プロジェクトの成功は、配管接続の強固さにかかっています。接合部が弱いと大きな漏れが発生し、高額な修理費や遅延につながる可能性があります。最初から適切な接続を行うことが不可欠です。

2本のHDPEパイプを接合する最良の方法はバット融合そして電気融合どちらの方法も、熱を使ってプラスチックを溶かし、パイプ自体と同じくらいの強度を持ち、完全に漏れのない、永続的でシームレスな接合部を作り出します。

私は配管システムの製造に20年近く携わり、プロジェクトの成否が小さな要素、つまりジョイントによって決まるのを目の当たりにしてきました。ベトナムのミン氏のような購買マネージャーは、このことをよく理解しています。彼は単にパイプを購入するのではなく、水やガスが今後50年間パイプ内に留まるという保証を購入しているのです。パイプの接続方法は、その保証において最も重要な部分です。これは詳細に理解する価値のあるトピックなので、クライアントからよく寄せられる質問を順に解説していきましょう。

HDPE を PVC に接続できますか?

既存のPVCシステムに新しいHDPEラインを接続する必要があります。直接溶接は簡単そうに見えますが、失敗してプロジェクトに支障をきたす可能性があります。この作業には特殊な継手が必要です。

はい、HDPEとPVCを接続することは可能ですが、溶接や接着は絶対に避けてください。機械式継手を使用する必要があります。これにより、異なる材料間の確実なシールが確保され、熱を発生することなく、耐久性と漏れのない接続が実現します。

HDPEとPVCは根本的に異なるプラスチックであるため、融合させることはできません。化学組成が異なり、融点も異なります。熱溶接は木材と鋼鉄を溶接するのと同じで、うまくいきません。PVCは通常、化学反応である溶剤接着剤で接合されます。HDPEの接合は熱融着、つまり熱を利用するプロセスです。HDPEにPVC溶剤接着剤を塗布しても効果はなく、HDPEに必要な熱でPVCが破壊されてしまいます。

正しい解決策は、機械的な接合部を作ることです。これにより、2つの材料を分離しながら、強固で密閉された接続が実現します。

主要なトランジションフィッティング

1. フランジアダプター:これは、大口径パイプで最も一般的な方法です。HDPEフランジアダプターをHDPEパイプに溶着します。次に、PVCフランジをPVCパイプに接着します。次に、2つのフランジの間にガスケットを挟み、ボルトで固定します。これにより、必要に応じて分解できる強固な接続が実現します。
2. メカニカルジョイント（MJ）アダプター：これらの継手は、ボルトと圧縮ガスケットを組み合わせてパイプの外側を密閉します。ダクタイル鋳鉄製バルブや既存のPVC配管などへの接続に、市営水道システムで広く使用されています。

選択に役立つ簡単な内訳は次のとおりです。

私は常にクライアントに、用途についてよく考えるようにアドバイスしています。高圧のプロジェクトでは、フランジ接続は信頼性が高く、検査も容易です。

HDPE のカップリング剤とは何ですか?

「カップリング剤」という言葉を聞くと、接着剤を思い浮かべるかもしれません。HDPEに接着剤を使用すると、接着力が弱くなり、すぐに剥がれてしまいます。HDPEは全く異なる原理で作られていることを理解する必要があります。

HDPEパイプには化学的なカップリング剤や接着剤は使用されません。パイプを接合する「媒介」は熱です。バットフュージョンやエレクトロフュージョンといった融着工法では、精密に制御された熱でパイプの両端を溶かし、冷却時に融合させます。

「カップリング剤」という用語は、複合材料や接着剤を扱う業界ではよく使われます。HDPE配管の世界では、この用語は誤解を招く恐れがあります。私たちはパイプを接着するために物質を添加するのではなく、パイプ材料自体の状態を変化させます。HDPEは熱可塑性樹脂であるため、溶かして冷却することで強固な固体に再形成できます。この特性こそがHDPEの最大の利点です。

熱こそが真の「エージェント」

2つのHDPE表面に適切な熱を加えると、両方の分子鎖が混ざり合います。材料が圧力下で冷却されると、これらの分子鎖は所定の位置に固定されます。その結果、2つのパイプがくっついているのではなく、1本の連続したパイプになります。これをモノリシック接合と呼ぶのは、1つの固体構造になっているためです。そのため、適切に接合された接合部は、元のパイプ壁と同等、あるいはそれ以上の強度を持ちます。弱点はありません。

素材の品質が重要な理由

ここで、メーカーとしての私の経験がクライアントにとって非常に重要になります。この融合プロセスは、原材料が高品質で均一である場合にのみ完璧に機能します。私たちは100%バージンPE100樹脂のみを使用しています。これにより、現場の技術者が熱を加えると、材料はエンジニアリング仕様通りに溶融・融合します。メーカーがリサイクル材や低品質の樹脂を使用すると、融点が一定でなくなり、オペレーターの熟練度に関わらず、接合部が弱くなったり、破損したりする可能性があります。材料自体に欠陥があれば、「媒介物」である熱の品質は役に立ちません。

HDPE パイプにはどのようなタイプの接合が使用されますか?

プロジェクトには、信頼性が高く、漏れのない接合部が必要です。接合方法を誤ると、システム全体の健全性が損なわれる可能性があります。永続的な結果を得るには、プロジェクトの具体的な要求に合わせて接合方法を選択する必要があります。

HDPEパイプの主な接合方法は、熱融着と機械式接続です。熱融着（突合せ融着や電気融着を含む）は、恒久的な接合を実現します。機械式継手は、接合箇所の移行や分解が必要な場合に使用されます。

長年にわたり、大規模な市営水道本管から産業用処理プラントまで、数え切れないほどのプロジェクトに配管を供給してきました。接合方法の選択は常に重要な議論のポイントです。その決定は、配管のサイズ、現場の状況、圧力定格、そして施工担当者のスキルによって異なります。主要な選択肢を理解することは、購買管理者やエンジニアにとって非常に重要です。

熱核融合法

• バットフュージョン:これは、63mm以上のパイプに最も一般的に使用される方法です。この工程では、パイプの端面を面取りして完全に清潔で直角にし、特殊なプレートで加熱した後、制御された圧力で押し付けます。これにより、強力で永続的な溶接が実現します。長く直線的なパイプラインに最適です。
• 電気融合：この工法では、加熱コイルを内蔵した特殊な継手を使用します。パイプを継手に挿入し、機械でコイルに電流を流します。これにより、継手の内側とパイプの外側が溶けて融合します。修理、狭い溝での作業、支線の接続などに最適です。

機械的接続方法

• フランジ接続:前述したように、これらは HDPE をポンプやバルブなどの他の材料や機器に接続するのに最適です。
• 圧縮継手:これらは、特に灌漑において、小径パイプ（通常110mm未満）で非常によく使用されます。ナットを締めることでリングとガスケットがパイプに圧縮され、水密シールが形成されます。

私は常にクライアントに、重要かつ長期的なインフラにおいては、熱融着が最良の選択肢であると伝えています。これにより、機械式ガスケットやボルトに潜む潜在的な漏れ箇所を排除できます。

HDPE パイプを組み立てるにはどうすればいいですか?

適切な器具を使っていても、ちょっとしたミスで接合部が台無しになることがあります。慌てたり、手抜きをしたりすると、後で失敗につながります。正しい手順を段階的に踏んでいくことが、強力な溶接を保証する唯一の方法です。

HDPE パイプを突合せ溶接で接合するには、端部を洗浄して面取りし、機械内で完全に位置合わせし、ビードが形成されるまで加熱し、完全に冷めるまで圧力をかけて押し付けます。

製造業の視点から見ると、パイプは最終製品の半分に過ぎません。残りの半分は設置の品質です。完璧なパイプでも、接合部の不具合で台無しになってしまうことがあります。かつて東南アジアの現場を訪れたのですが、そこでは作業員が溶接不良に悩まされていました。問題はパイプでも機械でもなく、清掃工程を省略していたのです。少量の粉塵が溶接部に入り込み、それが弱点となっていたのです。適切な手順を彼らに示したところ、問題はすぐに解消しました。ミン氏のようなマネージャーにとって、チームがこれらの手順を遵守することを確実にすることは、高品質のパイプを調達することと同じくらい重要です。

バットフュージョンのプロセス：ステップバイステップ

1. パイプを掃除する:パイプの両端の内側と外側を拭きます。糸くずの出ない布とイソプロピルアルコールなどの承認されたクリーナー汚れ、湿気、油は溶接の完全性を損ないます。
2. クランプと位置合わせ:パイプを溶接機に固定します。両端を合わせて位置合わせをします。隙間なくぴったりと合う必要があります。
3. パイプの端を面取りする:機械のフェーサーツールを使用して、両端から少量の材料を削り取ります。これにより、溶接に適した、新しく、きれいで、完全に平行な面が作られます。フェーサーを外す際は、削り取ったばかりの端面には触れないようにしてください。
4. 端を溶かす：ヒータープレートの温度が、パイプのサイズと壁の厚さに適した温度になっていることを確認してください。プレートをパイプの間に挿入し、両端に所定の溶融プラスチックのビードが形成されるまで押し付けます。
5. 参加してクールに:ヒータープレートを素早く取り外し、溶融したパイプの両端を所定の溶融圧力下で接合します。この圧力を必要な冷却時間保持します。この手順を急がないでください。接合部が完全に冷却されて初めて、強度が完全に回復します。適切な溶接は、接合部の円周に沿って均一な二重のロールバックビードが形成されることで確認できます。

このプロセスには認定技術者が必要です。設置作業員への適切なトレーニングへの投資は、リスクを軽減し、パイプラインの耐用年数全体にわたって信頼性の高いパフォーマンスを確保するための最良の方法の一つです。

結論

HDPEを正しく接合するには、熱融着または機械式継手が不可欠です。適切な手順と高品質の材料を使用することが、強固で漏れがなく、長寿命の配管システムを構築する鍵となります。