JP2003183865A - 港湾鋼構造物の防食方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 港湾鋼構造物の水没部を防食するために設置
する犠牲アノードの設置数を大幅に削減することがで
き、且つ港湾鋼構造物の干満帯域を効果的に防食できる
ようにする。 【解決手段】 少なくとも一部が海水に水没した水没部
Ｂを有する鋼矢板２の水没部Ｂに対し所要の間隔を有し
て電極を設け、電極に直流電流を通電することにより鋼
矢板２の水没部Ｂ表面に防食析出膜１１を形成し、その
後、鋼矢板２の水没部Ｂ表面に犠牲アノードを固定し、
電気防食法により防食析出膜１１を修復する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、護岸等に設けられ
る鋼矢板、橋梁或いは桟橋等の鋼管杭のように、少なく
とも一部が海水中に没して設けられる港湾鋼構造物の防
食方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】護岸等に設けられる鋼矢板、橋梁或いは
桟橋等に設けられる鋼管杭等の港湾鋼構造物は、その一
部が海水中に水没した状態で設けられており、このよう
な港湾鋼構造物は錆が発生し易い環境に晒されている。

【０００３】従って、このような港湾鋼構造物では、長
期間の使用により錆が発生し減肉して強度が低下するこ
とが考えられる。そのため、このような港湾鋼構造物は
補強工事或いは取替工事等を行う必要が生じる。

【０００４】しかし、上記補強工事或いは取替工事には
多大の費用が掛かるために、何らかの方法にて防食する
ことにより、港湾鋼構造物の寿命延長を図ることが望ま
れている。

【０００５】このため、現状では殆ど実施されてはいな
いが、例えば図８、図９に示すような既存の護岸１に設
けられる港湾鋼構造物である鋼矢板２の防食を実施しよ
うとする場合には、次のような方法が考えられる。

【０００６】先ず、鋼矢板２の表面に生じた錆を除去す
る除錆作業を実施する。この時、鋼矢板２の干潮時水位
Ｗ１より上部の大気露出部Ａに対してはショットブラス
ト等による除錆を行い、又、干潮時水位Ｗ１より下部の
水没部Ｂに対しては、作業員が水中に潜水した状態でシ
ョットブラスト或いはジェット水流を吹付けることによ
り除錆を行う。

【０００７】そして、水位が満潮時水位Ｗ２から干潮時
水位Ｗ１に下った時の鋼矢板２の大気露出部Ａには、干
潮時水位Ｗ１に近い位置まで、有機或いは無機の防食性
樹脂塗料等を吹付けることによってライニングを形成す
る。

【０００８】一方、常時海水中に没している水没部Ｂの
鋼矢板２の表面には、例えばアルミニウム、亜鉛等にて
形成した犠牲アノード３を溶接等により固定して、公知
の電気防食法を実施することが考えられる。即ち、図１
０に示すように、板状の犠牲アノード３に備えた脚部３
ａを、鋼矢板２の表面に溶接することにより固定する。

【０００９】この犠牲アノード３は消耗電極成分であ
り、水素やＦｅよりもイオン化傾向が大きな金属から電
子が奪われ、その金属がイオン化して海水中に溶出す
る。犠牲アノード３からイオン化して海水中に溶出した
金属イオンは、海水中に溶存するカルシウムイオン（Ｃ
ａ²⁺）やマグネシウムイオン（Ｍｇ²⁺）等の陽イオンと
一緒に、カソードである鋼矢板２へ向かって海水中を泳
動する。その後、上記した金属イオン等は、鋼矢板２に
おいて電子を得ることにより、鋼矢板２の水没部Ｂの表
面に、ＣａＣＯ₃ 、及びＭｇ（ＯＨ）₂ 等を主成分とす
る防食析出膜（エレクトロコーティング層）を形成す
る。この防食析出膜により鋼矢板２の水没部Ｂが防食さ
れる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の電
気防食法を実施する場合、鋼矢板２の水没部Ｂ表面に防
食に有効な防食析出膜を形成するには、鋼矢板２に、清
浄海域で１００ｍＡ／ｍ ²程度、汚染海域で１３０〜１
５０ｍＡ／ｍ²程度の設計防食電流密度の電流が流れる
ようにする必要があるとされており、この設計防食電流
密度を保持するためには、図８、図９に示すように、犠
牲アノード３を狭い設置間隔で多数設置する必要があ
り、更に犠牲アノード３を水中で鋼矢板２に溶接固定す
るための設置作業数も増加し、よって犠牲アノード３の
設置コストが大幅に増大するという問題がある。

【００１１】又、清浄海域で１００ｍＡ／ｍ²程度、汚
染海域で１３０〜１５０ｍＡ／ｍ²程度の設計防食電流
密度が保持されるように犠牲アノード３を設置しても、
水没部Ｂに形成される防食析出膜は、薄くしかも不均一
なものとなるため均一な防食効果を得ることが難しく、
最も錆が発生し易くしかも波の影響を受け易い干満帯域
Ｃを効果的に防食するようなことは困難である。

【００１２】本発明は、上述の実情に鑑み、港湾鋼構造
物の水没部を防食するために設置する犠牲アノードの設
置数を大幅に削減することができ、且つ港湾鋼構造物の
干満帯域を効果的に防食できるようにした港湾鋼構造物
の防食方法を提供することを目的として成したものであ
る。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明の港湾鋼構造物の
防食方法は、少なくとも一部が海水に水没した水没部を
有する港湾鋼構造物の前記水没部に対し所要の間隔を有
して電極を設け、該電極に直流電流を通電することによ
り港湾鋼構造物の水没部表面に防食析出膜を形成し、そ
の後、港湾鋼構造物の水没部表面に犠牲アノードを固定
し、電気防食法により前記防食析出膜を修復することを
特徴とする。

【００１４】上記手段において、前記犠牲アノードは、
防食析出膜を修復するのに必要な最小数を配置すること
ができ、又、前記港湾鋼構造物の水没部表面に防食析出
膜を形成するに先立ち、水没部表面の除錆を行うことが
でき、又、前記電極は網目構造とすることができる。

【００１５】本発明の港湾鋼構造物の防食方法は、前記
港湾鋼構造物の大気露出部に防食被膜を形成した後、前
記水没部への防食析出膜の形成と防食析出膜の修復とを
行うことを特徴とする。

【００１６】上記手段において、前記防食被膜の形成
を、犠牲防食効果を有する金属の溶射により行うことが
でき、又、前記港湾鋼構造物の大気露出部に防食被膜を
形成するに先立ち、大気露出部表面の除錆を行うことが
できる。

【００１７】本発明によれば、以下のように作用する。

【００１８】港湾鋼構造物の水没部に対し所要の間隔を
有して設けた電極に直流電流を通電することにより港湾
鋼構造物の水没部表面に防食析出膜を形成し、その後、
港湾鋼構造物の水没部表面に犠牲アノードを固定して電
気防食法により防食析出膜を修復するようにしたので、
犠牲アノードは防食析出膜を修復するのに必要な最少数
を設置すればよく、従って、犠牲アノードの設置数を大
幅に減少できると共に、水中で港湾鋼構造物に犠牲アノ
ードを溶接固定するための設置作業数も減少し、従っ
て、犠牲アノードの設置コストを大幅に低減できる。

【００１９】更に、大気露出部に犠牲防食効果を有する
金属を溶射して防食被膜を形成した後に、水没部に所要
の厚さで防食析出膜を形成することにより、干満帯域に
防食被膜と防食析出膜とを重ねて形成することができ、
更に、防食被膜と防食析出膜の両者が犠牲防食効果を発
揮することになるので、最も錆が生じ易い厳しい条件に
ある干満帯域を、極めて効果的に防食することができ
る。

【００２０】又、網目構造の電極を用いて防食析出膜の
形成を行うことにより、電極の設置作業、電流密度の均
一化が容易に可能になる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
を図面に基づいて説明する。

【００２２】図１は本発明の港湾鋼構造物の防食方法の
一例を示すフローチャート、図２、図３は装置の一例を
示したものであり、図２、図３中、図８〜１０と同一の
ものには同じ符号を付して詳細な説明は省略し、本発明
の特徴部分についてのみ詳述する。

【００２３】図２及び図３に示す港湾鋼構造物である鋼
矢板２は、その上部が大気に露出した大気露出部Ａとな
っており、下部は海水に水没した水没部Ｂとなってい
る。

【００２４】上記した既存の鋼矢板２を防食するには、
先ず、図１に示すように鋼矢板２表面の錆を除去する除
錆作業を実施する。この時、鋼矢板２の干潮時水位Ｗ１
より上部の大気露出部Ａに対してはショットブラスト等
による除錆を行い、又、干潮時水位Ｗ１より下部の水没
部Ｂに対しては、作業員が水中に潜水した状態でショッ
トブラスト或いはジェット水流を吹付けることにより除
錆を行う。

【００２５】上記したように除錆を行った鋼矢板２の大
気露出部Ａに、図４に示すように防食被膜４を形成す
る。この防食被膜４の形成は、鋼矢板２の表面に、犠牲
防食効果を有する金属を溶射することによって行うこと
ができる。

【００２６】続いて、図２、図３の水没部Ｂに対する防
食を、以下のようにして行う。

【００２７】前記鋼矢板２の水没部Ｂ表面に対し所要の
間隔を有するように、護岸１の上部から電極５を吊り下
げて設ける。図２、図３の電極５はロッド状を有してお
り、従って横方向（図３の左右方向）に所定の等距離を
有して複数配置するようにしている。各電極５は、電源
線６を介して護岸１の上部に設けた電源装置７に接続し
ている。

【００２８】尚、図２、図３ではロッド状の電極５とし
た場合を示したが、図５に示すように網目構造の電極８
としてもよい。この時、前記したロッド状の電極５は、
鋼矢板２に対する電流密度を保持するために、電極５の
相互間隔を比較的密にして多数配置する必要があるが、
図５の網目構造の電極８の場合には、大きな面積のもの
を配置できるので電極８の配置が容易であり、又大きな
面積の電極８を一本の電源線６にて電源装置７に接続す
ればよいので、設置作業も容易となる。

【００２９】又、ロッド状の電極５の場合は、間隔を狭
めて多数設置しても、鋼矢板２はその形状が凹凸を有し
ているために鋼矢板２に対する電流密度が均一になるよ
うにすることはできないが、網目構造の電極８は、図６
に示すように鋼矢板２の凹凸に沿うように形状を折り曲
げて設置することが容易に可能であり、よって鋼矢板２
に対する電流密度を均一にすることは容易である。

【００３０】更に、前記した網目構造の電極８は、図７
に示すように、港湾鋼構造物が橋梁或いは桟橋等に設け
られる鋼管杭９の場合に、その鋼管杭９を取り巻くよう
に設置することができ、よって設置作業を更に簡略化で
きると共に、鋼管杭９に対する電流密度を均一にするこ
とができる。尚、前記したロッド状或いは網目構造の電
極５，８は、図５に示すように、下部に重り１０を取付
けることにより波による揺動を抑えるようにしてもよ
い。

【００３１】続いて、前記電極５に、略１〜２０Ｖ程
度、略０．５〜５Ａ／ｍ²程度の直流電流を通電し、こ
の状態で少なくとも３日（７２時間）〜７日（１６８時
間）程度保持する。すると、直流電流により電極からイ
オン化して海水中に溶出した金属イオンは、海水中に溶
存するカルシウムイオン（Ｃａ²⁺）やマグネシウムイオ
ン（Ｍｇ²⁺）等の陽イオンと一緒に、カソードである鋼
矢板２へ向かって移動し、金属イオンが鋼矢板２におい
て電子を得ることにより、図４に示すように、鋼矢板２
の水没部Ｂの表面に、ＣａＣＯ₃ 、及びＭｇ（ＯＨ）₂
等を主成分とする防食析出膜１１が所要の厚さで形成さ
れる。

【００３２】この時、図４に示したように、大気露出部
Ａに既に犠牲防食効果を有する金属の溶射により防食被
膜４が形成されているので、干満帯域Ｃにおいて、前記
防食被膜４の上に重なって防食析出膜１１が形成される
ことになる。干満帯域Ｃは上部ほど水没時間が短いの
で、防食被膜４は上部ほど厚さが薄くなるように形成さ
れる。

【００３３】前記電極５，８に供給する直流電流の電
圧、電流は高いほど、防食析出膜１１の形成時間を短縮
できるが、反面、形成される防食析出膜１１の強度が低
下し鋼矢板２の金属表面から剥がれ易くなる問題がある
ので、電源装置７による直流電流は、前記したように略
１〜２０Ｖ程度、略０．５〜５Ａ／ｍ²程度の範囲で選
定して調節することが好ましい。

【００３４】本発明者らは、略２０Ｖ、略２Ａ／ｍ²の
直流電流を電極５，８に供給して５日間に亘り防食析出
膜を形成する試験を実施したところ、好適な硬度と、接
着性に優れた防食析出膜１１を形成することができた。

【００３５】前記したように、鋼矢板２の水没部Ｂ表面
に防食析出膜１１が形成された状態では、鋼矢板２の金
属表面はアルカリに保持されており、このアルカリは防
食機能を有しており、従って、前記防食析出膜１１が形
成されている限り鋼矢板２の水没部Ｂの腐蝕は防止され
る効果がある。

【００３６】従って、前記したように鋼矢板２の水没部
Ｂ表面に所要の厚さの防食析出膜１１を形成した後は、
前記電極５，８や電源装置７は除去して、水上交通、陸
上交通の邪魔にならないようにする。

【００３７】しかし、鋼矢板２の水没部Ｂの防食を維持
するためには、水没部Ｂ表面に形成された防食析出膜１
１を、保持し続けるようにする必要がある。

【００３８】このために、前記電極５，８や電源装置７
を除去した後に、図１０に示した方法により、図３に示
すように鋼矢板２の水没部Ｂ表面に、犠牲アノード３を
固定する。このように鋼矢板２の水没部Ｂ表面に犠牲ア
ノード３を固定すると、電気防食法によって前記防食析
出膜１１が修復されることになる。即ち、前記防食析出
膜１１には穴等が存在したり、或いは部分的に剥離する
箇所が生じることがあるが、前記犠牲アノード３による
修復作用によって防食析出膜１１が修復され、これによ
り防食析出膜１１による防食効果が長期に亘って持続さ
れるようになる。

【００３９】この時、犠牲アノード３は、防食析出膜１
１を修復して保持できるだけの設計防食電流密度を有し
ていればよく、従って略２０ｍＡ／ｍ²〜５０ｍＡ／ｍ²
程度の低い設計防食電流密度を有していればよい。

【００４０】このため、図３に示すように、鋼矢板２の
水没部Ｂ表面に設置する犠牲アノード３は、設置間隔を
広げてその設置数を図９の場合の１／３〜１／５以下に
減少することができる。更に、犠牲アノード３の設置数
が減少することにより、水中で鋼矢板２に犠牲アノード
３を溶接固定するための設置作業数も減少することにな
る。従って、犠牲アノード３の設置コストを大幅に低減
できることになる。又、犠牲アノード３は、使用により
経年的に減肉するので、鋼矢板２の目的防食耐用年数に
応じてその重量等を選定して設置する。

【００４１】図４に示したように、大気露出部Ａに犠牲
防食効果を有する金属を溶射して防食被膜４を形成した
後に、水没部Ｂに所要の厚さで防食析出膜１１を形成し
ているので、干満帯域Ｃには防食被膜４と防食析出膜１
１とが重なって形成されることになり、更に、防食被膜
４と防食析出膜１１の両者が犠牲防食効果を発揮するこ
とになるので、最も錆が生じ易い厳しい条件にある干満
帯域Ｃを、効果的に防食できることになる。

【００４２】又、前記した鋼矢板２の水没部Ｂの除錆を
行うに先立って、以下のような前処理を行うこともでき
る。

【００４３】前記図２、図３、図５に示した電極５，８
及び電源装置７を鋼矢板２の前面に設置し、電極５，８
に略１０Ｖ以上、略３Ａ／ｍ²以上の直流電流を作用さ
せ、この状態で少なくとも１日（２４時間）保持する。
このように電極５，８に電流を流した状態に保持する
と、水の電気分解によって鋼矢板２の水没部Ｂの金属表
面から水素の気泡が発生し、これにより錆が浮いた状態
となる。

【００４４】従って、上記したように鋼矢板２の金属表
面から錆が浮いた状態になった状態でジェット水流を吹
付けると、錆は容易に除去することができ、よって水中
での除錆作業を短時間に行うことができる。

【００４５】尚、本発明は、前記した鋼矢板２、鋼管杭
９以外の種々の港湾鋼構造物の防食にも適用することが
できること、その他本発明の要旨を逸脱しない範囲内に
おいて種々変更を加え得ること、等は勿論である。

【００４６】

【発明の効果】本発明によれば、港湾鋼構造物の水没部
に対し所要の間隔を有して設けた電極に直流電流を通電
することにより港湾鋼構造物の水没部表面に防食析出膜
を形成し、その後、港湾鋼構造物の水没部表面に犠牲ア
ノードを固定して電気防食法により防食析出膜を修復す
るようにしたので、犠牲アノードは防食析出膜を修復す
るのに必要な最少数を設置すればよく、従って、犠牲ア
ノードの設置数を大幅に減少できると共に、水中で港湾
鋼構造物に犠牲アノードを溶接固定するための設置作業
数も減少し、従って、犠牲アノードの設置コストを大幅
に低減できる効果がある。

【００４７】更に、大気露出部に犠牲防食効果を有する
金属を溶射して防食被膜を形成した後に、水没部に所要
の厚さで防食析出膜を形成することにより、干満帯域に
防食被膜と防食析出膜とを重ねて形成することができ、
更に、防食被膜と防食析出膜の両者が犠牲防食効果を発
揮することになるので、最も錆が生じ易い厳しい条件に
ある干満帯域を、極めて効果的に防食できる効果があ
る。

【００４８】又、網目構造の電極を用いて防食析出膜の
形成を行うことにより、電極の設置作業、電流密度の均
一化が容易にできる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の港湾鋼構造物の防食方法の一例を示す
フローチャートである。

【図２】本発明の方法を実施する装置の一例を示す切断
側面図である。

【図３】図２をＩＩＩ方向から見た正面図である。

【図４】本発明により鋼矢板の表面に形成した防食被膜
及び防食析出膜の切断側面図である。

【図５】本発明に用いられる網目構造の電極の正面図で
ある。

【図６】図５の網目構造の電極を鋼矢板の凹凸面に沿っ
て配置した例を示す切断平面図である。

【図７】図５の網目構造の電極を鋼管杭に適用した例を
示す切断平面図である。

【図８】鋼矢板を防食する場合の方法を想定して示した
切断側面図である。

【図９】図８をＩＸ方向から見た正面図である。

【図１０】鋼矢板に犠牲アノードを固定する例を示す側
面図である。

【符号の説明】

２ 鋼矢板（港湾鋼構造物） ３ 犠牲アノード ４ 防食被膜 ５ 電極 ８ 電極 ９ 鋼管杭（港湾鋼構造物） １１ 防食析出膜 Ａ 大気露出部 Ｂ 水没部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 奥田 美喜男 神奈川県横浜市磯子区新中原町１番地 石 川島播磨重工業株式会社生産技術開発セン ター内 (72)発明者 井上 正博 兵庫県揖保郡揖保川町片島906−176 (72)発明者 谷口 晴喜 兵庫県相生市古池本町17−14 Ｆターム(参考） 2D018 BA00 4K060 AA02 BA45 DA07 EA01 EB01 FA03 FA09

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも一部が海水に水没した水没部
   を有する港湾鋼構造物の前記水没部に対し所要の間隔を
   有して電極を設け、該電極に直流電流を通電することに
   より港湾鋼構造物の水没部表面に防食析出膜を形成し、
   その後、港湾鋼構造物の水没部表面に犠牲アノードを固
   定し、電気防食法により前記防食析出膜を修復すること
   を特徴とする港湾鋼構造物の防食方法。
2. 【請求項２】 前記犠牲アノードは、防食析出膜を修復
   するのに必要な最小数を配置することを特徴とする請求
   項１に記載の港湾鋼構造物の防食方法。
3. 【請求項３】 前記港湾鋼構造物の水没部表面に防食析
   出膜を形成するに先立ち、水没部表面の除錆を行うこと
   を特徴とする請求項１に記載の港湾鋼構造物の防食方
   法。
4. 【請求項４】 前記電極が網目構造を有していることを
   特徴とする請求項１に記載の港湾鋼構造物の防食方法。
5. 【請求項５】 前記港湾鋼構造物の大気露出部に防食被
   膜を形成した後、請求項１に記載する水没部への防食析
   出膜の形成と防食析出膜の修復とを行うことを特徴とす
   る港湾鋼構造物の防食方法。
6. 【請求項６】 前記防食被膜の形成が、犠牲防食効果を
   有する金属の溶射により行われることを特徴とする請求
   項５に記載の港湾鋼構造物の防食方法。
7. 【請求項７】 前記港湾鋼構造物の大気露出部に防食被
   膜を形成するに先立ち、大気露出部表面の除錆を行うこ
   とを特徴とする請求項５、又は６に記載の港湾鋼構造物
   の防食方法。