JP2002146569A - 電気防食用通電電極設置方法及びその電極設置構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】電気防食施工において、流速のある狭隘な空隙
部にある電気防食用通電電極等は、強固な取付け法を採
用することはもちろんであるが、万一、取付構造に老朽
化、不良等が出て取付が緩んだりした場合でも、電気的
短絡を発生しないような安全な対策が必要であった。 【構成】地中に埋設したケーシング(１)内にモータ(２)
・ストレーナ(３)・ポンプ(４)・揚水管(５)を一体化し
た被防食金属体(６)を収納した水井戸において、非金属
製保護筒体(７)の中に棒状電極(８)を挿入すると共に、
その上下端部を絶縁物(９)で固定した当該保護筒体をケ
ーシング内径(Ｒ)と被防食金属体(６)の外径(Ｒ')との
狭隘な空隙部(Ｓ)に挿入して配置したことを特徴とする
電気防食用通電電極の設置構造。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電気防食用通電電極
構造に関するもので、電気防食施工において、狭隘部に
用いることのできる電極構造と、通電電極を原因とした
正負極間の短絡を確実に防止することが可能にしたもの
である。

【０００２】

【従来の技術】一般に、地中に埋設されている水井戸用
ケーシングや、油井ケーシング等の金属管から電流が流
出すると、金属管の材料は金属イオンとなって流出し腐
食が発生する。このような金属材料の腐食を防止するた
めに、埋設金属管から離れた所に設置した低電位金属の
流電陽極の両者を電気的に接続し、この間の電位差を利
用し腐食を防止する。又は低電位金属の流電陽極に変わ
り、通電により消耗の少ない難溶性通電電極体を設置
し、両者間に防食用直流電源を介し電気的に接続して、
いわゆる外部電源法による防食が行われている。

【０００３】例えば、図８は埋設金属体１３に対し低電
位金属を用いたバックフィルに入った流電陽極１４によ
る陰極防食法を示している。図９は同じく埋設金属体を
陰極防食するのに外部電源法で行っているもので、通電
電極１５を埋設金属体１３より隔離して浅い埋設を行っ
たものである。図１０はやはり埋設金属体１３を陰極で
きないために、バックフィルに入った外電用通電電極１
５を地中深くまで掘ったボーリンク坑内に設置した例を
示す。図１１及び図１２は例えば水井戸ケーシング１’
の外面を流電陽極法及び外部電源法で陰極防食している
もので、水井戸ケーシング１’の内面、揚水管５’、揚
水ポンプ４’については陰極防食されていない。図８及
び図９はきわめて一般的な陰極防食法について示してい
る。

【０００４】一方、図１３及び図１４は例えば水井戸ケ
ーシング１’の内面に対する陰極防食の例で図１３はバ
ックフィルに入っていない流電陽極１４’によるものを
示しているが、この低電位金属体１４’と被防食陰極金
属体との間の電位差も小さく、バックフィルに入ってい
ない流電陽極１４’も通電による消耗をするため大型の
陽極を多数取り付けざるを得ず、実際問題としてきわめ
て陰極防食が施工し難い背景を有している。

【０００５】図１４は外部電源法にした例を示している
が、バックフィルに入っていない通電電極１５’の取付
け数は図１３のバックフィルに入った流電陽極１４に比
べてはるかに少ない電極本数で陰極防食が可能である。
しかしながら、電極本数が狭隘部に設置されているほ
か、流速、振動等で万一取付け構造の老化、不良が生じ
た場合には被防食金属体の揚水管５’の外面、揚水ポン
プ４’その他に、通電電極本体１５’と接触する危険性
を有することは明らかである。例えば、図１５の揚水ポ
ンプ４’の大径の点Ｘに絶縁ボビン１６を固定具１７'
で固定されている通電電極１５’が接触する。

【０００６】そこで、従来にあっても深井戸式電極にお
いて、電極装置の再生可能な構造として、図１６に示す
技術は知られている。当該技術は、地中の通電電極周辺
の合成樹脂製ケーシング７’に、下向き４５°の角度θ
で多数の開口部９を設け、経年使用後に電極消耗等が生
じたときに、水井戸ケーシング７’内に水ジェットを噴
射し、通電電極１５'の周囲の充填材Ｃが流動状態の間
にその通電電極を交換するようになっている。この場
合、電極保護ケーシング７’は電極周辺充填材Ｃが流動
化した際、ケーシング外側の土壌が崩落したり、ケーシ
ング７’に土砂の流入を防ぐために４５°の角度θで下
向きの開口部を設けてある。すなわち、ケーシングの孔
あき部９’は下半部の高さＨ’に設けられ、且つ上半部
Ｈ”は孔無し部となっている。そして、孔あきケーシン
グ部は充填材Ｃの流動化に際し、ケーシング７’の周囲
における土砂の崩落防止と、土砂の浸入の防止を図って
いる。

【０００７】また、図１７及び図１８に示すものは、各
需要家等に供給されている水道水の赤水防止用として提
案されているものである。屈曲している水道管２０のう
ちに挿入可能な柔軟性のある線状陽極１８の技術であ
る。線状陽極１８と被防食金属体６の水道管２０との接
触防止用には、線状陽極１８の表面に網状被覆体１９を
被せて使用しており、水道管への貫通部２１のみ固定さ
れ、水道管２０内は流れにまかせて固定されていない。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、流速のある
狭隘場所にある電気防食用通電電極等は、強固な取付け
法を採用することはもちろんであるが、万一、取付け構
造に老朽化、不良等が出て取けが緩んだりした場合で
も、電気的短絡を発生しないような安全な対策が必要で
あった。

【０００９】そして、前記の図１７に示す先行技術は、
本願発明のように開口付き通電電極の狭隘な空隙部に挿
入配置が可能で、且つ通電電極と被防食体の陰極体との
電気的接触防止を目的としていないことは明らかであ
る。また、図１８に示す先行技術にあっては、屈曲され
ている水道管２０へ挿入するのを最大の眼目としている
いて、本願発明のように通電電極の狭隘な空隙部に挿入
配置が可能で、なお且つ開口付き通電電極と被防食体で
ある揚水管・ポンプの外面・ケーシングの内面等の陰極
体との電気的接触防止を目的としていないことは明らか
である。

【００１０】そして、埋設金属管を広い範囲にわたり電
気防食するに当たっては、埋設金属体と流電陽極材や外
部電源法による通電電極とは、隔離した方が良策なのは
自明のことである。そのため、流電陽極材や外部電源法
の通電電極は埋設金属体からは隔離されているため、通
電電極は通電のための広いスペースを必要としている。

【００１１】上記のように、これら制限のために水井戸
ケーシング内面や、揚水管、油井ケーシング内面等の陰
極防食は、限られたスペースと流体に対する抵抗、流体
による振動等のため、流電陽極材の取付け、外部電源法
の通電電極の取付け等に困難な点を多数有していた。ま
た、取付け構造が使用中に緩んだりすると、外電用通電
陽極が防食対象である陰極と接触等を起こし、電気的短
絡等の故障を生じる危険を持っているため、これらに対
する電気防食の多くの実績は得られていなっかった。

【００１２】

【課題を解決するための手段】ところで、陰極防食用通
電電流が通過する電解質が広大な広がりを持っていれ
ば、防食電流の広がりは良く、広い範囲の防食が達成さ
れ得るが、狭隘な場所では、防食電流のアンバランスが
しばしば起こることは自明の現象である。この電流の分
布を被防食対象である陰極体の構造、通電電極からの隔
離距離、電解質の電導度、塗装等を勘案して、本願発明
に係る通電電極構造の開口部の形態を変化させること
で、電流分布をより良くする対策が可能になった。

【００１３】本発明は、上記のような従来の諸問題のた
めに見送られてきたケーシング内面、揚水管内面のよう
な金属構造物を陰極防食する手段を提供すると共に、電
気的短絡の危険を回避できる構造を設けるようにしたも
のである。

【００１４】本発明の第１は電気防食用通電電極設置方
法において、地中に埋設したケーシング内に被防食金属
体を収納した水井戸にあって、非金属製保護筒体の中に
棒状電極を挿入すると共に、その上下端部を絶縁物で固
定した当該保護筒体をケーシング内径と被防食金属体の
外径との狭隘な空隙部に挿入して配置し、且つ、正電圧
に印可されている棒状電極が、陰極である被防食金属体
に直接接触することのないようにしたものである。

【００１５】本発明の第２は電気防食用通電電極設置構
造において、地中に埋設したケーシング内にモータ・ス
トレーナ・ポンプ・揚水管を一体化した被防食金属体を
収納した水井戸にあって、非金属製保護筒体の中に棒状
電極を挿入すると共に、その上下端部を絶縁物で固定し
た当該保護筒体をケーシング内径と被防食金属体の外径
との狭隘な空隙に挿入して配置したものである。

【００１６】本発明の第３は第２の発明に係る電気防食
用通電電極設置構造において、棒状電極が狭隘な空隙部
に設置された場合、陰極である被防食金属体にきわめて
接近するため、電気防食効果が近接部には大きすぎ、他
方離隔部には不足することを防止するために棒状電極を
挿入配置した非金属製保護筒体にあけられた開孔部の方
向、数量、大きさ等を制御するようにしたものである。

【００１７】本発明の第４は第２の発明に係る電気防食
用通電電極設置構造において、棒状電極としてチタン丸
棒に白金族酸化物焼付形電極を主として用い、その他同
種の棒状電極としてチタン基材にニオブと白金メッキ又
は白金クラッドを施したもの、チタン基材に白金メッキ
又は白金クラッドを施したもの、チタン基材にモリブデ
ンと白金メッキ又は白金クラッドを施したもの、高珪素
鋳鉄電極、鉛銀電極、フェライト電極、磁性酸化鉄電極
材等を使用すると共に、その硬質の棒状電極を収納した
保護筒体を被防食金属体に間隔保持金具を介して所定の
間隙を保持して取付けたものである。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に則して説明す
る。図1は本発明に係る電気防食通電電極装置の縦断面
図、図２は図1の２−２線に沿う拡大断面図、図３は図
１の保護筒に収納した棒状電極一部縦断正面図、図４は
図３の４−４線に沿う断面図、図５は図４の一部の拡大
図、図６は被防食金属体に対して棒状電極を間隔保持金
具によって所定の間隙を保持している状態を示す一部の
正面図、図７は図６の７−７−線に沿う断面図である。

【００１９】図１〜図５において、１は地中に埋設され
ている鉄管製のケーシング、２は水井戸揚水ポンプ用の
モータ、３はモータの直上に設けたストレーナ、４はス
トレーナの直上に設けた水井戸揚水ポンプ、５は揚水ポ
ンプに連結した揚水管であり、これらのケーシング２・
モータ３・ストレーナ４・ポンプ５はいずれも同一軸心
上に位置させてあり、且つその各外径は略同径に設定し
て被防食金属体を構成している。

【００２０】７は合成樹脂材料を可とする非金属製保護
筒体、８はその保護筒体の中に所定の狭隘な空隙部Ｓを
保有して挿入配置した通電用電極である。この棒状電極
の構造は、チタン丸棒に白金族酸化物焼付形電極を主と
して用い、その他同種の棒状電極として、チタン基材８
aにニオブ８bと白金メッキ又は白金クラッド８cを施し
たもの、チタン基材８aに白金メッキ又は白金クラッド
を施したもの、チタン基材８aにモリブデンと白金メッ
キ又は白金クラッドを施したもの、高珪素鋳鉄電極、鉛
銀電極、フェライト電極、磁性酸化鉄電極材等を使用す
ると共に、その硬質の棒状電極を収納した保護筒体７を
被防食金属体６に間隔保持金具１７を介して所定の間隙
Ｇを保持して取付けたものである。

【００２１】なお、前記の非金属製保護筒体７の中に挿
入した棒状電極８の間に形成される空隙部Ｓは「ケーシ
ング１の内径Ｒ−被防食金属体６の外径Ｒ’＝２Ｓ」の
２分の１である。また、非金属製保護筒体７の外面と棒
状電極８の外面の間は図４に示すように所定の間隙Ｇを
有している。９は保護筒体の下半部Ｈ’にあけた複数の
小孔である。なお、保護筒体の上半部Ｈ”は小孔がない
部分である。さらに、前記の小孔９は、棒状電極８が狭
隘な空隙部Ｓに設置された場合、陰極である被防食金属
体６に接近し過ぎる場合は、電気防食効果が近接部には
大きすぎ、一方離隔部には不足することを防止するため
に図５に示すように、被防食金属体６に近接する部位ｒ
の非金属製保護筒体７には無孔にしてある。

【００２２】１０は通電電極８を、その上下端部におい
て保護筒体７に固定するための絶縁物、１１は電極８に
繋いだ通電用電線、１２はケーシング１内のモータ２に
接続した通モータ用ケーブル、１３は埋設金属体、１７
は被防食金属対６に保護筒体７を所定の間隙Ｇで取付け
るための間隔保持金具、２３はその固定金具の締付け用
ねじを示し、図示例はボルトとナットからなっている。

【００２３】

【具体的な使用例】本発明は上記の実施例において、従
来例である図１３の接触点Ｘでの接触可能性を完全に除
去し、なお且つ、通電に支障がないように多数の孔９を
あけた合成樹脂製保護筒体７で通電電極８の全体を覆っ
て保護する構造としてある。

【００２４】また、本願発明の主眼である水井戸揚水管
５の外面、揚水ポンプ４、水井戸ケーシング１の外面の
陰極防食はきわめて狭隘な空隙部の設備であり、陰極防
食の対象としては電流分布について十分な考慮を要する
ことが肝心である。このため本願発明の開口部付き樹脂
管の開口部設計は、通電用棒状電極８の取付け構造との
相関位置関係により、最適な開口部より最適な電流分布
になるように図っている。

【００２５】上記の図１〜図５に示す実施例に基づく使
用例を説明する。所定の内径Ｒ（例えば３００ｍｍ）を
有するケーシング１の中に当該ケーシングより細い外径
のうち最も太い径Ｒ’（例えば１８０ｍｍ）の被防食金
属体６を挿入配置し、蓋体２２を介して吊持する。そし
て、これによって形成された狭隘な空隙部Ｓ（例えば６
０ｍｍ）に納まる直径（例えば５９ｍｍ以下）に設定し
てある棒状の電極８を収納してある合成樹脂製保護筒体
７を挿入して配置する。そして、電線１１をモータ用ケ
ーブル１２と同じように蓋体２２を挿通して外部に引き
出しておく。

【００２６】この状態において、電極８に通電すると、
電極から流出する防食電流は、保護筒体７の小孔９から
流出されて被防食金属体外面の陰極体に通電反応する。
この場合、保護筒体内の電極８と被防食金属体６の外面
との距離が近すぎるときは、その近接部位ｒにおける保
護筒体には小孔をあけずに無孔状態にした保護筒体を用
いる。なお、ケーシング１の内面にあっても被防食金属
体６と同じ条件で防食電流を通電することができる。

【００２７】また、図６及び図７にあっては、被防食金
属体6に通電用の棒状電極８を収納した保護筒体７を間
隔保持金具１７によって所定間隙Ｇを保持して取付けて
ある。これによって保護筒体７と電極８との間隙Ｇ'に
加えて棒状電極８が相当に長くてもケーシング１内にお
いて被防食金属体６に接触するのを防いでいる。

【００２８】

【発明の効果】本発明は上記の構成であるから、次のよ
うな効果がある。すなわち、この構造により、取付け具
により通電電極が万一外れても、揚水管、揚水ポンプ等
に電気的接触することなく、きわめて安全な構造を提供
することができる。また、棒状電極は硬質であるから、
ケーシング内の狭隘な空隙に確実に挿入することができ
ると共に、保護筒体と電極との間隙に加え、さらに間隔
保持金具を介して被防食金属体に所定間隙を保持して取
付けてあるから、揺れや振動等にも耐えられて安全であ
る。この結果、水井戸ポンプ、揚水管、水井戸ケーシン
グ内面部での腐食により、ポンプの停止、改修、修繕、
取替等腐食が激しい場合には、数年おきに必要としてい
たものが、外部電源法による陰極防食法の施工で、１０
数年程度の補修間隔が可能となり、安全で且つ経済的に
も投資効果の十分に認められるものとなり、産業に益す
るところ大である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る電気防食通電電極設置例の縦断
面図である。

【図２】 図1の２−２線に沿う拡大断面図である。

【図３】 図１の保護筒体に収納した棒状電極一部縦断
正面図である。

【図４】 図３の４−４線に沿う断面図である。

【図５】 図４の一部の拡大図である。

【図６】 被防食金属体に対して棒状電極を間隔保持金
具によって所定の間隔を保持している状態を示す一部の
正面図である。

【図７】 図６の７−７線に沿う断面図である。

【図８】 埋設金属体に対し低電位金属を用いたバック
フィルに入った流電陽極による陰極防食装置の概略正面
図である。

【図９】 図８と同じく埋設金属体を陰極防食するのに
外部電源法による装置の概略正面図である。

【図１０】 埋設金属体をバックフィルに入った外電用
通電電極を地中深くまで掘ったボーリンク坑内に設置し
た概略正面図である。

【図１１】 水井戸ケーシングの外面を外部電源法で陰
極防食している概略正面図である。

【図１２】 図１１と同じく水井戸ケーシングの外面を
外部電源法で陰極防食している概略正面図である。

【図１３】 水井戸ケーシングの内面及びモータ部、ス
トレーナ、ポンプ、揚水管等に対する流電陽極使用の陰
極防食構造の概略正面図である。

【図１４】 図１１と同様に流電陽極法にした陰極防食
装置の概略正面図である。

【図１５】 被防食金属体に対して電極が電気的短絡状
態を示す一部の拡大図である。

【図１６】 埋設金属体用の陰極防食装置の一部縦断面
図である。

【図１７】 網状樹脂チューブに挿入した線状陽極の概
略正面図である。

【図１８】 水道管防食用柔軟性線状陽極の概略正面図
である。

【符号の説明】

１ 鉄管製のケーシング ２ 水井戸揚水ポンプ用のモータ ３ モータの直上に設けたストレーナ ４ ストレーナの直上に設けた水井戸揚水ポンプ ５ 揚水ポンプに連結した揚水管 ６ 被防食金属体 ７ 合成樹脂材料を可とする非金属製保護筒 ８ 通電用電極 ９ 保護筒体にあけた複数の小孔 １０ 絶縁物 １１ 通電用電線 １２ モータ用ケーブル １３ 埋設金属体 １４ バックフィルに入った流電陽極 １４’ バックフィルに入っていない流電陽極 １５ バックフィルに入った外電用通電電極 １５’ バックフィルに入っていない外電用通電電極 １６ 絶縁ボビン １７ 通電電極固定具 １８ 線状陽極 １９ 網状樹脂チューブ ２０ 水道管 ２１ 水道管への貫通部 ２２ ケーシングの蓋部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】地中に埋設したケーシング(１)内に被防食
   金属体(６)を収納した水井戸構造において、非金属製保
   護筒体(７)の中に棒状電極(８)を挿入すると共に、その
   保護筒体をケーシング内径(Ｒ)と被防食金属体(６)の外
   径(Ｒ’)との狭隘な空隙部(Ｓ)に挿入して配置し、且
   つ、正電圧に印可されている棒状電極(８)が、陰極であ
   る被防食金属体(６)に直接接触することのないようにし
   た電気防食用通電電極設置方法。
2. 【請求項２】地中に埋設したケーシング(１)内にモータ
   (２)・ストレーナ(３)・ポンプ(４)・揚水管(５)を一体
   化した被防食金属体(６)を収納した水井戸において、非
   金属製保護筒体(７)の中に棒状電極(８)を挿入すると共
   に、その上下端部を絶縁物（１０）で固定した当該保護
   筒体をケーシング内径(Ｒ)と被防食金属体(６)の外径
   (Ｒ’)との狭隘な空隙部(Ｓ)に挿入して配置したことを
   特徴とする電気防食用通電電極の設置構造。
3. 【請求項３】棒状電極(８)が狭隘な空隙部(Ｓ)に設置し
   た際に、陰極である被防食金属体(６)に接近し過ぎて、
   その近接部には電気防食効果が大きすぎ、他方離隔部に
   は不足することを防止するために棒状電極(８)を挿入配
   置した非金属製保護筒体(７)にあけられた開孔部(９)の
   方向、数量、大きさ等を制御する請求項２記載の電気防
   食用通電電極の設置構造。
4. 【請求項４】棒状電極(８)としてチタン丸棒に白金族酸
   化物焼付形電極を主として用い、その他同種の棒状電極
   としてチタン基材(８a)にニオブ（８b）と白金メッキ又
   は白金クラッド（８c）を施したもの、チタン基材に白
   金メッキ又は白金クラッドを施したもの、チタン基材
   (８a)にモリブデンと白金メッキ又は白金クラッドを施
   したもの、高珪素鋳鉄電極、鉛銀電極、フェライト電
   極、磁性酸化鉄電極材等を使用すると共に、その硬質の
   棒状電極を収納した保護筒体（７）を被防食金属体
   （６）に間隔保持金具（１７）を介して所定の間隙
   （Ｇ）を保持して取付けた請求項２記載の電気防食用通
   電電極の設置構造。