ダクタイル鋳鉄管は、ダクタイル鋳鉄製の管で、飲料水の送配水によく使用されます。 [1]このタイプの管は、従来の鋳鉄管を直接発展させたもので、その後、鋳鉄管に取って代わりました。[1]
説明
管の製造に使用されるダクタイル鋳鉄は、鉄内部の黒鉛が球状または球状であることが特徴です。[2]一般的に、ダクタイル鋳鉄管は金属または樹脂でライニングされた鋳型を用いて遠心鋳造で製造されます。 [3]ダクタイル鋳鉄管には、腐食防止のため、保護用の内張りと外面コーティングが施されることがよくあります。標準的な内張りはセメントモルタル、標準的な外面コーティングには、結合亜鉛、アスファルト、または水性塗料が含まれます。腐食性の高い環境では、パイプを覆うポリエチレンスリーブ（LPS）が使用されることもあります。
保護されていないダクタイル鉄管の耐用年数は土壌の腐食性に依存し、土壌の腐食性が高い場所では短くなる傾向があります。[4]しかし、適切に設置されたLPS（ポリエチレン被覆）の使用を含む「進化した敷設方法」を用いて設置されたダクタイル鉄管の耐用年数は100年を超えると推定されています。[5] [6] ダクタイル鉄管の環境影響に関する研究では、排出量と消費エネルギーに関して様々な結果が得られています。米国で製造されたダクタイル鉄管は、市場変革から持続可能性への研究所（ISS）によって持続可能な製品として認定されています。[7] [8]
寸法
ダクタイル鋳鉄管のサイズは、管径または公称径（フランス語の略語DN）と呼ばれる無次元単位に基づいて決定されます。これは、インチまたはミリメートルで表した管の内径にほぼ相当します。しかし、継手や継手の互換性を維持するために、肉厚が変化しても管の外径は一定に保たれます。そのため、内径は公称サイズから大きく変化することがあります。
配管寸法は、米国ではAWWA C151（米国慣用単位）、欧州ではISO 2531 / EN 545/598（メートル法）、オーストラリアとニュージーランドではAS/NZS 2280（メートル法）に標準化されていますが、これらは互いに互換性がありません。欧州とオーストラリアはどちらもメートル法ですが、互換性がなく、同じ公称径の配管でも寸法が大きく異なります。
北米
米国では、公称パイプサイズは3インチから64インチまで、少なくとも1インチの増分で変化し、米国AWWA C-151 に従って標準化されています。
| パイプサイズ | 外径 [インチ(mm)] |
|---|---|
| 3 | 3.96 (100.584) |
| 4 | 4.80 (121.92) |
| 6 | 6.90 (175.26) |
| 8 | 9.05 (229.87) |
| 10 | 11.10 (281.94) |
| 12 | 13.20 (335.28) |
| 14 | 15.30 (388.62) |
| 16 | 17.40 (441.96) |
| 18 | 19.50 (495.3) |
| 20 | 21.60 (548.64) |
| 24 | 25.80 (655.32) |
| 30 | 32.00 (812.8) |
ヨーロッパ
欧州の配管は、 ISO 2531とその派生規格であるEN 545（飲料水）およびEN 598（下水）に標準化されています。欧州の配管は、内張り後の内径が公称径とほぼ一致するようにサイズが決められています。ISO 2531は、古いドイツの鋳鉄管との寸法互換性を維持しています。しかし、互換性のない帝国標準規格BS 78を使用していた古い英国の配管は、新しく敷設された配管に接続する際にアダプターが必要です。偶然にも、英国における欧州の配管規格への整合は、ダクタイル鋳鉄管への移行とほぼ同時に行われたため、ほぼすべての鋳鉄管は帝国標準規格、すべてのダクタイル鋳鉄管はメートル法規格となっています。
| DN | 外径 [mm (インチ)] |
壁の厚さ [mm (in)] | ||
|---|---|---|---|---|
| クラス40 | K9 | K10 | ||
| 40 | 56 (2.205) | 4.8 (0.189) | 6.0 (0.236) | 6.0 (0.236) |
| 50 | 66 (2.598) | 4.8 (0.189) | 6.0 (0.236) | 6.0 (0.236) |
| 60 | 77 (3.031) | 4.8 (0.189) | 6.0 (0.236) | 6.0 (0.236) |
| 65 | 82 (3.228) | 4.8 (0.189) | 6.0 (0.236) | 6.0 (0.236) |
| 80 | 98 (3.858) | 4.8 (0.189) | 6.0 (0.236) | 6.0 (0.236) |
| 100 | 118 (4.646) | 4.8 (0.189) | 6.0 (0.236) | 6.0 (0.236) |
| 125 | 144 (5.669) | 4.8 (0.189) | 6.0 (0.236) | 6.0 (0.236) |
| 150 | 170 (6.693) | 5.0 (0.197) | 6.0 (0.236) | 6.5 (0.256) |
| 200 | 222 (8.740) | 5.4 (0.213) | 6.3 (0.248) | 7.0 (0.276) |
| 250 | 274 (10.787) | 5.8 (0.228) | 6.8 (0.268) | 7.5 (0.295) |
| 300 | 326 (12.835) | 6.2 (0.244) | 7.2 (0.283) | 8.0 (0.315) |
| 350 | 378 (14.882) | 7.0 (0.276) | 7.7 (0.303) | 8.5 (0.335) |
| 400 | 429 (16.890) | 7.8 (0.307) | 8.1 (0.319) | 9.0 (0.354) |
| 450 | 480 (18.898) | – | 8.6 (0.339) | 9.5 (0.374) |
| 500 | 532 (20.945) | – | 9.0 (0.354) | 10.0 (0.394) |
| 600 | 635 (25,000) | – | 9.9 (0.390) | 11.1 (0.437) |
| 700 | 738 (29.055) | – | 10.9 (0.429) | 12.0 (0.472) |
| 800 | 842 (33.150) | – | 11.7 (0.461) | 13.0 (0.512) |
| 900 | 945 (37.205) | – | 12.9 (0.508) | 14.1 (0.555) |
| 1000 | 1,048 (41.260) | – | 13.5 (0.531) | 15.0 (0.591) |
| 1100 | 1,152 (45.354) | – | 14.4 (0.567) | 16.0 (0.630) |
| 1200 | 1,255 (49.409) | – | 15.3 (0.602) | 17.0 (0.669) |
| 1400 | 1,462 (57.559) | – | 17.1 (0.673) | 19.0 (0.748) |
| 1500 | 1,565 (61.614) | – | 18.0 (0.709) | 20.0 (0.787) |
| 1600 | 1,668 (65.669) | – | 18.9 (0.744) | 51.0 (2.008) |
| 1800 | 1,875 (73.819) | – | 20.7 (0.815) | 23.0 (0.906) |
| 2000 | 2,082 (81.969) | – | 22.5 (0.886) | 25.0 (0.984) |
他の欧州規格では、より専門的な製品に関する仕様が規定されています。
EN 15655:2009 – ダクタイル鋳鉄管、継手および付属品 – 管および継手の内部ポリウレタンライニング – 要件および試験方法
EN 877:1999/A1:2006 – 建物からの排水用の鋳鉄管および継手、そのジョイントおよび付属品 – 要件、試験方法および品質保証
CEN/TR 15545:2006 – EN 545の使用ガイド
CEN/TR 16017:2010 – EN 598の使用ガイド
EN 877:1999 – 建物からの排水用の鋳鉄管および継手、そのジョイントおよび付属品 – 要件、試験方法および品質保証
EN 877:1999/A1:2006/AC:2008 – 建物からの排水用の鋳鉄管および継手、そのジョイントおよび付属品 – 要件、試験方法および品質保証
EN 598:2007+A1:2009 – 下水道用途のダクタイル鋳鉄管、継手、付属品及びそれらの接合部 – 要件及び試験方法
EN 12842:2012 – PVC-UまたはPE配管システム用ダクタイル鋳鉄製継手 – 要件および試験方法
CEN/TR 16470:2013 – 上下水道用途におけるダクタイル鋳鉄管システムの環境側面
EN 14628:2005 – ダクタイル鋳鉄管、継手および付属品 – 管の外部ポリエチレンコーティング – 要件および試験方法
EN 15189:2006 – ダクタイル鋳鉄管、継手および付属品 – 管用外部ポリウレタンコーティング – 要件および試験方法
EN 14901:2014 – ダクタイル鋳鉄管、継手および付属品 – ダクタイル鋳鉄管および付属品のエポキシコーティング（高強度） – 要件および試験方法
EN 969:2009 – ガスパイプライン用ダクタイル鋳鉄管、継手、付属品及びそれらの接合部 – 要件及び試験方法
EN 15542:2008 – ダクタイル鋳鉄管、継手および付属品 – 管の外面セメントモルタルコーティング – 要件および試験方法
EN 545:2010 – 水道管用ダクタイル鋳鉄管、継手、付属品及びそれらの接合部 – 要求事項及び試験方法
EN 14525:2004 – ダクタイル鋳鉄製の幅広い公差のカップリングおよびフランジアダプタ（異なる材質のパイプに使用するため）：ダクタイル鋳鉄、ねずみ鋳鉄、鋼、PVC-U PE、繊維セメント
オーストラリアとニュージーランド
オーストラリアとニュージーランドのパイプは、AS / NZS [9] 2280という独自の仕様に基づいてサイズが決められていますが、同じ命名法が使用されているにもかかわらず、ヨーロッパのパイプとは互換性がありません。
オーストラリアは初期に英国鋳鉄管規格BS 78を採用していましたが、英国がISO 2531を採用した際にこの規格が廃止された際、欧州との同様の調和を図るのではなく、外径は変更せずに製造の継続性と後方互換性を確保するために、ヤードポンド法からメートル法への「ソフト」変換（AS/NSZ 2280として発行）を選択しました。そのため、ライニング管の内径は公称径と大きく異なり、水圧計算には管規格に関する特別な知識が必要となります。
| 公称サイズ（DN） | 外径 [mm (インチ)] |
公称壁厚 [mm (in)] |
フランジクラス | |
|---|---|---|---|---|
| PN20 | PN35 | |||
| 100 | 122 (4.803) | – | 5.0 (0.197) | 7.0 |
| 150 | 177 (6.969) | – | 5.0 (0.197) | 8.0 |
| 200 | 232 (9.134) | – | 5.0 (0.197) | 8.0 |
| 225 | 259 (10.197) | 5.0 (0.197) | 5.2 (0.205) | 9.0 |
| 250 | 286 (11.260) | 5.0 (0.197) | 5.6 (0.220) | 9.0 |
| 300 | 345 (13.583) | 5.0 (0.197) | 6.3 (0.248) | 10.0 |
| 375 | 426 (16.772) | 5.1 (0.201) | 7.3 (0.287) | 10.0 |
| 450 | 507 (19.961) | 5.6 (0.220) | 8.3 (0.327) | 11.0 |
| 500 | 560 (22.047) | 6.0 (0.236) | 9.0 (0.354) | 12.0 |
| 600 | 667 (26.260) | 6.8 (0.268) | 10.3 (0.406) | 13.0 |
| 750 | 826 (32.520) | 7.9 (0.311) | 12.2 (0.480) | 15.0 |
関節
個々の長さのダクタイル鋳鉄管は、フランジ、カップリング、または何らかの形のスピゴットとソケットの配置によって接合されます。
フランジ
フランジはパイプの端部に取り付けられた平らなリングで、別のパイプの同等のフランジと合わさり、この 2 つは通常、フランジに開けられた穴に通されたボルトで固定されます。合わせたフランジの隆起面の間に配置された、通常はエラストマー製の変形可能なガスケットが密閉の役割を果たします。フランジは、パイプのサイズや圧力要件の寸法の違い、および独自の規格開発のために異なる、多数の仕様に合わせて設計されています。米国では、フランジはパイプにねじ込まれるか溶接されます。欧州市場では、フランジは通常パイプに溶接されます。米国では、フランジは標準の 125 ポンド ボルト パターンと 250 ポンド (およびそれ以上) のボルト パターン (スチール ボルト パターン) で使用できます。両方とも通常 250 psi (1,700 kPa ) で定格されています。フランジ接合部は剛性があり、張力と圧縮の両方に加え、ある程度のせん断と曲げにも耐えることができます。また、組み立て後に分解することもできます。ジョイントの剛性と過度の曲げモーメントが発生するリスクがあるため、フランジ付き配管は埋設しないことをお勧めします。
水道業界で現在使用されているフランジ規格は、米国では ANSI B16.1、欧州では EN 1092、オーストラリアとニュージーランドでは AS/NZS 4087 です。
スピゴットとソケット
スピゴットとソケットは、通常のパイプの端部であるスピゴットを別のパイプまたは継手のソケットまたはベルに挿入し、ソケット内で両者の間を密閉する構造です。通常のスピゴットとソケット継手では、金属同士が直接接触することはなく、すべての力がエラストマーシールを介して伝達されます。そのため、スピゴットとソケット継手は柔軟に曲がり、ある程度の回転も許容するため、パイプの移動が可能になり、土壌の動きによる応力を緩和できます。結果として、拘束されていないスピゴットとソケット継手は、パイプの軸方向に圧縮力や張力、そしてせん断力をほとんど伝達しません。したがって、曲げ部、T字継手、バルブなどには、拘束継手、またはより一般的にはスラストブロックが必要です。スラストブロックは、力を圧縮力として周囲の土壌に伝達します。
ソケットとシールには様々な種類があります。最も近代的なのは「プッシュジョイント」または「スリップジョイント」で、ソケットとゴムシールが一体化されており、潤滑剤を塗布した後、パイプの差し込み口をソケットに押し込むだけで取り付けられます。プッシュジョイントは依然として独自の設計です。また、ロッキングガスケットシステムも利用可能です。これらのロッキングガスケットシステムは、パイプを押し込むことはできますが、ガスケットに特殊な工具やトーチを当てない限り、ジョイントを外すことはできません。
最初期の鋳鉄製栓とソケットの接合は、水、砂、鉄粉、塩化アンモニウムの混合物をソケットに充填することで行われました。混合物を封じ込めるため、栓の周りのソケットにガスケットリングが押し込まれ、コーキング工具でソケットに打ち込まれ、その後、先端が尖らされました。この接合は数週間かけて固まり、完全に強固な接合部を形成しました。このような配管システムは、19世紀の教会の暖房システムによく見られます。
寿命と腐食
1950年代後半には、鋳鉄に比べて高い強度と同等の耐食性を備えたダクタイル鉄管が市場に導入されました。[10] 2004年の調査によると、試験結果、現場検査、そして50年以上にわたる供用実績に基づき、ダクタイル鉄管の予想寿命は100年とされています。[11] 2012年、アメリカ水道協会は、全米の水道管を対象とした分析に基づき、良質な土壌に設置されたダクタイル鉄管、または「進化した敷設方法」を用いてより侵食性の高い土壌に設置されたダクタイル鉄管の推定寿命は最大110年であると報告しました。[5]
ほとんどの鉄鋼材料と同様に、ダクタイル鋳鉄は腐食の影響を受けやすいため、その耐用年数は腐食の影響に左右されます。[1]ダクタイル鋳鉄管では、腐食は2つの方法で発生します。1つは黒鉛化（腐食によって鉄分が浸出することで管構造が全体的に弱体化します）で、もう1つは腐食孔食（より局所的な影響で管構造の弱体化を引き起こします）です。[10]
過去100年間で、鉄管の平均厚さは、冶金学の進歩と鋳造技術の向上により、金属の強度が向上したため、減少しました。[12] [ 13 ] [14]
腐食を軽減する方法
配管の破損につながる腐食の可能性は、土壌の腐食性に大きく左右されます。腐食性の高い土壌に保護されていない配管は、寿命が短くなる傾向があります。[4]適切な保護措置を講じずに腐食性の高い環境に設置されたダクタイル鉄管の寿命は、21年から40年です。[6] [15]ポリエチレンスリーブの使用を含むダクタイル管の腐食抑制対策を導入することで、腐食性土壌が配管に与える影響を抑制し、腐食を軽減することができます。[6]
アメリカ合衆国では、米国規格協会（ANSI）と米国水道協会（AWA）が、ダクタイル鉄管を腐食から保護するためにポリエチレンスリーブの使用を標準化している。[3] [16]カナダ国立研究評議会（NCRC）の研究者による2003年の報告書では、ポリエチレンスリーブの「良好な性能と不良な性能の両方」が報告されていると指摘されている。[10]しかし、ダクタイル鉄管研究協会（DUCTI）のフロリダ試験場で行われた研究では、腐食環境にさらされた未コーティングのパイプと比較して、緩いポリエチレンスリーブで覆われたパイプは「良好な状態」にあることが判明した。[6]
2005年に行われた1,379本の配管サンプルを対象としたメタアナリシスの結果、緩いポリエチレンスリーブは腐食抑制に非常に効果的であることが判明しました。この分析でポリエチレンスリーブが効果的な腐食抑制効果を発揮しなかった唯一の環境は、「極めて過酷な」環境でした。これは、稀ではあるものの極めて腐食性の高い環境に分類されます。この分析では、この「極めて過酷な」環境において、37年の耐用年数が期待できることが示されました。[6]
国際標準化機構（ISO）規格に基づいて製造された配管は、通常、腐食防止のため亜鉛メッキが施されています。より腐食性の高い土壌の場合は、亜鉛メッキされた配管の上にポリエチレンスリーブが設置され、さらなる保護が図られます。[10] [17]
陰極防食も腐食を防ぐために使用される場合があり、腐食技術者は腐食性土壌内の配管に対して外部誘電体コーティングに加えて陰極防食を推奨する傾向がある。[10] [18]
米国の技術者や水道当局は、様々なコーティングや陰極防食の適用について意見が分かれています。いずれの防食方法においても、結果はまちまちです。しかし、これは地域によって土壌の腐食性や温度が異なること、あるいは施工中に発生する損傷が防食コーティングの有効性に影響を与える可能性があるためです。[10] [18]
内部ライニング
ダクタイル鋳鉄管は、製造時にライニングが施されているため、飲料水や低腐食性の下水において内部腐食に対して高い耐性を示します。腐食生成物が管内壁に堆積する「結節」は、セメントモルタルライニングによってほぼ完全に排除されています。このライニングは腐食性水に対する物理的・化学的バリアとして機能します。[19]最初のセメントライニング鉄管は1922年にサウスカロライナ州チャールストンに設置され、2022年に市のインフラ定期改修工事で本管が交換されるまで、100年間にわたり給水・給水を継続しました。
ポリウレタン（PUR）
ポリウレタンは、セメントモルタルの代わりにダクタイル鋳鉄管の内張りとして提供されるオプションです。しかし、PURは受動的な保護しか提供しないため、取り扱いや設置中にコーティングが損傷しないことが極めて重要です。メーカーは、PURコーティングを確実に保護するために、厳格な取り扱い、輸送、設置手順を規定しています。配管が変形した場合でも、ポリウレタンの弾力性により、場合によってはコーティングが損傷を受けないことがあります。腐食専門家
ポリウレタンコーティングは 1972 年に初めて使用されました。[引用が必要] 他のコーティングと比較して、内部のポリウレタンライニングは、飲料水、廃水、脱塩水、工業用水、ガスなどのさまざまな媒体、および硫酸などの腐食性溶液に対して高い耐性を示します。
ポリウレタンは、溶剤を含まない熱硬化性プラスチックで、三次元的に結合した分子構造により機械的安定性を備えています。内面コーティングに使用されるポリウレタンライニングは、以下の標準特性を有し、EN 15655:2009（ダクタイル鋳鉄管、継手および付属品 - 管および継手用内面ポリウレタンライニング - 要件および試験方法）で規格化されています。
セメントモルタル
水道用途におけるライニングの主流は、製造工程で遠心力で塗布されるセメントモルタルです。セメントモルタルは、セメントと砂を1:2～1:3.5の比率で混合したものです。飲料水にはポルトランドセメントが使用され、下水には耐硫酸塩セメントまたは高アルミナセメントが一般的に使用されます。
セメントモルタルライニングは内部腐食を劇的に低減することが分かっています。DIPRAの調査によると、セメントライニングのヘイゼン・ウィリアムズ係数は130～151の範囲に保たれ、経年変化によるわずかな低下しか見られないことが実証されています。
外部コーティング
保護されていないダクタイル鋳鉄は、鋳鉄と同様に、すべての土壌ではないものの、ほとんどの土壌において本質的に耐食性を備えています。しかしながら、土壌の腐食性に関する情報が不足していることや、埋設管の寿命を延ばすために、ダクタイル鋳鉄管は一般的に1つ以上の外部コーティングで保護されています。米国とオーストラリアでは、ポリエチレンスリーブが推奨されています。欧州では、より高度なシステムとして、直接接着された亜鉛コーティングの上に仕上げ層を積層し、ポリエチレンスリーブと併用することが規格で推奨されています。
ルーズポリエチレンスリーブ（LPS）
ルーズポリエチレンスリーブは、1951年に米国でCIPRA（1979年以降はDIPRA）によって、腐食性の高い土壌での使用を目的として初めて開発されました。1950年代後半には米国で広く採用され、1965年には英国、1960年代半ばにはオーストラリアで初めて採用されました。ルーズポリエチレンスリーブ（LPS）は、信頼性と有効性において実績があり、現在も最も費用対効果の高い防食方法の一つです。
LPSは、ジョイントのベル部を含むパイプを完全に包み込むポリエチレン製の緩いスリーブで構成されています。このスリーブは、いくつかのメカニズムによって腐食を抑制します。まず、パイプを土壌粒子から物理的に分離し、直接的なガルバニック腐食を防止します。また、地下水に対する不浸透性のバリアを提供することで、ダクタイル鋳鉄表面への酸素の拡散を抑制し、腐食を促進する電解質の利用を制限します。さらに、パイプ表面に沿って均一な環境を提供し、腐食がパイプ全体に均一に発生するようにします。さらに、スリーブは硫酸還元細菌の増殖を促進する可能性のある栄養素の利用を制限し、微生物による腐食を抑制します。LPSは完全な防水性ではなく、パイプ表面への水の移動を大幅に制限するように設計されています。[20]スリーブの下に存在し、パイプ表面と接触している水は、急速に酸素が失われ、栄養素が枯渇し、さらなる腐食が制限される安定した環境を形成します。不適切に設置されたスリーブが地下水の自由な流れを許容し続ける場合、腐食を抑制する効果はありません。
ポリエチレンスリーブは様々な素材で提供されています。現在最も一般的な素材は、厚さ8ミル（200μm）の直鎖状低密度ポリエチレンフィルムと、厚さ4ミル（100μm）の高密度直交積層ポリエチレンフィルムです。後者はスクリム層で補強されている場合とされていない場合があります。
ポリエチレンスリーブには限界があります。欧州の実務では、土壌の自然抵抗率が750Ω/cm未満の場合は、亜鉛およびエポキシ樹脂による保護コーティングを追加せずにポリエチレンスリーブを使用することは推奨されません。一方、抵抗率が1500Ω/cm未満で、配管が地下水位以下に設置されている場合、さらに人工的な土壌汚染物質や特に迷走電流が存在する場合は、亜鉛およびエポキシ樹脂コーティングに加えてポリエチレンスリーブを使用することが推奨されます。[20]ポリエチレンは紫外線劣化を受けやすいため、スリーブまたはスリーブ付きパイプは日光の当たる場所に保管しないでください。ただし、スリーブに含まれる炭素顔料は限定的な保護効果をもたらします。
ポリエチレン スリーブは、国際的には ISO 8180、米国では AWWA C105、英国では BS 6076、オーストラリアでは AS 3680 および AS 3681 に従って標準化されています。
亜鉛
欧州およびオーストラリアでは、ダクタイル鋳鉄管は通常、亜鉛コーティングの上にビチューメン、ポリマー、またはエポキシ仕上げ層を施して製造されます。EN 545/598では、亜鉛含有量200 g/m 2以上（純度99.99%）および仕上げ層の平均厚さ70 μm以上（極小値は50 μm）が規定されています。AS/NZS 2280では、亜鉛含有量200 g/m 2以上（純度99.99%で極小値は180 g/m 2）および仕上げ層の平均厚さ80 μm以上が規定されています。
ダクタイル鋳鉄管の結合コーティング（亜鉛、コールタールエポキシ、鋼管に見られるテープラップシステム）に関する現在のAWWA規格はなく、DIPRAは結合コーティングを推奨しておらず、AWWA M41は一般的に結合コーティングを好ましくなく、陰極防食と組み合わせてのみ使用することを推奨しています。[21]
ビチューメンコーティング
米国では、亜鉛めっきは一般的に採用されていません。ダクタイル鉄管は、設置前に保護するために、代わりに厚さ1ミル（25μm）の瀝青質仮めっきが施されています。このめっきは、配管設置後の保護を目的としたものではありません。
水性パイプコーティング
水性パイプコーティングは、ダクタイル鋳鉄管の内径および外径に塗布する環境に優しいコーティングです。内外からの腐食を防ぎ、製品を汚染から保護します。このコーティングは、アスファルテンと水を主成分とし、メーカーの仕様に応じてその他の原料を加えて製造されるエマルジョンです。
これらは 1990 年代初頭に使用されるようになり、ベンゼン、トルエン、ヘキサン、その他の揮発性有機化合物などの危険で環境に有害な溶剤をベースにしたコーティングに取って代わりました。
業界団体と市場
米国では、ダクタイル鉄管研究協会がダクタイル鉄管メーカーを代表しています。同協会は、水道・下水道などの公共事業におけるダクタイル鉄管の活用に関する研究を行い、その普及を推進しています。特に、 PVCなどの代替製品と比較した強度、リサイクル性、ライフサイクルコストに焦点を当てています。[22] [23]米国の業界を代表するのは、全米管製造業者協会です。[24]米国以外では、ダクタイル鉄管業界は、欧州ダクタイル鉄管システム協会などの団体によって支援されています。[25]
2008年の金融危機後、自治体による水道本管の交換延期や新築住宅の建設減少により、米国ではパイプ業界全体の売上が減少しました。[26]フリードニア・グループが2011年に発表したレポートによると、2008年の危機からの経済回復により、大口径パイプ市場におけるダクタイル鋳鉄のシェアが拡大する可能性が高いとされています。[27]
環境への影響
先進国におけるダクタイル鉄管は通常、スクラップ鉄やリサイクル鉄などのリサイクル材料のみから製造されています。[28] [29]使用後はパイプをリサイクルすることができます。[30]
環境への影響に関しては、ダクタイル鋳鉄管と他の管材の環境への影響を比較した研究がいくつかある。[31] 1995年のJescharらの研究では、コンクリート、ダクタイル鋳鉄、鋳鉄、PVCなど様々な材料の管の製造におけるエネルギー使用量と二酸化炭素（CO2 ）排出量を、公称直径100mmから500mmの管に基づいて比較した。ダクタイル鋳鉄管の製造に消費されるエネルギーは19.55MJ / kg、製造中に放出される排出量は1.430kg/kgだったのに対し、PVC管ではエネルギー68.30MJ/kg、排出量4.860kg / kg、同じ直径のコンクリート管ではエネルギー1.24MJ/kg、排出量0.148kg / kgだった。[32]
翌年、化学・環境研究所（Forschungsinstitut für Chemie und Umwelt）による別の研究でも同様の結果が得られました。ただし、この研究では配管の寿命も考慮されていました。この研究では、ダクタイル鉄管は寿命が長いため、製造時のエネルギー消費量と排出量の点で環境性能が向上することが示されました。[31] 2012年8月に発表されたDuらによるより最近の研究では、水道管および下水道管に使用される6種類の材料（ダクタイル鉄、PVC、高密度ポリエチレン（HDPE）、コンクリート）のライフサイクル分析が行われました。その結果、直径24インチ以下の場合、製造、輸送、設置に伴う排出量に基づく「地球温暖化係数」はダクタイル鉄管が最も高かったことがわかりました。直径30インチ以上の大口径では、ダクタイル鉄管の「地球温暖化係数」は低く、PVC管が最も高かったことがわかりました。[33]
2008年のKooらの研究によると、ダクタイル鉄管はHDPE管やPVC管に比べて天然資源の枯渇への影響が最も低かった。[30]
2012年11月、米国で製造されたダクタイル鉄管が、持続可能性のための市場変革研究所から持続可能な製品として認証されました。[7] [8]
注記
- ^ abc Moser, AP および Folkman, Steven L. (2008) Buried Pipe Design (第3版) McGraw-Hill, New York, p. 336-337, ISBN 978-0-07-147689-8
- ^ ロマノフ、メルビン (1968). 「土壌におけるダクタイル鉄管の性能」. Journal (American Water Works Association) . 60 (6): 645– 655. Bibcode :1968JAWWA..60f.645R. doi :10.1002/j.1551-8833.1968.tb03591.x. JSTOR 41265349.
- ^ ab 公共事業 1995年4月15日 ダクタイル鋳鉄管; 給水と処理 セクション: pc34(4) 巻V126号N5 ISSN 0033-3840
- ^ ab Deb, Arun K.; Grablutz, Frank M.; Hasit, Yakir (2002). 水道本管の交換と改修の優先順位付け. アメリカ水道協会. p. 54. ISBN 978-1583212165. 2012年10月18日閲覧。
- ^ ab American Water Works Association (2012). Buried No Longer: Confronting Americas Water Infrastructure Challenge (PDF) (Report). American Water Works Association. p. 8. 2012年9月14日時点のオリジナル(PDF)からアーカイブ。 2012年10月19日閲覧。
- ^ abcde Bonds, Richard W.; Barnard, Lyle M.; Horton, A. Michael; Oliver, Gene L. (2005). 「鉄管の腐食と腐食制御：75年間の研究」. Journal (American Water Works Association) . 97 (6): 88– 98. Bibcode :2005JAWWA..97f..88B. doi :10.1002/j.1551-8833.2005.tb10915.x. JSTOR 41312605. S2CID 109690974.
- ^ ab 「ダクタイル鉄管」（PDF）mts.sustainableproducts.com .市場変革から持続可能性への研究所. 2013年1月8日閲覧。
- ^ ab 「ダクタイル鋳鉄は『持続可能な』配管材料とみなされる」（プレスリリース）。公共事業。2012年11月27日。 2013年1月8日閲覧。
- ^ “Standards Australia”. 2014年11月30日時点のオリジナルよりアーカイブ。2014年11月17日閲覧。
- ^ abcdef Rajani, Balvant; Kleiner, Yehuda (2003). 「ダクタイル鉄管の保護：どのような土壌条件に最適な保護方法か？」Journal (American Water Works Association) . 95 (11): 110– 125. Bibcode :2003JAWWA..95k.110R. doi :10.1002/j.1551-8833.2003.tb10497.x. JSTOR 41311262. S2CID 109286257.
- ^ クルーン, デイビッド・H.; ラインマス, デール・ドナルド; サンプソン, シェリ・L.; ヴィンチェンツォ, テリー (2004). 「ダクタイル鋳鉄管の高度な防食ソリューション」.パイプライン・エンジニアリング・アンド・コンストラクション. pp. 1– 17. doi :10.1061/40745(146)75. ISBN 978-0-7844-0745-5. 2012年10月18日閲覧。
- ^ ロベルジュ、ピエール R. (2007)。腐食の検査と監視。ワイリー。 p. 173.ISBN 978-0471742487. 2012年10月17日閲覧。
- ^ 「ダクタイル鉄冶金学」NAPF.com . National Association of Pipe Fabricators. 2012年. 2013年1月27日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2013年1月28日閲覧。
- ^ キャンベル、フレークC. (2008). 冶金学と工学合金の要素. ASMインターナショナル. pp. 464– 465. ISBN 978-0871708670. 2013年1月29日閲覧。
- ^ 「もはや埋もれていない―アメリカの水道インフラの課題に立ち向かう」（PDF）アメリカ水道協会（AWWA）2011年。 2017年5月9日閲覧。
- ^ アメリカ水道協会およびアメリカ規格協会（2010年10月1日）ANSI/AWWA C105/A21.5-10 ダクタイル鋳鉄管システム用ポリエチレン被覆（報告書）AWWA。
- ^ ISO/TC 5技術委員会（2009年）「国際規格ISO/FDIS 2531：水道用ダクタイル鋳鉄管、継手、付属品及びジョイント（報告書）」国際標準化機構（ISO）59頁。
{{cite report}}: CS1 maint: numeric names: authors list (link) - ^ ab Burstall, Tim (1997). Bulk Water Pipelines. Thomas Telford Ltd. p. 200. ISBN 978-0727726094. 2012年10月18日閲覧。
- ^ Bonds, Richard W. (2017年3月). 「ダクタイル鋳鉄管用セメントモルタルライニング」(PDF) . dipra.org . ダクタイル鋳鉄管研究協会.
- ^ ab IGN 4-50-03 – ダクタイル鋳鉄パイプラインシステムにおける現場施工、工場施工、および工場で補強されたポリエチレンスリーブの使用に関する運用ガイドライン 「アーカイブコピー」（PDF） 。 2011年7月23日にオリジナル（PDF）からアーカイブ。 2009年7月4日閲覧。
{{cite web}}: CS1 maint: archived copy as title (link) - ^ AWWAマニュアルM41 – ダクタイル鋳鉄管および継手[永久リンク切れ]
- ^ “Who we are”. dipra.org . ダクタイル鉄管研究協会. 2013年4月14日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2013年1月30日閲覧。
- ^ 「調査で水道インフラの課題が浮き彫りに」american-usa.com . American Cast Iron Pipe Company. 2012年6月15日. 2012年6月26日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2013年1月30日閲覧。
- ^ 「ホームページ」napf.com . 全米パイプ製造業者協会. 2013年1月30日閲覧。
- ^ 「Fachgemeinschaft Guss-Rohrsysteme (FGR) e. V. / European Association for Ductile Iron Pipe Systems」. Environmental-expert.com . Environmental Expert.com . 2013年1月30日閲覧。
- ^ 「米国の水道管をどうするか？」American Water Intelligence、2011年6月。2012年12月4日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2013年1月30日閲覧。
- ^ Plastics Today スタッフ (2011年4月21日). 「プラスチックパイプの需要は上昇するが、ダクタイル鋳鉄とコンクリートの方が優れている」. Plastics Today . 2013年1月30日閲覧。
- ^ AWWAマニュアルM41：ダクタイル鋳鉄管および継手。アメリカ水道協会。2002年。13ページ。ISBN 978-1583212189. 2012年10月9日閲覧。
- ^ 「ダクタイル鋳鉄管の製造」PSCIPCO.com . Pacific States Cast Iron Pipe Company. 2012年5月12日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2012年10月9日閲覧。
- ^ ab Koo, Dae-Hyun; Ariaratnam, Samuel T. (2008年8月). 「水道本管交換オプションの評価における持続可能性モデルの適用」. Journal of Construction Engineering and Management . 134 (8): 563– 574. doi :10.1061/(ASCE)0733-9364(2008)134:8(563).
- ^ ab Friedrich, E; Pillay, S; Buckley, CA (2007年7月). 「水道業界におけるLCAの活用と環境パフォーマンス指標の必要性」. Water SA . 33 (4): 443– 452. ISSN 0378-4738 . 2012年10月5日閲覧。
- ^ ジェシャール、R;スペクト、E;シュタインブリュック、A (1995 年 4 月)。 「Energieverbrauch und CO2-Emission bei der Herstellung und Entsorgung von Abwasserrohren aus verschiedenen Werkstoffen」[さまざまな材質の下水道の製造および廃棄時のエネルギー消費と CO 2排出量]。Korrespondenz Abwasser (ドイツ語)。42 ( 4 ) : 537– 40、542– 4、546– 9。2012 年10 月 8 日に取得。
- ^ Du, F; Woods, G; Kang, D; Lansey, K; Arnold, A (2012年8月). 「水道管および廃水管材料のライフサイクル分析」. Journal of Environmental Engineering . 139 (5): 703– 711. doi :10.1061/(ASCE)EE.1943-7870.0000638.
https://www.allplasticpipe.com/hdpe-pipes-and-fittings
外部リンク
- ダクタイル鉄管研究会公式ウェブサイト
- オーストラリア水道サービス協会の公式ウェブサイト
- ダクタイル鋳鉄管とダクタイル鋳鉄管の設置に関する教育およびトレーニングビデオ
