JP2003328166A - マグネシウム流電陽極およびこれを用いた電気防食システム - Google Patents

マグネシウム流電陽極およびこれを用いた電気防食システム

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ハンドオーガタイプの電気防食用通電電極に
おける更なる径小化、軽量化、接地面積拡大化を達成す
る。 【解決手段】 長尺の芯金５の周囲に電気防食用のマグ
ネシウム合金を鋳込んで構成されるマグネシウム流電陽
極１において、芯金５と同軸上に、先端錐形の円柱３と
該円柱３周囲に設けたスクリュー４とを、マグネシウム
合金を鋳込んで一体に構成し、且つ、該円柱３上部に陽
極軸中心に旋回させるための旋回治具嵌合部を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、山間部や田園地帯
等の工事用車両が進入できない場所に設置された土中埋
設鋼管杭等を電気防食するために使用されるマグネシウ
ム流電陽極並びに該マグネシウム流電陽極を用いた地中
埋没金属体の電気防食システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】地中に埋設された鋼管杭、例えばパンザ
ーマスト表面には、溶融亜鉛メッキが施されて腐食から
保護されているが、長期間に亘り乾湿繰り返しの影響を
受ける地際部では亜鉛メッキ層の消耗が速い。
【０００３】そのため、パンザーマスト地際部の補修対
策として、従来からマスチックテープ巻きやタールエポ
キシ樹脂塗装が使用されている。
【０００４】しかし、マスチックテープ巻きやタールエ
ポキシ樹脂塗装をするためには、根入りがあまり深くな
いパンザーマスト周囲の土を掘り起こさなければならな
いので、倒壊しないように養生が必要となり、極めて作
業効率が悪いという問題を抱えていた。
【０００５】そこで近年、パンザーマスト地際部の土を
掘り起こさずに防食することが可能な電気防食法、特に
マグネシウム陽極を使用した流電陽極法が注目されてい
る。
【０００６】流電陽極法の防食原理は、自然電極電位が
被防食構造物よりも卑な金属または合金を陽極とし、こ
の陽極を被防食構造物と電気的に接続させ、陽極と被防
食構造物との組合せにより形成される電池反応によっ
て、被防食構造物を陰極とすることで、腐食から保護す
るものである。
【０００７】通常、マグネシウム陽極のような流電陽極
を地中に埋設して使用する場合は、接地抵抗を軽減する
ために、マグネシウム流電陽極１を図７のように、ベン
トナイト、石膏、硫酸ナトリウム等の各粉末を任意の割
合で混合したバックフィル８内に包み込み、これを布袋
１０に積め込んだ状態で設置している。
【０００８】したがって、マグネシウム流電陽極１を土
中設置するためには、陽極自体の径よりもかなり大口径
の孔を穿孔する必要がある。しかしながら、山間部や田
園地帯等の工事用車両が進入できない場所では人力で重
い器材を運搬し穿孔作業をせざるを得ず、さらに、マグ
ネシウム陽極設置中に穿孔部分が崩壊するなど、作業効
率が悪いという問題を抱えていた。
【０００９】また、穿孔作業で発生した土砂の処分に多
大な労力を要するという問題も抱えていた。
【００１０】これに対して、特公平２−５６４３２号公
報には、スパイラル付き管形ハンドオーガ内部に難溶性
電極を埋設しつつバックフィルを充填するという外部電
源装置の難溶性通電用電極の構成が開示されている。
【００１１】これによれば、作業環境や用地等の制約を
受けることなく、掘削孔の崩壊の心配の必要もなく電気
防食用通電電極を土壌中に設置できる。しかし、内部に
難溶性電極を埋設しつつバックフィルを充填する構成で
あるために、スパイラル付き管形ハンドオーガは必然的
に大口径にならざるを得ず、人力での運搬や穿孔作業が
極めて困難であり、パンザーマストなどの小型の被防食
体に採用した場合にはコスト高を招く、電源を得にくい
山間部や田園地帯では採用することができない、等の問
題を抱えていた。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】本発明者等は、このよ
うな従来技術の問題点を解決すべく研究を重ねた結果、 （１）マグネシウム陽極の周囲にスクリュー構造を設け
れば、陽極を回転させることにより、他に穿孔道具を用
いなくても、マグネシウム陽極を地中の任意の深さに設
置することができる。また、穿孔に伴う残土処理もほと
んど必要がなくなる。 （２）土中に埋設したスパイラル付き管形ハンドオーガ
内部に難溶性電極を埋設し、且つ、バックフィルを充填
するという工程を組み込むことなく、マグネシウム陽極
を土中に埋設して被防食体と接続するだけで、上記した
従来の電気防食用通電電極と同様の防食効果を奏するこ
とができる。 （３）上記スクリューもマグネシウム合金で構成すれ
ば、マグネシウム陽極の接地面積が従来の形状よりも大
幅に増加するので、従来の陽極ではバックフィルが必要
とされていたようなケースでも不要となる。 （４）マグネシウム合金の比重は鋼の約４分の１しかな
いので、マグネシウム陽極をハンドオーガ状に製作すれ
ば、山間部や田園地帯等の工事用車両が進入できない場
所でも容易に搬入でき、且つ、容易に穿孔作業ができ
る、等の知見を得た。
【００１３】本発明は、このような知見に基づきなされ
たもので、山間部や田園地帯等の工事用車両が進入でき
ない場所に設置された土中埋設鋼管杭等を、電源を必要
とすることなく電気防食するために、容易に設置できる
マグネシウム流電陽極およびこれを用いた電気防食シス
テムを提供することを目的とするものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本請求項１の発明は、長
尺の芯金の周囲に電気防食用のマグネシウム合金を鋳込
んで構成されるマグネシウム流電陽極において、芯金と
同軸上に、先端錐形の円柱と該円柱周囲に設けたスクリ
ューとを、マグネシウム合金を鋳込んで一体に構成し、
且つ、該円柱上部に陽極軸中心に旋回させるための旋回
治具嵌合部を設けたマグネシウム流電陽極、に特徴を有
する。
【００１５】本発明によれば、先端錐形を土中に突き刺
して、円柱上部の陽極軸中心に旋回させるための旋回治
具嵌合部に、旋回治具を装着してマグネシウム流電陽極
を旋回させれば、円柱周囲に設けたスクリューにより地
盤が掘削され、マグネシウム流電陽極は地盤の任意の深
さに埋設することができる。
【００１６】本請求項２の発明は、請求項１記載のマグ
ネシウム流電陽極において、先端錐形部に切刃形成用の
縦溝または突起を形成したり、角柱化等をしたことを特
徴とするマグネシウム流電陽極である。
【００１７】本発明によれば、先端錐形を土中に突き刺
し、円柱上部の陽極軸中心に旋回させるための旋回治具
嵌合部に旋回治具を装着してマグネシウム流電陽極を旋
回させれば、先端錐形部に設けた切刃形成用の縦溝また
は突起さらには角柱等により土が掘り起こされるので、
小石が多く含まれた土中でも容易に穿孔することがで
き、さらに円柱周囲に設けたスクリューにより地盤が掘
削され、マグネシウム流電陽極は地盤の任意の深さに埋
設することができる。
【００１８】本請求項３の発明は、長尺の芯金の周囲に
電気防食用のマグネシウム合金を鋳込んで構成されるマ
グネシウム流電陽極において、芯金先端に地盤穿孔用ヘ
ッドを設けるとともに、該地盤穿孔用ヘッドの上部の芯
金と同軸上に、円柱と該円柱周囲に設けたスクリューと
を、マグネシウム合金を鋳込んで一体に構成し、且つ、
該円柱上部に陽極軸中心に旋回させるための旋回治具嵌
合部を設けたことを特徴とするマグネシウム流電陽極、
に特徴を有する。
【００１９】本発明によれば、円柱上部の陽極軸中心に
旋回させるための旋回治具嵌合に、旋回治具を装着して
マグネシウム流電陽極を旋回させれば、芯金先端に設け
た地盤穿孔用ヘッドと円柱周囲に設けたスクリューとに
より地盤が掘削され、マグネシウム流電陽極は地盤の任
意の深さに埋設することができる。
【００２０】ここで地盤穿孔用ヘッドは、市販のオーガ
に採用されているいずれの形であってもよい。
【００２１】本請求項４の発明は、地中埋没金属体を防
食するための、マグネシウム陽極と該マグネシウム陽極
を該金属体に接続するための導体とからなる電気防食シ
ステムにおいて、前記マグネシウム陽極は、芯金と同軸
上に、先端錐形の円柱と該円柱周囲に設けたスクリュー
とを、マグネシウム合金を鋳込んで一体に構成し、且
つ、該円柱上部に陽極軸中心に旋回させるための旋回治
具嵌合部を設けたことを特徴とする電気防食システムに
特徴を有する。
【００２２】本発明によれば、前記請求項１の発明にお
けるマグネシウム流電陽極を用いての電気防食システム
を構築できる。
【００２３】本請求項５の発明は、マグネシウム流電陽
極は、先端錐形部に切刃形成用の縦溝または突起を形成
したり、角柱化等をしたものであることを特徴とする請
求項４記載の電気防食システムに特徴を有する。
【００２４】本発明によれば、前記請求項２の発明にお
けるマグネシウム流電陽極を用いての電気防食システム
を構築できる。
【００２５】本請求項６の発明は、地中埋没金属体を防
食するための、マグネシウム陽極と該マグネシウム陽極
を該金属体に接続するための導体とからなる電気防食シ
ステムにおいて、前記マグネシウム陽極は、芯金先端に
地盤穿孔用ヘッドを設けると共に、該地盤穿孔用ヘッド
の上部の芯金と同軸上に、円柱と該円柱周囲に設けたス
クリューとを、マグネシウム合金を鋳込んで一体に構成
し、且つ、該円柱上部に陽極軸中心に旋回させるための
旋回治具嵌合部を設けたものであることを特徴とする電
気防食システムに特徴を有する。
【００２６】本発明によれば、前記請求項３の発明にお
けるマグネシウム流電陽極を用いての電気防食システム
を構築できる。
【００２７】
【発明の実施の形態】以下本発明の内容を、図に基づい
て詳細に説明する。
【００２８】図１は請求項１、４の発明の一形態を説明
するものであり、マグネシウム流電陽極１はマグネシウ
ム合金製の円柱３と、錐形の円柱先端２と該円柱周囲に
設けたスクリュー４と、マグネシウム流電陽極１を軸中
心に旋回させるための旋回治具嵌合部を設けた円柱上部
６とが長尺の芯金５と同軸上に一体として鋳造されてい
る。
【００２９】このような構成であるため、円柱上部６に
適当な旋回治具を装着してマグネシウム流電陽極１を旋
回させると、マグネシウム合金製の先端錐形の円柱３と
該円柱周囲に設けたスクリュー４とがハンドオーガと同
様に働くので、マグネシウム流電陽極１を地盤の任意の
深さに埋設することができる。埋没後、結線用の電線１
１を常奪手段を介して該円柱上部６に接続させる。
【００３０】図２、３は請求項２、５の発明の一形態を
説明するものであり、前記先端錐形の円柱先端２に、切
刃形成用として、縦溝１３や突起１４や角柱化（図示省
略）等をしたマグネシウム流電陽極１を示す。
【００３１】上記切刃故に侵入が円滑である。
【００３２】図４は請求項３、６の発明の一形態を説明
するものであり、マグネシウム合金製の円柱３と該円柱
周囲に設けたスクリュー４と、マグネシウム流電陽極１
を軸中心に旋回させるためのめ形状の円柱上部６とが長
尺の芯金５と同軸上に一体として鋳造され、該円柱上部
６は、マグネシウム流電陽極１を軸中心に旋回させるた
めの旋回治具嵌合部に構成されており、鋳造体から露出
した芯金の先端部には地盤穿孔用ヘッド７が設けてあ
る。
【００３３】このような構成であるため、円柱上部６に
適当な旋回治具を装着してマグネシウム流電陽極１を旋
回させると、芯金先端部の地盤穿孔用ヘッド７とマグネ
シウム合金製の円柱３と該円柱周囲に設けたスクリュー
４とがハンドオーガと同様に働くので、マグネシウム流
電陽極１を地盤の任意の深さに埋設することができる。
【００３４】なお、円柱上部６に構成した陽極軸中心に
旋回させるための形状は、図５（ｂ）のようにハンドル
挿入穴６ｂを設けたものでも、図５（ｃ）にように角柱
溝６ｃを設けたものでもよいが、図５（ａ）のようにマ
グネシウム合金を鋳込んで角柱６ａを形成するのが最も
簡単である。
【００３５】また、断面を大きくとることができるの
で、陽極を旋回させるときにかかる大きなねじれ応力に
も対応することができる。
【００３６】図６は、本発明に係るマグネシウム流電陽
極の設置状況をさらに詳示した図である。マグネシウム
流電陽極の設置は、まず、マグネシウム流電陽極１の設
置場所から防食対象物であるパンザーマスト９にかけ
て、陽極頭部およびパンザーマスト９の電線接続箇所が
露出する程度の深さで掘削する。マグネシウム流電陽極
１を垂直に立てて、図５のように、円柱上部６ａ、ｂ、
ｃの形状に合う旋回治具１２ａ、ｂ、ｃを使用してマグ
ネシウム流電陽極１を旋回させる。地盤を穿孔してマグ
ネシウム流電陽極１が任意の深さに達したら旋回治具１
２を外し、予め円柱上部６に設けられた電線接続部に電
線１１を接続する。電線１１の他端をパンザーマスト９
にテルミット溶接等の手段を用いて接続する。掘削した
地盤を埋め戻す。
【００３７】なお、上記旋回治具１２としては、持ち運
び可能な動力源付きのものであっても良い。
【００３８】
【実施例】図１のような、先端円錐形で外径４０ｍｍの
円柱周囲にスクリューを設け頭部を図５ａのように加工
した、陽極長さ５００ｍｍの本発明マグネシウム陽極
を、スクリューピッチ５０ｍｍと８０ｍｍとで２種類製
作した。
【００３９】比較例として、外径が４０ｍｍ、陽極長さ
５００ｍｍの円柱形の従来マグネシウム陽極を本発明マ
グネシウム陽極と同一組成で製作した。
【００４０】本発明マグネシウム陽極と従来マグネシウ
ム陽極との発生電流の比較試験を行なう目的で、上記両
マグネシウム陽極を土壌抵抗率の異なる２箇所のフィー
ルドに埋設し、３０日経過後に電流測定を行なった。
【００４１】それらの結果を表１に示した。
【００４２】
【表１】 本発明マグネシウム陽極は従来マグネシウム陽極よりも
約１．４〜１．５倍の電流を発生することがわかった。
【００４３】なお、本発明マグネシウム陽極をフィール
ド試験に供する際に、地表面の草や石などを撤去するた
めにスコップを用いて１０ｃｍ程度掘削した後、図５の
１２ａに示すような治具を用いて旋回させたところ、ス
クリュー部で土壌が掘削され、頭部が地面よりも下に位
置するようにマグネシウム陽極を埋設することができ
た。
【００４４】
【発明の効果】本発明のマグネシウム流電陽極によれ
ば、 （１）マグネシウム陽極を回転させることにより、他に
穿孔道具を用いなくても、マグネシウム陽極を地中の任
意の深さに設置することができる。また、穿孔に伴う残
土処理もほとんど必要がなくなる。 （２）マグネシウム陽極の長尺化で、接地面積が従来の
形状よりも大幅に増加するので、対地電導能確保のため
に、従来の陽極ではバックフィルが必要とされていたよ
うなケースでも不要となる。 （３）マグネシウム合金の比重は鋼の約４分の１しかな
いので、山間部や田園地帯等の工事用車両が進入できな
い場所でも容易に搬入でき、且つ、容易に穿孔作業がで
きる。等の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のマグネシウム陽極を用いた電気防食シ
ステムの一形態を表わす正面図である。
【図２】本発明のマグネシウム陽極を用いた電気防食シ
ステムの一形態を表わす正面図である。
【図３】本発明のマグネシウム陽極を用いた電気防食シ
ステムの一形態を表わす正面図である。
【図４】本発明のマグネシウム陽極を用いた電気防食シ
ステムの一形態を表わす正面図である。
【図５】本発明のマグネシウム陽極の円柱上部形状、陽
極旋回治具、およびその使用方法を表わす斜視図であ
る。
【図６】本発明のマグネシウム陽極の土中埋設形態を表
わす図である。
【図７】従来のマグネシウム陽極の土中埋設形態を表わ
す図である。
【符号の説明】
１ ； マグネシウム流電陽極 ２ ； 錐形先端 ３ ； 陽極円柱部 ４ ； スクリュー部 ５ ； 芯金 ６ ； 円柱上部 ７ ； 地盤穿孔用ヘッド ８ ； バックフィル ９ ； パンザーマスト １０ ； 布袋 １１ ； 電線 １２ ； 陽極旋回用治具 １３ ； 縦溝 １４ ； 突起
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 谷崎 浩二 神奈川県横浜市中区桜木町一丁目１番地８ 日石菱油エンジニアリング株式会社内 (72)発明者 荒川 雅弘 東京都品川区西五反田二丁目24番地４ 株 式会社エル日昌東京支店内 (72)発明者 横山 英世 東京都大田区南蒲田一丁目21番12号 日本 防蝕工業株式会社内 Ｆターム(参考） 2D041 BA07 DB02 4K060 AA02 BA13 BA39 BA41 EA20 EB01 FA03 FA10

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 長尺の芯金の周囲に電気防食用のマグネ
    シウム合金を鋳込んで構成されるマグネシウム流電陽極
    において、芯金と同軸上に、先端錐形の円柱と該円柱周
    囲に設けたスクリューとを、マグネシウム合金を鋳込ん
    で一体に構成し、且つ、該円柱上部に陽極軸中心に旋回
    させるための旋回治具嵌合部を設けたことを特徴とする
    マグネシウム流電陽極。
  2. 【請求項２】 先端錐形部に切刃形成用の縦溝または突
    起を形成したり、角柱化等をしたことを特徴とする請求
    項１記載のマグネシウム流電陽極。
  3. 【請求項３】 長尺の芯金の周囲に電気防食用のマグネ
    シウム合金を鋳込んで構成されるマグネシウム流電陽極
    において、芯金先端に地盤穿孔用ヘッドを設けるととも
    に、該地盤穿孔用ヘッドの上部の芯金と同軸上に、円柱
    と該円柱周囲に設けたスクリューとを、マグネシウム合
    金を鋳込んで一体に構成し、且つ、該円柱上部に陽極軸
    中心に旋回させるための旋回治具嵌合部を設けたことを
    特徴とするマグネシウム流電陽極。
  4. 【請求項４】 地中埋没金属体を防食するための、マグ
    ネシウム陽極と該マグネシウム陽極を該金属体に接続す
    るための導体とからなる電気防食システムにおいて、前
    記マグネシウム陽極は、芯金と同軸上に、先端錐形の円
    柱と該円柱周囲に設けたスクリューとを、マグネシウム
    合金を鋳込んで一体に構成し、且つ、該円柱上部に陽極
    軸中心に旋回させるための旋回治具嵌合部を設けたこと
    を特徴とする電気防食システム。
  5. 【請求項５】 前記マグネシウム流電陽極は、先端錐形
    部に切刃形成用の縦溝または突起を形成したり、角柱化
    等をしたものであることを特徴とする請求項４記載の電
    気防食システム。
  6. 【請求項６】 地中埋没金属体を防食するための、マグ
    ネシウム陽極と該マグネシウム陽極を該金属体に接続す
    るための導体とからなる電気防食システムにおいて、前
    記マグネシウム陽極は、芯金先端に地盤穿孔用ヘッドを
    設けると共に、該地盤穿孔用ヘッドの上部の芯金と同軸
    上に、円柱と該円柱周囲に設けたスクリューとを、マグ
    ネシウム合金を鋳込んで一体に構成し、且つ、該円柱上
    部を陽極軸中心に旋回させるための旋回治具嵌合部を設
    けたものであることを特徴とする電気防食システム。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006188940A (ja) * 2004-08-06 2006-07-20 Ohta Geo-Research Co Ltd 耐震構造
WO2006135144A1 (en) * 2005-06-15 2006-12-21 Korea Water Resources Corporation Motor jet apparatus for preventing and removing scale using potential difference
JP6984057B1 (ja) * 2021-04-05 2021-12-17 日鉄エンジニアリング株式会社 犠牲陽極埋設方法

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