JP2008096398A - Cathode corrosion preventing system and cathode corrosion preventing method by galvanic anode system, pipeline soundness evaluating system and soundness evaluating method - Google Patents

Cathode corrosion preventing system and cathode corrosion preventing method by galvanic anode system, pipeline soundness evaluating system and soundness evaluating method Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To clearly set a corrosion preventing range, accurately evaluate the pipeline soundness including a detection of defects generated in a coating and a prediction of a lifetime of a galvanic anode as a cathode corrosion preventing situation is evaluated over the entire range, and quantitatively design a system based on the clear corrosion preventing range in a cathode corrosion prevention of a high-resistivity coated pipeline by a galvanic anode system. <P>SOLUTION: The system is provided with: probes 2A, 2B for setting a zone as a target for the cathode corrosion prevention in the pipeline 1, connected to the pipeline 1 at both ends of the zone, and simulating the defects having the same area in the coating; and the galvanic anode 3 connected to the pipeline 1 in the middle of the zone. A current generated from the galvanic anode 3 is set so as to make a probe OFF potential measured by the probe 2A, 2B be less than a corrosion preventing potential. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、高抵抗率塗覆装が施されたパイプラインを防食対象とした流電陽極方式によるカソード防食システム、このシステムを用いたカソード防食方法、また、このシステムに基づくパイプライン健全性評価システム及び健全性評価方法、に関するものである。   The present invention relates to a cathodic protection system using a galvanic anode method for a corrosion-resistant pipeline with a high resistivity coating, a cathodic protection method using this system, and a pipeline soundness evaluation based on this system The present invention relates to a system and a soundness evaluation method.

土壌等の電解質中に存在する金属体の腐食を防止するためには、金属体表面と土壌等の電解質を隔絶することに加えて、金属体表面に電流(防食電流)を流入させてアノード反応を起こさせないようにする(金属全体にカソード反応を起こさせる)カソード防食法が最も有効な方法であることが知られている。   In order to prevent the corrosion of the metal body present in the electrolyte such as soil, in addition to isolating the surface of the metal body and the electrolyte such as the soil, an electric current (corrosion protection current) is allowed to flow into the metal body surface to cause the anode reaction. It is known that a cathodic protection method that prevents the occurrence of cathodic oxidation (causing a cathodic reaction on the entire metal) is the most effective method.

現在、土壌埋設パイプライン等に対して行われているカソード防食法には、流電陽極方式と外部電源方式がある。外部電源方式は、土壌中に設置した電極(アノード)と防食対象パイプライン(カソード)との間に直流電源装置を接続して電圧を与え、電極から土壌を介してパイプラインに直流電流を流入させて腐食を防止する方法である。この外部電源方式では、通常、防食対象区間を絶縁継手で区画して、その区間に対応した出力を有する直流電源装置を区間毎に一つ又は複数設置し、この出力を調整することで所望のカソード防食状況を得るようにしている。   At present, the cathodic protection methods used for soil buried pipelines include the galvanic anode method and the external power supply method. In the external power supply method, a DC power supply is connected between the electrode (anode) installed in the soil and the anticorrosion target pipeline (cathode) to apply voltage, and direct current flows from the electrode through the soil into the pipeline. This is a method for preventing corrosion. In this external power supply method, the section to be protected is usually partitioned by an insulating joint, and one or more DC power supply devices having outputs corresponding to the section are installed for each section, and the desired output is adjusted by adjusting the output. Cathodic protection status is obtained.

一方、流電陽極方式は、防食対象パイプラインよりも腐食電位が低い金属を、アノード(流電陽極)として、パイプラインと電線で結び、流電陽極とパイプライン間の異種金属電池作用によってパイプラインへ防食電流を流入させ腐食を防止する方法である。鋼製の土壌埋設パイプラインに対しては流電陽極としてMg陽極が用いられることが多い。   On the other hand, in the galvanic anode method, a metal having a corrosion potential lower than that of the anticorrosion target pipeline is connected as an anode (fluidic anode) with a pipeline and an electric wire, and a pipe is formed by the dissimilar metal battery action between the galvanic anode and the pipeline This is a method of preventing corrosion by flowing a corrosion-proof current into the line. For steel soil buried pipelines, Mg anodes are often used as galvanic anodes.

このような流電陽極方式によるカソード防食方法によると、カソード防食対象がポリエチレン被覆鋼管のような高抵抗率塗覆装パイプラインの場合には、塗覆装に欠陥が無くパイプラインの金属部分と電解質との接触がない健全な状態では、パイプラインはカソード分極しないので、これをカソード防食しようとしても防食電流は流れない。塗覆装に欠陥が発生してはじめて、流電陽極から流出する防食電流が塗覆装欠陥部に流入し、カソード防食がなされることになる。   According to the cathodic protection method using the galvanic anode method, when the cathodic protection target is a high resistivity coated pipeline such as a polyethylene-coated steel pipe, there is no defect in the coating and the metal part of the pipeline In a healthy state where there is no contact with the electrolyte, the pipeline does not cathodically polarize, so no anticorrosion current will flow when attempting to cathodic protect it. Only when a defect occurs in the coating, the anticorrosive current flowing out from the galvanic anode flows into the coating defective part, and the cathodic protection is performed.

したがって、高抵抗率塗覆装パイプラインを流電陽極方式によってカソード防食する場合には、設置時或いは設置直後の防食状況を把握することはできず、その後パイプラインと流電陽極間の電線を流れる電流をモニタリングすることで、防食状況或いはパイプラインの健全性を把握することが可能になる。   Therefore, when cathodic protection is applied to the high resistivity coated pipeline by the galvanic anode method, it is not possible to grasp the anticorrosion status at the time of installation or immediately after the installation, and then connect the wire between the pipeline and the galvanic anode. By monitoring the flowing current, it becomes possible to grasp the anticorrosion situation or the soundness of the pipeline.

図1は、下記特許文献1に示された従来技術の説明図である。この従来技術によると、流電陽極となるMg陽極J1からパイプラインLに向かって流れる電流(流電陽極発生電流)をモニタリング回路J2によってモニタリングし、この値に変化が起きたときの最大と2番目の区間に塗覆装欠陥部Pが発生しているものと判断し、且つ前記の2点間の電流値の大きさの割合から塗覆装欠陥箇所までの距離を計算して塗覆装欠陥位置を特定している。モニタリング回路J2はターミナルボックスJ3内に配備され、電線J4,J5によってパイプラインL及びMg陽極J1と接続されている。   FIG. 1 is an explanatory diagram of the prior art disclosed in Patent Document 1 below. According to this prior art, the current flowing from the Mg anode J1 serving as the galvanic anode toward the pipeline L (the galvanic anode generation current) is monitored by the monitoring circuit J2, and the maximum when the change occurs is 2 It is determined that the coating defect portion P is generated in the second section, and the distance to the coating defect point is calculated from the ratio of the magnitude of the current value between the two points. The defect location is specified. The monitoring circuit J2 is disposed in the terminal box J3, and is connected to the pipeline L and the Mg anode J1 by electric wires J4 and J5.

また、流電陽極方式では、塗覆装欠陥が発生している状況で流電陽極が消耗して発生電流がゼロになると、パイプラインは無防食状態になり、腐食進行を許容することになる。加えて、パイプラインが交流誘導の影響下にある場合、流電陽極がパイプラインの交流誘導電圧を低減するアース電極としての役割もあることから、流電陽極が消耗すると塗覆装欠陥部の交流腐食進行も許容することになる。そこで、流電陽極発生電流のモニタリングは流電陽極の寿命を見極めるためにも必須である。   In addition, in the galvanic anode method, when the galvanic anode is consumed and the generated current becomes zero in a situation where a coating defect has occurred, the pipeline becomes non-corrosive and allows the progress of corrosion. . In addition, when the pipeline is under the influence of alternating current induction, the galvanic anode also serves as a ground electrode that reduces the alternating current induced voltage of the pipeline. AC corrosion progression will be allowed. Therefore, monitoring of the galvanic anode generation current is essential to determine the life of the galvanic anode.

下記特許文献2に記載の従来技術は、流電陽極となるMg陽極から埋設パイプラインに流れる電流を定期的にモニタリングすると同時にMg陽極から発生する交流電流をアナログ計測回路でモニタリングし、この計測値を平滑化することにより、Mg陽極の電気容量の消耗度を交流電流消失分も含めて演算し、この値によりMg陽極の寿命を数値的に予測するものである。   In the prior art described in Patent Document 2 below, the current flowing from the Mg anode serving as the galvanic anode to the embedded pipeline is monitored periodically, and simultaneously the alternating current generated from the Mg anode is monitored using an analog measuring circuit. By smoothing, the degree of consumption of the electric capacity of the Mg anode is calculated including the disappearance of the alternating current, and the lifetime of the Mg anode is numerically predicted based on this value.

特開平7−294478号公報JP 7-294478 A 特許第3214778号公報Japanese Patent No. 3214778

高抵抗率塗覆装パイプラインを流電陽極方式でカソード防食しようとした場合、前述したように、塗覆装欠陥が発生する等してパイプラインと電解質とが接触しないと防食電流は流れないので、前述したモニタリング手段を装備したシステムであっても塗覆装が高品質のまま維持されている状態ではカソード防食状況を評価することができない。このような場合、塗覆装欠陥部を模擬したプローブ(パイプライン材料と同じ材料からなる所定面積の試験片)をパイプラインに常時電気的に接続しておき、プローブオフ電位(導通されたプローブとパイプを電気的に遮断した直後のプローブの照合電極に対する電位差で、主に防食電流Iと電解質抵抗Rとの積であるIRを含まない真の管対地電位)を計測することにより、パイプラインのカソード防食状況を評価する方法が一般に知られている(例えば、ISO 15589-1:2003(E) INTERNATIONAL STANDARD Petroleum and natural gas industries−Cathodic protection of pipeline transportation systems−Part 1:On-land pipeline)。   When trying to prevent cathodic protection of a high resistivity coated pipeline by the galvanic anode method, as described above, if the coating does not contact the electrolyte due to a coating defect, etc., the corrosion preventing current does not flow. Therefore, even in a system equipped with the monitoring means described above, the cathodic protection situation cannot be evaluated in a state where the coating is maintained at a high quality. In such a case, a probe simulating a coating defect (a test piece of a predetermined area made of the same material as the pipeline material) is always electrically connected to the pipeline, and the probe off potential (conducted probe) By measuring the potential difference with respect to the reference electrode of the probe immediately after electrically disconnecting the pipe and the true pipe-to-ground potential not including IR, which is the product of the anticorrosion current I and the electrolyte resistance R), the pipeline A method for evaluating the cathodic protection situation is generally known (for example, ISO 15589-1: 2003 (E) INTERNATIONAL STANDARD Petroleum and natural gas industries-Cathodic protection of pipeline transportation systems-Part 1: On-land pipeline).

しかしながら、前述のISOによる評価においても、プローブが設置されている箇所近傍でのカソード防食状況が把握できるだけで、パイプラインにおける所定区間全域でのカソード防食状況の良否を定量的に把握することはできない問題がある。前記のISOでは、プローブの設置間隔は都市や工業地帯においては1kmを超えるべきではないことが記述されているが、プローブを過密に設置すると、流電陽極発生電流は増加しカソード防食効率が低下すると共に流電陽極の寿命を低下させることになり、また、欠陥のない高抵抗率塗覆装ではプローブ間で電流の流出入が行われてカソード防食状況を正確に評価できないことから、プローブ間隔はある程度の間隔をもって設定しなければならない。   However, even in the evaluation by the ISO described above, it is only possible to grasp the cathodic protection situation in the vicinity of the place where the probe is installed, and it is not possible to quantitatively grasp the quality of the cathodic protection situation in the entire predetermined section of the pipeline. There's a problem. The ISO describes that the installation interval of the probe should not exceed 1 km in cities and industrial areas, but if the probe is installed in an overcrowded state, the galvanic anode generation current increases and the cathodic protection efficiency decreases. In addition, the life of the galvanic anode is reduced, and the high resistance coating without defects does not allow accurate evaluation of the cathodic protection situation because current flows in and out between the probes. Must be set at some interval.

また、高抵抗率塗覆装パイプラインを流電陽極方式でカソード防食する際には、塗覆装欠陥部が何処に発生するか予測できない設置段階では防食状況を定量的に把握することはできない。したがって、流電陽極方式によるカソード防食システムは、前述したモニタリング手段を備えたものも含めて、定量的なシステム設計を行うことができず、流電陽極の設置位置,設置本数,これらとプローブの設置位置との関係等は経験的な設計に委ねられていた。これによると、流電陽極から離れた箇所に塗覆装欠陥が発生して防食電流が十分に届かない状況や流電陽極の近くに塗覆装欠陥が発生して過防食になるといった防食管理上の不具合に対して全て経験的に対処せざるを得ない問題があった。   Also, when cathodic protection is applied to the high resistivity coating coated pipeline using the galvanic anode method, it is not possible to quantitatively grasp the corrosion protection status at the installation stage where it is impossible to predict where coating defects will occur. . Therefore, the cathodic protection system using the galvanic anode method, including those equipped with the monitoring means described above, cannot be used for quantitative system design. The relationship with the installation position was left to empirical design. According to this, anti-corrosion management where coating defects occur at a location away from the current-carrying anode and the anti-corrosion current does not reach sufficiently, or coating defects occur near the current-carrying anode and become over-corrosion. There was a problem that all the above problems had to be dealt with empirically.

また、図1に示した従来技術(特許文献1)によると、2箇所の流電陽極A,B間に塗覆装欠陥部が1箇所発生した場合には、文献に記載されるように塗覆装欠陥位置を把握することが可能であるが、例えば、Bの流電陽極設置箇所直近に、Pよりも接地抵抗の低い塗覆装欠陥部P’が発生した場合には、Bの流電陽極からP’への流入電流が発生し、この電流はBの流電陽極からPに流入する電流よりも大きくなるので、A設置位置での流電陽極発生電流とB設置位置での流電陽極発生電流から塗覆装欠陥部Pの位置を特定することは不可能になる。つまり、複数の塗覆装欠陥部が同時期に発生した場合には、単純な流電陽極発生電流のモニタリングでは欠陥位置等を適正に把握することができないことになり、十分なパイプラインの健全性評価を行うことができない問題がある。   Further, according to the prior art shown in FIG. 1 (Patent Document 1), when one coating defect occurs between the two galvanic anodes A and B, the coating is applied as described in the literature. Although it is possible to grasp the position of the covering defect, for example, when a coating defect portion P ′ having a grounding resistance lower than P occurs in the immediate vicinity of the B's galvanic anode, the flow of B Since an inflow current from the current anode to P ′ is generated, and this current is larger than a current flowing into P from the current anode of B, the current generated at the position A and the current at the position B is It becomes impossible to specify the position of the coating defect portion P from the electric anode generation current. In other words, if multiple coating defects occur at the same time, simple monitoring of the galvanic anode current will not be able to properly grasp the defect location, etc. There is a problem that sex cannot be evaluated.

更には、前述した特許文献2の従来技術によると、流電陽極発生電流の直流成分と交流成分を求めて交流誘導発生検知を行っていないので、流電陽極からの交流腐食による消耗分を具体的に定量化しておらず、正確な寿命予測ができない問題があった。   Furthermore, according to the prior art of Patent Document 2 described above, since the AC induction generation detection is not performed by obtaining the DC component and the AC component of the galvanic anode generation current, the consumption due to the AC corrosion from the galvanic anode is specified. There is a problem that it is not quantified and accurate life prediction cannot be performed.

本発明は、このような問題に対処するために提案されたものであって、流電陽極方式による高抵抗率塗覆装パイプラインのカソード防食において、明確な防食範囲を設定して、その範囲全域でのカソード防食状況を評価しながら、塗覆装欠陥発生検知や流電陽極寿命の予測等を含むパイプラインの健全性をより正確に評価すること、明確な防食範囲に基づく定量的なシステム設計を可能にすること、等を目的とするものである。   The present invention has been proposed to cope with such problems, and in the cathodic protection of a high resistivity coated pipeline by the galvanic anode method, a clear anticorrosion range is set and the range is set. While evaluating the cathodic protection situation in the entire area, more accurately assessing the soundness of the pipeline, including detection of coating defect occurrence and prediction of the galvanic anode life, a quantitative system based on a clear anticorrosion range The purpose is to enable the design.

前述した目的を達成するために、本発明は以下の特徴を具備するものである。   In order to achieve the above-mentioned object, the present invention has the following features.

一つには、高抵抗率塗覆装が施されたパイプラインを防食対象として、流電陽極方式によってカソード防食を行うシステム又は方法であって、パイプラインのカソード防食対象となる区間を設定すること、この区間の両端で、同面積の塗覆装欠陥部を模擬するプローブをパイプラインに接続すること、この区間の中央位置でパイプラインに流電陽極を接続すること、設定された区間の両端に接続されたプローブによって計測されるプローブオフ電位が防食電位以下になるように流電陽極からの発生電流を設定することを特徴とする。   One is a system or method for cathodic protection by a galvanic anode method using a pipeline with a high resistivity coating as an anticorrosion target, and sets a section for the cathodic protection target of the pipeline. Connect the probe simulating the coating defect part of the same area to the pipeline at both ends of this section, connect the galvanic anode to the pipeline at the center position of this section, It is characterized in that the current generated from the galvanic anode is set so that the probe off potential measured by the probes connected to both ends is equal to or lower than the anticorrosion potential.

また、前述の特徴に加えて、前記流電陽極から発生する直流電流は、1本の流電陽極から発生する直流電流又は複数本の流電陽極から発生する総発生電流の直流電流が、防食電位,防食電流通電前のプローブ対地電位,プローブの接地抵抗,及びプローブが接している電解質の電気抵抗率から求められる所要防食電流以上になるように設定されることを特徴とする。   In addition to the above-described features, the direct current generated from the current-carrying anode may be a direct current generated from one current-carrying anode or a total current generated from a plurality of current-carrying anodes. It is characterized in that it is set to be equal to or higher than the required anticorrosive current obtained from the electric potential, the probe ground potential before energizing the anticorrosive current, the ground resistance of the probe, and the electrical resistivity of the electrolyte in contact with the probe.

また、前述の特徴に加えて、前記区間の長さを1kmとし、前記塗覆装欠陥部面積を10cm2として、前記所要防食電流Ipは下記式(a)で求められることを特徴とする。 Further, in addition to the above-mentioned characteristics, the length of the section is 1 km, the coating defect area is 10 cm 2 , and the required anticorrosion current I p is obtained by the following formula (a). .

Figure 2008096398
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また、前述の特徴に加えて、前記流電陽極をn本のMg陽極とし、下記式(b)からなる総発生電流の直流電流I(DC)が前記所要防食電流Ip以上になるように、Mg陽極n本の総接地抵抗RMg(n)を設定することを特徴とする。 In addition to the above-described features, the current-carrying anode is n Mg anodes, and the total generated current DC current I (DC) represented by the following formula (b) is equal to or greater than the required anticorrosion current I p. A total ground resistance R Mg (n) of n Mg anodes is set.

Figure 2008096398
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また、前述の特徴に加えて、前記Mg陽極n本の総接地抵抗RMg(n)を下記式(c)で求められるMg陽極本数nで設定することを特徴とする。 In addition to the above-described features, the total ground resistance R Mg (n) of the n Mg anodes is set by the number of Mg anodes n determined by the following formula (c).

Figure 2008096398
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高抵抗率塗覆装が施されたパイプラインを防食対象として、流電陽極方式によってカソード防食を行いながらパイプラインの健全性を評価するシステム又は方法の特徴としては、パイプラインのカソード防食対象となる区間を設定すること、この区間の両端でパイプラインに同面積の塗覆装欠陥部を模擬するプローブを接続すること、この区間の中央位置でパイプラインに流電陽極を接続すること、パイプラインと流電陽極間を接続する電線間に電流モニタリング手段を設置し、この電流モニタリング手段で流電陽極からの発生電流をモニタリングすること、を前提の特徴とする。   The characteristics of a system or method for evaluating the soundness of a pipeline while performing cathodic protection with a galvanic anode method are targeted for anticorrosion of pipelines with high resistivity coating. Connecting a probe that simulates a coating defect portion of the same area to the pipeline at both ends of this section, connecting an galvanic anode to the pipeline at the center position of this section, pipe The precondition is that current monitoring means is installed between the wires connecting the line and the current-carrying anode, and the current generated from the current-carrying anode is monitored by this current monitoring means.

そして、前記区間の両端に接続されたプローブによって計測されるプローブオフ電位が防食電位以下になるように流電陽極からの発生電流の直流電流を設定した状態で、電流モニタリング手段でモニタリングされた時系列データ値の増加を検知して、この区間内に塗覆装欠陥が発生したことを検知すること、を一つの特徴とする。   When the current monitoring means monitors the direct current generated from the current-carrying anode so that the probe off potential measured by the probes connected to both ends of the section is equal to or lower than the anticorrosion potential. One feature is to detect an increase in the series data value and detect the occurrence of a coating defect in this section.

また、前述した前提の特徴に加えて、前記区間の両端に接続されたプローブによって計測されるプローブオフ電位が防食電位以下になるように流電陽極からの発生電流の直流電流を設定した状態で、電流モニタリング手段でモニタリングされたデータの中で最大値を含む単位計測時間の時系列データ値から、最大値を示した時刻と最小値を示した時刻との時差が商用周波数の1周期の1/2に該当し、且つ前記最大値と前記時系列データ値の平均値との差と当該平均値と前記最小値との差が等しいことを検知して前記区間に作用する交流誘導を検知することを特徴とする。   In addition to the above-mentioned premise characteristics, the direct current generated from the current-carrying anode is set so that the probe-off potential measured by the probes connected to both ends of the section is equal to or lower than the anticorrosion potential. The time difference between the time indicating the maximum value and the time indicating the minimum value from the time series data value of the unit measurement time including the maximum value among the data monitored by the current monitoring means is one of one cycle of the commercial frequency. / 2 and detects that the difference between the maximum value and the average value of the time-series data values is equal to the difference between the average value and the minimum value, and detects AC induction acting on the section. It is characterized by that.

また、前述の特徴に加えて、前記区間に作用する交流誘導が検知された場合に、前記電流モニタリング手段でモニタリングされた時系列データ値から、下記式(d)によって前記流電陽極の寿命LSを予測することを特徴とする。   In addition to the above-described characteristics, when an AC induction acting on the section is detected, the lifetime LS of the galvanic anode is calculated from the time series data value monitored by the current monitoring unit according to the following formula (d). It is characterized by predicting.

Figure 2008096398
Figure 2008096398

また、前述の特徴に加えて、前記プローブのプローブ電流密度を計測し、プローブ電流密度を指標としたカソード防食基準と前記計測の結果とを照査することを特徴とする。   In addition to the above-described features, the probe current density of the probe is measured, and the cathodic protection standard using the probe current density as an index and the result of the measurement are checked.

このような特徴によると、以下に示すような作用を得ることができる。   According to such a feature, the following actions can be obtained.

[カソード防食対象区間の設定及び区間内の流電陽極接続位置について]
従来の流電陽極方式によるカソード防食システムのように、所定間隔で流電陽極をパイプラインに接続しただけでは、高抵抗率塗覆装パイプラインを防食対象とする場合には、システム設置時に防食電流が流れない。したがって、一つの流電陽極がパイプラインのどの範囲をカバーしているのか明確に特定することができず、システム設計を定量的に行うことができなかった。
[Cathode protection target section setting and galvanic anode connection position in the section]
If the high resistivity coated pipeline is to be protected against corrosion by simply connecting the flowing current anode to the pipeline at a predetermined interval, as in the conventional cathodic protection system using the galvanic anode method, the anticorrosion is performed when the system is installed. Current does not flow. Therefore, it was not possible to clearly identify the range of the pipeline covered by one galvanic anode, and the system design could not be quantitatively performed.

これに対して、本発明では、パイプラインに接続された一対のプローブ間をカソード防食対象区間に設定して、その区間内のパイプラインに流電陽極を接続することで、流電陽極からプローブに流入する電流を、設定されたカソード防食対象区間の末端に供給される防食電流と考えて、システム設計を定量的に行うことが可能になる。   On the other hand, in the present invention, the probe between the pair of probes connected to the pipeline is set as a cathodic protection target section, and the current flowing anode is connected to the pipeline in the section, so that the probe from the current flowing anode is used. The system design can be quantitatively performed by regarding the current flowing into the terminal as the anticorrosion current supplied to the end of the set cathodic protection target section.

この際、プローブによって模擬される塗覆装欠陥部の面積を左右同面積にしており、且つ流電陽極の接続位置を設定されたカソード防食対象区間の中央位置にしているので、防食対象距離をできるだけ長くしてカソード防食効率を高くすることができ、しかも区間の末端2地点への防食電流を均一にすることができる。   At this time, the area of the coating defect portion simulated by the probe is the same in the left and right areas, and the connection position of the galvanic anode is the central position of the set cathodic protection target section. The cathodic protection efficiency can be increased by making it as long as possible, and the anticorrosion current to the two end points of the section can be made uniform.

[流電陽極発生電流の設定による定量的なシステム設計について]
システムの稼働(防食電流の通電)時点から、流電陽極発生電流によって防食対象区間の末端に均一な防食電流が流れるシステム構成にしているので、流電陽極発生電流に基づく定量的なシステム構成が可能になる。基本的な考え方としては、システム設置時には、プローブ交流電流密度はカソード防食基準に合格している(つまり、交流誘導の影響が無い又は排除されている)ことを前提にして、プローブによって計測されるプローブオフ電位が防食電位以下になるように流電陽極発生電流の直流成分を設定することで、区間内の全ての部位が防食電位以下となる良好なカソード防食状況を実現することができる。
[Quantitative system design by setting the galvanic anode generation current]
Since the system configuration is such that a uniform anticorrosion current flows to the end of the anticorrosion target section due to the galvanic anode generation current from the time of system operation (corrosion protection current energization), a quantitative system configuration based on the galvanic anode generation current It becomes possible. The basic idea is that when the system is installed, the probe AC current density is measured by the probe on the premise that it has passed the cathodic protection standard (that is, it has no or no influence of AC induction). By setting the direct current component of the galvanic anode generation current so that the probe off potential is equal to or lower than the anticorrosion potential, it is possible to realize a favorable cathodic anticorrosion situation in which all the parts in the section are equal to or lower than the anticorrosion potential.

具体的には、1本の流電陽極から発生する直流電流又は複数本の流電陽極から発生する総発生電流の直流電流が、上記式(a)で求められる所要防食電流以上になるように流電陽極発生電流を設定すれば良く、これによって、設定された区間長さ(例えば1km)に応じて、流電陽極をn本のMg陽極とする場合には、Mg陽極n本の総接地抵抗RMg(n)或いはMg陽極の本数を決定することができる。 Specifically, a direct current generated from one galvanic anode or a total generated current generated from a plurality of galvanic anodes is equal to or greater than the required anticorrosion current obtained by the above formula (a). What is necessary is just to set an electric current generated by the galvanic anode, and when the galvanic anode is n Mg anodes according to the set section length (for example, 1 km), the total grounding of the n Mg anodes The number of resistors R Mg (n) or Mg anodes can be determined.

[流電陽極発生電流のモニタリングによるパイプライン健全性評価]
(塗覆装欠陥検知)
本発明のシステム構成では、高抵抗率塗覆装パイプラインの塗覆装が健全であれば区間内で計測される流電陽極発生電流は一定値を示すことになる。そして、区間内で一つ又は複数個の塗覆装欠陥が発生すると、プローブに流入する電流に対して発生した塗覆装欠陥部に流入する電流が加わることになるので、流電陽極発生電流は増加し、その増加した状態が継続することになる。したがって、パイプラインに接続された一対のプローブで区画された区間内に設置された一つの電流モニタリング手段でモニタリングされた時系列データ値の増加を検知することで、隣接する区間の状況とは無関係に、その区間内に塗覆装欠陥が発生したことを確実に検知することができる。
[Evaluation of pipeline integrity by monitoring the galvanic anode current]
(Coating defect detection)
In the system configuration of the present invention, if the coating of the high resistivity coating pipeline is sound, the galvanic anode generated current measured in the section shows a constant value. When one or a plurality of coating defects occur in the section, the current flowing into the coating defect portion generated with respect to the current flowing into the probe is added. Will increase and the increased state will continue. Therefore, by detecting an increase in time-series data values monitored by one current monitoring means installed in a section defined by a pair of probes connected to the pipeline, it is not related to the situation in the adjacent section. In addition, it is possible to reliably detect that a coating defect has occurred in the section.

(交流誘導発生検知)
加えて、流電陽極発生電流をモニタリングして交流成分を検知することで、パイプラインに接続された一対のプローブで区画された区間内に交流誘導が発生したことを確実に検知することができる。前述したように本発明のシステムでは、システム設置時には、プローブ交流電流密度はカソード防食基準に合格している(つまり、交流誘導の影響が無い又は排除されている)ことを前提にしている。したがって、流電陽極発生電流のモニタリングで交流成分が検知された時点で新たに区間内に交流誘導が発生したことになる。
(AC induction occurrence detection)
In addition, by monitoring the galvanic anode generation current and detecting the AC component, it is possible to reliably detect the occurrence of AC induction in the section defined by the pair of probes connected to the pipeline. . As described above, the system of the present invention is based on the premise that the probe alternating current density passes the cathodic protection standard (that is, the influence of alternating current induction is not present or eliminated) when the system is installed. Therefore, the AC induction is newly generated in the section when the AC component is detected by monitoring the galvanic anode generation current.

(流電陽極の寿命予測)
更に加えて、この流電陽極発生電流をモニタリングして、このモニタリング値から寿命予測を行い、交流誘導発生が検知された場合に流電陽極の交流腐食による消耗分を定量的に加味することで、より正確な寿命予測が可能になる。
(Life prediction of galvanic anode)
In addition, by monitoring the current generated by the galvanic anode and predicting the life from this monitoring value, if the occurrence of AC induction is detected, the consumption due to AC corrosion of the galvanic anode is quantitatively added. , More accurate life prediction becomes possible.

[プローブ電流密度によるカソード防食維持管理]
設定されたカソード防食対象区間の末端でパイプラインに接続されたプローブのプローブ電流密度を計測し、プローブ電流密度を指標としたカソード防食基準と計測結果とを照査し、計測結果がカソード防食基準に合格していることを確認することで、システム稼働後に、設定された区間内でカソード防食が健全に行われていることを確認することができる。
[Cathode protection maintenance by probe current density]
Measure the probe current density of the probe connected to the pipeline at the end of the set cathodic protection target section, check the cathodic protection standard using the probe current density as an index, and the measurement result. By confirming that it has passed, it is possible to confirm that the cathodic protection is soundly performed in the set section after the system is operating.

本発明は、このような特徴を具備することで、流電陽極方式による高抵抗率塗覆装パイプラインのカソード防食において、明確な防食範囲を設定して、その範囲全域でのカソード防食状況を評価しながら、塗覆装欠陥発生検知,交流誘導発生検知,流電陽極寿命の予測を含むパイプラインの健全性をより正確に評価することができる。また、明確な防食範囲に基づく定量的なカソード防食システム或いはカソード防食方法の設計を行うことができる。   The present invention has such a feature, and in the cathodic protection of the high resistivity coated pipeline by the galvanic anode method, a clear anticorrosion range is set, and the cathodic protection situation in the entire range is set. While evaluating, it is possible to more accurately evaluate the soundness of the pipeline including the detection of occurrence of coating defects, the detection of alternating current induction, and the prediction of the galvanic anode life. Further, it is possible to design a quantitative cathodic protection system or cathodic protection method based on a clear anticorrosion range.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図2は、本発明の実施形態に係るカソード防食システム及びパイプライン健全性評価システムを示す説明図である。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 2 is an explanatory diagram showing a cathodic protection system and a pipeline soundness evaluation system according to an embodiment of the present invention.

[カソード防食システム/カソード防食方法の構成及び設計の技術思想]
本発明の実施形態に係るカソード防食システムは、高抵抗率塗覆装が施されたパイプライン1を防食対象として、流電陽極方式によってカソード防食を行うシステムであって、まず、パイプライン1のカソード防食対象となる区間(カソード防食対象区間)をパイプライン1に沿って所定の長さ(例えば1km)で設定し、その区間の両端でパイプライン1にプローブ2A,2Bを接続している。つまり、パイプライン1に接続された一対のプローブ2A,2Bで区画された区間をカソード防食対象区間に設定している。
[Cathode Protection System / Cathode Protection Method Configuration and Design Technical Thought]
A cathodic protection system according to an embodiment of the present invention is a system that performs cathodic protection by a galvanic anode method using a pipeline 1 with a high resistivity coating as a corrosion protection target. A section for cathodic protection (cathodic protection target section) is set along the pipeline 1 with a predetermined length (for example, 1 km), and probes 2A and 2B are connected to the pipeline 1 at both ends of the section. That is, a section defined by a pair of probes 2A and 2B connected to the pipeline 1 is set as a cathodic protection target section.

プローブ2A,2Bは、同面積(例えば10cm2)の塗覆装欠陥部を模擬するものであって(先端の黒色が模擬された塗覆装欠陥部)、図示のようにパイプライン1の金属面に電線20を介して接続される。プローブ2A,2Bは、前述したカソード防食対象区間の末端に塗覆装欠陥部が形成されることを模擬するものであるから、プローブ2A,2Bの先端位置及び電線20とパイプライン1の金属面との接続位置が共にカソード防食対象区間の末端に位置するように設置される。 The probes 2A and 2B simulate a coating defect portion having the same area (for example, 10 cm 2 ) (coating defect portion simulating the black end), and the metal of the pipeline 1 as shown in the figure. It is connected to the surface via an electric wire 20. Since the probes 2A and 2B simulate the formation of a coating defect at the end of the above-described cathodic protection target section, the tip positions of the probes 2A and 2B and the metal surfaces of the electric wire 20 and the pipeline 1 are used. Are connected so that both are connected to the end of the cathodic protection target section.

電線20とパイプライン1の金属面との接続部分にはシール21が施されている。電線20には、その導通を遮断・接続するためのスイッチ22が設けられ、必要に応じてプローブ2A,2Bのプローブ電流密度を計測するための電流計(図示省略)が接続される。また、電線20は照合電極(例えば飽和硫酸銅電極)24にも接続され、その間の電位差を電圧計23で計測してプローブ対地電位(後述するプローブオフ電位或いは防食電流通電前のプローブ対地電位)を求めることができるようにしている。   A seal 21 is provided at a connection portion between the electric wire 20 and the metal surface of the pipeline 1. The electric wire 20 is provided with a switch 22 for cutting and connecting the continuity, and an ammeter (not shown) for measuring the probe current density of the probes 2A and 2B is connected as necessary. Further, the electric wire 20 is also connected to a reference electrode (for example, a saturated copper sulfate electrode) 24, and a potential difference therebetween is measured by a voltmeter 23 to probe-to-ground potential (probe-off potential or probe-to-ground potential before energization of anticorrosion current described later). To be able to ask.

そして、一対のプローブ2A,2Bで設定されるカソード防食対象区間の中央位置で、パイプライン1に流電陽極3を接続する。流電陽極3としては、鋼製のパイプライン1に対してはMg陽極を用いることができる。流電陽極3は、電線30を介してパイプライン1の金属面と接続されるが、この接続位置と流電陽極3の埋設位置が共にカソード防食対象区間の中央位置になるように設置される。   Then, the galvanic anode 3 is connected to the pipeline 1 at the center position of the cathodic protection target section set by the pair of probes 2A and 2B. As the galvanic anode 3, a Mg anode can be used for the steel pipeline 1. The galvanic anode 3 is connected to the metal surface of the pipeline 1 through the electric wire 30, and the connection position and the burying position of the galvanic anode 3 are both set to the center position of the cathodic protection target section. .

このようなカソード防食システムによると、流電陽極3の通電及びプローブ2A,2Bの導通直後からカソード防食対象区間の末端に向けて防食電流が流れるシステムを構築することができる。   According to such a cathodic protection system, it is possible to construct a system in which an anticorrosion current flows from immediately after energization of the galvanic anode 3 and conduction of the probes 2A and 2B to the end of the cathodic protection target section.

図3は、プローブ2A,2Bの設置によって塗覆装欠陥部が模擬された本発明の実施形態に係るカソード防食システムの防食状況を示す説明図である。このシステムによると、同面積(例えば10cm2)の塗覆装欠陥部Phがカソード防食対象区間の左右末端に発生しているのと同等の状況になり、流電陽極3から流出した防食電流が左右等しい面積の塗覆装欠陥部Phに流入することになる。 FIG. 3 is an explanatory diagram showing the anticorrosion status of the cathodic protection system according to the embodiment of the present invention in which the coating defect portion is simulated by installing the probes 2A and 2B. According to this system, the coating defect portion Ph of the same area (for example, 10 cm 2 ) is in a situation equivalent to that generated at the left and right ends of the cathodic protection target section. It will flow into the coating defect part Ph of the same area on the left and right.

ここで面積の等しい塗覆装欠陥部Phを設定し、流電陽極3をカソード防食対象区間の中央位置に設置しているので、左右の塗覆装欠陥部Phに流入する防食電流は等しい値になり、パイプライン1における通電直後の(Probe/S)pro(プローブオフ電位)は、カソード防食対象区間の中央位置で最も低く(マイナス側のシフト量が大きく)、当該区間の末端位置で最も高い(マイナス側のシフト量が小さい)値になる(図中の(Probe/S)corは防食電流通電前のプローブ対地電位であって、通常は周辺環境が均一であれば一定値を示す)。なお、プローブオフ電位(Probe/S)proは、導通されたプローブ2A,2Bとパイプライン1とをスイッチ22で電気的に遮断した直後のプローブ2A,2Bの照合電極24に対する電位差で、防食電流Iと電解質抵抗Rとの積であるIRを含まない真の管対地電位である。 Here, since the coating defect part Ph having the same area is set and the galvanic anode 3 is installed at the center position of the cathodic protection target section, the anticorrosion current flowing into the left and right coating defect parts Ph is equal. The (Probe / S) pro (probe off potential) immediately after energization in the pipeline 1 is the lowest at the center position of the cathodic protection target section (the shift amount on the minus side is large), and is the highest at the end position of the section. (Probe / S) cor in the figure is the probe ground potential before applying the anticorrosion current, and usually shows a constant value if the surrounding environment is uniform) . The probe off potential (Probe / S) pro is a potential difference with respect to the reference electrode 24 of the probes 2A and 2B immediately after the conducted probes 2A and 2B and the pipeline 1 are electrically cut off by the switch 22, and the anticorrosion current. A true tube-to-ground potential that does not include IR, which is the product of I and electrolyte resistance R.

このように、設定されたカソード防食対象区間の末端に同面積の塗覆装欠陥部が形成され、区間中央位置に流電陽極を設置した状態を設定することで、カソード防食状況をシステム設置時から把握することができることになり、流電陽極3の設置地点である区間中央位置が過防食にならず、区間末端でのプローブオフ電位(Probe/S)proが防食電位Ep以下になるようにシステム構成を設計すれば、流電陽極方式によるカソード防食システムに対して定量的なシステム設計を行うことが可能になる。 In this way, by setting the state where the coating defect part of the same area is formed at the end of the set cathodic protection target section and the electroplating anode is installed at the center position of the cathodic protection, the cathodic protection status is set at the time of system installation. will be able to grasp from the section center is a point of installation galvanic anode 3 does not become excessive corrosion probe off potential at the section ends (probe / S) so that the pro is below anticorrosion potential E p If the system configuration is designed, it is possible to perform a quantitative system design for the cathodic protection system using the galvanic anode method.

高抵抗率塗覆装が施されたパイプライン1の場合には、パイプライン1の金属と電解質が接触していないため管対地電位が計測不可能である。よって、カソード防食対象区間の末端2地点に設置されたプローブ2A,2Bで計測されるプローブオフ電位が防食電位Ep以下になる(カソード防食基準に合格する)ようにカソード防食設計を行う。ここで、プローブ2A,2Bを同面積の塗覆装欠陥部を模擬するものとしているのは、流電陽極3からカソード防食対象区間の末端2地点へ向けて流れる防食電流を均一なものとし、カソード防食対象区間の距離をできるだけ長くするためである。 In the case of the pipeline 1 to which the high resistivity coating is applied, the pipe-to-ground potential cannot be measured because the metal of the pipeline 1 is not in contact with the electrolyte. Therefore, cathodic protection target interval ends two locations in the installed probe 2A, a probe-off potentials measured by 2B is (pass the cathodic protection criteria) to be less corrosion potential E p performing cathodic protection designed. Here, the probes 2A and 2B simulate the coating defect portion of the same area, and the corrosion protection current flowing from the galvanic anode 3 toward the end 2 points of the cathodic protection target section is uniform. This is to make the distance of the cathodic protection target section as long as possible.

なお、ここでは、システム設置時には、プローブ交流電流密度がカソード防食基準に合格していること(交流誘導の影響がパイプライン1に及んでいないか或いは既に交流誘導低減対策が取られていること)を前提にしている。この前提は、システム設置時に交流誘導の影響があれば、当然交流誘導低減対策を施した上でシステムの設置がなされること、流電陽極の設置自体が交流誘導低減のためのアース電極の作用をなし、1km間隔程度の流電陽極の分散設置によって交流誘導を効果的に低減させることができることを考慮すると、システム設計上適正な前提である。   Here, when installing the system, the probe AC current density must pass the cathodic protection standard (the influence of AC induction does not reach the pipeline 1 or the AC induction reduction measures have already been taken). On the premise. This premise is that if there is an influence of AC induction at the time of system installation, naturally the system will be installed after taking measures to reduce AC induction, and the installation of the galvanic anode itself will function as an earth electrode to reduce AC induction. In consideration of the fact that AC induction can be effectively reduced by distributed installation of galvanic anodes at intervals of about 1 km, this is an appropriate premise for system design.

システム設計のパラメータは、カソード防食対象区間の長さと流電陽極3の発生電流の大きさである。これらについて以下に説明する。   The system design parameters are the length of the cathodic protection target section and the magnitude of the current generated by the galvanic anode 3. These will be described below.

[カソード防食対象区間の設定]
区間の中央位置が過防食にならないようにするためには、区間の長さをできる限り短くする方が良いことは自明である(区間が長くなると末端でのマイナス側へのシフト量が小さくなるので、末端のプローブオフ電位を防食電位以下にしようとすれば中央位置でのシフト量が大きくなり過ぎる)。しかしながら、区間を短くしてプローブを過密に設置すると、流電陽極発生電流が増加してカソード防食効率が低下し、さらに、塗覆装欠陥のない高抵抗率塗覆装ではプローブ間で電流の流出入が行われカソード防食状況を正確に評価できなくなるので、プローブ設置間隔はある程度の間隔をもって決定されるべきである。
[Setting of cathodic protection target section]
To avoid over-corrosion at the center position of the section, it is obvious that the section length should be as short as possible (the longer the section, the smaller the shift to the minus side at the end). Therefore, if the terminal probe-off potential is set to be equal to or lower than the anticorrosion potential, the shift amount at the center position becomes too large). However, when the section is shortened and the probes are installed overly densely, the galvanic anode generation current increases and the cathodic protection efficiency decreases.In addition, in the high resistivity coating without coating defects, the current between the probes is reduced. The probe installation interval should be determined with a certain interval since the inflow and outflow will occur and the cathodic protection situation cannot be accurately evaluated.

このように、a.流電陽極設置地点の過防食リスクの低減、b.プローブ設置間隔、c.防食電流の均一化、d.交流誘導低減のアース電極としての流電陽極の分散設置、及び、e.1箇所当たりの流電陽極の現実的な設置本数を考慮すると、カソード防食対象区間を1km程度に設定するのが適当である。   Thus, a. Reduction of over-corrosion risk at the site where the galvanic anode is installed, b. Probe installation interval, c. Uniformizing the anticorrosion current, d. Dispersive installation of galvanic anodes as earth electrodes for reduced AC induction, and e. Considering the realistic number of galvanic anodes installed at each location, it is appropriate to set the cathodic protection target section to about 1 km.

また、カソード防食対象区間では、その末端2地点以外にはプローブを設置しないことが重要である。末端2地点以外の区間内にプローブを設置したならば、流電陽極発生電流が区間内のプローブに流入し、区間末端が防食電流不足の傾向になるから本発明のシステム設計の基本思想が成り立たなくなる。   Moreover, it is important not to install a probe other than the two end points in the cathodic protection target section. If the probe is installed in a section other than the two end points, the galvanic anode generation current flows into the probe in the section, and the end of the section tends to have insufficient anticorrosion current, so that the basic idea of the system design of the present invention is established. Disappear.

カソード防食対象区間を1kmにすると、プローブ設置間隔は前述のISO 15589-1:2003(E)と同様になる。なお、プローブ面積に関しては、1cm2から10cm2が一般に推奨されている(EN 13636:Cathodic protection of buried metallic tanks and related piping,2004)。プローブが接触する電解質が土壌の場合、防食電流を塗覆装欠陥部に流入させるために、プローブの塗覆装欠陥部を模擬した金属面と土壌との接触を良好にすることが必要である。そのためには、できるだけプローブの金属面を大きくすることが必要であることから、本発明の実施形態ではプローブ面積を10cm2にしている。 When the cathodic protection area is 1 km, the probe installation interval is the same as ISO 15589-1: 2003 (E) described above. Regarding the probe area, 1 cm 2 to 10 cm 2 is generally recommended (EN 13636: Cathodic protection of buried metallic tanks and related piping, 2004). When the electrolyte in contact with the probe is soil, it is necessary to improve the contact between the metal surface simulating the coating defect of the probe and the soil in order to allow the anticorrosion current to flow into the coating defect. . For that purpose, it is necessary to make the metal surface of the probe as large as possible. Therefore, in the embodiment of the present invention, the probe area is set to 10 cm 2 .

[流電陽極発生電流に基づくカソード防食システム/カソード防食方法の設計]
本発明のシステム構成では、稼働時にはプローブ2A,2Bをパイプライン1に常時接続しておき、通電時には流電陽極3からの発生電流(流電陽極発生電流)は、防食電流として、常時これらのプローブ2A,2Bに流入する。このとき、前述したシステム設計の基本思想に基づいて、プローブ2A,2Bによって計測されるプローブオフ電位が防食電位以下になるように流電陽極発生電流(流電陽極が複数本からなる場合には総発生電流)を設定するには、流電陽極発生電流は以下に示す所要防食電流Ip以上になるように設定される。
[Design of cathodic protection system / cathodic protection method based on galvanic anode current]
In the system configuration of the present invention, the probes 2A and 2B are always connected to the pipeline 1 during operation, and the current generated from the current-carrying anode 3 (current-carrying anode generated current) is always used as an anticorrosion current when energized. It flows into the probes 2A and 2B. At this time, based on the basic concept of the system design described above, the galvanic anode generation current (when there are a plurality of galvanic anodes so that the probe off potential measured by the probes 2A and 2B is equal to or lower than the anticorrosion potential In order to set the total generated current), the galvanic anode generated current is set to be equal to or higher than the required anticorrosive current I p shown below.

(所要防食電流の導出)
所要防食電流Ipを防食電流通電前のプローブ対地電位(Probe/S)corを防食電流通電後のプローブオフ電位(Probe/S)proまでシフトさせるのに要する電流であると定義すると、下記式(a1)で表すことができる。
(Derivation of required anticorrosion current)
Defining the required anticorrosion current I p as the current required to shift the probe ground potential (Probe / S) cor before the anticorrosion current energization to the probe off potential (Probe / S) pro after the anticorrosion current energization, It can be represented by (a1).

Figure 2008096398
Figure 2008096398

式(a1)において、防食電流通電前のプローブ対地電位(Probe/S)corは、流電陽極3を接続する前にスイッチ22を閉じて電圧計23で計測することができ、防食電流通電後のプローブオフ電位(Probe/S)proは、流電陽極3を接続した後に、スイッチ22を開いた直後に電圧計23で計測できる電圧値として求めることができる。パイプライン1の接地抵抗Rpipeは、下記式(a2)のように表すことができる。 In the formula (a1), the probe ground potential (Probe / S) cor before energization of the anticorrosion current can be measured by the voltmeter 23 with the switch 22 closed before the galvanic anode 3 is connected. The probe off potential (Probe / S) pro can be obtained as a voltage value that can be measured by the voltmeter 23 immediately after the switch 22 is opened after the galvanic anode 3 is connected. The ground resistance R pipe of the pipeline 1 can be expressed as the following formula (a2).

Figure 2008096398
Figure 2008096398

塗覆装抵抗は、塗膜抵抗とも称され、塗覆装構成物質の電気抵抗と、塗覆装の欠陥部で周囲の土壌等の電解質に接しているパイプライン金属面の接地抵抗の合計値である。しかし、本発明の対象とするシステム構成では、対象としている塗覆装はポリエチレンのような高抵抗率塗覆装であるから、塗覆装構成物質の電気抵抗は接地抵抗と比較して著しく高い値になる。したがって、塗覆装抵抗は、塗覆装欠陥部の接地抵抗で決定されると見なすことができる。   Coating resistance, also called coating resistance, is the sum of the electrical resistance of the coating component and the ground resistance of the pipeline metal surface that is in contact with the surrounding soil or other electrolyte at the defective coating. It is. However, in the system configuration that is the subject of the present invention, the coating material in question is a high resistivity coating material such as polyethylene, so the electrical resistance of the coating component material is significantly higher than the ground resistance. Value. Therefore, it can be considered that the coating resistance is determined by the ground resistance of the coating defect portion.

本発明の実施形態に係るシステム構成では、パイプライン1の表面積Sm2は、外径Dmでカソード防食対象区間の距離が1km(1000m)とすると、下記式(a3)のようになる。 In the system configuration according to the embodiment of the present invention, the surface area Sm 2 of the pipeline 1 is represented by the following formula (a3) when the outer diameter Dm and the distance of the cathodic protection target section are 1 km (1000 m).

Figure 2008096398
Figure 2008096398

式(a3)を式(a2)に代入することにより、下記式(a4)を得る。   By substituting equation (a3) into equation (a2), the following equation (a4) is obtained.

Figure 2008096398
Figure 2008096398

一方、ωは、塗覆装欠陥部の接地抵抗RcΩと塗覆装欠陥部存在率n個/m2を用いて、下記式(a5)のように表すことができる。 On the other hand, ω can be expressed as the following formula (a5) using the grounding resistance R c Ω of the coating defect portion and the coating defect portion existence rate n / m 2 .

Figure 2008096398
Figure 2008096398

ここで、Rcは、塗覆装欠陥部を円形と仮定すると下記式(a6)で表される(W.V.Baeckman,W.Schwenk:Handbuch des kathodischen Korrosionsschutzes
,WILEY-VCH Verlag GmbH,1999)。
Here, R c is expressed by the following equation (a6) assuming that the coating defect is circular (WVBaeckman, W. Schwenk: Handbuch des kathodischen Korrosionsschutzes).
, WILEY-VCH Verlag GmbH, 1999).

Figure 2008096398
Figure 2008096398

面積10cm2の塗覆装欠陥部の接地抵抗Rcは、式(a6)のScに10-3を代入することにより下記式(a7)を得る。 The grounding resistance R c of the coating defect portion having an area of 10 cm 2 is obtained by substituting 10 −3 for S c in the formula (a6) to obtain the following formula (a7).

Figure 2008096398
Figure 2008096398

このRcは、プローブ1本の接地抵抗に等しい。また、塗覆装欠陥部存在率n個/m2は、下記式(a8)のようになる。 This R c is equal to the ground resistance of one probe. The coating defect portion existing rate n / m 2 is expressed by the following formula (a8).

Figure 2008096398
Figure 2008096398

なお、ここでは、n個の塗覆装欠陥部は、面積及び塗覆装欠陥部が接している電解質の電気抵抗率は同じと仮定する。式(a7)と式(a8)を式(a5)に代入することにより、下記式(a9)を得る。   Here, it is assumed that the n coating defect portions have the same area and the electrical resistivity of the electrolyte in contact with the coating defect portion. By substituting equation (a7) and equation (a8) into equation (a5), the following equation (a9) is obtained.

Figure 2008096398
Figure 2008096398

式(a9)と式(a4)に代入すると、下記式(a10)を得る。   Substituting into the equations (a9) and (a4), the following equation (a10) is obtained.

Figure 2008096398
Figure 2008096398

式(a10)を式(a1)に代入することにより、下記式(a11)が得られる。そして、プローブ2A,2Bで計測されるプローブオフ電位を防食電位Ep以下に設定することで、下記式(a)が得られる。 By substituting equation (a10) into equation (a1), the following equation (a11) is obtained. The probe 2A, a probe-off potential to be measured by setting the following corrosion potential E p in 2B, the following formula (a) is obtained.

Figure 2008096398
Figure 2008096398

即ち、本発明のカソード防食システムは、流電陽極発生電流が式(a)を満足する所要防食電流以上になるように、カソード防食設計を行えばよいことになる。なお、このときの流電陽極発生電流は極力流電陽極の寿命を長くするためと、他埋設金属構造物に干渉を与えないためにも必要最小限の値にしなければならない。   That is, the cathodic protection system of the present invention may be designed so that the galvanic anode generation current is equal to or higher than the required anticorrosion current satisfying the formula (a). Note that the current generated by the galvanic anode at this time must be set to the minimum necessary value in order to extend the life of the galvanic anode as much as possible and not to interfere with other embedded metal structures.

(流電陽極の総接地抵抗或いは総設置本数の設計)
ここでは、流電陽極をn本のMg陽極として、その総接地抵抗及び総設置本数を求める。すなわち、Mg陽極n本(n≧1)の総発生電流の直流電流I(DC)が所要防食電流Ip以上であればよい。よって、下記式(b1)が得られ、上記(a)式を代入すると下記式(b2)が得られる。なお、I(DC)は、後述する電流モニタリング手段によって0.1msec間隔でサンプリングされた値の計測時間平均値である。
(Design of total grounding resistance or total number of installed anodes)
Here, assuming that the galvanic anode is n Mg anodes, the total ground resistance and the total number of installed anodes are obtained. That is, the direct current I (DC) of the total generated current of n Mg anodes (n ≧ 1) may be equal to or greater than the required anticorrosion current I p . Therefore, the following formula (b1) is obtained, and the following formula (b2) is obtained by substituting the above formula (a). Note that I (DC) is a measurement time average value of values sampled at intervals of 0.1 msec by a current monitoring unit described later.

Figure 2008096398
Figure 2008096398

すなわち、上記(b2)を満足するように、Mg陽極n本の総接地抵抗RMg(n)Ωを調整することになる。この際に、Mg陽極1本の接地抵抗RMg及び1箇所当たりのMg陽極の設置本数に対する補正係数Kが既知であるから、Mg陽極の総設置本数nを下記式(c)のように求めることができる。 That is, the total ground resistance R Mg (n) Ω of n Mg anodes is adjusted so as to satisfy the above (b2). At this time, since the grounding resistance R Mg of one Mg anode and the correction coefficient K for the number of Mg anodes installed per location are known, the total number n of Mg anodes is obtained as in the following formula (c). be able to.

Figure 2008096398
Figure 2008096398

[パイプライン健全性評価システム(方法)とその機能]
(パイプライン健全性評価システム(方法)の全体構成)
本発明の実施形態に係るパイプライン健全性評価システム又は健全性評価方法は、高抵抗率塗覆装が施されたパイプラインを防食対象として、前述したカソード防食システムによってカソード防食を行いながら、パイプラインの健全性を評価するものである。
[Pipeline health evaluation system (method) and its function]
(Overall structure of pipeline soundness evaluation system (method))
The pipeline soundness evaluation system or the soundness evaluation method according to the embodiment of the present invention uses a pipeline with a high resistivity coating as a corrosion protection target, while performing cathodic protection with the above-described cathodic protection system. It evaluates the soundness of the line.

図2によって、システムの全体構成を説明すると、前述したカソード防食システムで説明したように、パイプライン1のカソード防食対象となる区間を設定し、この区間の両端でパイプライン1に同面積の塗覆装欠陥部を模擬するプローブ2A,2Bが接続され、この区間の中央位置でパイプライン1に流電陽極3が接続されており、このカソード防食システムに対して、健全性評価装置6を接続することで、カソード防食システム稼働中のパイプラインの健全性を評価する。   The overall configuration of the system will be described with reference to FIG. 2. As described in the above-described cathodic protection system, a section to be cathodic protected in the pipeline 1 is set, and the pipeline 1 is coated with the same area at both ends of the section. Probes 2A and 2B simulating a covering defect portion are connected, and a galvanic anode 3 is connected to the pipeline 1 at the center position of this section, and a soundness evaluation device 6 is connected to this cathodic protection system By doing so, the soundness of the pipeline during the cathodic protection system operation is evaluated.

健全性評価装置6は、パイプライン1と流電陽極3間を接続する電線30間に設置され、流電陽極3の発生電流をモニタリングする電流モニタリング手段4と、この電流モニタリング手段4のモニタリング値を演算処理する演算処理手段5とからなる。   The soundness evaluation device 6 is installed between the electric wire 30 connecting the pipeline 1 and the current-carrying anode 3, current monitoring means 4 for monitoring the current generated in the current-carrying anode 3, and the monitoring value of the current monitoring means 4 And arithmetic processing means 5 for arithmetic processing.

演算処理手段5は、例えば、モニタリング値のデータを取得して演算処理を行うCPUとモニタリング値のデータ及び演算処理結果を記憶するメモリと演算処理結果等を表示するディスプレイ等を備えるもので、モニタリングデータの平均値,最大値,最小値を求める演算処理、或いは残存寿命予測演算を行う演算処理等を行い、その演算処理結果をグラフ表示等によってディスプレイに表示し、またメモリに記憶させるものである。   The arithmetic processing means 5 includes, for example, a CPU that acquires monitoring value data and performs arithmetic processing, a memory that stores monitoring value data and arithmetic processing results, a display that displays the arithmetic processing results, and the like. Calculation processing for obtaining the average, maximum, and minimum values of data, or calculation processing for predicting remaining life, etc., and displaying the calculation processing results on a display by graph display or the like and storing them in a memory .

この演算処理手段5は、演算処理機能として、塗覆装欠陥検知手段5A、交流誘導発生検知手段5B、流電陽極寿命予測手段5Cを備えている。各機能は、そのうちの一つ或いは複数を選択して備えていればよいが、3つの機能を全て備えることで、パイプライン1の健全性を大きく脅かす現象の兆候を全て把握できるシステムを構築することができる。   This arithmetic processing means 5 includes coating defect detecting means 5A, alternating current induction detecting means 5B, and galvanic anode life predicting means 5C as arithmetic processing functions. Each function only needs to be provided by selecting one or more of them, but by providing all three functions, a system that can grasp all the signs of the phenomenon that greatly threatens the health of the pipeline 1 is constructed. be able to.

(電流モニタリング手段(工程))
前述した本発明の実施形態に係るカソード防食システムでは、システムの通電開始後から防食電流が流れ、流電陽極発生電流がモニタリング可能になる。また、プローブ2A,2Bの設置によって区画されたカソード防食対象区間を形成できるので、区間内の一箇所に設置される流電陽極3の流電陽極発生電流は隣接する他の区間の流電陽極の影響を受けることがない。したがって、区間内の一箇所に設置される流電陽極3の流電陽極発生電流をモニタリングすることで、区間全域でのカソード防食状況を他の区間とは無関係に把握することができる。
(Current monitoring means (process))
In the above-described cathodic protection system according to the embodiment of the present invention, the anticorrosion current flows after the start of energization of the system, and the galvanic anode generated current can be monitored. In addition, since the cathodic protection target section divided by the installation of the probes 2A and 2B can be formed, the galvanic anode generated current of the galvanic anode 3 installed at one place in the section is the galvanic anode of another adjacent section. Will not be affected. Therefore, by monitoring the galvanic anode generation current of the galvanic anode 3 installed at one location in the section, the cathodic protection status in the entire section can be grasped regardless of the other sections.

電流モニタリング手段4は、パイプライン1と流電陽極3とを接続する電線30に介在される電流計の計測値を時系列データとして出力するものである。時系列データのサンプリング間隔は、例えば、0.1msec間隔とする。サンプリング間隔を0.1msecとすることで、a.流電陽極発生電流の直流成分と交流成分とを精度良く求めることができる(パイプライン1が交流誘導を受けている場合、商用周波数と一致するか否かの評価を行うことができる)、b.最大値と最小値の値と発生時刻とが正確に把握できる、c.新幹線のような高速交流電気鉄道の通過による影響現象を逃すことなく捉えることができる、といった利点が得られる。   The current monitoring means 4 outputs the measurement value of the ammeter interposed in the electric wire 30 that connects the pipeline 1 and the galvanic anode 3 as time series data. The sampling interval of the time series data is, for example, 0.1 msec interval. By setting the sampling interval to 0.1 msec, a. The direct current component and the alternating current component of the galvanic anode generation current can be obtained with high accuracy (when the pipeline 1 is subjected to alternating current induction, it can be evaluated whether or not it matches the commercial frequency), b . The maximum and minimum values and the time of occurrence can be accurately grasped; c. There is an advantage that it is possible to catch the influence phenomenon due to the passage of the high-speed AC electric railway such as the Shinkansen without missing it.

また、電流モニタリング手段4の実施例としては、1日に1回、設定された時刻から開始して15分間のモニタリングを行う。計測されたデータは時刻との対応がなされた時系列データとして出力される。モニタリング開始時刻は適宜設定可能であり、例えば、流電陽極3の設置位置が高圧交流架空送電線の並行部且つ又は交差部の場合には、設定時刻は送電電流が最大になる14時とし、流電陽極3の設置位置が電気鉄道輸送路近傍の場合には、設定時刻は電気鉄道の朝夕のラッシュ時(例えば18時等)とする。   Further, as an example of the current monitoring unit 4, monitoring is performed once a day for 15 minutes starting from a set time. The measured data is output as time series data corresponding to the time. The monitoring start time can be set as appropriate. For example, when the installation position of the current-carrying anode 3 is a parallel part or crossing part of the high-voltage AC overhead power transmission line, the setting time is 14:00 when the transmission current becomes maximum, When the installation position of the galvanic anode 3 is in the vicinity of the electric railway transportation route, the set time is set to the morning and evening rush hour of the electric railway (for example, 18:00).

図4は、電流モニタリング手段4によるモニタリング工程の一例を示す説明図である。ここでは、1日1回の15分間の基本計測時間が設定され、その基本計測時間の中で20msecの単位計測時間が設定されて、各単位計測時間では0.1msecのサンプリング間隔でデータサンプリングが行われる。   FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating an example of a monitoring process by the current monitoring unit 4. Here, a basic measurement time of 15 minutes once a day is set, a unit measurement time of 20 msec is set in the basic measurement time, and data sampling is performed at a sampling interval of 0.1 msec in each unit measurement time. Done.

単位計測時間は、データの計測評価を行うための一期間となるもので、200個のサンプリングデータI(t1)〜I(t200)が時刻t1〜t200に対応して一次保存される。そして、この単位計測時間の200個のデータI(ta)によって単位計測時間毎の平均値I(DC)m(m=1〜45000)が求められる。すなわち、15分間の基本計測時間では、45000個のデータI(DC)1〜I(DC)45000が求められることになる。 Unit measurement time, but which is one period for performing measurement evaluation data 200 sampled data I (t 1) ~I (t 200) is saved primary corresponds to a time t 1 ~t 200 The Then, the average value I of the unit measurement time per the 200 pieces of data I of the unit measurement time (t a) (DC) m (m = 1~45000) is obtained. That is, in the basic measurement time of 15 minutes, 45,000 pieces of data I (DC) 1 to I (DC) 45000 are obtained.

そして、下記式(e)によって、基本計測時間での平均値I(DC)aveを求める。この実施例では基本計測時間を15分間に設定しているが、この基本計測時間は任意に設定可能である。そして、任意に設定された基本計測時間において同様に求めたI(DC)aveを1日分の平均値であると仮定して、後述する健全性の評価を行う。ここで、基本計測時間は、評価対象パイプラインの環境、例えば周辺で運行される電気鉄道の運行頻度等によって任意に決定される。例えば、都市部の電気鉄道の影響を考慮するのであれば、運行頻度が高いラッシュアワー時のみ計測することで、短時間の基本計測時間で健全性評価のための安全率を見込んでいることになる。 Then, an average value I (DC) ave at the basic measurement time is obtained by the following equation (e). In this embodiment, the basic measurement time is set to 15 minutes, but this basic measurement time can be arbitrarily set. Then, assuming that I (DC) ave obtained in the same manner at an arbitrarily set basic measurement time is an average value for one day, soundness evaluation to be described later is performed. Here, the basic measurement time is arbitrarily determined according to the environment of the evaluation target pipeline, for example, the operation frequency of an electric railway operated in the vicinity. For example, if the influence of electric railways in urban areas is taken into account, the safety factor for soundness evaluation is expected in a short basic measurement time by measuring only during rush hours where the operation frequency is high. Become.

Figure 2008096398
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また、単位計測時間毎に最大値Imax及び最小値Iminを求めて、その値とその値を示した時刻を保存する。各単位計測時間の最大値Imax及び最小値Iminを比較して、基本計測時間での最大値Imax及び最小値Iminを求め、その最大値Imaxが存在する時刻の単位計測時間(図4では3番目の単位計測時間)を抽出して、その単位計測時間の波形(サンプリングデータI(t1)〜I(t200))を保存する(その波形を保存波形と称する)。基本計測時間において、平均値I(DC)ave,最大値Imax,最小値Imin及び保存波形が求められた段階で、これらをメモリに記憶し、基本計測時間での200×45000個のデータはその時点で消去する。 Further, the maximum value I max and the minimum value I min are obtained for each unit measurement time, and the values and the times indicating the values are stored. By comparing the maximum value I max and the minimum value I min of each unit measurement time, the maximum value I seek max and a minimum value I min, time unit measurement time there are a maximum value I max of the basic measurement time ( In FIG. 4, the third unit measurement time) is extracted, and the waveform of the unit measurement time (sampling data I (t 1 ) to I (t 200 )) is stored (the waveform is referred to as a storage waveform). When the average value I (DC) ave , the maximum value I max , the minimum value I min, and the saved waveform are obtained in the basic measurement time, these are stored in the memory, and 200 × 45000 pieces of data in the basic measurement time Erase at that time.

(塗覆装欠陥検知手段(工程))
塗覆装欠陥検知手段5Aでは、前述した電流モニタリング手段4でモニタリングされた時系列データ値の増加を検知して、カソード防食対象区間内に塗覆装欠陥が発生したことを検知する。
(Coating defect detection means (process))
The coating defect detection unit 5A detects an increase in the time series data value monitored by the current monitoring unit 4 and detects that a coating defect has occurred in the cathodic protection target section.

具体的には、前述した基本計測時間における平均値I(DC)aveをその日の流電陽極発生電流の平均値と考え、日単位で平均値I(DC)aveの変化を観測し、I(DC)aveの増加からプローブ2A,2Bで区画されたカソード防食対象区間に一つ又は複数の塗覆装欠陥が発生したことを検知する。ここでは、カソード防食対象区間内の電流モニタリング手段4から取得したデータは、他の区間の影響を受けない値と考えることができるので、I(DC)aveの増加によって区間内に塗覆装欠陥が発生したことを確実に検知することができる。 Specifically, the average value I (DC) ave at the basic measurement time described above is considered as the average value of the galvanic anode generated current of the day, and changes in the average value I (DC) ave are observed on a daily basis. DC) From the increase in ave , it is detected that one or a plurality of coating defects have occurred in the cathodic protection target section defined by the probes 2A and 2B. Here, since the data acquired from the current monitoring means 4 in the cathodic protection target section can be considered as a value that is not affected by other sections, a coating defect in the section due to an increase in I (DC) ave. It is possible to reliably detect the occurrence of.

図5は、塗覆装欠陥検知手段5Aの具体的な検知手法を示した説明図である。ここでは、塗覆装欠陥が発生した場合には流電陽極発生電流が増加して、その増加した状態が維持されることに着目したものであり、ある日の平均値I(DC)aveがその前日の平均値I(DC)aveの15%以上増になった段階で塗覆装欠陥発生を検知し、その後、3日間連続してこのレベルを維持したならば、塗覆装欠陥発生の可能性が極めて高いと判断して、アラームを発生して塗覆装欠陥について詳細評価を行う。 FIG. 5 is an explanatory view showing a specific detection technique of the coating defect detection means 5A. Here, when a coating defect occurs, attention is paid to the fact that the galvanic anode generation current increases and the increased state is maintained, and the average value I (DC) ave of a certain day is If the occurrence of coating defects is detected at the stage when the average value I (DC) ave of the previous day is increased by 15% or more, and this level is maintained for three consecutive days, the occurrence of coating defects will occur. Judging that the possibility is extremely high, an alarm is generated and a detailed evaluation of coating defects is performed.

高抵抗率塗覆装パイプラインは、当然のことながら交流誘導電圧は、含水率の高い瀝青質塗覆装パイプラインよりも高くなるので、高抵抗率塗覆装パイプラインの塗覆装欠陥においては、特に交流腐食の影響を考慮する必要がある。これまでの研究成果から、交流腐食速度は、高抵抗率塗覆装欠陥部の面積が1cm2で最大になることが明らかになっている。そこで、パイプラインの維持管理上、面積1cm2の高抵抗率塗覆装欠陥の発生を検知することが求められる。本発明の実施例(カソード防食対象区間1km、プローブ面積各10cm2)で、この面積1cm2の高抵抗率塗覆装欠陥の発生を検知することが可能であるか否かを以下に検証する。 High resistivity coated pipelines naturally have higher AC induced voltage than bituminous coated pipelines with high moisture content, so in the coating defects of high resistivity coated pipelines In particular, it is necessary to consider the influence of AC corrosion. From the research results so far, it has been clarified that the AC corrosion rate becomes maximum when the area of the high resistivity coating defect is 1 cm 2 . Therefore, for the maintenance of the pipeline, it is required to detect the occurrence of a high resistivity coating defect with an area of 1 cm 2 . In the embodiment of the present invention (cathode protection target section 1 km, probe area 10 cm 2 each), it will be verified below whether or not it is possible to detect the occurrence of a high resistivity coating defect having an area of 1 cm 2. .

本発明の実施例では、カソード防食対象区間1kmの末端2地点でそれぞれ面積10cm2の塗覆装欠陥部が模擬されており、当該区間では、総面積20cm2を超える塗覆装欠陥の発生を許容しないシステムになっている。ここでは、20cm2の塗覆装欠陥面積が有る状態から、さらに交流腐食速度が最大になる塗覆装欠陥部面積1cm2が発生したとき、流電陽極発生電流の増加分が検知可能か否かを検証することにする。 In the embodiment of the present invention, a coating defect portion having an area of 10 cm 2 is simulated at two points at the end of the cathodic protection target section 1 km, and in this section, a coating defect exceeding a total area of 20 cm 2 is generated. The system is not acceptable. Here, whether or not an increase in the galvanic anode generation current can be detected when a coating defect area 1 cm 2 at which the AC corrosion rate is maximized is generated from a state where there is a coating defect area of 20 cm 2. I will verify that.

塗覆装欠陥部の面積1cm2(10-42)の接地抵抗R1cm2は、式(a6)により、R1cm2=44.3ρ(Ω)となる。また、塗覆装欠陥部の面積1cm2のn個の接地抵抗が塗覆装欠陥部の面積10cm2の2個の接地抵抗と等しいとすると、式(a10)を用いて、44.3ρ/n=7.0ρとなり、よって、n=6.33(個)となる。 Ground resistance R 1 cm @ 2 of coating-covering defect area 1cm 2 (10 -4 m 2) is the equation (a6), the R 1cm2 = 44.3ρ (Ω). Further, assuming that n ground resistances with an area of 1 cm 2 in the coating defect portion are equal to two ground resistances with an area of 10 cm 2 in the coating defect portion, 44.3ρ / n = 7.0ρ, and therefore n = 6.33 (pieces).

塗覆装欠陥部の面積1cm2の6.33個がさらに1個増えたとすると、この場合の接地抵抗は、44.3ρ/(6.33+1)=6.04ρ(Ω)となる。 Assuming that the number of the coating defect area of 6.33 having an area of 1 cm 2 is increased by one, the ground resistance in this case is 44.3ρ / (6.33 + 1) = 6.04ρ (Ω).

面積1cm2の塗覆装欠陥部がさらに1個発生した場合、接地抵抗は6.04ρΩとなるため、このときの所要防食電流をIp’とすると、下記式(f)となる。 When one more coating defect portion having an area of 1 cm 2 occurs, the ground resistance is 6.04 ρΩ. Therefore, when the required anticorrosion current at this time is I p ′, the following equation (f) is obtained.

Figure 2008096398
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この式(f)を式(a)と比較すると、流電陽極発生電流は16%増加することになる。(Probe/S)corを−500mVCSE,(Probe/S)proを−1400mVCSE,ρを15Ωmとすると、Ip’は、式(f)より9.96mAとなる。よって、1.38mAの増加となる。これは、汎用的な電流計の最小分解能0.01mAによって、十分に検知可能な増分電流値である。 When this equation (f) is compared with the equation (a), the galvanic anode generation current is increased by 16%. (Probe / S) cor to -500 mV CSE, if the 15Ωm -1400mV CSE, the ρ a (Probe / S) pro, I p ' becomes 9.96mA from the equation (f). Therefore, the increase is 1.38 mA. This is an incremental current value that can be sufficiently detected by the minimum resolution of 0.01 mA of a general-purpose ammeter.

(交流誘導発生検知手段(工程))
前述したように、本発明の実施形態に係るカソード防食システムの設計は、プローブ交流電流密度がカソード防食基準に合格している(システム設置時にパイプライン1に交流誘導の影響がない又は影響が排除されている)ことが前提となっている。しかしながら、その後の周辺環境変化等によって、パイプライン1が交流誘導の影響を受けることがあり、交流誘導発生検知手段5Bは、このような周辺環境変化等に伴う交流誘導発生を流電陽極発生電流のモニタリングによって検知するものである。
(AC induction occurrence detection means (process))
As described above, the design of the cathodic protection system according to the embodiment of the present invention is such that the probe AC current density passes the cathodic protection standard (the pipeline 1 is not affected by the AC induction when the system is installed or the influence is eliminated). It is assumed that However, the pipeline 1 may be affected by AC induction due to subsequent changes in the surrounding environment, and the AC induction generation detecting means 5B detects the AC induction generation accompanying such changes in the surrounding environment and the like. It is detected by monitoring.

パイプライン1が、カソード防食対象区間で、ある時点において高圧交流架空送電線の影響等により交流誘導を受けると、保存波形(基本計測時間内で最大値Imaxを示した単位計測時間20msecのサンプリングデータ)が商用周波数と同じ周波数になる。したがって、保存波形の周波数が商用周波数と同じであることを判定して、パイプライン1に交流誘導が発生したことを検知する。 When pipeline 1 is subjected to AC induction due to the influence of high-voltage AC overhead power transmission line, etc. at a certain point in the cathodic protection target section, a stored waveform (sampling of unit measurement time 20 msec indicating maximum value I max within basic measurement time) Data) is the same frequency as the commercial frequency. Therefore, it is determined that the frequency of the stored waveform is the same as the commercial frequency, and it is detected that AC induction has occurred in the pipeline 1.

保存波形が商用周波数と同じとみなす判定は、20msec単位で保存されている時系列データ内の値で、最大値を示した時刻と最小値を示した時刻との時差が商用周波数の1周期の1/2に該当し、且つ最大値と平均値との差と平均値と最小値との差が等しい場合とする。そして、例えば、3日連続して交流誘導が検知されたら、アラームを発生させる。   The determination that the stored waveform is the same as the commercial frequency is a value in the time-series data stored in units of 20 msec, and the time difference between the time indicating the maximum value and the time indicating the minimum value is one cycle of the commercial frequency. It is assumed that the difference is between 1/2 and the difference between the maximum value and the average value and the difference between the average value and the minimum value are equal. For example, when AC induction is detected for three consecutive days, an alarm is generated.

図6は、交流誘導発生検知手段5Bの具体的な検知手法を示した説明図である。ここでは、交流誘導発生が検知された場合に、下記式(g)で表される保存波形の交流電流値I(AC)save(m番目の単位計測期間が保存波形の場合)を求め、これを監視する。そして、3日間連続で交流誘導の発生が検知された場合には、プローブ電流密度の計測を行い、プローブ交流電流密度がカソード防食基準に合格していない場合は、対策措置を施すことにする。 FIG. 6 is an explanatory diagram showing a specific detection method of the AC induction occurrence detection means 5B. Here, when the occurrence of AC induction is detected, an AC current value I (AC) save (when the mth unit measurement period is a saved waveform) represented by the following equation (g) is obtained, To monitor. When the occurrence of alternating current induction is detected for three consecutive days, the probe current density is measured, and when the probe alternating current density does not pass the cathodic protection standard, countermeasures are taken.

Figure 2008096398
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(流電陽極寿命予測手段(工程))
流電陽極寿命予測手段5Cは、電流モニタリング手段4による流電陽極発生電流のモニタリングデータに基づいて、流電陽極3の寿命を予測するものであり、下記式(d)による寿命予測演算を実行する手段である。
(Electrical anode life prediction means (process))
The galvanic anode life prediction means 5C is for predicting the life of the galvanic anode 3 based on the monitoring data of the galvanic anode generated current by the current monitoring means 4, and performs the life prediction calculation by the following equation (d). It is means to do.

本発明の実施形態によると、交流誘導発生検知手段5Bによってカソード防食対象区間に作用する交流誘導が検知された場合には、交流腐食による消耗分を加味して寿命予測を行う。ここで、「有効電気容量」とは、流電陽極の理論電気容量から自己腐食分(一般に50%とみる、電流効率とも称される)を差し引いた電気容量である。この「有効電気容量」が、防食電流である流電陽極発生電流の直流電流,及び交流電流として消費されるので、流電陽極の寿命は、有効電気容量の消費速度で決定されることになる。本発明の実施形態では、有効電気容量の実際の消費速度で予測するため、正確な値となる。   According to the embodiment of the present invention, when alternating current induction acting on the cathodic protection target section is detected by the alternating current induction detection means 5B, the life prediction is performed by taking into account the consumption due to alternating current corrosion. Here, the “effective electric capacity” is an electric capacity obtained by subtracting a self-corrosion component (generally referred to as 50%, also referred to as current efficiency) from the theoretical electric capacity of the galvanic anode. Since this “effective electric capacity” is consumed as a direct current and an alternating current of the galvanic anode generation current, which is the anticorrosion current, the life of the galvanic anode is determined by the consumption rate of the effective electric capacity. . In the embodiment of the present invention, since the prediction is based on the actual consumption rate of the effective electric capacity, an accurate value is obtained.

Figure 2008096398
Figure 2008096398

具体的には、式(d)において、換算係数aは、1年が8760時間(24時間×365日)であることから、1日(24時間)を年(Y)単位に換算したものであり、24/8760=0.00274となる。また、電流モニタリング手段の実施例では、1日に1回、設定された時刻から開始して15分間のモニタリングを行うこととしている。式(d)によると、1日の流電陽極発生電流の直流電流の平均値I(DC)aveが翌日の設定された時刻までこの値を継続すると仮定しており、1日の流電陽極の交流腐食電気量Tは、保存波形によって求められる交流腐食電気量が1日継続すると仮定して求められる。 Specifically, in the formula (d), the conversion coefficient a is obtained by converting 1 day (24 hours) into a year (Y) unit since one year is 8760 hours (24 hours × 365 days). Yes, 24/8760 = 0.00274. In the embodiment of the current monitoring means, monitoring is performed once a day for 15 minutes starting from the set time. According to the formula (d), it is assumed that the average value I (DC) ave of the DC current of the daily flowing anode generation current continues this value until the set time of the next day, The AC corrosion electric quantity T is obtained on the assumption that the AC corrosion electric quantity obtained from the stored waveform continues for one day.

図7は、Mg陽極の交流腐食電気量の導出方法を示した説明図である。保存波形において、図示の斜線部の面積を、Tm(mA・msec/m2)=2×(2/π)×IAC max×10で求める。ここで、IAC max=Imax−I(DC)ave(Imax:保存波形(単位計測時間)内の最大値、I(DC)ave:保存波形内の平均値)である。そして、交流腐食電気量ΣTは、交流誘導の発生が継続している期間(継続している日)だけ上記のTmが継続するとして求められる。なお、式(d)は、任意に設定された基本計測時間から求められるものであって、1日の計測時間には依存しない。また、毎日の計測結果から流電陽極の寿命を予測するので、レール漏れ抵抗の低い雨天の日を飛ばして楽観視した結果を導き出すことが無く、カソード防食状況を適正に評価した寿命予測を行うことができる。 FIG. 7 is an explanatory diagram showing a method for deriving the amount of AC corrosion electricity of the Mg anode. In the stored waveform, the area of the hatched portion shown in the figure is obtained by Tm (mA · msec / m 2 ) = 2 × (2 / π) × I AC max × 10. Here, I AC max = I max −I (DC) ave (I max : maximum value in saved waveform (unit measurement time), I (DC) ave : average value in saved waveform). Then, the AC corrosion electricity quantity ΣT is obtained as the above Tm continues only during the period (the day when the AC induction is continuously generated). Note that equation (d) is obtained from an arbitrarily set basic measurement time and does not depend on the measurement time of one day. In addition, because the life of the anode is predicted from the daily measurement results, the life prediction is performed by appropriately evaluating the cathodic protection situation without deriving the optimistic result by skipping rainy days with low rail leakage resistance. be able to.

[パイプライン健全性評価方法]
図8〜図10は、本発明の実施形態に係るパイプライン健全性評価システムを用いたパイプライン健全性評価方法を説明するフローである。
[Pipeline soundness evaluation method]
8 to 10 are flowcharts for explaining a pipeline soundness evaluation method using the pipeline soundness evaluation system according to the embodiment of the present invention.

先ず、カソード防食システム設計(S1)では、前述したように、パイプライン1のカソード防食対象となる区間(カソード防食対象区間)を設定し、該区間の両端で、同面積の塗覆装欠陥部を模擬するプローブ2A,2Bをパイプライン1に接続し、前記区間の中央位置でパイプライン1に流電陽極3を接続するに際して、プローブ2A,2Bによって計測されるプローブオフ電位が防食電位以下になるように流電陽極3からの発生電流を設定する。   First, in the cathodic protection system design (S1), as described above, a section for cathodic protection of the pipeline 1 (cathodic protection target section) is set, and a coating defect portion having the same area at both ends of the section. Are connected to the pipeline 1, and when connecting the galvanic anode 3 to the pipeline 1 at the center of the section, the probe off potential measured by the probes 2A and 2B is equal to or lower than the anticorrosion potential. The generated current from the galvanic anode 3 is set so that

その後、その設計されたシステムを設置した後、稼働させて、カソード防食対象区間内に防食電流を通電する(S2)。同時に、電流モニタリング手段4によって、流電陽極発生電流のモニタリングを行う(S3)。   Thereafter, after the designed system is installed, the system is operated and an anticorrosion current is passed through the cathodic protection target section (S2). At the same time, the current monitoring means 4 monitors the galvanic anode generation current (S3).

そして、プローブ2A,2Bによって計測されるプローブオフ電位が防食電位以下になるように流電陽極3からの発生電流を防食電流として流しながら、塗覆装欠陥検知手段5Aによる塗覆装欠陥検知工程(S4)によって、パイプライン1の健全性評価を行う。   Then, a coating defect detection step by the coating defect detection means 5A while causing the current generated from the galvanic anode 3 to flow as the anticorrosion current so that the probe off potential measured by the probes 2A and 2B is equal to or lower than the anticorrosion potential. The soundness of the pipeline 1 is evaluated by (S4).

塗覆装欠陥検知工程(S4)では、電流モニタリング手段4による流電陽極発生電流のモニタリングに基づいて、流電陽極発生電流に前回(前日)の値の15%超増の値が出現するか否かを検知し(S5)、出現した場合に検知有り(YES)として、図9に示す(A)のフローに移行する。   In the coating defect detection step (S4), based on the monitoring of the galvanic anode generation current by the current monitoring means 4, does the galvanic anode generation current appear to exceed 15% of the previous (previous day) value? It is detected (S5), and when it appears, it is detected (YES), and the process proceeds to the flow (A) shown in FIG.

塗覆装欠陥検知工程(S4)で前述した15%超増の値が出現しない場合(S5:NO)或いは塗覆装欠陥検知工程(S4)を行わない場合は、交流誘導発生検知手段5Bによる交流誘導発生検知工程(S6)によって、パイプライン1の健全性評価を行う。   When the above-described value of more than 15% does not appear in the coating defect detection step (S4) (S5: NO) or when the coating defect detection step (S4) is not performed, the AC induction occurrence detection means 5B The soundness of the pipeline 1 is evaluated by the AC induction generation detection step (S6).

交流誘導発生検知工程(S6)では、電流モニタリング手段4による流電陽極発生電流のモニタリングに基づいて、保存波形に商用周波数の周期と一致する正弦波が出現するか否かを検知し(S7)、出現した場合に検知有り(YES)として、図10に示す(B)のフローに移行する。   In the AC induction generation detection step (S6), based on the monitoring of the galvanic anode generation current by the current monitoring means 4, it is detected whether or not a sine wave that matches the cycle of the commercial frequency appears in the stored waveform (S7). When it appears, it is detected (YES), and the flow proceeds to (B) shown in FIG.

交流誘導発生検知工程(S6)で前述した正弦波が出現しない場合(S7:NO)或いは交流誘導発生検知工程(S6)を行わない場合は、流電陽極寿命予測工程(S8)に移行する。   When the above-described sine wave does not appear in the AC induction generation detection step (S6) (S7: NO) or when the AC induction generation detection step (S6) is not performed, the flow proceeds to the galvanic anode life prediction step (S8).

この場合の流電陽極寿命予測工程(S8)では、交流誘導発生が検知されていないので、直流腐食消費分のみを考慮して前述した寿命予測演算処理が行われ、再び、流電陽極発生電流のモニタリングを継続する(S3)。   In the galvanic anode life prediction step (S8) in this case, since the occurrence of AC induction is not detected, the life prediction calculation process described above is performed in consideration of only the DC corrosion consumption. Monitoring is continued (S3).

そして、塗覆装欠陥検知工程(S4)で検知有り(S5:YES)の場合には、図9に示す対策措置フローが実行される。すなわち、流電陽極発生電流のモニタリング結果が、3日連続して同レベルの値を維持しているか否かを判断する(S10)。維持している場合には(S10:YES)、カソード防食対象区間に塗覆装欠陥が発生していると判断して、この区間に対して塗覆装欠陥検査(ACVG等)を実施(S11)することで、具体的な欠陥部の位置を特定し、必要な対策措置をとる(S12)。本発明の実施形態では、設定された1km程度の区間に検査範囲が特定されるので、塗覆装欠陥位置の検査及び対策措置を容易に行うことができる。   Then, when there is a detection (S5: YES) in the coating defect detection step (S4), the countermeasure flow shown in FIG. 9 is executed. That is, it is determined whether the monitoring result of the galvanic anode generation current maintains the same level for three consecutive days (S10). If maintained (S10: YES), it is determined that a coating defect has occurred in the cathodic protection target section, and a coating defect inspection (ACVG or the like) is performed on this section (S11). ), The position of a specific defective portion is specified, and necessary countermeasures are taken (S12). In the embodiment of the present invention, since the inspection range is specified in the set section of about 1 km, the coating defect position inspection and countermeasures can be easily performed.

また、S10で3日連続して同レベルの値を維持していない場合(S10:NO)、I(DC)aveがS5以前のレベルに戻ったか否かを判定し(S13)、戻っている場合(S13:YES)には、引き続き流電陽極発生電流のモニタリングを継続する(S3)。S13でI(DC)aveがS5以前のレベルに戻っていない場合には(S13:NO)、塗覆装欠陥検査(ACVG等)を行い(S14)、必要な対策措置をとる(S12)。そして、対策措置(S12)が実施された後には、I(DC)aveがS5以前のレベルに戻ったことを確認して(S15)、引き続き流電陽極発生電流のモニタリングを継続する(S3)。 Further, when the same level value is not maintained for three consecutive days in S10 (S10: NO), it is determined whether I (DC) ave has returned to the level before S5 (S13), and has returned. In the case (S13: YES), the monitoring of the galvanic anode generation current is continued (S3). If I (DC) ave has not returned to the level before S5 in S13 (S13: NO), coating defect inspection (ACVG, etc.) is performed (S14), and necessary countermeasures are taken (S12). After the countermeasure (S12) is implemented, it is confirmed that I (DC) ave has returned to the level before S5 (S15), and monitoring of the galvanic anode generation current is continued (S3). .

更に、交流誘導発生検知工程(S6)で検知有り(S7:YES)の場合には、図10に示す対策措置フローが実行される。すなわち、流電陽極発生電流のモニタリング結果から、3日連続して保存波形が商用周波数の周期と一致する正弦波であるか否かを判断し(S20)、正弦波である場合には(S20:YES)、プローブ2A,2Bによってプローブ電流密度(プローブ直流電流密度及びプローブ交流電流密度)の計測を行う(S21)。そして、プローブ電流密度を指標としたカソード防食基準と計測の結果とを照査し、カソード防食基準に合格しているか否かを判断する(S22)。合格している場合には(S22:YES)、判定○で対策不必要と判定して(S23)、流電陽極寿命予測工程(S24)に移行する。この場合の流電陽極寿命予測工程(S24)では、交流誘導が検知された期間のみ交流腐食による消耗分を加味した寿命予測演算処理が行われ、再び、流電陽極発生電流のモニタリングを継続する(S3)。   Further, in the case where there is detection (S7: YES) in the AC induction generation detection step (S6), the countermeasure flow shown in FIG. 10 is executed. That is, from the monitoring result of the galvanic anode generated current, it is determined whether or not the stored waveform is a sine wave that matches the cycle of the commercial frequency for three consecutive days (S20). : YES), the probe current density (probe DC current density and probe AC current density) is measured by the probes 2A and 2B (S21). Then, the cathodic protection standard using the probe current density as an index and the measurement result are checked to determine whether or not the cathodic protection standard is passed (S22). If it has passed (S22: YES), it is determined that no countermeasure is required in the determination ○ (S23), and the process proceeds to the galvanic anode life prediction step (S24). In the galvanic anode life prediction step (S24) in this case, life prediction calculation processing is performed taking into account consumption due to AC corrosion only during the period in which AC induction is detected, and monitoring of the galvanic anode generation current is continued again. (S3).

また、S22でカソード防食基準に合格していない場合には(S22:NO)、流電陽極の増設等の対策措置を実行した後(S26)、プローブ電流密度の計測を繰り返し(S21)、プローブ電流密度の計測結果がカソード防食基準に合格するまで対策措置を継続する。   If the cathodic protection standard is not passed in S22 (S22: NO), measure measures such as the addition of an galvanic anode are executed (S26), and then the probe current density measurement is repeated (S21). Countermeasures will continue until the current density measurement results pass the cathodic protection standards.

また、S20で3日連続して交流誘導発生が検知されなかった場合には(S20:NO)、I(AC)aveがS7以前のレベルに戻ったか否かを判定し(S25)、戻っている場合(S25:YES)には、引き続き流電陽極発生電流のモニタリングを継続する(S3)。S25でI(AC)aveがS7以前のレベルに戻っていない場合には(S25:NO)、前述したプローブ電流密度の計測フロー(S21)に移行する。 If no AC induction is detected for 3 consecutive days in S20 (S20: NO), it is determined whether I (AC) ave has returned to the level before S7 (S25), and the process returns. If it is present (S25: YES), monitoring of the galvanic anode generation current is continued (S3). If I (AC) ave has not returned to the level before S7 in S25 (S25: NO), the flow proceeds to the probe current density measurement flow (S21) described above.

従来技術の説明図である。It is explanatory drawing of a prior art. 本発明の実施形態に係るカソード防食システム及びパイプライン健全性評価システムを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the cathodic protection system and pipeline soundness evaluation system which concern on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係るカソード防食システムの防食状況を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the anti-corrosion condition of the cathodic anti-corrosion system which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態における電流モニタリング手段によるモニタリング工程の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the monitoring process by the current monitoring means in embodiment of this invention. 本発明の実施形態における塗覆装欠陥検知手段の具体的な検知手法を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the specific detection method of the coating defect detection means in embodiment of this invention. 本発明の実施形態における交流誘導発生検知手段の具体的な検知手法を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the specific detection method of the alternating current induction generation | occurrence | production detection means in embodiment of this invention. 流電陽極の交流腐食電気量の導出方法を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the derivation | leading-out method of the alternating current corrosive electricity quantity of a galvanic anode. 本発明の実施形態に係るパイプライン健全性評価システムを用いたパイプライン健全性評価方法を説明するフローである。It is a flow explaining the pipeline soundness evaluation method using the pipeline soundness evaluation system which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係るパイプライン健全性評価システムを用いたパイプライン健全性評価方法を説明するフローである。It is a flow explaining the pipeline soundness evaluation method using the pipeline soundness evaluation system which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係るパイプライン健全性評価システムを用いたパイプライン健全性評価方法を説明するフローである。It is a flow explaining the pipeline soundness evaluation method using the pipeline soundness evaluation system which concerns on embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 パイプライン
2A,2B プローブ(先端の黒色が模擬された塗覆装欠陥部)
20 電線
21 シール
23 電圧計
24 照合電極
3 流電陽極
30 電線
4 電流モニタリング手段
5 演算処理手段
5A 塗覆装欠陥検知手段
5B 交流誘導発生検知手段
5C 流電陽極寿命予測手段
6 健全性評価装置
1 Pipeline 2A, 2B Probe (Coating defect with simulated black tip)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 20 Electric wire 21 Seal 23 Voltmeter 24 Reference electrode 3 Current-flow anode 30 Electric wire 4 Current monitoring means 5 Arithmetic processing means 5A Coated defect detection means 5B AC induction generation detection means 5C Current-current anode life prediction means 6 Soundness evaluation apparatus

Claims (16)

高抵抗率塗覆装が施されたパイプラインを防食対象として、流電陽極方式によってカソード防食を行うシステムであって、
前記パイプラインのカソード防食対象となる区間を設定し、
該区間の両端で前記パイプラインに接続され、同面積の塗覆装欠陥部を模擬するプローブと、前記区間の中央位置で前記パイプラインに接続される流電陽極とを備え、
前記プローブによって計測されるプローブオフ電位が防食電位以下になるように前記流電陽極からの発生電流を設定することを特徴とする流電陽極方式によるカソード防食システム。
A system that performs cathodic protection by the galvanic anode method, targeting a pipeline with a high resistivity coating,
Set the section for cathodic protection of the pipeline,
A probe that is connected to the pipeline at both ends of the section and that simulates a coating defect portion of the same area, and a galvanic anode that is connected to the pipeline at the center position of the section,
A cathodic protection system using a galvanic anode method, wherein a current generated from the galvanic anode is set so that a probe off potential measured by the probe is equal to or lower than a corrosion protection potential.
前記流電陽極から発生する直流電流は、1本の流電陽極から発生する直流電流又は複数本の流電陽極から発生する総発生電流の直流電流が、防食電位,防食電流通電前のプローブ対地電位,プローブの接地抵抗,及びプローブが接している電解質の電気抵抗率から求められる所要防食電流以上になるように設定されることを特徴とする請求項1に記載の流電陽極方式によるカソード防食システム。   The direct current generated from the flowing current anode is the direct current generated from one flowing current anode or the total generated current generated from a plurality of flowing current anodes. 2. The cathodic protection by the galvanic anode method according to claim 1, wherein the cathodic protection is set to be equal to or higher than a required anticorrosion current obtained from an electric potential, a ground resistance of the probe, and an electric resistivity of an electrolyte in contact with the probe. system. 前記区間の長さを1kmとし、前記塗覆装欠陥部面積を10cm2として、前記所要防食電流Ipは下記式(a)で求められることを特徴とする請求項2に記載の流電陽極方式によるカソード防食システム。

Figure 2008096398
3. The galvanic anode according to claim 2, wherein the length of the section is 1 km, the coating defect area is 10 cm 2 , and the required anticorrosion current I p is obtained by the following formula (a). Cathodic protection system based on this method.

Figure 2008096398
前記流電陽極をn本のMg陽極とし、下記式(b)からなる総発生電流の直流電流I(DC)が前記所要防食電流Ip以上になるように、Mg陽極n本の総接地抵抗RMg(n)を設定することを特徴とする請求項3に記載の流電陽極方式によるカソード防食システム。

Figure 2008096398
The current-carrying anode is n Mg anodes, and the total ground resistance of n Mg anodes is such that the direct current I (DC) of the total generated current represented by the following formula (b) is equal to or greater than the required anticorrosion current I p. 4. The cathodic protection system according to the galvanic anode method according to claim 3, wherein R Mg (n) is set.

Figure 2008096398
前記Mg陽極n本の総接地抵抗RMg(n)を下記式(c)で求められるMg陽極本数nで設定することを特徴とする請求項4に記載の流電陽極方式によるカソード防食システム。

Figure 2008096398
5. The cathodic protection system according to the galvanic anode method according to claim 4, wherein the total ground resistance R Mg (n) of the n Mg anodes is set to the number n of Mg anodes obtained by the following formula (c).

Figure 2008096398
高抵抗率塗覆装が施されたパイプラインを防食対象として、流電陽極方式によってカソード防食を行う方法であって、
前記パイプラインのカソード防食対象となる区間を設定する工程と、
該区間の両端で、同面積の塗覆装欠陥部を模擬するプローブを前記パイプラインに接続する工程と、
前記区間の中央位置で前記パイプラインに流電陽極を接続する工程とを有し、
前記プローブによって計測されるプローブオフ電位が防食電位以下になるように前記流電陽極からの発生電流を設定することを特徴とする流電陽極方式によるカソード防食方法。
It is a method of cathodic protection by a galvanic anode method for a corrosion-resistant pipeline covered with a high resistivity coating,
Setting a section to be cathodic protection target of the pipeline;
Connecting a probe simulating a coating defect portion of the same area at both ends of the section to the pipeline;
Connecting an galvanic anode to the pipeline at a central position of the section;
A cathodic protection method using a galvanic anode method, wherein a current generated from the galvanic anode is set so that a probe off potential measured by the probe is equal to or lower than a corrosion protection potential.
前記流電陽極から発生する直流電流は、1本の流電陽極から発生する直流電流又は複数本の流電陽極から発生する総発生電流の直流電流が、防食電位,防食電流通電前のプローブ対地電位,プローブの接地抵抗,及びプローブが接している電解質の電気抵抗率から求められる所要防食電流以上になるように設定されることを特徴とする請求項6に記載の流電陽極方式によるカソード防食方法。   The direct current generated from the flowing current anode is the direct current generated from one flowing current anode or the total generated current generated from a plurality of flowing current anodes. 7. The cathodic protection by the galvanic anode method according to claim 6, wherein the cathodic protection method is set to be equal to or higher than a required anticorrosion current obtained from a potential, a ground resistance of the probe, and an electric resistivity of an electrolyte in contact with the probe. Method. 前記区間の長さを1kmとし、前記塗覆装欠陥部面積を10cm2として、前記所要防食電流Ipは下記式(a)で求められることを特徴とする請求項7に記載の流電陽極方式によるカソード防食方法。

Figure 2008096398
The galvanic anode according to claim 7, wherein the length of the section is 1 km, the coating defect area is 10 cm 2 , and the required anticorrosion current I p is obtained by the following formula (a). Cathodic protection method by the system.

Figure 2008096398
高抵抗率塗覆装が施されたパイプラインを防食対象として、流電陽極方式によってカソード防食を行いながらパイプラインの健全性を評価するシステムであって、
前記パイプラインのカソード防食対象となる区間を設定し、
該区間の両端で前記パイプラインに接続され、同面積の塗覆装欠陥部を模擬するプローブと、
前記区間の中央位置で前記パイプラインに接続される流電陽極と、
前記パイプラインと前記流電陽極間を接続する電線間に設置され前記流電陽極からの発生電流をモニタリングする電流モニタリング手段と、
前記電流モニタリング手段でモニタリングされた時系列データ値の増加を検知して、前記区間内に塗覆装欠陥が発生したことを検知する塗覆装欠陥検知手段と、を備え、
前記プローブによって計測されるプローブオフ電位が防食電位以下になるように前記流電陽極からの発生電流の直流電流を設定した状態で、前記塗覆装欠陥検知手段によって前記パイプラインの健全性を評価することを特徴とするパイプライン健全性評価システム。
A system that evaluates the soundness of a pipeline while performing cathodic protection with a galvanic anode method, targeting a pipeline with a high resistivity coating,
Set the section for cathodic protection of the pipeline,
A probe that is connected to the pipeline at both ends of the section and simulates a coating defect of the same area;
A galvanic anode connected to the pipeline at a central position of the section;
A current monitoring means for monitoring a current generated from the current-carrying anode installed between wires connecting the pipeline and the current-carrying anode;
A coating defect detecting means for detecting an increase in the time series data value monitored by the current monitoring means and detecting that a coating defect has occurred in the section;
Evaluation of the soundness of the pipeline by the coating defect detection means in a state where the direct current generated from the galvanic anode is set so that the probe off potential measured by the probe is equal to or lower than the anticorrosion potential. Pipeline soundness evaluation system characterized by
高抵抗率塗覆装が施されたパイプラインを防食対象として、流電陽極方式によってカソード防食を行いながらパイプラインの健全性を評価するシステムであって、
前記パイプラインのカソード防食対象となる区間を設定し、
該区間の両端で前記パイプラインに接続され、同面積の塗覆装欠陥部を模擬するプローブと、
前記区間の中央位置で前記パイプラインに接続される流電陽極と、
前記パイプラインと前記流電陽極間を接続する電線間に設置され前記流電陽極からの発生電流をモニタリングする電流モニタリング手段と、
前記電流モニタリング手段でモニタリングされたデータの中で最大値を含む単位計測時間の時系列データ値から、最大値を示した時刻と最小値を示した時刻との時差が商用周波数の1周期の1/2に該当し、且つ前記最大値と前記時系列データ値の平均値との差と当該平均値と前記最小値との差が等しいことを検知して前記区間に作用する交流誘導を検知する交流誘導発生検知手段と、を備え、
前記プローブによって計測されるプローブオフ電位が防食電位以下になるように前記流電陽極からの発生電流の直流電流を設定した状態で、前記交流誘導発生検知手段によって前記パイプラインの健全性を評価することを特徴とするパイプライン健全性評価システム。
A system that evaluates the soundness of a pipeline while performing cathodic protection with a galvanic anode method, targeting a pipeline with a high resistivity coating,
Set the section for cathodic protection of the pipeline,
A probe that is connected to the pipeline at both ends of the section and simulates a coating defect of the same area;
A galvanic anode connected to the pipeline at a central position of the section;
A current monitoring means for monitoring a current generated from the current-carrying anode installed between wires connecting the pipeline and the current-carrying anode;
The time difference between the time indicating the maximum value and the time indicating the minimum value from the time series data value of the unit measurement time including the maximum value among the data monitored by the current monitoring means is 1 of one cycle of the commercial frequency. / 2 and detects that the difference between the maximum value and the average value of the time-series data values is equal to the difference between the average value and the minimum value, and detects AC induction acting on the section. AC induction occurrence detection means,
The state of the pipeline is evaluated by the AC induction generation detection means in a state where the direct current generated from the galvanic anode is set so that the probe off potential measured by the probe is equal to or lower than the anticorrosion potential. Pipeline soundness evaluation system.
前記交流誘導発生検知手段によって前記区間に作用する交流誘導が検知された場合に、前記電流モニタリング手段でモニタリングされた時系列データ値から、下記式(d)によって前記流電陽極の寿命LSを求める寿命予測手段を更に備えることを特徴とする請求項10に記載のパイプライン健全性評価システム。

Figure 2008096398
When the AC induction acting on the section is detected by the AC induction generation detecting means, the lifetime LS of the galvanic anode is obtained from the time series data value monitored by the current monitoring means by the following formula (d). The pipeline soundness evaluation system according to claim 10, further comprising a life prediction means.

Figure 2008096398
前記プローブのプローブ電流密度を計測し、プローブ電流密度を指標としたカソード防食基準と前記計測の結果とを照査するカソード防食維持管理手段を更に備えることを特徴とする請求項9〜11のいずれかに記載のパイプライン健全性評価システム。   The cathode anticorrosion maintenance management means for measuring the probe current density of the probe and checking the cathodic protection standard using the probe current density as an index and the result of the measurement is further provided. The pipeline health assessment system described in 1. 高抵抗率塗覆装が施されたパイプラインを防食対象として、流電陽極方式によってカソード防食を行いながら健全性を評価する方法であって、
前記パイプラインのカソード防食対象となる区間を設定する工程と、
該区間の両端で、同面積の塗覆装欠陥部を模擬するプローブを前記パイプラインに接続する工程と、
前記区間の中央位置で前記パイプラインに流電陽極を接続する工程と、
前記パイプラインと前記流電陽極間を接続する電線間に電流モニタリング手段を設置し、該電流モニタリング手段で前記流電陽極からの発生電流をモニタリングする工程と、
前記電流モニタリング手段でモニタリングされた時系列データ値の増加を検知して、前記区間内に塗覆装欠陥が発生したことを検知する塗覆装欠陥検知工程と、を有し、
前記プローブによって計測されるプローブオフ電位が防食電位以下になるように前記流電陽極からの発生電流の直流電流を設定した状態で、前記塗覆装欠陥検知工程によって前記パイプラインの健全性を評価することを特徴とするパイプライン健全性評価方法。
A method for evaluating the soundness of a pipeline coated with a high resistivity coating while subjecting it to cathodic protection by the galvanic anode method,
Setting a section to be cathodic protection target of the pipeline;
Connecting a probe simulating a coating defect portion of the same area at both ends of the section to the pipeline;
Connecting an galvanic anode to the pipeline at a central position of the section;
Installing a current monitoring means between wires connecting the pipeline and the current-carrying anode, and monitoring the current generated from the current-carrying anode by the current monitoring means;
A coating defect detection step for detecting an increase in time series data value monitored by the current monitoring means and detecting that a coating defect has occurred in the section;
Evaluation of the soundness of the pipeline by the coating defect detection step in a state in which the direct current generated from the galvanic anode is set so that the probe off potential measured by the probe is equal to or lower than the anticorrosion potential. Pipeline soundness evaluation method characterized by
高抵抗率塗覆装が施されたパイプラインを防食対象として、流電陽極方式によってカソード防食を行いながら健全性を評価する方法であって、
前記パイプラインのカソード防食対象となる区間を設定する工程と、
該区間の両端で、同面積の塗覆装欠陥部を模擬するプローブを前記パイプラインに接続する工程と、
前記区間の中央位置で前記パイプラインに流電陽極を接続する工程と、
前記パイプラインと前記流電陽極間を接続する電線間に電流モニタリング手段を設置し、該電流モニタリング手段で前記流電陽極からの発生電流をモニタリングする工程と、
前記電流モニタリング手段でモニタリングされたデータの中で最大値を含む単位計測時間の時系列データ値から、最大値を示した時刻と最小値を示した時刻との時差が商用周波数の1周期の1/2に該当し、且つ前記最大値と前記時系列データ値の平均値との差と当該平均値と前記最小値との差が等しいことを検知して前記区間に作用する交流誘導を検知する交流誘導発生検知工程と、を有し、
前記プローブによって計測されるプローブオフ電位が防食電位以下になるように前記流電陽極からの発生電流の直流電流を設定した状態で、前記交流誘導発生検知工程によって前記パイプラインの健全性を評価することを特徴とするパイプライン健全性評価方法。
A method for evaluating the soundness of a pipeline coated with a high resistivity coating while subjecting it to cathodic protection by the galvanic anode method,
Setting a section to be cathodic protection target of the pipeline;
Connecting a probe simulating a coating defect portion of the same area at both ends of the section to the pipeline;
Connecting an galvanic anode to the pipeline at a central position of the section;
Installing a current monitoring means between wires connecting the pipeline and the current-carrying anode, and monitoring the current generated from the current-carrying anode by the current monitoring means;
The time difference between the time indicating the maximum value and the time indicating the minimum value from the time series data value of the unit measurement time including the maximum value among the data monitored by the current monitoring means is 1 of one cycle of the commercial frequency. / 2 and detects that the difference between the maximum value and the average value of the time-series data values is equal to the difference between the average value and the minimum value, and detects AC induction acting on the section. AC induction generation detection step,
The state of the pipeline is evaluated by the AC induction generation detection step in a state where the direct current generated from the galvanic anode is set so that the probe off potential measured by the probe is equal to or lower than the anticorrosion potential. Pipeline soundness evaluation method characterized by this.
前記交流誘導発生検知工程で前記区間に作用する交流誘導が検知された場合に、前記電流モニタリング手段でモニタリングされた時系列データ値から、下記式(d)によって前記流電陽極の寿命LSを求める寿命予測工程を更に備えることを特徴とする請求項14に記載のパイプライン健全性評価方法。

Figure 2008096398
When an AC induction acting on the section is detected in the AC induction generation detection step, the lifetime LS of the galvanic anode is obtained from the time series data value monitored by the current monitoring means by the following formula (d). The pipeline soundness evaluation method according to claim 14, further comprising a life prediction step.

Figure 2008096398
前記プローブのプローブ電流密度を計測し、プローブ電流密度を指標としたカソード防食基準と前記計測の結果とを照査するカソード防食維持管理工程を更に有することを特徴とする請求項13〜15のいずれかに記載のパイプライン健全性評価方法。   The cathode anticorrosion maintenance management step of measuring the probe current density of the probe and checking the cathodic protection standard using the probe current density as an index and the result of the measurement is further provided. Pipeline soundness evaluation method described in 1.
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