JP2502113B2 - 熱交換器類における分極抵抗測定用プロ―ブとこれを用いた鉄イオン濃度の自動制御化方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は、実復水器において鉄電極の溶解によって
生成させた鉄イオンによる保護皮膜の良否の判定をする
ための分極抵抗測定用プローブ並びにこれを用いた鉄イ
オンの濃度の自動制御化方法に関する。

「従来の技術」 従来、海水や河川水を冷却水として使用する復水器の
防食は電気防食法と鉄イオン注入法が併用されてきた。
鉄イオン注入法の主目的は復水器の細管が主として銅合
金を使用しているためその潰食防止であり、銅合金上に
鉄イオンによって保護皮膜を形成させ、硫化物などによ
る腐食を防止することである。その手段としては硫酸第
一鉄の間欠注入法や鉄電解槽を用いた連続注入法などが
あるが、最近では環境汚染等の関係で採用されにくくな
っている。そこで、電気防食用電極として用いられてい
る鉄電極の防食電流によって溶出する鉄イオンを利用す
る方法が採用されつつある。ところで、これらの防食法
を実施する場合、常時適正な維持管理のために防食状況
を十分に把握することが重要である。

従来、鉄イオン注入法による防食状況の評価は一定期
間鉄イオンを注入した後、プラントの運転停止時に水室
内に入って観察したり、一部の細管を抜管してその内面
あるいは前もって水室内に設置したテストピースを取り
出して表面に形成された防食保護皮膜の状態を観察した
り、その成分を分析するなどの方法で行なっている。そ
の評価はどちらかといえば定性的である。

一方、防食保護皮膜の定量的な評価としてはプラント
運転時に既設の電気防食装置を利用した分極抵抗法が用
いられつつある。

一般的に、分極抵抗は電気防食用直流電源装置からの
通電をOFFし、管板面の電位がほぼ安定した後、再び通
電を行ない、通電電流密度と分極量から計算で求める。
あるいは通電OFF後、管板面の電位がほぼ安定した後、2
00mV陰分極させ、10分後の通電電流密度を求めて算出し
ている。

「発明が解決しようとする課題」 しかし、叙上の定性的評価の手段では （１）抜管したりテストピースを取り出すには、プラン
ト運転停止時に限定されるため時間的制約を受ける。

（２）表面状態を観察したり、その成分を分析するなど
で多くの時間と手間がかかるとともに経験や熟練を必要
とする。

等の難点がある。

一方、叙上の定量的評価の手段では、かなりの時間と
手間がかかり、現場によっては不可能な場合もある。

また、最近では鉄イオン注入量の自動制御化の必要性
が叫ばれているが、現状では適当な指標を見い出すこと
が出来ず理想的な制御はなされていないのが実情であ
る。

本発明は従来の技術の有するこのような問題点に鑑み
てなされたものであり、その目的とするところは、プラ
ント運転中でも鉄電極による分極抵抗の測定ができると
ともに復水器の既設・新設の水密なるプローブ支持金具
を利用して外部から水室内に容易に着脱できるため表面
に形成される防食皮膜状態をも観察でき、従来より簡単
かつ迅速に防食皮膜の総合的な評価の判定ができ、更に
鉄イオンの注入量の自動制御化に利用できるプローブを
提供しようとするものである。

「課題を解決するための手段」 上記目的を達成するために、本発明におけるプローブ
は、復水器管板および細管と同等の素材による小径金属
管の一方の管端より細径通電用電極を挿入し、他方管端
より通電に必要な長さを露出し、該電極材を該小径金属
管内に該小径金属管と接触しないように絶縁性チューブ
をかぶせ絶縁性充填物で固定保持し、該小径金属管の外
表面が該通電用電極の対極として作用する如く通電可能
ならしめると共に、該小径金属管の外表面に小孔を穿
ち、絶縁性チューブをかぶせかつ管内絶縁性充填物によ
って該小径金属および該電極材と確実に絶縁された照合
電極材を該小孔より、該外表面の電位計測を可能ならし
めるよう管内より露出固定してなるものである。

そして、上記プローブは外表面の対極として作用する
一定面積あるいは長さを残して絶縁性被覆を施すことに
より容器外壁に取付けた水密なるプローブ支持金具を通
すことによって着脱容易な構造とすることが好ましい。

また、叙上プローブのプローブ用小径金属管を復水器
水室の函体に電気的に接続し、プローブに流入する分岐
防食電流により、プローブ上の鉄イオン皮膜の生成を推
定し、この電流値を制御量の１つとして鉄イオン発生量
を操作することを特徴とする復水器管板・細管の自動電
気防食方法が提供される。

「作用」 叙上プローブはあたかも復水器水室内に挿着される亜
鉛照合電極の如くであるので、水室壁に設けられた既
設，新設の電極固定用コックに着脱自在に取付される。

そして、実復水器において、鉄電極による鉄イオン注
入量と水室内に取付けた該プローブの分極抵抗Rpは若干
の相違はあるもののほぼ対応して変化しており、プラン
ト運転中でも測定できる分極抵抗から防食保護皮膜の付
着状態を推定出来、又、分極抵抗とプローブへの流入電
流は一定の相関々係にあり、流入電流によって鉄イオン
による防食保護皮膜の付着状態を推定できるので、プロ
ーブへの流入電流を指標として鉄イオン濃度を自動制御
する。

「実施例」 実施例について図面を参照して説明する。

第１図は本発明プローブを縦断して示す。

実機細管と同材質のパイプ１の中にゴム栓６を通して
通電用電極２を挿入固定する。このとき、パイプ１内に
ある通電用電極２には細い絶縁性チューブ2aをかぶせて
ある。次にパイプ１に予め開けてある穴に照合電極３を
固定する。

このときもパイプ１内にある照合電極３の部分は細い
絶縁性チューブ3aをかぶせてある。パイプ１の内部に樹
脂４を充填した後、パイプ１の外面を一定面積残して熱
収縮チューブ５によって絶縁してある。図中７はパイプ
１について設けた排流点（接続点）である。

第２図，第３図a,bに実機に対する該プローブの取付
状況を示しており、第２図は概略図，第３図a,bは取付
詳細図，取付状況概念図である。

プローブ８は第３図ａの例にあっては、鉄電極による
電気防食（定電位制御）および鉄イオンが注入されてい
る実機の水室カバー９に取付られた既設の亜鉛照合電極
15固定用コック10を利用して水室内に挿入・固定した。
プローブ８は復水器細管12に対して横切る状態にある。
そして、排流点７のうち１本のリード線11を水室本体に
接続13することによりプローブ８は実機と同様に電気防
食電流の一部が流入して電気防食されかつ鉄イオンの影
響を受ける。

尚、図中14は鉄イオン発生および電気防食用電極を示
す。

装着後、ほぼ１ケ月毎に該プローブ８が実機本体と接
続している状態でプローブの電位（Ec mV）を内蔵して
いる照合電極３で測定するとともにプローブ８への流入
電流（ImA）を測定した後、実機とプローブのリード線1
1を外して、プローブ８の自然電位（En mV）を照合電極
３で測定した。分極抵抗Rpは次式から算出した。

Rp（Ω・m²）＝（Ec−En）／（I/S） ……（１） ここで、Ｓはプローブ８の対極部分の面積（m²）であ
る。第４図に鉄電極による鉄イオン注入量と分極抵抗Rp
の関係を示す。

この図から、鉄イオン注入量とRpはプローブ８の取付
位置や季節によって若干の相違はあるものの注入量が増
加するとRpも増加し、注入量が減少するとRpも低減する
関係にあり、ほぼ対応して変化した。

従って、Rpは鉄イオンによる防食保護皮膜の付着状況
を推定できる指標になることがわかった。

また、第５図にRpと電流密度ｉ（I/S）の関係を示
す。この図からRpとｉは非常に良い相関関係にあり、プ
ローブ８への流入電流Ｉを測定すればRpを知ることがで
きる。

従って、第４図の結果からＩを測定することによって
鉄イオンによる防食保護皮膜の付着状況が推定でき、Ｉ
を利用することによって鉄イオン注入濃度を自動制御化
できることがわかった。

しかして、第６図に示す如く本発明プローブ８への流
入電流Ｉを利用して鉄イオン注入量の自動制御回路を構
成することが出来る。

「発明の効果」 本発明は、上述のとおり構成されているので、次に記
載する効果を奏する。

ｉ）プラント運転中でも鉄電極により分極抵抗の測定が
可能となる。

ii）実復水器において、鉄電極による鉄イオン注入量と
水室内に取付けた該プローブの分極抵抗Rpは若干の相違
はあるもののほぼ対応して変化しており、Rpは鉄イオン
による防食保護皮膜の付着状態を推定できる。

iii）Rpとプローブへの流入電流Ｉは非常に良い相関関
係にあり、ＩによってRpを知ることができる。従って、
上記の結果よりＩによって鉄イオンによる防食保護皮膜
の付着状態を推定できるので、Ｉの変化を利用すれば鉄
イオン注入濃度を自動制御化できる。

iv）プローブに異常や損傷が生じた場合、着脱可能な構
造のため点検や取替えが容易である。

【図面の簡単な説明】

第１図本発明プローブの縦断図、第２図は本発明プロー
ブの実復水器に対する取付概略説明図、第３図a,bは本
発明プローブ詳細取付説明図、取付概念説明図、第４
図、第５図は本発明プローブによる鉄イオン注入量とRp
の変化関係を示す図表、Rpとｉの相関図表、第６図は本
発明プローブを利用して構成される鉄イオン濃度の自動
制御化回路図である。 １……パイプ、２……通電用電極、2a……絶縁性チュー
ブ、３……照合電極、3a……絶縁性チューブ、４……樹
脂、５……熱収縮チューブ、６……ゴム栓、７……排流
点（接続点）、８……プローブ、９……水室カバー、10
……固定用コック、11……リード線、12……復水器細
管、13……接続、14……電気防食用電極、15……亜鉛照
合電極。

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】例えば復水器などにおいて該容器と同等の
   素材による小径金属管を用い、一方の管端より細径通電
   用電極を挿入し、他方管端より通電に必要な長さを露出
   し、該電極材を該小径金属管内に該小径金属管と接触し
   ないように絶縁性チューブをかぶせ絶縁性充填物で固定
   保持し、該小径金属管の外表面が該通電用電極の対極と
   して作用する如く通電可能ならしめると共に、該小径金
   属管の外表面に小孔を穿ち、絶縁性チューブをかぶせか
   つ管内絶縁性充填物によって該小径金属および該電極材
   と確実に絶縁された照合電極材を該小孔より、該外表面
   の電位計測を可能ならしめるよう管内より露出固定した
   ことを特徴とする熱交換器類における分極抵抗測定用プ
   ローブ。
2. 【請求項２】プローブの外表面の対極として作用する一
   定面積あるいは長さを残して絶縁性被覆を施すことによ
   り、容器外壁に取付けた水密なるプローブ支持金具を通
   すことによって着脱容易な構造としたことを特徴とする
   請求項１記載の分極抵抗測定用プローブ。
3. 【請求項３】請求項１又は２記載のプローブのプローブ
   用小径金属管を復水器水室の函体に電気的に接続し、プ
   ローブに流入する分岐防食電流により、プローブ上の鉄
   イオン皮膜の生成を推定し、この電流値を制御量の１つ
   として鉄イオン発生量を操作することを特徴とする復水
   器管板・細管の自動電気防食方法。