経過した時点で管軸周りに輸送管１０が回転することによって摩耗進行領域Ｘから外れ、それまで摩耗進行領域Ｘ以外に位置していた部分が新たに摩耗進行領域Ｘに位置して局所的摩耗を引き受けることになる。また、内管１１のうち、摩耗性物質２の衝突により局所的に摩耗を受けて摩耗量が所定の閾値に達した部分の管軸周りの角度範囲が特定され、管軸周りに輸送管１０を回転して稼働を継続することが可能な場合は、輸送管１０の寿命を延伸する上で最も効果的な管軸周りの輸送管１０の回転角度を選定して、所定の閾値に達した部分の管軸周りの角度範囲を異なる角度範囲に移動させることにより、内管１１のうち、それまで摩耗進行領域Ｘに位置していた部分以外の相対的に最も健全な部分が新たに摩耗進行領域Ｘに位置して局所的摩耗を引き受けることになる。
したがって、内管１１の摩耗が局所的摩耗により限界に達するまでの時間が大幅に長くなり、輸送管１０全体としての寿命を大きく延伸することができる。
なお、第三実施例では、内管１１の摩耗量が所定の閾値に達していない場合は所定の稼働時間ごとに輸送管１０を離散的に回転する方式としているが、電動機等の駆動手段を有する輸送管回転機構を設け、輸送管回転機構による回転速度を所定の稼働時間ごとに所定の角度分輸送管１０が管軸周りに回転するように設定し、稼働中は輸送管１０を常時、低速で回転させてもよい。稼働中は輸送管１０を常に低速で回転させることにより、内管１１に生ずる摩耗を管軸周りに均一に分散させやすくなる。また、駆動手段を有する輸送管回転機構を設けることで、効率よく輸送管１０の回転作業を行うことができるとともに、自動化への展開が容易となる。

【0076】

なお、第三実施例による運用方法において、耐摩耗ホースのように輸送管１０を可撓性を持たせて構成した場合には、ステップ２７及びステップ３１において、輸送管１０を回転させることに代えて、輸送管１０に外力を加えて輸送管１０を変形させることにより、内管１１のうち、それまで摩耗進行領域Ｘに配置されていた部分を摩耗進行領域Ｘとは異なる角度範囲に移動させることもできる。
輸送管１０に外力を加えて変形させる場合は、ステップ２９において、輸送管１０を管軸周りに回転した場合に稼働を継続することが可能か否かの判断に代えて、輸送管１０に外力を加えて変形させた場合に稼働を継続することが可能か否かを判断する。この判断は、それまでの輸送管１０に外力を加えた履歴（移動履歴）を考慮して行う。例えば、まだ一回も輸送管１０に外力を加えて変形させていない場合は、内管１１のうち摩耗進行領域Ｘ以外に位置していた部分は殆ど摩耗していないため、それらの部分を摩耗進行領域Ｘに新たに位置させて稼働を継続することが可能と判断し、何回か輸送管１０に外力を加えて変形させていて、内管１１のうち摩耗進行領域Ｘ以外に位置している部分全ての摩耗量が所定の閾値に達したことを検知している場合は、それらの部分を摩耗進行領域Ｘに新たに位置させて稼働を継続することは不可能と判断する。
また、輸送管１０に外力を加えて変形させる場合は、ステップ３０において、輸送管１０の寿命を延伸する上で最も効果的な管軸周りの回転角度を選定することに代えて、輸送管１０の寿命を延伸する上で最も効果的な変形後の状態を選定する。最も効果的な変形後の状態は、それまでの輸送管１０に外力を加えた履歴を考慮して選定する。例えば、内管１１のうち摩耗量が最も少ないか、摩耗進行領域Ｘに位置した回数が最も少ない場所が、外力による変形後に摩耗進行領域Ｘに位置するように選定する。
なお、輸送管１０を可撓性を持たせて構成し、回転させることと外力を加えることを組み合わせて異なる角度範囲に移動させることも可能である。

【0077】

図４は、上述した第一から第三実施例による輸送管の運用方法に用いることができる輸送管回転機構の一例を示す図であり、図４（ａ）は曲がり部を有する輸送管を管軸周りに回転させる状態を示し、図４（ｂ）は曲がり部を有さない輸送管を管軸周りに回転させる状態を示している。輸送管回転機構は、輸送管１０と、それを接続する配管１との間にボルト・ナット締結式のフランジ継手２０を設け、接合するフランジのボルト穴を相対的に輸送管１０の管軸周りに適宜ずらしてボルト・ナット締結することにより、輸送管１０を管軸周りに（ボルト穴の角度間隔の整数倍分だけ）段階的に回転できるようにしたものであり、後述するスラリー循環式摩耗試験の第三実施による運用方法で用いた回転方法である。
本例の輸送管回転機構は、機構が簡素で安価である。殆どの場合、現行の配管設定のままで輸送管１０の回転が実現できる。
なお、フランジ継手２０は締結したままにしておき、フランジ付き金具と輸送管１０との間の相対的角度位置を適宜ずらす方式にしてもよい。

【0078】

図５は、上述した第一から第三実施例による輸送管の運用方法に用いることができる輸送管回転機構の他の例を示している。輸送管回転機構は、輸送管１０と、それを接続する配管１との間に回転管継手２０を設け、輸送管１０を管軸周りに自由に回転できるようにしたものである。
回転管継手２０には、回転角度把握手段として、輸送管１０の管軸周りの一定角度ごと（例えば３０度ごと）にノッチを設けたり、回転角度を示す目盛を設けたりしておくと、回転作業時に輸送管１０の回転角度を把握しやすくなる。
回転管継手２０の輸送管１０側フランジには、回転作業用の取っ手やハンドル３０などを適宜設けておくと、テコの原理により輸送管１０の回転が容易になる。輸送管１０がホースのような可撓管で長い場合には、輸送管１０の捩れを防止するため、図５に示すように輸送管１０の両端１０ａ、１０ｂを同時かつ同方向に回すことが望ましいが、輸送管１０が鋼管のような高剛性管である場合や可撓管であっても短い場合には、輸送管１０の一方の端部１０ａ（又は他方の端部１０ｂ）のみを回すことにより輸送管１０全体を回転させてもよい。
本例の輸送管回転機構によれば、配管系を稼働したまま輸送管１０を回転することができるので、輸送管１０の回転に要する手間を減らし作業時間を大幅に短縮できる。

【0079】

図６は、上述した第一から第三実施例による輸送管の運用方法に用いることができる輸送管回転機構のさらに他の例を示している。輸送管回転機構は、輸送管１０と、それを接続する配管１との間に回転管継手２０を設け、輸送管１０を管軸周りに自由に回転できるようにした上、回転管継手２０の輸送管側フランジを電動回転機構４０によって任意の角度だけ回転できるようにしたものである。
摩耗検知情報の処理及び輸送管回転角度の決定や電動回転機構４０の操作などは人間が手動で行ってもよいが、図６に示すように専用の計測・制御装置５０を設け、専用プログラムによるコンピューター制御とすることも可能である。コンピューター制御の場合、輸送管１０からの摩耗検知情報と電動回転機構４０からの輸送管回転角度情報が計測・制御装置５０への入力となり、電動回転機構４０への輸送管回転制御信号が計測・制御装置５０からの出力となる。なお、本例では輸送管側フランジの回転に電動回転機構４０を用いたが、油圧、水圧、空気圧、又は電磁気力等、任意の駆動力による回転機構を用いることもできる。
本例の輸送管回転機構によれば配管系を稼働したまま輸送管１０を回転することができるので、輸送管１０の回転に要する手間を減らし作業時間を大幅に短縮できる。また、輸送管１０からの摩耗検知情報に基づいて的確な輸送管回転角度を割り出し、電動回転機構４０により正確な輸送管回転制御を行うことができる。また、コンピューター制御による自動化が可能となる。

【0080】

図７は、上述した第一から第三実施例による輸送管の運用方法において、耐摩耗ホースのように輸送管を可撓性を持たせて構成した場合に用いることができる輸送管変形機構の一例を示している。
輸送管変形機構は、輸送管１０の一方の端部１０ａと他方の端部１０ｂとの中間部分に設けられた浮力発生手段６０であり、外力としての浮力を輸送管１０に加える。浮力発生手段６０を用いることにより、特に水中にある輸送管１０に外力を加えることが容易となる。なお、大気中にある輸送管１０に浮力発生手段６０を用いることもできる。
浮力発生手段６０は、空気やガス等の気体の出し入れによって膨張及び収縮する膨縮部６１を有する。なお、気体の出し入れは外部からのオン／オフ操作等により行う。
図７（ａ）に示すように、膨縮部６１が内部に気体が充満しておらず収縮しているときには、輸送管１０は、自重及び浮力発生手段６０の重さによって垂れ下がった状態である。また、図７（ｂ）に示すように、気体を入れて膨縮部６１を膨張させると、浮力発生手段６０に浮力が発生し、浮力発生手段６０の浮力が輸送管１０に加わり、輸送管１０の中間部分が持ち上げられた状態に変形する。
このように浮力発生手段６０に作用する浮力を制御し、輸送管１０に浮力を加えて変形させることで、輸送管１０の中間部分の位置を上下反転させることができる。このとき輸送管１０は、管軸周りに回転せず、図７（ａ）に示す状態から図７（ｂ）に示す状態へ、又は図７（ｂ）に示す状態から図７（ａ）に示す状態へと変形することにより、一方の端部１０ａと他方の端部１０ｂとの間に形成された４カ所の曲がり部のうち、摩耗性物質２の衝突により局所的に著しい摩耗損傷を受けやすい曲がり外側部分が上下で入れ替わる。これにより、内管１１のうち、それまで摩耗進行領域Ｘに配置されていた部分が摩耗進行領域Ｘとは異なる角度範囲に移動することになり、輸送管１０を管軸周りに１８０度回転させた場合と同様の効果を得ることができる。

【0081】

なお、輸送管１０の両端１０ａ、１０ｂの高さと中間部分の高さが同じとなるように、又は任意の高さとなるように浮力発生手段６０の浮力を制御し、輸送管１０に浮力を加えることで、曲がり部の曲率を緩やかにして内管１１の摩耗を軽減させたり、内管１１のうち、それまで摩耗進行領域Ｘに配置されていた部分を摩耗進行領域Ｘとは異なる角度範囲に移動させたりすることもできる。
また、輸送管変形機構は、浮力発生手段６０に代えて、輸送管１０の中間部分をワイヤー等の吊具を用いて牽引する懸吊機や、輸送管１０の中間部分を載せて上下に動く架台等の機構手段を用いて構成することもできる。さらに、例えば輸送管１０の中間部分を載せて動く架台を上下のみならず左右にも動くように構成し、架台を下→左→上→右の順に移動させれば、架台の動きに伴って輸送管１０が変形し、中間部分の位置も下→左→上→右の順に変わるため、内管１１のうち、摩耗進行領域Ｘに配置されている部分が順次移動し、輸送管１０を管軸周りに９０度ずつ回転した場合と同様の効果を得ることができる。
なお、輸送管１０を可撓性を持たせて構成し、回転させることと外力を加えることを組み合わせて異なる角度範囲に移動させる場合には、例えば輸送管回転機構と輸送管変形機構を組み合わせて用いることができる。また、輸送管回転機構により可撓性を有した輸送管１０を回転させることによる回転と、回転に伴う輸送管１０の変形を利用して実現することもできる。

【0082】

次に、本実施形態による輸送管の運用方法を用いた実証試験について説明する。
本実施形態による輸送管の運用方法による寿命延伸効果を検証するため、輸送管の一種である耐摩耗ホースと模擬鉱石スラリーを用いたスラリー循環式摩耗試験を実施し、上記した従来の運用方法（比較例）と第三実施例による運用方法の比較検証を行った。

【0083】

摩耗試験に供した耐摩耗ホース１０は、市販の工業用耐摩耗ホースであり、内径７６ｍｍ、外径１００ｍｍである。耐摩耗ホース１０の内管１１は耐摩耗性ゴムであり、その外側には順次、補強繊維層、軟質ＰＶＣ補強層及び螺旋状の硬質ＰＶＣ補強材が設けられている。ここで、輸送管１０の運用方法の比較検証を行うには、内管１１の局所的摩耗が所定の閾値に達したかどうかを適宜検知する必要があるが、耐摩耗性ゴム製の内管１１の局所的摩耗度を目視等、通常の方法により定量的に検知することは困難であるため、予め内管１１の内側に鋼製の螺旋状ライナーを形成しておき、この螺旋状ライナーがスラリー中の模擬鉱石（摩耗性物質２）の衝突によって摩滅し破断した時点をもって「輸送管１０の内管１１の局所的摩耗が限界に達した時点」と判断し、同様にして螺旋状ライナーが破断した箇所をもって「輸送管１０の内管１１の局所的摩耗が限界に達した箇所」と判断した。
螺旋状ライナーの形成方法としては、まずＳＵＳ３０４鋼製のテープ（断面寸法：厚さ２ｍｍ×幅１０ｍｍ）を外径７０ｍｍの鋼製パイプに適当な張力をかけた状態で螺旋状に巻き付け、そのまま張力を保ってテープがパイプに密着した状態で工業用耐摩耗ホース１０の内管１１に挿入した後、テープ端の張力を解放して螺旋を径方向に膨らませ、内管１１に密着させて螺旋状ライナーを形成した。ここで、最終的な螺旋状ライナーのホース管軸方向の隙間は約２ｍｍであった。ホース端からホース管軸方向に撮影した螺旋状ライナー付き耐摩耗ホース１０の内部の概観写真を図８に、工業用内視鏡を用いて撮影した螺旋状ライナーの近接写真を図９にそれぞれ示す。

【0084】

図１０は実証試験に用いたスラリー循環式摩耗試験装置の概観写真であり、図１０（ａ）は全体図、図１０（ｂ）はホース摩耗試験部を拡大した図である。本装置は、水を満たしたタンク３の上部から模擬鉱石を一定量投入してスラリーとし、これをスラリー循環用ポンプ４で配管１内を循環させることにより、途中に接続した耐摩耗ホース１０の摩耗試験を行うものである。なお、図１０の白塗矢印は、スラリー循環方向を示している。
図１０に示すように、上流側の耐摩耗ホース（ライナーなし）１にフランジ付き金具（継手）２０を介して螺旋状ライナー付き耐摩耗ホース１０を連結してホース摩耗試験部αとした。実際の使用状況を考慮してホース摩耗試験部αには曲率を持たせており、ホース摩耗試験部αにおける耐摩耗ホース１０の最小曲率半径は２．２ｍとした。なお、螺旋状ライナー付き耐摩耗ホース１０を連結する際には、螺旋状ライナー端部を内管１１と接続用のフランジ付き金具２０の間に挟み、耐摩耗ホース１０の外側から締め付け用器具で締め付けることにより螺旋状ライナー端部を固定した。また、摩耗試験部αの下流側には流量計５を設けている。

【0085】

図１１は同実証試験に用いた模擬鉱石の概観写真である。
スラリー中の模擬鉱石には、ある程度粒径の揃った市販の砕石（生産品名：単粒度砕石Ｓ−２０（５号）（茨城県笠間産）、岩質：硬質砂岩（堆積岩）、絶乾密度：２．６５ｇ／ｃｍ^３、平均粒径：約１９ｍｍ）を用いた。
試験時の模擬鉱石投入量（１回分）は２５ｋｇとし、移送水は淡水を使用した。試験中、スラリーの模擬鉱石濃度は約５％（体積濃度）であった。

【0086】

なお、実証試験では、模擬鉱石の経時摩耗劣化を考慮して１回の連続試験時間を１時間とした。すなわち、新しい模擬鉱石を２５ｋｇ投入して１時間連続試験を行った後は使用した模擬鉱石をすべて回収し、改めて新しい模擬鉱石を２５ｋｇ投入してから次の連続試験を１時間行うこととし、このサイクルを所定の摩耗試験時間に達するまで繰り返した。

【0087】

まず、従来の運用方法（比較例）の試験結果について説明する。
螺旋状ライナー付き耐摩耗ホース１０をホース摩耗試験部αに装着し、図２４に示すフローチャートに従って、耐摩耗ホース１０の管軸周り角度を固定したままスラリー循環式摩耗試験を実施した。
図２４に示すフローチャートでは、稼働が所定の時間を経過した後、内管１１の摩耗が限界に達したか否かを判断する（ステップ３００）が、摩耗試験では、試験時間（稼働時間）が、１０時間、１６時間、１８時間を経過したそれぞれの時点で、耐摩耗ホース１０を取り外して内部観察を行い、螺旋状ライナーの状態を調べた。最終的に内管１１の摩耗が限界に達したと判断された時点（本試験の場合は螺旋状ライナーの破断が確認された時点）で摩耗試験は終了とし、それまでの試験時間をもって耐摩耗ホース１０の寿命と定義した。
図２４に示すフローチャートに基づいた摩耗試験では、試験時間が１８時間経過した時点で上流側のホース端から７８．８ｃｍ下流側に離れた位置の鉛直下側（下面側）の螺旋状ライナーが破断した。工業用内視鏡による螺旋状ライナーの破断箇所の観察写真を図１１に示す。

【0088】

次に、第三実施例による運用方法の試験結果について説明する。
螺旋状ライナー付き耐摩耗ホース１０をホース摩耗試験部αに装着し、図３に示すフローチャートに従って、管軸周りに耐摩耗ホース１０を適宜回転させながらスラリー循環式摩耗試験を実施した。
図３に示すフローチャートでは、稼働が所定の時間を経過した後、内管１１の摩耗が限界に達したか否かを判断する（ステップ２３）が、摩耗試験では、試験時間（稼働時間）が４時間を経過するごとに、耐摩耗ホース１０を取り外して内部観察を行い、螺旋状ライナーの状態を調べた。また、それと同時に、内管１１の摩耗量が所定の閾値に達したか否かの判断を行った（ステップ２６）。すなわち本試験では、内管１１の摩耗が限界に達したか否かを判断するステップ２３と、内管１１の摩耗量が所定の閾値に達したか否かを判断するステップ２６を、まとめて実施した。

【0089】

第三実施例による運用方法の試験において、図３に示すフローチャートのステップ２７における、耐摩耗ホース１０を管軸周りに「所定の角度」だけ回転させる方法としては、以下の方法を用いた。
１．図１３は耐摩耗ホースの管軸周りの角度位置を示す図である。配管１と耐摩耗ホース１０との接続に使用しているフランジ付き金具（継手）２０を上流側から眺め、図１３に示すように、耐摩耗ホース１０の管軸周りのボルト穴の角度位置に応じて位置番号（１）〜（８）を振る。これらの位置番号は、耐摩耗ホース１０の回転に伴って耐摩耗ホース１０と一緒に回転するものとする。
２．スラリー循環式摩耗試験では、試験の開始時に耐摩耗ホース１０は角度位置（１）が鉛直上側、角度位置（２）が鉛直下側となるように装着しておき、試験時間が４時間経過するごとに、角度位置が（３）、（４）、（５）、（６）、（７）、（８）、（１）、（２）、・・・の順で鉛直上側となるように耐摩耗ホース１０を管軸周りに回転していく。

【0090】

なお、第三実施例による運用方法の試験においては、鉛直上側にくる角度位置が上記順序となる回転方法としたが、実際の運用では、摩耗箇所の管軸周りの角度範囲の大小や、摩耗箇所に関する経験的な知見等に基づいて、鉛直上側にくる角度位置の順序を、（１）→（２）→（３）→（４）の繰り返しとしたり、（１）→（２）→（１）→（２）、（１）→（３）→（２）→（４）、又は（１）→（５）→（３）→（７）→（２）→（６）→（４）→（８）というように一定の角度分ずつ回転させていったりと、耐摩耗ホース１０の稼働状況や摩耗形態に応じて最適な回転方法を選択することが好ましい。

【0091】

第三実施例による運用方法の試験においては、図３に示すフローチャートのステップ２６及びステップ２８として、試験時間が４時間経過するごとに耐摩耗ホース１０を取り外して内部を観察し、局所的に螺旋状ライナーの摩耗や変形、浮きなどの異常が認められた場合には、耐摩耗ホース１０を管軸周りに所定の角度だけ回転させるステップ２７には移行せず、異常箇所を含む耐摩耗ホース１０の管軸周りの角度範囲がなるべく鉛直下側の位置（模擬鉱石による摩耗が最も激しいと予測される摩耗進行領域Ｘ）から外れるように耐摩耗ホース１０の管軸周りの回転が可能かどうかを判断し（ステップ２９）、可能と判断した場合には、耐摩耗ホース１０の寿命を延伸する上で最も効果的な管軸周りの回転角度を選定（ステップ３０）した後、輸送管１０を選定した回転角度分だけ回転させ（ステップ３１）、ステップ２２に戻って稼働を継続した。
他方、ステップ２９において、管軸周りに耐摩耗ホース１０を回転させた場合に試験の継続が不可能と判断した場合には、それ以上の耐摩耗ホース１０の回転は行わず、そのままステップ２２に戻って摩耗試験を継続することとした。最終的に、ステップ２３において内管１１の摩耗が限界に達したと判断された時点（本試験の場合は螺旋状ライナーの破断が確認された時点）で摩耗試験は終了とし、それまでの摩耗試験経過時間をもって耐摩耗ホース１０の寿命と定義した。

【0092】

第三実施例による運用方法を用いた摩耗試験では、角度位置（７）を耐摩耗ホース１０の鉛直上側とした試験が終了し、積算の試験時間が２８時間となった時点における耐摩耗ホース１０の内部観察で、角度位置（５）及び（６）を含む角度範囲の螺旋状ライナーの変形、浮きが認められたが、耐摩耗ホース１０を管軸周りに回転させて稼働を継続することはまだ可能と判断し（ステップ２９）、角度位置（８）を鉛直上側にするのが耐摩耗ホース１０の寿命を延伸する上で最も効果的と判断し（ステップ３０）、管軸周りに耐摩耗ホース１０を回転してから試験を継続した（ステップ３１）。その後、角度位置（８）を鉛直上側にした試験が終了し、積算の試験時間が３２時間となった時点における耐摩耗ホース１０の内部観察で、角度位置（５）及び（６）を含む角度範囲に加え、その他の角度範囲でも螺旋状ライナーの変形、浮きが認められたが、耐摩耗ホース１０を管軸周りに回転させて稼働を継続することはまだ可能と判断し（ステップ２９）、角度位置（１）を鉛直上側にするのが耐摩耗ホース１０の寿命を延伸する上で最も効果的と判断し（ステップ３０）、管軸周りに耐摩耗ホース１０を回転してから試験を継続した（ステップ３１）。その後、積算の試験時間が３６時間となった時点で、上流側のホース端から７６．２ｃｍ下流側に離れた位置の鉛直下側（角度位置（２）付近）で螺旋状ライナーが破断した。工業用内視鏡による螺旋状ライナーの破断箇所の観察写真を図１４に示す。

【0093】

上記した従来の運用方法（比較例）と第三実施例による運用方法の比較検証を行った。
表１に、スラリー循環式摩耗試験結果の比較を示す。耐摩耗ホース１０を固定したまま回転させない輸送管の運用方法（図２４に示すフローチャート）に従って試験した比較例と、管軸周りに耐摩耗ホース１０を適宜回転させる輸送管の運用方法（図３に示すフローチャート）に従って試験した第三実施例とでは、螺旋状ライナーが破断するまでの摩耗試験時間は、比較例が１８時間、第三実施例が３６時間となり、第三実施例による輸送管の運用方法では、耐摩耗ホース１０の寿命が比較例の２倍に延伸されることが判明した。

【表1】

【0094】

次に、本実施形態による摩耗検知機能をもつ輸送管、輸送管の製造方法、及び摩耗検知方法について説明する。本実施形態による摩耗検知機能をもつ輸送管、及び摩耗検知方法は、上記した本実施形態による輸送管の運用方法に用いることができる。

【0095】

図１５は本実施形態による輸送管の内管に設けた摩耗検知線及び共通線の形状を示す図であり、図１５（ａ）は摩耗検知線及び共通線を管軸方向に見た図、図１５（ｂ）は摩耗検知線及び共通線を斜め上方向から見た図、図１５（ｃ）は摩耗検知線及び共通線を管軸直交方向に見た図、図１５（ｄ）は摩耗検知線及び共通線を斜め横方向から見た図である。
図１６は図１５を見やすくした参考図であり、図１６（ａ）は図１５（ｃ）を管軸方向に伸ばした図、図１６（ｂ）は図１５（ｄ）を管軸方向に伸ばした図、図１６（ｃ）は図１５（ｅ）を管軸方向に伸ばした図である。
図１７は同輸送管の内管に設けた摩耗検知線及び共通線の形状と内管を示す図であり、図１７（ａ）は摩耗検知線及び共通線の形状と内管を斜め横方向から見た図、図１７（ｂ）は（ａ）の内管を透明化した図である。
図１８は図１７を見やすくした参考図であり、図１８（ａ）は図１７（ａ）を管軸方向に伸ばした図、図１８（ｂ）は図１７（ｂ）を管軸方向に伸ばした図である。
図１９は同輸送管の内管の成形方法を示す図である。

【0096】

本実施形態による摩耗検知機能をもつ輸送管１０は、内管１１の外周及び内部に、摩耗検知線Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ及び共通線（Ｃｏｍｍｏｎ）Ｅが５条の螺旋状に巻回されている。摩耗検知線Ａ〜Ｄ及び共通線Ｅは、金属等の電導体である。なお、摩耗検知線Ａ〜Ｄ及び共通線Ｅは、導電塗膜で形成することもできる。図１５〜１８では、摩耗検知線Ａを「Line_A」、摩耗検知線Ｂを「Line_B」、摩耗検知線Ｃを「Line_C」、摩耗検知線Ｄを「Line_D」、共通線Ｅを「Common」と表示し、図１７〜１８では、内管１１を「Inner_pipe」と表示している。
摩耗検知線Ａ〜Ｄ及び共通線Ｅを内管１１に螺旋状に巻回して配置することで、輸送管１０の曲率が大きい場所でも摩耗検知線Ａ〜Ｄ及び共通線Ｅが断線し難くなり、特に大きな曲がり部を有する輸送管１０に適用した場合に信頼性を高めることができる。
なお、螺旋状に巻回するのではなく、所定の角度範囲内で円周方向に往復を繰り返しながら管軸方向に延びる配置としてもよい。

【0097】

図１５に示すように、摩耗検知線Ａ〜Ｄは、管軸周りの角度範囲に応じて配置されている。各摩耗検知線Ａ〜Ｄが内管１１の内部を通る位置はそれぞれ異なり、管軸周りの角度範囲９０度ごとに各摩耗検知線Ａ〜Ｄが割り振られている。すなわち、摩耗検知線Ａ〜Ｄは、担当する角度範囲では相対的に内管１１の内面に近い位置（内部）を通り、担当外の角度範囲では内管１１の外周を通るように配置されている。
このように摩耗検知線Ａ〜Ｄを配置することで、摩耗検知線Ａ〜Ｄごとに摩耗検知を担当する角度範囲の部分を明確に区分けすることができ、内管１１に摩耗損傷が生じた場合に、摩耗損傷個所の管軸周りの角度範囲を特定することができる。なお、共通線Ｅは、内管１１の外周のみに巻回されている。摩耗損傷個所の管軸周りの角度範囲の特定に当たっては、複数の摩耗検知線Ａ〜Ｄと共通線Ｅに電圧を印加し摩耗検知線Ａ〜Ｄの摩耗又は断線を電気的変化として検知する。この際、摩耗検知線Ａ〜Ｄのいずれかが破断して導通が無くなったことの検知も、また摩耗検知線Ａ〜Ｄのいずれかが摩耗して抵抗が変化したことの検知も、どちらとも可能である。

【0098】

内管１１の両端のうち、他方の端部１０ｂにおいて摩耗検知線Ａ〜Ｄをすべて共通線Ｅに結線してある。よって、一方の端部１０ａにおいて各摩耗検知線Ａ〜Ｄと共通線Ｅとの導通をそれぞれ検査することにより、各摩耗検知線Ａ〜Ｄの破断の有無を検知することができる。すなわち、輸送管１０のある位置において摩耗性物質２の衝突等により内管１１が内側から摩耗し、その摩耗位置を含む管軸周りの角度範囲において内管１１の内部を通る摩耗検知線Ａ〜Ｄのいずれかが破断すると、導通検査により破断した摩耗検知線Ａ〜Ｄが特定され、内管１１のうち摩耗が進行している管軸周りの角度範囲を特定することができる。
また、複数の摩耗検知線Ａ〜Ｄが結線される共通線Ｅを有することで、輸送管１０の一方の端部１０ａだけで導通検査を行うことができるため、作業効率が向上する。また、一方の端部１０ａだけで導通検査を行う場合に、例えば複数の摩耗検知線Ａ〜Ｄのそれぞれに戻り線を設ける必要が無くなり、戻り線を共通線Ｅで共用化できる。

【0099】

また、共通線Ｅを内管１１の外周に巻回しているため、共通線Ｅのみの導通を輸送管１０の両端１０ａ、１０ｂで測定することにより、内管１１の摩耗限界を検知することができる。すなわち、共通線Ｅが断線するほど深く内管１１が摩耗した時点を、摩耗限界（使用不能）と判断することができる。

【0100】

なお、図２３（ａ）では局所的摩耗の発生が予想される箇所が複数あるが、管軸方向の局所的摩耗の発生が予想される箇所が一箇所に絞り込める場合には、摩耗検知線Ａ〜Ｄのうち検知を担当する管軸周りの角度範囲が隣り合う２本（摩耗検知線Ａと摩耗検知線Ｂ、摩耗検知線Ｂと摩耗検知線Ｃなど）が、同時もしくは相次いで破断した時点で、摩耗検知線Ａ〜Ｄのうち破断した２本が担当する管軸周りの角度範囲の境界近傍が局所的に摩耗したことを検知することができる。

【0101】

また、本実施形態では、４本の摩耗検知線Ａ〜Ｄが管軸周りの角度範囲９０度ごとに摩耗検知を担当するようにしたが、摩耗検知線を内管１１に配置する角度範囲及び本数は、輸送管１０の用途や使用条件によって適宜選択することが望ましい。例えば、輸送管１０の用途や使用条件に応じて、２本の摩耗検知線を用いて管軸周りの角度範囲１８０度ごとに検知を担当させたり、６本の摩耗検知線を用いて管軸周りの角度範囲６０度ごとに検知を担当させたりする。

【0102】

また、本実施形態では共通線Ｅを設けて、輸送管１０の一方の端部１０ａからだけで導通検査をできるようにしたが、摩耗検知線Ａ〜Ｄの導通を輸送管１０の両端１０ａ、１０ｂで計測する場合には共通線Ｅを省略してもよい。

【0103】

ここで、本実施形態による摩耗検知機能をもつ輸送管１０の製造方法について説明する。
図１９に示すように棒状又は板状の内管材料１１Ａを螺旋形に巻回して内管１１を成形する場合は、図１７（ａ）に示すように１本の棒状又は板状の内管材料１１Ａに対して金属等の電導体からなる４本の摩耗検知線Ａ〜Ｄ及び１本の共通線Ｅをあてがうように配置し、これらを一体として螺旋形に巻回し、内管材料１１Ａの隣接側面を順次接着していくことにより輸送管１０が完成する。
本実施形態による製造方法によれば、効率良く５条螺旋の摩耗検知線Ａ〜Ｄ及び共通線Ｅ付き内管１１を有する輸送管１０を製造することができる。なお、摩耗検知線が２本、共通線Ｅが１本の場合は、３条螺旋となる。

【0104】

また、摩耗検知線Ａ〜Ｄ及び共通線Ｅを導電塗膜で形成する場合は、図２０に示すように、１本の棒状又は板状の内管材料１１Ａの側面に、導電塗料を摩耗検知範囲（担当する管軸周りの角度範囲）に応じて塗布位置を変えながら塗布することにより、摩耗検知線Ａ〜Ｄ及び共通線Ｅを導電塗膜として形成し、導電塗膜の塗布された内管材料１１Ａを螺旋形に巻回し、内管材料１１Ａの隣接側面を順次接着していくことにより、輸送管１０の内管１１と摩耗検知線Ａ〜Ｄ及び共通線Ｅを一括して成形することができる。なお、図２０では、図を見やすくするために、摩耗検知線Ｃ、Ｄ及びそれらを形成する内管材料１１Ａを省略している。なお、導電塗料の塗布は、内管材料１１Ａの側面に各種の塗装方法や印刷等により予め塗布しておくことも、内管材料１１Ａの巻回時に塗布することもできる。
さらに、図２０に示すように、導電塗膜の塗膜面が内管１１の内面と略直交する方向に形成されるように、すなわち導電塗膜の塗膜面が内管１１の深さ方向に所定の幅をもって形成されるように、導電塗料を塗布している。内管１１が厚肉の場合には、摩耗検知範囲の摩耗が深さ方向に進行するにつれて導電塗膜の導通面積が次第に減じていくため、摩耗検知層を単層とした場合であっても、摩耗検知線Ａ〜Ｄの抵抗値を連続的に測定して導電塗膜の導通面積の減少による抵抗値の変化を検出することにより、内管１１に発生した摩耗検知範囲の摩耗の深さ方向への進行度（摩耗度）を定量的に把握することができる。また、摩耗の深さ方向への進行度と抵抗値変化の関係が比例的になり、検出が容易となる。

【0105】

また、内管１１の外周に巻回した摩耗検知線Ａ〜Ｄや共通線Ｅが破断すると内管１１の摩耗を正しく検知できなくなるので、摩耗検知線Ａ〜Ｄ及び共通線Ｅの外側には、適当な保護層または補強層を設けることが好ましい。
この場合、保護層または補強層の外面は、各摩耗検知線Ａ〜Ｄの摩耗検知範囲（担当する管軸周りの角度範囲）と対応づけて色分けしておくことが好ましい。このように色分けすることにより、摩耗検知線Ａ〜Ｄの破断（非導通）で検知された内管１１の摩耗位置を含む管軸周りの角度範囲を、輸送管１０の外側からでも対応色を視認することにより容易に特定可能となる。
さらに、摩耗検知線Ａ〜Ｄや共通線Ｅは必ずしも被覆しておく必要は無いが、保護層又は補強層を設け、保護層又は補強層の外面に各摩耗検知線Ａ〜Ｄの摩耗検知範囲と対応づけて色分けする場合は、摩耗検知線Ａ〜Ｄの破断（非導通）で検知された内管１１の摩耗位置を含む管軸周りの角度範囲との対応づけを容易にするため、保護層又は補強層外面の色分けと同じ色に被覆しておくことが好ましい。

【0106】

なお、本実施形態では、担当外の範囲にある摩耗検知線Ａ〜Ｄ及び共通線Ｅを内管１１の外周に巻回したが、担当外の範囲にある摩耗検知線Ａ〜Ｄ及び共通線Ｅを担当内の範囲にある摩耗検知線Ａ〜Ｄと相対的に内管１１の内面から遠い位置、すなわち、内管１１の外周ではなく外周から若干内側に入った位置に埋め込むように巻回することで、内管１１の最外層を保護層又は補強層としてもよい。

【0107】

また、本実施形態では、図１５及び図１７に示す通り、内管１１の外周及び内管１１の内部に螺旋状に巻回された４本の摩耗検知線Ａ〜Ｄと１本の共通線Ｅが、全体として一定の厚みを持った単層の摩耗検知層を形成しているが、これを２層、３層等、多層の摩耗検知層を形成するようにし、各層についてそれぞれ摩耗検知線Ａ〜Ｄの導通を検査するようにすれば、内管１１に発生した摩耗の深さ方向への進行度（摩耗度）を検知することができる。
なお、図２１では、２層の摩耗検知層を形成した場合を示している。図２１（ａ）は２層の摩耗検知層を管軸方向に見た図、図２１（ｂ）は２層の摩耗検知層を斜め上方向から見た図である。

【0108】

また、本実施形態では、管軸周りの角度範囲に応じて摩耗検知線Ａ〜Ｄを輸送管１０の断面中心寄りの位置（深さ）に通すことで内管１１の摩耗を検知しているが、摩耗検知線及Ａ〜Ｄ及び共通線Ｅを輸送管１０の最外層（保護層）の内側の層に設け、管軸周りの角度範囲に応じて摩耗検知線Ａ〜Ｄを輸送管１０の外周面寄りの位置に通すことで、外部の物体等と擦れ合う最外層の摩耗を検知することができる。

【0109】

図２２は、本実施形態による摩耗検知機能をもつ輸送管の配置例を示す図である。
摩耗検知機能をもつ輸送管１０Ａは、必ずしも輸送管１０の全長に亘って配置する必要はなく、図２２に斜線で示した部分のように輸送管１０のなかでも曲率が大きい部分等、予め局所的な摩耗の進行が予想されるような部分にのみ配置することも可能である。
このように部分的に摩耗検知機能をもつ輸送管１０Ａを配置することにより、内管１１の摩耗箇所の管軸周りの角度範囲を特定するのみならず、管軸方向の位置範囲を特定することができる。また、摩耗検知に用いる輸送管１０Ａの総長も節約できる。
なお、図２２に斜線で示した部分（摩耗検知機能をもつ輸送管１０Ａ）以外の輸送管１０Ｂに、摩耗検知線Ａ〜Ｄ等を配置しない通常の輸送管を用いた場合は、摩耗検知機能をもつ輸送管１０Ａの導通検査は各々の箇所について個別に行う。
また、図２２に斜線で示した部分（摩耗検知機能をもつ輸送管１０Ａ）以外の輸送管１０Ｂに、摩耗検知線Ａ〜Ｄを共通線Ｅと同じ深さに巻回した接続用輸送管を用いた場合は、接続用輸送管は内管１１の摩耗検知機能はもたないが、連結された摩耗検知機能をもつ輸送管１０Ａの摩耗検知線Ａ〜Ｄ及び共通線Ｅを接続する機能を有する。この場合、摩耗検知機能をもつ輸送管１０Ａの導通検査は輸送管全体に対して行うことができる。

【産業上の利用可能性】

【0110】

本発明を適用することで、海底で掘削した鉱石等を海上の船舶に輸送する輸送管や各種プラントにおいて粉体、ペレット等の摩耗性物質、又はスラリーの輸送に用いる輸送管等の摩耗の検知や寿命の延伸ができ、作業の効率化及び作業費の削減につながる。

【符号の説明】

【0111】

２ 摩耗性物質
１０ 輸送管
１１ 内管
１１Ａ 内管材料
６０ 浮力発生手段
Ａ 摩耗検知線
Ｂ 摩耗検知線
Ｃ 摩耗検知線
Ｄ 摩耗検知線
Ｅ 共通線

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】