JP2791425B2 - 金属配管のc/sマクロセル腐食測定法及び装置 - Google Patents

金属配管のc/sマクロセル腐食測定法及び装置

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JP2791425B2
JP2791425B2 JP6023760A JP2376094A JP2791425B2 JP 2791425 B2 JP2791425 B2 JP 2791425B2 JP 6023760 A JP6023760 A JP 6023760A JP 2376094 A JP2376094 A JP 2376094A JP 2791425 B2 JP2791425 B2 JP 2791425B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、金属製埋設配管のC/
Sマクロセル腐食の測定法及び装置に関し、さらに詳し
くは、C/S間すなわちコンクリ−ト(Concret
e)と土壌(Soil)との間にまたがって或いはそれ
らを通して配設されたLPG等のガス用金属製配管に生
じるマクロセル腐食を測定する方法及び装置に関する。
【0002】
【従来の技術】家庭用、病院、学校、その他各種の施設
用、あるいは各種工場用等の燃料として供給されるLP
G等のガスは、ボンベ等のガス貯槽からその配管を、
各種施設等を構成するコンクリ−ト中への埋設、土壌
から各種施設等を構成するコンクリ−ト中への埋設、
これら及びが複合形式による埋設、その他種々の形
式で敷設し、これらガス配管を通じてバ−ナ−その他の
燃焼器、暖房機器等へ供給されている。
【0003】LPG等のガスの配管は、通常、鋼管等の
金属製で構成されるが、例えばその鋼管が土壌中に配設
されたものである場合、その周囲の土壌が均質な状態で
ある場合には、腐食の進行は緩慢であり、このため腐食
孔が短期間に発生することは通常有り得ないが、しかし
最近の腐食事例によると、その配管の敷設時から数年以
内に腐食孔が発生している例が数多く報告されている。
【0004】これらの腐食は、濃淡電池作用、異種金属
の接触作用、迷走電流の作用、バクテリアの作用、或い
はこれらの複合作用、その他各種の原因によるものであ
る。そしてこれらのうちでも、迷走電流によるものが最
も激しい腐食を起すが、これに次ぐものとして、異種金
属の接触作用の一種である鉄筋コンクリ−ト中の鉄筋と
ガス配管等の配管との接触による地中埋設管の腐食が指
摘されている。
【0005】ガス管の自然腐食には、大きく分けてマク
ロセル腐食とミクロセル腐食とがあるが、このうちマク
ロセル腐食は、異種の金属や環境が異なる同種の金属間
に電池作用により電流が流れるマクロセルすなわち巨視
的電池現象により生じ、このセルで負極となっている側
の金属に発生するものである。
【0006】これを土壌中に埋設され、そこからコンク
リ−ト中へ配設された鉄製(鋼管)のガス配管について
みると、コンクリ−ト中の鋼管の電位は、中性土壌中の
鋼管の電位より貴であり、このためコンクリ−ト中の鋼
管と土壌中の鋼管とがつながっている配管では電池が形
成され、これによって電位的に卑である土壌中に埋設さ
れた部分が腐食することになる。
【0007】そして、その鋼管が鉄筋コンクリ−ト中へ
の埋設管である場合、鉄筋コンクリ−ト中の鉄筋との接
触作用だけでなく、コンクリ−トは、それ自体強いアル
カリ性(pH12.5程度)を示すが、これがその中に
埋め込まれた鉄筋や鋼管の電位を貴とするように作用す
る。
【0008】このため、ガス用鋼管を土壌からコンクリ
−ト内へと設置すると、高い電位をもつコンクリ−ト内
の鋼管から、地中に埋設した低い電位をもつ鋼管へ向け
て電流が流れ、この電流が地中に埋設した鋼管の表面か
ら地中に流れ出し、土壌を通ってコンクリ−ト内の鋼管
へ戻り、これにより地中に埋設された鋼管の表面から地
中に電流が流れ出る部分が腐食を起こすことになる。
【0009】この場合、コンクリ−ト中に埋め込まれた
鋼管の面積が小さければ、腐食電流は少量で腐食の進行
は弱く、腐食上の問題が短期間に生じることはないが、
腐食電流は、埋め込まれた鋼管の面積が大きいほど大き
く、その進行が激しくなり、そしてこのコンクリ−トが
鉄筋コンクリ−トである場合、その鉄筋とガス管とが接
触していれば、コンクリ−トの中に大量の鋼管を埋め込
んだことと同じことになってしまう。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】以上のように、鉄製等
の金属製埋設ガス配管におけるマクロセルの形成は、そ
の腐食の要因として重要であり、したがってこのセルの
形成は事前に回避さけれなければならないが、このため
には、その配管について、そのような腐食の原因となる
マクロセルの有無を予め察知し、その量的割合について
も予め計測できれば、対策を講じてこのマクロセルに起
因する腐食を未然に防ぐことができる。
【0011】本発明者は、このような観点から、各種金
属製ガス埋設管の腐食に係る実測・実態調査を実施して
きているが、その一環として実施した通電試験におい
て、そのガス配管が白管(配管用炭素鋼鋼管のうち、亜
鉛めっきを施した管)等の金属製の配管である場合、電
位の変化を通電電流で除した値すなわち通電変化幅と最
大腐食速度の実測値との間に高い相関性があることを見
い出した。
【0012】ここで、通電変化幅(mV/mA)とは、
金属製埋設管の管対地電位分布の測定において、ガス管
が引き込まれる建屋側に近い埋設管の電位値(mV)か
ら、通電時の電位値(mV)を差し引き、これで得られ
た電位の差を、その通電時の通電電流値(mA)で除し
たものであり、下記の式で示されるものである。
【数4】
【0013】図1は、各所で実測して得た、この通電変
化幅(mV/mA)と最大腐食速度の実測値との関係を
示す一例を図示したものである。その腐食速度の実測値
は「mm/yr」すなわち年(yr)当たりの腐食深さ
をミリメ−トル(mm)単位で示している。図1に示す
とおり、通電変化幅の値が小さくなるに従い、最大腐食
速度の実測値が相対的に大きくなる傾向が認められ、こ
の両者間に一定の強い相対的関係があることが分かる。
【0014】本発明は、通電変化幅(mV/mA)と最
大腐食速度の実測値との間におけるこのような相関性す
なわち相関関係を利用し、これを基準ないし目安に、対
象とする埋設配管の電位と電流との測定値を対比、処理
することにより、金属配管のC/Sマクロセル腐食の有
無及びその程度を測定し得る腐食測定法を提供し、また
その対比、処理を自動処理手段、例えばマイクロコンピ
ュ−タ−により行うすることにより、そのC/Sマクロ
セル腐食の有無及びその程度を的確かつ迅速に測定し得
る腐食測定法及び装置を提供することを目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】本発明は、LPG等のガ
ス用金属製埋設配管に対するC/Sマクロセル腐食の測
定法であって、金属製埋設配管の通電変化幅と最大腐食
速度の実測値との相関関係を予め設定した後、対象とす
る金属製埋設配管の電位値、通電時の電位値及び通電時
の電流値を計測し、これらの計測値を基に通電変化幅を
算出し、この算出値を上記予め設定した通電変化幅と最
大腐食速度の実測値との相関関係と対比させることによ
り、その金属製埋設配管の腐食速度を測定することを特
徴とする金属製埋設配管のC/Sマクロセル腐食の腐食
測定法を提供するものである。
【0016】ここで、通電変化幅(mV/mA)とは、
金属製埋設管の管対地電位の測定において、ガス管が引
き込まれる建屋側に近い埋設配管の電位値から、通電時
の電位値を差し引き、これで得られた電位の差を、その
通電時の通電電流値で除したものであり、下記の式で示
される。
【数5】
【0017】また、本発明に係る上記腐食測定法におい
ては、対象とする金属製埋設配管の電位、通電時の電位
及び通電時の電流の計測値を基に通電変化幅を算出し、
この算出値を仮通電変化幅と最大腐食速度の実測値との
相関関係と対比する処理をマイクロコンピュ−タ−等の
自動処理手段により行うことにより、その算出、処理を
的確かつ迅速に実施することができる。
【0018】また、本発明は、金属製埋設配管の通電変
化幅と最大腐食速度の実測値との相関関係を予め設定し
た後、対象とする金属製埋設配管の電位値、通電時の電
位値及び通電時の電流値を計測し、これらの計測値を基
に通電変化幅を算出し、この算出値を上記予め設定した
通電変化幅と最大腐食速度の実測値との相関関係と対比
させることにより、その金属製埋設配管の腐食速度を測
定するようにしてなることを特徴とする金属製埋設配管
のC/Sマクロセル腐食の腐食測定装置を提供するもの
である。
【0019】ここで、通電変化幅(mV/mA)とは、
金属製埋設管の管対地電位の測定において、埋設配管の
電位値から、通電時の電位値を差し引き、これで得られ
た電位の差を、その通電時の通電電流値で除したもので
あり、下記の式で示されるものである。
【数6】
【0020】この装置において、対象とする金属製埋設
配管の建屋側の電位、通電時の電位及び通電時の電流の
計測値を基に通電変化幅を算出し、この算出値を通電変
化幅と最大腐食速度の実測値との相関関係と対比する処
理を自動処理手段により行うようにすることにより、そ
の測定、算出、処理を的確かつ迅速に実施することがで
き、この自動処理手段としては、望ましくはマイクロコ
ンピュ−タ−を用いるのが好適である。
【0021】その自動処理にマイクロコンピュ−タ−を
使用する場合、その装置の態様及びこの操作としては、
電源、電位計、電流計、通電電極及びマイクロコンピュ
−タ−等を一体に備え、マイクロコンピュ−タ−によ
り、対象とする金属製埋設配管について、それら電位
計、電流計により計測した埋設配管の電位値、通電電極
への通電時の電位値及び電流値を基に通電変化幅(mV
/mA)を下記式により算出するとともに、この算出値
を、下記式に従って予め設定した通電変化幅(mV/m
A)と最大腐食速度の実測値との相関関係と対比させる
ようにすることにより、その金属製埋設配管のC/Sマ
クロセル腐食の腐食速度を、自動的に、迅速かつ的確に
測定することができる。
【0022】
【実施例】以下、図面に従い、本発明の実施例を説明す
るが、本発明がこの実施例に限定されないことは勿論で
ある。図2は、本発明に係るC/Sマクロセル腐食測定
装置の概略を示すものである。図2中、1は建屋(の
壁)・コンクリ−ト、2は土壌であり、3は金属製のガ
ス配管である。この金属製配管3は、図示のとおり、建
屋1のコンクリ−トから土壌2へと通して配設されてい
る。
【0023】また、4は電位計(電圧計)、5は電流
計、6は基準電極、7は通電電極、8は可変抵抗、9は
電源、10は通電スイッチであり、これらは図示のとお
りに配線される。このうち通電電極7は土壌2中へ設置
され、一方電位計(電圧計)4は、配線11により配管
3の建屋への立上がり部に接続されている。なお、図中
12は、通電電極7への導線、13はそれら電位及び電
流の測定値の信号伝達用の導線である。
【0024】電圧計4及び電流計5での測定値は、マイ
クロコンピュ−タ−14へ送られ、ここで埋設配管の電
位、通電時の電位及び通電時の電流の各値(電位=m
V、電流=mA)を基に、前記式に従い「通電変化幅
(mV/mA)」を算出し、また図1に示すような対応
する腐食速度を測定する。このため、マイクロコンピュ
−タ−14には、予めこれらの処理を行う記憶機能、計
算機能、比較機能等をセットしておく。
【0025】以上の構成を備える金属配管のC/Sマク
ロセル腐食測定装置を使用して、測定が必要な配管すな
わち測定の対象とする金属製配管について、各必要値す
なわち埋設配管の電位、通電時の電位及び通電時の電流
を測定し、これらによって通電変化幅(mV/mA)を
求め、対応する腐食速度を測定するが、以下、この過程
について説明する。
【0026】まず、図1に示すような、各所で得た実測
値に基づき、「通電変化幅(mV/mA)」と、これに
対応する金属配管のC/Sマクロセル腐食の最大腐食速
度との相関関係を予め設定し、これで設定した両者の相
関関係をマイクロコンピュ−タ−14に記憶させてお
く。
【0027】次いで、この装置をC/Sマクロセル腐食
速度の測定が必要な又はその測定を意図する既設の金属
製導管に図2のようにセットした後、通電スイッチ10
をオフ(off)とし、基準電極6を基準に埋設配管の
電位を計測し、その値を「埋設配管電位値」としてマイ
クロコンピュ−タ−14へ送信して記憶させる。
【0028】引続き、通電スイッチ10をオン(on)
とし、通電電極7と配管3との間に電流を流し、基準電
極6を基準に埋設配管3の電位を計測して「通電時電位
値」とするとともに、導線11、配管3、土壌2、通電
電極7及び導線12間に流れる電流を測定し、この値を
「通電時電流値」として導線13を通じてマイクロコン
ピュ−タ−14へ送信する。
【0029】マイクロコンピュ−タ−14において、そ
れら「埋設配管電位値」、「通電時電位値」及び「通電
時電流値」の各実測値を基に通電変化幅(mV/mA)
を算出し、この値を、マイクロコンピュ−タ−14によ
り、これに予め記憶させた前記通電変化幅とC/Sマク
ロセル腐食の最大腐食速度との相互関係と対比させるこ
とにより、その通電変化幅に対応する当該金属配管のC
/Sマクロセル腐食の最大腐食速度を打出し、当該既設
金属製配管のC/Sマクロセル腐食の速度を予測する。
【0030】
【発明の効果】以上のとおり、本発明に係る金属配管の
C/Sマクロセル腐食測定法及び装置によれば、金属製
埋設ガス配管において、これに生じるC/Sマクロセル
腐食の有無を予め察知することができ、またその腐食の
速度ないしは程度を予測することができ、これにより、
そのC/Sマクロセルに起因する腐食を未然に防ぐこと
ができる。
【0031】また、この腐食測定法及び装置を自動処理
手段により行うようにすれば、そのC/Sマクロセル腐
食の察知、予測及び予防を迅速かつ正確に、しかも自動
的に行うことができ、この自動処理手段としては、特に
マイクロコンピュ−タ−が好適に使用することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】金属製埋設配管に対する実測値から得た通電変
化幅(mV/mA)と最大腐食速度の実測値との関係を
示す図。
【図2】本発明に係るC/Sマクロセル腐食測定装置の
概略を示す図。
【符号の説明】
1 建屋(の壁)・コンクリ−ト 2 土壌 3 金属製のガス配管 4 電位計(電圧計) 5 電流計 6 基準電極 7 通電電極 8 可変抵抗 9 電源 10 通電スイッチ 14 マイクロコンピュ−タ−

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】金属製埋設配管の通電変化幅と最大腐食速
    度の実測値との相関関係を予め設定した後、対象とする
    金属製埋設配管の電位値、通電時の電位値及び通電時の
    電流値を計測し、これらの計測値を基に通電変化幅を算
    出し、この算出値を上記予め設定した通電変化幅と最大
    腐食速度の実測値との相関関係と対比させることによ
    り、その金属製埋設配管の腐食速度を測定することを特
    徴とする金属製埋設配管のC/Sマクロセル腐食の腐食
    測定法。ここで、通電変化幅(mV/mA)とは、金属
    製埋設管の管対地電位の測定において、埋設配管の電位
    値から、通電時の電位値を差し引き、これで得られた電
    位の差を、その通電時の通電電流値で除したものであ
    り、下記の式で示されるものである。 【数1】
  2. 【請求項2】対象とする金属製埋設配管の建屋側の電
    位、通電時の電位及び通電時の電流の計測値を基に通電
    変化幅を算出し、この算出値を通電変化幅と最大腐食速
    度の実測値との相関関係と対比する処理をマイクロコン
    ピュ−タ−等の自動処理手段により行うことを特徴とす
    る請求項1記載の金属製埋設ガス配管のC/Sマクロセ
    ル腐食の腐食測定法。
  3. 【請求項3】金属製埋設配管の通電変化幅と最大腐食速
    度の実測値との相関関係を予め設定した後、対象とする
    金属製埋設配管の電位値、通電時の電位値及び通電時の
    電流値を計測し、これらの計測値を基に通電変化幅を算
    出し、この算出値を上記予め設定した通電変化幅と最大
    腐食速度の実測値との相関関係と対比させることによ
    り、その金属製埋設配管の腐食速度を測定するようにし
    てなることを特徴とする金属製埋設配管のC/Sマクロ
    セル腐食の腐食測定装置。ここで、通電変化幅(mV/
    mA)とは、金属製埋設管の管対地電位の測定におい
    て、埋設配管の電位値から、通電時の電位値を差し引
    き、これで得られた電位の差を、その通電時の通電電流
    値で除したものであり、下記の式で示されるものであ
    る。 【数2】
  4. 【請求項4】対象とする金属製埋設配管の建屋側の電
    位、通電時の電位及び通電時の電流の計測値を基に通電
    変化幅を算出し、この算出値を通電変化幅と最大腐食速
    度の実測値との相関関係と対比する処理を自動処理手段
    により行うようにしてなることを特徴とする請求項3記
    載の金属製埋設ガス配管のC/Sマクロセル腐食の腐食
    測定装置。
  5. 【請求項5】自動処理手段がマイクロコンピュ−タ−で
    あることを特徴とする請求項4記載のLPG等のガス用
    金属製埋設配管のC/Sマクロセル腐食の腐食測定装
    置。
  6. 【請求項6】電源、電位計、電流計、通電電極、マイク
    ロコンピュ−タ−等を一体に備え、マイクロコンピュ−
    タ−により、対象とする金属製埋設配管について、それ
    ら電位計、電流計により計測した埋設配管の電位値、通
    電電極への通電時の電位値及び電流値を基に通電変化幅
    (mV/mA)を下記式により算出するとともに、この
    算出値を下記式に従って予め設定した通電変化幅(mV
    /mA)と最大腐食速度の実測値との相関関係と対比さ
    せるようにしてなることを特徴とする金属製埋設配管の
    C/Sマクロセル腐食の腐食測定装置。 【数3】
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