JP2016017189A - 電気防食方法、及び電気防食システム - Google Patents

Abstract

【課題】水質の突発的な変動や配管等の流通経路の表面変化に随時対応して流通経路の電気防食を確実に行う電気防食方法、及び電気防食システムを提供する。
【解決手段】金属で形成された流体の流通経路部（配管１０４、ポンプ１１４）と、前記流通経路部に電気的に絶縁しつつ前記流通経路部を流通する流体に接触するアノード１２と、の間に防食電圧を印加して前記流通経路部に防食電流を流通させる電気防食方法であって、前記防食電流が所定の電流値以下となったときに前記防食電流が前記電流値となるように前記防食電圧を増加させることを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、配管等に対して電気防食を行うための電気防食方法、及び電気防食システムに関する。

電気防食とは、金属に流れる腐食電流と逆向きの防食電流を流すことにより金属の腐食を防止するものであり、従来、海洋構造物（コンクリート構造物、橋梁など）に対して適用されてきた。一方、最近では、石油採掘プラントや淡水化プラントなどに適用されてきている。具体的な適用部位としては、プラントを構成する金属の配管や金属製のポンプにおいて、孔食や隙間腐食といった局部腐食を防止するために用いられる（特許文献１、２参照）。

特許文献３においては、防食対象物に印加する防食電圧を設定した後に防食対象物を流れる防食電流が一定値を下回った場合には洗浄装置を作動させて防食電流を回復・維持する方式を開示している。

特開２０１３−２４５３８０号公報 特開２０１４−９３６２号公報 特開２００４−２６９９９７号公報

しかし、特許文献１，２では、年単位での点検のみ行われ、電極の劣化や環境の変化に対する制御は行っていない。また特許文献３では、電極の劣化や環境の変化に対応した制御にはなっているが、配管等の洗浄などの外部プロセスに依存している。よって、いずれの電気防食のシステムを適用しても配管等の腐食を防止する効果は希薄であり、特に、水質の突発的な変動や配管等の表面変化には随時対応できず、瞬間的な局部腐食の進行を抑制することが困難であった。

そこで、本発明は、上記問題点に着目し、水質の突発的な変動や配管等の流通経路の表面変化に随時対応して流通経路の電気防食を確実に行う電気防食方法、及び電気防食システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る電気防食方法は、第１には、流体が流通する金属製の流通経路部と、前記流通経路部に電気的に絶縁しつつ前記流通経路部を流通する流体に接触するアノードと、の間に防食電圧を印加して前記流通経路部に防食電流を流通させる電気防食方法であって、前記防食電流が所定の電流値以下となったときに前記防食電流が前記電流値となるように前記防食電圧を増加させることを特徴とする。

上記方法により、防食電流を常に一定の電流値を維持するように調整するので、水質の変化や流通経路部の表面状態の変化により生じる流通経路部の腐食条件の変動に対応して防食を行うことができる。これにより、腐食トラブルを減少させ、プラントの稼働率を向上させることができる。特に流通経路部が配管である場合、局部腐食の発生が抑制されることにより配管寿命が向上する。これにより、配管交換頻度も低下するので、プラントのランニングコストを低下させることができる。

第２には、前記流通経路部の環境電位を測定し、前記環境電位が所定電位よりも高くなったときに、前記環境電位が前記所定電位よりも低くなるように前記防食電圧を増加させることを特徴とする。
上記方法により、流通経路部の環境電位を流通経路部の材料の腐食の活性域となる電位よりも常時低くすることができるので、流通経路部に対する防食を確実に行うことができる。

第３には、前記防食電圧が上限電圧を超えたときに、前記アノードを接地する、または、前記アノードに前記防食電圧とは逆方向の電圧を印加することを特徴とする。
上記方法により、有害ガス等の発生を抑制するとともに、アノードを還元するように電圧を印加し、あるいは接地することにより荷電（酸化）状態を解消してアノードを初期状態に戻し、流通経路部に対する防食能力を復旧させることができる。

また、本発明に係る電気防食システムは、第１には、流体が流通する金属製の流通経路部に電気的に絶縁しつつ前記流通経路部を流通する流体に接触するアノードと、前記流通経路部と前記アノードとの間に防食電圧を印加して前記流通経路部に防食電流を流通させる防食電源と、前記防食電圧及び前記防食電流を計測する計測手段と、前記防食電流が所定の電流値以下となったときに前記防食電流が前記電流値となるように前記防食電圧を増加させる制御を前記防食電源に行う制御部と、を有することを特徴とする電気防食システム。

上記構成により、防食電流を常に一定の電流値に維持するように調整するので、水質の変化や流通経路部の表面状態の変化により生じる流通経路部の腐食条件の変動に対応して防食を行うことが可能な電気防食システムとなる。これにより、腐食トラブルを減少させ、プラントの稼働率を向上させることができる。特に流通経路部が配管である場合、局部腐食の発生が抑制されることにより配管寿命が向上する。これにより、配管交換頻度も低下するので、プラントのランニングコストを低下させることができる。

第２には、前記流通経路部の環境電位を測定する電位計測手段を有し、前記制御部は、前記環境電位が所定電位よりも高くなったときに、前記環境電位が前記所定電位よりも低くなるように前記防食電圧を増加させる制御を前記防食電源に行うことを特徴とする。
上記構成により、流通経路部の環境電位を流通経路部の材料の腐食の活性域となる電位よりも常時低くすることができるので、流通経路部に対する防食を確実に行うことができる。

第３には、前記制御部は、前記防食電圧が上限電圧を超えたときに、前記アノードに前記防食電圧とは逆方向の電圧を印加する制御を前記防食電源に行うことを特徴とする。
上記構成により、有害ガス等の発生を抑制するとともに、アノードを還元するように電圧を印加することより荷電状態を解消してアノードを初期状態に戻し、流通経路部に対する防食能力を復旧させることができる。

第４には、前記アノードの接続先を、前記防食電源及び接地端子との間で切替可能な切替手段を有し、前記制御部は、前記防食電圧が上限電圧を超えたときに、前記アノードの接続先が前記接地端子となるように前記切替手段の切替制御を行うことを特徴とする。
上記構成により、有害ガス等の発生を抑制するとともに、アノードを接地することより荷電状態を解消してアノードを初期状態に戻し、流通経路に対する防食能力を復旧させることができる。

第５には、前記流通経路部から分岐された分岐経路と、前記分岐経路から排出した流体を蓄える水槽と、を有し、前記電位計測手段は、前記水槽に蓄えた流体に浸漬した基準電極に基づいて前記環境電位を計測し、前記分岐経路には、減圧弁が設けられていることを特徴とする。
上記構成により、流通経路部を流れる流体が高圧となっていても流通経路部を閉止することなく確実に流体を取り出すことができ、基準電極も流通経路部の外部にあるので電位計測手段のメンテナンスを容易に行なうことができる。

本発明に係る電気防食方法及び電気防食システムによれば、防食電流を常に一定の電流値を維持するように調整するので、水質の変化や流通経路部の表面状態の変化により生じる流通経路部の腐食条件の変動に対応して防食を行うことができる。これにより、腐食トラブルを減少させ、プラントの稼働率を向上させることができる。特に流通経路部が配管である場合、局部腐食の発生が抑制されることにより配管寿命が向上する。これにより、配管交換頻度も低下するので、プラントのランニングコストを低下させることができる。また、流通経路部の環境電位を流通経路部の材料の腐食の活性域となる電位よりも常時低くすることができるので、流通経路部に対する防食を確実に行うことができる。さらに、有害ガス等の発生を抑制するとともに、アノードを還元するように電圧を印加し、あるいは接地することより荷電状態を解消してアノードを初期状態に戻し、流通経路部に対する防食能力を復旧させることができる。

本実施形態の電気防食システムの模式図である。 本実施形態の電気防食システムの適用対象となる淡水化プラントの模式図である。 本実施形態の電気防食システムの部分詳細図（断面図）である。 本実施形態の電気防食システムの動作フローを示す図である。 本実施形態の電気防食システムの部分詳細図（断面図）の第1の変形例を示す図である。 本実施形態の電気防食システムの部分詳細図（断面図）の第２の変形例を示す図である。

以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載される構成要素、種類、組み合わせ、形状、その相対配置などは特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する主旨ではなく単なる説明例に過ぎない。

図２に、本実施形態の電気防食システムの適用対象となる淡水化プラントの模式図を示す。図２に示すように、淡水化プラント１００では、複数の逆浸透膜ユニット１１６を用いて海水（流体）から淡水を生成している。なお、逆浸透膜では、被ろ過水（海水）をろ過水（淡水）と濃縮水とに分離するが、図２では、濃縮水の経路の記載を省略している。

図２に示すように、淡水化プラント１００では、外部から海水が導入されるとポンプ１１４により高圧化され、逆浸透膜ユニット１１６に供給される。淡水化プラント１００は、ポンプ１１４（流通経路部１０２）、配管１０４（流通経路部１０２）、逆浸透膜ユニット１１６により形成される。淡水化プラント１００では、ポンプ１１４の下流において配管１０４が枝分かれして複数の逆浸透膜ユニット１１６に接続され、または、複数の逆浸透膜ユニット１１６の下流のろ過水（淡水）が流通する配管１０４どうしが並列に接続される。また、ポンプ１１４、配管１０４は、ステンレス等の金属により形成され、逆浸透膜ユニット１１６は絶縁物で形成されている。よって、淡水化プラント１００において、全ての配管１０４及びポンプ１１４が電気的に接続されない場合は、電気的に互いに分離したセグメント状の流通経路部１０２（図２において、破線で囲った部分）が逆浸透膜ユニット１１６により複数形成されることになる。一方、全ての配管及びポンプを電気的に接続する場合、あるいは、全ての配管及びポンプを電気的に接続しなくても淡水化プラント全体において同じ水質、同じ配管（ポンプ）材料である場合は、淡水化プラント１００において単一の流通経路部があると考えることができる。

図２では、前述の流通経路部１０２が４か所形成されており、各流通経路部１０２に本実施形態の電気防食システム１０が適用される。よって、流通経路部１０２ごとに海水の圧力及び塩分濃度が異なる場合には、その相違に基づいて各流通経路部１０２において最適となる電気防食を行うことができる。なお、本実施形態の電気防食システム１０は、濃縮水が流通する流通経路部（図２では、不図示）にも適用される。

図１に、本実施形態の電気防食システムの模式図を示す。本実施形態の電気防食システム１０は、流体（海水）が流通する金属製の流通経路部１０２（配管１０４、ポンプ１１４（図１では不図示））に電気的に絶縁しつつ前記流通経路部１０２を流通する流体（海水）に接触するアノード１２と、前記流通経路部１０２と前記アノード１２との間に防食電圧を印加して前記流通経路部１０２に防食電流を流通させる防食電源２０と、を有する。また、前記防食電圧及び前記防食電流を計測する計測手段（本実施形態では防食電源２０に含まれる）と、前記防食電流が所定の電流値以下となったときに前記防食電流が前記電流値以上となるように前記防食電圧を増加させる制御を前記防食電源２０に行う制御部４０と、を有する。

一方、流通経路部１０２においては、複数の配管１０４（またはポンプ１１４）がフランジ接続により直列に（または並列に）接続されているが、その端部が逆浸透膜ユニット１１６（図１では不図示）に接続されている。

アノード１２は、例えばリング状（図３参照）の材料であり、互いに隣接する２つの配管１０４の間に挟まれるように配置される。後述のように、アノード１２は、配管１０４中の海水には接触するが、配管１０４とは電気的に接続しない配置となっている。

防食電源２０は、直流電源であり、制御部４０から印加電圧の情報が入力されると、印加電圧の情報に基づく防食電圧をアノード１２と配管１０４等（ポンプ１１４を含む場合がある）との間に印加するものである。このとき、アノード１２に対してプラス（マイナスの場合あり）の電圧、配管１０４等に対してマイナス（プラスの場合あり）の電圧を印加する。この防食電圧の印加により、アノード１２から海水を介して配管１０４等に防食電流が流れる。また防食電源２０には、電圧計（計測手段）及び電流計（計測手段）が内蔵され、出力している防食電圧の情報及び防食電流の情報が制御部４０に出力される。

電位計測手段は、配管１０４等中を流れる海水を取り出し、その海水の電位を配管電位として計測するものである。電位計測手段は、分岐管２２（分岐経路）、水槽２８、電位差計３０を有する。分岐管２２は、配管１０４に取り付けられ、配管１０４等中を流れる海水の一部を水槽２８に排出するものであり、途中に減圧弁２４が配置され、端部に開閉バルブ２６が配置されている。なお、水槽２８に蓄える海水は、開閉バルブ２６を常時開放にして常に流水とすることが好適であるが、週に１回程度を目安として海水を入れ替えるようにしてもよい。

電位差計３０は、水槽２８に蓄えた海水に浸した基準電極３２（基準電極３２による既知の起電力）と参照電極３４（参照電極３４による起電力）との間の電位差を計測することにより、海水、すなわち海水が流通する配管１０４等の配管電位を計測するものである。電位差計３０が算出した配管電位の情報は制御部４０に出力される。ここで、基準電極３２は、銀塩化銀電極など、電気化学計測用の電極や、環境中の電位が安定な貴金属及び金属／金属酸化物を用いることができる。また参照電極３４は、配管（１０４、１０６Ａ，１０６Ｂ）等に接続される。

スイッチ３６（切替手段）は、制御部４０からの切替信号によりアノード１２の接続先を切り替えるものである。通常、スイッチ３６は、アノード１２を防食電源２０に接続しているが、前述の切替信号によりアノード１２を接地端子３８に切替接続する。

制御部４０は、例えばＰＣ（パーソナルコンピュータ）にインストールされたアプリケーションであり、本実施形態の電気防食システム１０の制御を行うものである。また、制御部４０は、インターフェース（不図示）を介して防食電源２０、電位差計３０、スイッチ３６に接続されている。制御部４０は、防食電源２０に印加電圧の情報を出力するとともに、防食電源２０から防食電圧の情報および防食電流の情報が入力される。また、制御部４０には、電位差計３０から配管電位の情報が入力される。さらに、制御部４０は、スイッチ３６に切替信号を出力する。また、ＰＣに付属するキーボードやマウス等により、後述の防食設定情報（複数）が入力されてＰＣの記憶領域に記憶され、制御部４０は、記憶された防食設定情報を必要に応じて読み出して制御を行う。

図３に、本実施形態の電気防食システムの部分詳細図（断面図）を示す。配管同志の接続は、互いに対向するフランジ１０６Ａ及びフランジ１０６Ｂに形成された挿通孔１０８にボルト１１０を連通させ、ボルト１１０とナット１１２によりボルト締めすることにより行われる。そこで、本実施形態では、２つの絶縁材１６Ａ，１６Ｂで挟み込まれたアノード１２を、一方のフランジ１０６Ａと他方のフランジ１０６Ｂとの間に挟んで固定する。

絶縁材１６Ａ，１６Ｂは、アノード１２同様にリング形状を有し、その内径が配管１０４の内径とほぼ同じとなるように設計されている。そして、フランジ１０６Ａ、絶縁材１６Ａ、アノード１２、絶縁材１６Ｂ、フランジ１０６Ｂは、その順に海水の流通方向に並び、同心状に配置された状態でボルト１１０及びナット１１２により共締めされる。絶縁材１６Ａ，１６Ｂには、ボルト１１０を挿通する挿通孔１８が形成され、アノード１２にもボルト１１０を挿通する挿通孔１４が形成されている。しかし、アノード１２の挿通孔１４は、アノード１２がボルト１１０に接触しないように挿通孔１８よりもその内径が大きくなるように設計されている。また、挿通孔１４の内壁は、（薄膜状の）絶縁材が覆われている。

図３に示すように、アノード１２は、リングの内側となる海水と接触する。また、互いに隣接する配管１０４同志は、ボルト１１０を介して電気的に接続される。よって、防食電源２０からの防食電流に関わらず、流通経路部１０２内の全ての配管１０４等の電位は等しくなる。一方、挿通孔１８の内側をボルト１１０が通過するのみであるため、ボルト１１０とアノード１２とは電気的に互いに絶縁している。これにより、アノード１２と配管１０４等との間で防食電圧を印加することができる。ここで、アノード１２の材料は、チタン、プラチナ、グラファイト等が好適である。また絶縁材１６Ａ，１６Ｂは、ゴム等で形成すればよい。

本実施形態において、アノード１２が正の電圧、配管１０４等が負の電圧となる防食電圧を印加して配管１０４等に防食電流を流すことにより、配管１０４の防食が可能となる。しかし、海水の状態の突発的な変動により防食電流が防食に必要とする値以下に低下する場合がある。この場合は、防食電圧を増加させることにより防食電流を増加させる必要がある。

また、配管１０４等において、金属組織の活性溶解や微生物腐食が発生した場合には、配管電位（配管１０４等の環境電位）が、防食開始直後の初期電位よりも上昇する。このとき、配管電位は、腐食に対して不活性となる電位の範囲を超えて活性域となる範囲に達している。この場合は、防食電圧を増加させて配管電位を初期電位にまで低下させる必要がある。

さらに、配管１０４等においては、海棲生物やスケール（カルシウム等の析出物）が付着し、防食電流が流れにくくなる場合がある。これは、上述の環境電位を初期電圧まで低下させるための作業を行っても防食電流が期待値以下となることにより判断することができる。この場合は、アノード１２が負の電圧、配管１０４等が正の電圧となるように、防食電圧とは逆方向の電圧を印加して付着物を除去する、あるいは薬注処理により付着物を除去する必要がある。

一方、アノード１２は長期間使用することにより、酸化して劣化する場合がある。このとき、防食電圧を上昇させても防食電流を上昇させること、及び配管１０４等の配管電位を低下させることが困難となる。この場合は、アノード１２を還元するため、アノード１２が負の電圧、配管１０４等が正の電圧となる逆方向の防食電圧を印加する、あるいはアノード１２を接地端子３８に接続することによりアノード１２の荷電状態を解消させる必要がある。

一般的に、配管１０４においてはフランジ１０６Ａ，１０６Ｂ等の接続部分で局所的な腐食（すきま腐食）が進行しやすい。しかし、本実施形態の電気防食システム１０では、上記いずれかの状態を検知して防食電圧の制御を行うことにより、配管１０４等の腐食を低減することができる。

制御部４０が必要とする防食設定情報としては、防食対象の防食面積（海水との接触面積）の情報、防食に必要な電流密度Ｉ[Ａ／ｃｍ^２]の情報、防食電圧を増加する際の増加電圧量（ａ１［Ｖ］、ａ２［Ｖ］）の情報、増加電圧量にまで段階的に増加させる際の段数の情報、増加電圧量にまで段階的に増加させる際のその段の電圧増加と次の段の電圧増加との間の待ち時間の情報、増加電圧量だけ増加させる必要があると判断する配管電位の増加量（ｂ[Ｖ]）の情報、防食電源２０に許容された上限電圧（Ｖｍａｘ[Ｖ]）の情報、配管１０４に対して洗浄プロセスが必要と判断するための防食電流の期待値（Ｋ[Ａ]（＞Ｊ［Ａ］））の情報等がある。

上述の情報（防食設定値）は、適用対象となる配管１０４等の材質や海水が流通する空洞部分の断面積、アノード１２の形状や材質、海水の組成・温度・圧力・流通速度等により適宜決められる。例えば、上限電圧（防食電圧）は、環境アセスメントなどから、許容される生成ガス及びｐＨ、残塩濃度などを考慮し決定される。また、増加電圧量ａ１の情報は、印加電圧（防食電圧）の増加量と腐食電流の増加量との関係を予め調査し、増加電圧量ａ２の情報は、印加電圧（防食電圧）の増加量と配管電位の減少量との関係を予め調査することにより決定されるが、それぞれ５０〜１００ｍＶ程度であることが望ましい。同様に配管電位の増加量ｂの情報は、配管電位が配管１０４等の材料の腐食の活性域の電位以下となる上限を予め調査することにより決定されるが、その値は１００ｍＶ程度にすることが望ましい。

図４に、本実施形態の電気防食システムの動作フローを示す。次に、本実施形態の電気防食システム１０の動作フローについて説明する。まず、防食対象の配管１０４等に適用できる上述の防食設定値をキー操作等により入力する。防食対象の配管１０４等の防食面積（海水との接触面積）を算出し、その情報（防食設定値）をキー操作等によりＰＣの記憶領域に記憶する（ステップ１）。また、制御に関する他の防食設定値もキー操作等により記憶する。

制御部４０は、防食面積の情報と電流密度の情報に基づいて、配管１０４等に流す防食電流の値を算出し（Ｊ[Ａ]）、配管１０４等において算出した防食電流（Ｊ[Ａ]）が流れるように印加電圧の情報を防食電源２０に出力する（ステップ２）。これにより、防食電源２０がアノード１２と配管１０４等との間に防食電圧を印加するとともに、配管１０４等に防食電流（Ｊ[Ａ]）が流される。このとき、配管電位は配管１０４等の浸漬電位よりも低くなる（初期電位となる）ので、配管１０４等に対して電気防食を行うことができる。なお、防食電流はアノード１２から海水を介して配管１０４等に流れる。防食電源２０は、防食電流の情報および防食電圧の情報を制御部４０に出力している。これにより制御部４０は、配管１０４等を流れる防食電流を監視することができる。

防食電流が規定値（Ｊ[Ａ]）よりも低下した場合の制御について説明する。制御部４０は、防食電流がＪ[Ａ]よりも低くなった場合（ステップ３）、より詳細には、Ｊ[Ａ]よりも低くなった状態が一定時間以上継続した場合には、防食電圧をａ１［Ｖ］増加させる（ステップ４）。このとき、ａ１［Ｖ］に一度に増加させるのではなく、上述の段数の情報に基づいて複数段に分けて増加させ、その都度待ち時間の情報に基づき防食電流が安定するまで待機し、安定したのちに電圧を上昇させる。そして、防食電圧が上限電圧Ｖｍａｘ[Ｖ]以下であることを条件として（ステップ５）、上述のステップ３、ステップ４を繰り返す。

一方、防食電圧が上限電圧Ｖｍａｘ[Ｖ]以上となった場合は、制御部４０は、防食電圧の印加を停止するとともに、切替信号を出力してアノード１２の接続先を接地端子３８に接続する、あるいは防食電圧と逆方向の電圧を印加してアノード１２の荷電状態を解消する（ステップ６）。その後再びステップ３に戻る。

次に、配管電位が増加した場合の制御について説明する。制御部４０は、配管電位が初期電位よりｂ[Ｖ]増加した場合（ステップ７）、防食電圧をａ２[Ｖ]増加させる（ステップ８）。このとき、ａ２［Ｖ］に一度に増加させるのではなく、上述の段数の情報に基づいて複数段に分けて増加させ、その都度待ち時間の情報に基づき防食電流が安定するまで待機し、安定したのちに電圧を上昇させる。そして、防食電圧が上限電圧Ｖｍａｘ[Ｖ]以下であること（ステップ９）、配管電位が初期電位に戻ったこと（ステップ１０）、防食電流が期待値Ｇ[Ａ]に達していること（ステップ１１）を条件として、上述のステップ７、ステップ８を繰り返す。

一方、防食電圧が上限電圧Ｖｍａｘ[Ｖ]以上になった場合（ステップ８）、または、配管電位が初期電位に戻らなかった場合（ステップ９）には、上述同様にステップ６を行い、その後ステップ７に戻る。

また、防食電流が期待値Ｇ[Ａ]（＞Ｊ[Ａ]）に達しなかった場合には、アノード１２及び配管１０４等に防食電圧とは逆方向の電圧を印加して配管１０４等に付着した海潜生物やスケール等の付着物の除去や、配管１０４等に対する薬注処理により前記付着物を除去し（ステップ１２）、その後ステップ７に戻る。

なお、防食電流は、配管１０４等を流れる海水の状態、配管１０４等の表面の状態の短期的な変化に伴い頻繁に変化する。一方、配管電位の上昇は、金属組織の活性溶解や微生物腐食が発生した場合におこるものであり、その変化は防食電流の変化よりも遅い。よって、制御部４０では、防食電流の減少による制御の回数が、配管電位の上昇による制御の回数よりも多くなる。

以上述べたように、本実施形態に係る電気防食システム１０によれば、防食電流を常に一定の電流値（Ｊ［Ａ］）を維持するように調整するので、水質の変化や流通経路部１０２（配管１０４、ポンプ１１４）の表面状態の変化により生じる流通経路部１０２の腐食条件の変動に対応して防食を行うことができる。これにより、腐食トラブルを減少させ、プラントの稼働率を向上させることができる。特に流通経路部１０４が配管１０４である場合、局部腐食の発生が抑制されることにより配管寿命が向上する。これにより、配管交換頻度も低下するので、プラントのランニングコストを低下させることができる。流通経路部１０２の環境電位（配管電位）を流通経路部１０２の材料の腐食の活性域となる電位よりも常時低くすることができるので、流通経路部１０２に対する防食を確実に行うことができる。

さらに、上限電圧（Ｖｍａｘ［Ｖ］）を設けることで、有害ガス等の発生を抑制するとともに、アノード１２を還元するように電圧を印加し、あるいは接地することより荷電状態を解消してアノード１２を初期状態に戻し、流通経路部１０２（配管１０４、ポンプ１１４）に対する防食能力を復旧させることができる。

そして、前記流通経路部１０２（配管１０４、ポンプ１１４）から分岐された分岐経路（分岐管２２）と、前記分岐経路から流出した流体（海水）を蓄える水槽２８と、を有し、前記電位計測手段（電位差計３０）は、前記水槽２８に蓄えた流体に浸漬した基準電極３２に基づいて前記流通経路部１０２の電位を計測し、前記分岐経路には、減圧弁２４が設けられている。これにより、流通経路部１０２（配管１０４、ポンプ１１４）を流れる流体が高圧となっていても流通経路部１０２を閉止することなく確実に流体を取り出すことができ、基準電極３２も流通経路部１０２の外部にあるので電位計測手段のメンテナンスを容易に行なうことができる。

図５に、本実施形態の電気防食システムの部分詳細図（断面図）の第１の変形例を示す。第１の変形例に示す配管のフランジ接続の構造は、図２に示すフランジ接続と同様であるが、ここでは、ボルト１１０を絶縁材（セラミック等）で形成し、配管１０４（フランジ１０６Ａ）と配管１０４（フランジ１０６Ｂ）との電気的接続を導線１１８（ジャンパー線）により行っている。この場合、ボルト１１０を介した配管１０４とアノード１２との短絡はないので、ボルト１１０が挿通する挿通孔１４を他の挿通孔よりも大きくする必要はない。

図６に、本実施形態の電気防食システムの部分詳細図（断面図）の第２の変形例を示す。上述の実施形態に示すアノードは、配管１０４（フランジ１０６Ａ）と配管１０４（フランジ１０６Ｂ）との間に挟まれる態様で配管に接続されている。一方、第２の変形例においては、配管１０４の長手方向の途中の側壁に配管１０４内部に連通するフランジ部１２０が形成され、フランジ部１２０の円形の開口部１２２を封止する座１２４（例えば円形）がボルト１２６を用いたボルト締めにより取り付けられている。座１２４及びボルト１２６は配管１０４と同一材料を用いることが好適である。一方、座１２４には、スイッチ３６（防食電源２０）に接続する絶縁被膜導線１２８が貫通し、絶縁被膜導線１２８がアノード１２に接続されている。また、アノード１２は、樹脂等の絶縁性の接着層１３０を介して座１２２に接続されており、開口部１２０の内径よりも小さくなるように設計されている。

上記構成において、座１２４は、配管１０４と電気的に接続されているが、絶縁被膜導線１２８とは絶縁している。アノード１２は、接着層１３０により座１２４に接着しているが、座１２４とは電気的に絶縁している。よって、アノード１２は配管１０４とは互いに電気的に絶縁している。第２の変形例では、配管１０４のフランジ接続を解除することなく、座１２４を取り外すのみでアノード１２の交換が可能となるので、アノード１２の交換作業を容易に行なうことができる。

なお、本実施形態は、配管１０４等を流れる流体は海水、または海水を逆浸透膜によりろ過して得られる淡水、及び濃縮水を前提に説明してきたが、他の電気伝導性を有する流体にも適用できる。また、分岐管２２は、配管１０４から分岐させていたが、ポンプ１１４から分岐させてもよい。

水質の突発的な変動や配管等の流通経路の表面変化に随時対応して流通経路の電気防食を確実に行う電気防食方法、及び電気防食システムとして利用できる。

１０………電気防食システム、１２………アノード、１４………挿通孔、１６Ａ，１６Ｂ………絶縁材、１８………挿通孔、２０………防食電源、２２………分岐管、２４………減圧弁、２６………開閉バルブ、２８………水槽、３０………電位差計、３２………基準電極、３４………参照電極、３６………スイッチ、３８………接地端子、４０………制御部、１００………淡水化プラント、１０２………流通経路部、１０４………配管、１０６Ａ，１０６Ｂ………フランジ、１０８………挿通孔、１１０………ボルト、１１２………ナット、１１４………ポンプ、１１６………逆浸透膜ユニット、１１８………導線、１２０………フランジ部、１２２………開口部、１２４………座、１２６………ボルト、１２８………絶縁被膜導線、１３０………接着層。

Claims (8)

1. 流体が流通する金属製の流通経路部と、前記流通経路部に電気的に絶縁しつつ前記流通経路部を流通する流体に接触するアノードと、の間に防食電圧を印加して前記流通経路部に防食電流を流通させる電気防食方法であって、
   前記防食電流が所定の電流値以下となったときに前記防食電流が前記電流値となるように前記防食電圧を増加させることを特徴とする電気防食方法。
2. 前記流通経路部の環境電位を測定し、前記環境電位が所定電位よりも高くなったときに、前記環境電位が前記所定電位よりも低くなるように前記防食電圧を増加させることを特徴とする請求項１に記載の電気防食方法。
3. 前記防食電圧が上限電圧を超えたときに、前記アノードを接地する、または、前記アノードに前記防食電圧とは逆方向の電圧を印加することを特徴とする請求項１または２に記載の電気防食方法。
4. 流体が流通する金属製の流通経路部に電気的に絶縁しつつ前記流通経路部を流通する流体に接触するアノードと、
   前記流通経路部と前記アノードとの間に防食電圧を印加して前記流通経路部に防食電流を流通させる防食電源と、
   前記防食電圧及び前記防食電流を計測する計測手段と、
   前記防食電流が所定の電流値以下となったときに前記防食電流が前記電流値となるように前記防食電圧を増加させる制御を前記防食電源に行う制御部と、を有することを特徴とする電気防食システム。
5. 前記流通経路部の環境電位を測定する電位計測手段を有し、
   前記制御部は、前記環境電位が所定電位よりも高くなったときに、前記環境電位が前記所定電位よりも低くなるように前記防食電圧を増加させる制御を前記防食電源に行うことを特徴とする請求項４に記載の電気防食システム。
6. 前記制御部は、前記防食電圧が上限電圧を超えたときに、前記アノードに前記防食電圧とは逆方向の電圧を印加する制御を前記防食電源に行うことを特徴とする請求項４または５に記載の電気防食システム。
7. 前記アノードの接続先を、前記防食電源及び接地端子との間で切替可能な切替手段を有し、
   前記制御部は、前記防食電圧が上限電圧を超えたときに、前記アノードの接続先が前記接地端子となるように前記切替手段の切替制御を行うことを特徴とする請求項４または５に記載の電気防食システム。
8. 前記流通経路部から分岐された分岐経路と、
   前記分岐経路から排出した流体を蓄える水槽と、を有し、
   前記電位計測手段は、前記水槽に蓄えた流体に浸漬した基準電極に基づいて前記環境電位を計測し、
   前記分岐経路には、減圧弁が設けられていることを特徴とする請求項４乃至７のいずれか１項に記載の電気防食システム。

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