JP2002167683A - 電気防食装置及び電気防食方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 水中、特に海水中にある鋼部材の腐食を防
止する電気防食装置及び電気防食方法において、水中で
の作業を不要とし、溶接等による鋼構造部材への悪影響
を排除する。 【解決手段】 水底から立ち上げられた鋼矢板１で支
持されるコンクリート壁体２に鉛直方向の貫通孔５を設
ける。先端部に流電陽極１２が固着された金属棒１１を
上記貫通孔に挿通し、流電陽極を水中に突き入れて金属
棒の上端部をコンクリート壁体に支持させる。この金属
棒は、揺れ止め部材１７が貫通孔内面に当接することに
よって揺動が防止される。金属棒の上端部に取り付けら
れコンクリート部材に係止された支持部材１３は、コン
クリート部材中に埋め込まれた金属部材によって鋼矢板
と接続され、流電陽極と鋼矢板とが電気的に接続され
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本願発明は、鋼矢板、鋼管矢
板又は鋼管抗等を用いた港湾構造物、護岸構造物又は浮
遊構造物等において、水面下にある鋼部材の腐食を電気
的に防止する電気防食装置及び電気防食方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】護岸、桟橋、岸壁等の港湾構造物や浮桟
橋、人工地盤として用いられる浮遊函体等に、鋼部材は
広く用いられているが、水面下となる部分及び飛沫帯は
腐食し易く、特に海水中に設けられている構造物では激
しい腐食作用を受ける。このため、様々な防食措置が考
えられており、水面下にある部分の防食手段の一つとし
て電気防食がある。

【０００３】電気防食は、腐食を防止する鋼部材を陰極
とし、この他に陽極を水中に設け、陰極に負の電位を生
じさせるものである。陰極に負の電位を生じさせる手段
としては、外部からこれらの間に電圧を印加する方法も
あるが、陽極（流電陽極）にアルミニウム（Ａｌ）、亜
鉛（Ｚｎ）、マグネシウム（Ｍｇ）又はこれらを主成分
とする合金等を用い、イオン化傾向の差による電池作用
で、陰極に負電位を発生させる方法が一般に用いられ
る。

【０００４】上記流電陽極は、水中の陰極と近接する位
置に設けられるものであり、この流電陽極は、例えば、
図８に示すように支持される。これは、Ａｌ合金等から
なる流電陽極１０１を取り付け用鋼材１０２に固着して
おき、この取り付け用鋼材１０２を鋼矢板１０３等の部
材に水中溶接によって固定するものである。これによ
り、流電陽極１０１は、取り付け用鋼材１０２を介して
防食すべき鋼部材と電気的に接続され、流電陽極１０１
がイオン化しようとする作用によって防食すべき鋼矢板
１０３が負電位となる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来から行われている電気防食技術では、次のよ
うな問題点がある。流電陽極は、水中に徐々に溶出する
ものであり、年月を経ることによって体積が減少する。
このため、一定の期間ごとに流電陽極を水中で取り付け
る作業が必要となる。この取付作業は、潜水士が水中で
溶接を行うものであり、熟練作業員と多くの費用が必要
となる。また、作業は危険をともなうこともあり、特に
放水路や取水路の護岸等では流速が大きく、潜水士によ
る水中作業が困難な場合もある。

【０００６】一方、水中溶接は、陸上で行う一般的な溶
接に比べて強度が劣るものであり、６０％程度の強度と
なる。また、流電陽極が取り付けられる鋼矢板等は、水
中溶接によって熱影響部が急冷され、脆化が起こりやす
い。このため、地震時等に大きな力が作用すると水中溶
接部に脆性破壊が生じるおそれがある。

【０００７】また、流電陽極の取付けに多くの費用等が
必要となることから、流電陽極の体積を大きくしてお
き、新たな流電陽極の取り付け頻度を減らすことが望ま
れる。しかし、このために構造物付近の水流によって大
きな力が作用し、上記水中溶接の強度の問題及び鋼部材
の脆化の問題も一層顕著になってしまう。

【０００８】本願発明は、上記のような事情に鑑みてな
されたものであり、その目的は、水中での作業を必要と
せず、防食すべき構造物の鋼部材に悪影響を考えること
が少ない電気防食装置及び電気防食方法を提供すること
である。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１に係る発明は、 水底から立ち上げられた
鋼部材で支持される構造物又は水面下に鋼部材を有する
浮遊構造物の防食装置であって、 前記構造物の水面上
部分から鉛直下方に設けられた貫通孔に挿通され、下部
が水中に突き入れられる金属棒と、 前記金属棒の上端
部に取り付けられ、該金属棒を吊り下げた状態で、前記
貫通孔の上部に係止する支持部材と、前記貫通孔に挿通
可能な形状を有し、吊り下げられた前記金属棒の水中に
位置する部分に固着された流電陽極と、 前記金属棒と
前記構造物の水面下にある部分とを電気的に接続する導
電部材とを有する電気防食装置を提供するものである。

【００１０】この電気防食装置では、貫通孔の水面上に
ある上側の開口から流電陽極が固着された金属棒を挿入
して水中へ突き入れ、金属棒の上端部を貫通孔の上部で
支持することができる。そして、この金属棒と水面下に
ある鋼部材とを電気的に接続することにより、鋼部材が
陰極となって電位は負極性に維持される。このように構
成することにより、流電陽極は構造物の水面上部分から
の作業のみによって容易に設置することができる。ま
た、金属棒を構造物の上から引き上げることによって交
換も容易に行うことができる。また、防食すべき鋼部材
に対する溶接等の加工は不要となり、構造的な弱点を生
じることもない。

【００１１】なお、上記金属棒は導電性を有するもので
あり、腐食しにくい材料からなるものが望ましく、例え
ばステンレススチールを用いるのが良い。また、流電陽
極は、従来から用いられている材料で形成することがで
き、Ａｌ、Ｚｎ、Ｍｇ又はこれらを主成分とする合金等
が用いられる。

【００１２】請求項２に係る発明は、請求項１に記載の
電気防食装置において、 前記貫通孔は、水面下にある
鋼部材の上部に支持されたコンクリート部材に設けら
れ、該貫通孔の軸線が、前記鋼部材の水と接する鉛直面
と近接対向する位置にあるものとする。

【００１３】護岸、岸壁等は、鋼矢板又は鋼管矢板上に
コンクリート部材を支持する構造等が多く採用される。
また、桟橋も鋼管柱の上にコンクリートの梁及び床版を
支持するものが多い。そして、このコンクリート部材
は、鋼部材の水と接触する鉛直面より一部が水面上に張
り出すように設けられるのが一般的である。このような
構造物では、コンクリート部材に鉛直方向の貫通孔を設
けると、流電陽極を固着した金属棒を地上部分又は桟橋
等の上からの作業によって、この貫通孔に挿通すること
ができる。そして、流電陽極を水面下にある鋼部材と近
接対向するように設置することができる。

【００１４】なお、上記コンクリート部材に設けられる
鉛直方向の貫通孔は、コンクリート部材の上方からコア
ボーリング等によって穿設するものであってもよいし、
コンクリート部材を新設する際に、型枠内に管部材を配
置しておくことによって設けるものでもよい。

【００１５】請求項３に係る発明は、請求項１に記載の
電気防食装置において、 前記導電部材は、前記支持部
材と着脱可能なプラグと、これに接続されるケーブルと
を含むものとする。

【００１６】この電気防食装置では、ケーブルを予め鋼
部材に接続しておくと、流電陽極を固着した金属棒を貫
通孔に設置した後、ケーブルに接続されたプラグを嵌め
合わせることによって、流電陽極と鋼部材とを電気的に
接続することができる。また、流電陽極を交換する際に
は、プラグを取り外して直ちに金属棒を引き上げること
ができ、作業が極めて容易となる。

【００１７】請求項４に係る発明は、 水底から立ち
上げられた鋼部材で支持される構造物又は水面下に鋼部
材を有する浮遊構造物の防食方法であって、 流電陽極
を下部に固着した金属棒を、鉛直に水面下に突き入れ、
前記金属棒の上端部を、前記構造物の水面上部分に係
止して、吊り下げ支持するとともに、該金属棒の側面又
は該金属棒の側面に固着された部材に、前記構造物又は
該構造物に固定された部材を当接して、該金属棒が横方
向に振れるのを拘束し、 該金属棒と前記構造物の水面
下ある鋼部材とを電気的に接続する電気防食方法を提供
するものである。

【００１８】このような電気防食方法では、水面上から
の作業のみによって流電陽極を水面下の所定の位置に設
置することができる。また、流電陽極を支持する金属棒
は、構造物又は構造物に固定された部材によって横方向
に拘束され、水流等によって流電陽極が振れるのを防止
することができる。さらに、金属棒及び流電陽極の設置
及び回収は、金属棒の上端部を引き上げる作業によって
容易に行うことができる。

【００１９】請求項５に係る発明は、請求項４に記載の
電気防食方法において、 前記構造物は、水底から立ち
上げられた鋼部材上にコンクリート部材を支持するもの
であり、 前記コンクリート部材の、前記鋼部材の外面
より張り出した部分に、鉛直方向の貫通孔を設け、 前
記流電陽極が固着された金属棒は、該貫通孔に上方から
挿入して、該貫通孔の上部開口付近で係止するものであ
る。

【００２０】このような電気防食方法では、鋼部材の頭
部にコンクリート部材を有する構造物について、陸上部
からの作業のみによって、流電陽極を設置することがで
きる。また、流電陽極の交換も容易に行うことが可能と
なる。

【００２１】請求項６に係る発明は、請求項５に記載の
電気防食方法において、 前記鋼部材に電気的に接続さ
れた電位測定用の端子を、前記コンクリート部材の上部
に設けておき、 前記金属棒の上端部と前記端子とをケ
ーブルで電気的に接続するものとする。

【００２２】この電気防食方法では、電位測定用の端子
に電圧計を接続することによって、鋼部材の電位を容易
に測定することができる。これにより、電気防食が有効
に行われているかを容易に確認することができる。ま
た、この電位測定用の端子はコンクリート部材を支持す
る鋼部材と接続されており、金属棒とこの端子とを接続
することによって、流電陽極と鋼部材とを電気的に導通
状態とすることができる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本願に係る発明の実施の形
態を図に基づいて説明する。図１は、本願発明の一実施
形態である電気防食装置の設置状態を示す立断面図であ
り、図２は平面図である。この電気防食装置は、図１に
示すように、海水３と接触する鋼矢板１とその頭部に設
けられたコンクリート壁体２とを有する護岸構造物にお
いて、鋼矢板１の水面下にある部分の防食を行うもので
ある。

【００２４】この護岸構造物は、鋼矢板１を水底に鉛直
に打ち込み、その頭部を覆うようにコンクリート壁体２
を構築したものであり、鋼矢板１に係止されたタイロッ
ド４（図２参照）を背面側の埋め戻し土６中に配置する
ことによって、埋め戻し土６の土圧に抵抗し得る構造と
なっている。

【００２５】上記コンクリート壁体２は、鋼矢板１と一
体となるように形成され、水面上に張り出した部分に鉛
直方向に貫通孔５が設けられている。この貫通孔５は、
コンクリート壁体２を構築した後にコアボーリング等に
よって穿設されたものであってもよいし、コンクリート
壁体２を構築する際に管部材を埋め込むことによって形
成されたものであってもよい。

【００２６】電気防食装置は、上記貫通孔５に挿通され
る金属棒１１と、この金属棒１１の下端部に固着された
アルミニウム合金からなる流電陽極１２と、上記金属棒
１１の上端部に固着され、貫通孔５の上部側開口部に係
止される支持部材１３と、コンクリート壁体２の上部で
露出され、鋼矢板１と電気的に接続された電位測定用の
端子１４と、この端子と上記支持部材１３とを接続する
ケーブル１５と、このケーブル１５を支持部材１３に着
脱可能に接合するプラグ１６とで主要部が構成されてい
る。そして、上記流電陽極１２は、護岸構造物に沿っ
て、０．４ｍ〜４．０ｍ程度の間隔で配置される。ま
た、水深に応じて流電陽極の配置高さを複数段に分けて
設けることもでき、それぞれの高さの位置に適切な間隔
で配置される。

【００２７】上記金属棒１１は、ステンレススチール
（ＳＵＳ３１６）からなり、径が３５ｍｍ程度の丸棒で
あり、コンクリート壁体２の上面から流電陽極１２を所
定の水深に支持することができる長さを有するものであ
る。

【００２８】上記流電陽極１２は、アルミニウム合金か
らなる円柱状の部材であり、金属棒１１を軸心上に埋め
込むように鋳造されたものである。この流電陽極１２
は、図３及び図４に示すように、円形断面を有する貫通
孔５の内径ｄ１より小さい径ｄ２を有し、貫通孔５に挿
通することができるようになっている。本実施形態で
は、貫通孔５の内径は７５ｍｍから１５０ｍｍ程度、流
電陽極１２の径は４７ｍｍから１２７ｍｍ程度である。

【００２９】上記支持部材１３は、ステンレススチール
（ＳＵＳ３０４）からなり、図４に示すように金属棒１
１と垂直に固着された円形プレート１３ａと、この円形
プレート１３ａの上面に設けられ、クレーン等の吊り金
具を係止することができる係止部１３ｂとを有し、円形
プレート１３ａをコンクリート壁体２の上面に当接し
て、金属棒１１を吊り支持することができるようになっ
ている。

【００３０】上記金属棒１１の上端付近及び貫通孔５内
の下端部付近と対応する位置には、ステンレススチール
（ＳＵＳ３０４）からなる振れ止め部材１７が取り付け
られている。この振り止め部材１７は金属棒１１と軸心
が一致するように嵌め合わされた円筒状の部材であり、
その外径は貫通孔５の内径よりやや小さくなっている。
この振れ止め部材１７は、金属棒１１が貫通孔５内に
挿入されて所定の位置に支持されたときに、貫通孔５内
にあってその内周面と当接する。これにより、金属棒１
１が横方向に振れるのを有効に拘束するようになってい
る。

【００３１】上記電位測定用の端子１４は、図５に示す
ように、丸鋼１８（φ１６ｍｍ）の一端を鋼矢板１に溶
接接合してコンクリート中に埋め込み、コンクリート壁
体２の上部に露出した他端に取り付けられており、腐食
しないようにステンレススチールが用いられている。な
お、符号１９は、端子を納めて保護する端子箱である。

【００３２】上記ケーブル１５は、護岸構造物の平面形
状に沿って配置される複数の流電陽極１２の支持部材１
３を互いに接続するものであり、さらにこれらの支持部
材１３を電位測定用の端子１４と接続するものである。
このケーブル１５と支持部材１３との接続は、プラグ１
６によって着脱が可能となっている。

【００３３】上記のような電気防食装置では、流電陽極
１２と鋼矢板１とは、金属棒１１、支持部材１３、ケー
ブル１５及び電位測定用の端子１４等を介して電気的に
接続される。したがって、流電陽極１２は、海水中にイ
オン化して溶出し、電池作用によって鋼矢板１の電位は
負極性になる。これにより、鋼矢板１の腐食は有効に防
止される。

【００３４】さらに、この流電陽極１２は、貫通孔５に
挿通されるものであるため、寸法が制限され、海水中へ
の溶出によって比較的短い期間で消滅することになる
が、陸上からの簡単な作業で交換及び点検等の維持管理
を行うことができるので、一つの流電陽極１２の体積が
小さいことによる維持管理費用の増加等も大きくはなら
ない。また、流電陽極１２は、比較的に径の小さい円形
断面となっており、水中に支持したときに作用する流水
圧を低減することができる。

【００３５】上記実施形態は、鋼矢板とコンクリート壁
体とを有する護岸構造物の防食を行うものであるが、同
じ構成の電気防食装置は、図６又は図７に示すように、
桟橋又は浮遊構造物の水面下にある鋼部材の防食にも用
いることができる。図６に示す桟橋は、海底に打ち込ま
れ、頭部が海面上に突き出した鋼管柱２１で、コンクリ
ートの梁２２及びこの梁と一体となった床版２３を支持
するものである。

【００３６】この桟橋では、コンクリートの梁２２が鋼
管柱２１の外周面より張り出した部分に鉛直方向の貫通
孔が設けられ、流電陽極２６が固着された金属棒２５は
上方からこの貫通孔に挿通される。そして、流電陽極２
６が海水２４中に突き入れられ、鋼管柱２１と対峙する
位置に支持されるとともに、金属棒２５が鋼管柱２１と
電気的に接続される。これにより、鋼管柱２１の海面下
の部分は有効に防食される。

【００３７】一方、図７は、鋼函体からなる浮遊構造物
に本願発明に係る電気防食装置を適用したものである。
このような鋼函体は、浮桟橋、浮橋、石油備蓄用貯槽、
プラント等のための台船、飛行場等の施設のための人工
地盤として用いられることができるものである。このよ
うな浮遊構造物において、水面上の部分に函体３１の側
面３１ａより張り出した部分３２を設け、この部分に鉛
直方向の貫通孔を設けて流電陽極３４を設置する。貫通
孔は、必ずしも一続きに連続したものでなくてもよく、
上下に設けられた複数の張り出し部のそれぞれに設けら
れているものであってもよい。そして、流電陽極３４を
支持する金属棒３３を上下に分断された貫通孔のそれぞ
れによって横方向に拘束し、流電陽極３４を所定の位置
に支持することができる。このような浮遊構造物におい
ても、図１から図５までに記載のものと同じ構成の電気
防食装置を用いることができる。

【００３８】以上に説明した電気防食装置を用いた鋼部
材の防食方法は、本願の請求項４、請求項５又は請求項
６に係る発明の一実施形態である。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように、本願発明に係る電
気防食装置又は電気防食方法では、水面上での作業のみ
によって、流電陽極の設置・交換・点検等を行うことが
でき、水中溶接が不要となる。したがって、作業効率、
安全性、経済性に優れたものとなる。また、水中溶接が
不要となることにともない、鋼構造部材に弱点を生じる
おそれも解消される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明の一実施形態である電気防食装置の設
置状態を示す立断面図である。

【図２】図１に示す電気防食装置の配置を示す平面図で
ある。

【図３】図１に示す電気防食装置の設置状態を示す平断
面図である。

【図４】図１に示す電気防食装置の要部の拡大図であ
る。

【図５】図１に示す電気防食装置で用いる電位測定用の
端子を示す概略断面図である。

【図６】本願発明に係る電気防食装置の他の適用例を示
す概略図である。

【図７】本願発明に係る電気防食装置の他の適用例を示
す概略図である。

【図８】従来の電気防食装置を示す概略図である。

【符号の説明】

１ 鋼矢板 ２ コンクリート壁体 ３ 海水 ４ タイロッド ５ 貫通孔 ６ 埋め戻し土 １１ 金属棒 １２ 流電陽極 １３ 支持部材 １４ 電位測定用の端子 １５ ケーブル １６ プラグ １７ 振れ止め部材 １８ 丸鋼 １９ 端子箱

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｅ０２Ｄ 5/04 Ｅ０２Ｄ 5/04 (72)発明者 田渕 眞人 神奈川県三浦郡葉山町一色71−20 Ｆターム(参考） 2D018 BA00 2D049 EA03 FB03 FB12 FB14 FE02 4K060 AA02 BA03 BA07 BA13 BA43 DA07 EA01 EA08 EB01 FA03

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水底から立ち上げられた鋼部材で支持
   される構造物又は水面下に鋼部材を有する浮遊構造物の
   防食装置であって、 前記構造物の水面上部分から鉛直下方に設けられた貫通
   孔に挿通され、下部が水中に突き入れられる金属棒と、 前記金属棒の上端部に取り付けられ、該金属棒を吊り下
   げた状態で、前記貫通孔の上部に係止する支持部材と、 前記貫通孔に挿通可能な形状を有し、吊り下げられた前
   記金属棒の水中に位置する部分に固着された流電陽極
   と、 前記金属棒と前記構造物の水面下にある部分とを電気的
   に接続する導電部材とを有することを特徴とする電気防
   食装置。
2. 【請求項２】 前記貫通孔は、水面下にある鋼部材の
   上部に支持されたコンクリート部材に設けられ、 該貫通孔の軸線が、前記鋼部材の水と接する鉛直面と近
   接対向する位置にあることを特徴とする請求項１に記載
   の電気防食装置。
3. 【請求項３】 前記導電部材は、前記支持部材と着脱
   可能なプラグと、これに接続されるケーブルとを含むこ
   とを特徴とする請求項１に記載の電気防食装置。
4. 【請求項４】 水底から立ち上げられた鋼部材で支持
   される構造物又は水面下に鋼部材を有する浮遊構造物の
   防食方法であって、 流電陽極を下部に固着した金属棒を、鉛直に水面下に突
   き入れ、 前記金属棒の上端部を、前記構造物の水面上部分に係止
   して、吊り下げ支持するとともに、該金属棒の側面又は
   該金属棒の側面に固着された部材に、前記構造物又は該
   構造物に固定された部材を当接して、該金属棒が横方向
   に振れるのを拘束し、 該金属棒と前記構造物の水面下にある鋼部材とを電気的
   に接続することを特徴とする電気防食方法。
5. 【請求項５】 前記構造物は、水底から立ち上げられ
   た鋼部材上にコンクリート部材を支持するものであり、 前記コンクリート部材の、前記鋼部材の外面より張り出
   した部分に、鉛直方向の貫通孔を設け、 前記流電陽極が固着された金属棒は、該貫通孔に上方か
   ら挿入して、該貫通孔の上部開口付近で係止することを
   特徴とする請求項４に記載の電気防食方法。
6. 【請求項６】 前記鋼部材に電気的に接続された電位
   測定用の端子を、前記コンクリート部材の上部に設けて
   おき、 前記金属棒の上端部と前記端子とをケーブルで電気的に
   接続することを特徴とする請求項５に記載の電気防食方
   法。