JP3386898B2 - 被防食材の防食構造 - Google Patents

被防食材の防食構造

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佳則 上久保
和弘 西田
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ミカドプロペラ株式会社
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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、通常状態では、視認不
可能な場所に設けられた被防食材、たとえば、水中に浸
かった状態の船舶のプロペラ部や土中に埋設されたガス
管等の防食構造に関する。 【0002】 【従来の技術】従来、海水に浸かったプロペラ、舵およ
び船体等を構成する金属材料を海水による腐食から守る
ために、特開昭64−36778号公報や実公平3−
8560号公報等に開示されているように、防食しよう
とする金属材料、すなわち、被防食材の自然電位より卑
な自然電位を有する、すなわち、イオン化しやすい金属
材料、所謂犠牲陽極材を、被防食材に密着一体化させ、
犠牲材を優先的に腐食させることで、被防食材の腐食を
防止する方法(犠牲陽極法又は流電陽極法)や、特開
昭61−221383号公報等に開示されているよう
に、被防食材に直流電流をかけて、被防食材の電位を防
食電位にする方法(外部電源法)がある。 【0003】 【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の方法
では、犠牲陽極材も外部から容易に視認できない海水中
に浸かっているため、犠牲陽極材の腐食が進行し脱落し
ても簡単に判らないし、犠牲陽極材を簡単に補給や交換
することができない。したがって、早め早めの点検や交
換が必要で非常に面倒であるとともに維持コストもかか
る。一方、上記の方法では、上記のような問題はない
が、塗装に対する過防食の影響等を防止するために、防
食電流を自動調節できる電源装置が必要で、コストが嵩
み、小型船舶には採用しにくいと言う問題がある。ま
た、電源として蓄電池を利用している場合は、停泊中で
も電気を使用するから長期間停泊中の船は充電もできな
い上、蓄電池の消耗が速いと言う問題がある。 【0004】本発明は、このような事情に鑑みて、点検
が容易にでき、特殊な装置も必要がなく、通常状態で視
認不可能な場所にある被防食材の防食構造を提供するこ
とを目的としている。 【0005】 【課題を解決するための手段】本発明にかかる被防食材
の防食構造は、このような目的を達成するために、通常
状態で視認不可能な電解質中に被防食材が設けられてい
て、この被防食材の近傍に耐蝕性を有する導電材が配置
されており、視認可能な場所に電解液槽が設けられてい
て、この電解液槽中に、亜鉛,亜鉛合金,アルミニウム
合金からなる群より選ばれた1種の金属材料からなる犠
牲陽極と、この犠牲陽極より貴な酸化還元電位を有する
材質からなる対極とが設けられており、犠牲陽極と被防
食材とが電路を介して接続されているとともに、前記導
電材と前記対極とが電路を介して接続されている構成と
した。 【0006】上記構成において、通常状態で視認不可能
な場所に設けられた被防食材としては、特に限定されな
いが、たとえば、水上に浮かんだ船舶のプロペラや舵の
部分、土中に埋設されるガス管等が挙げられる。犠牲陽
極となる金属材料としては、特に限定されないが、たと
えば、亜鉛、亜鉛合金、アルミニウム合金、マグネシウ
ム合金等が挙げられる。 【0007】対極の材質としては、特に限定されない
が、たとえば、ステンレス鋼、鉛、炭素、白金等が挙げ
られる。導電材の材質としては、特に限定されないが、
たとえば、銅、炭素、白金、ステンレス鋼等が挙げられ
る。 【0008】電解液槽の電解液としては、犠牲陽極を構
成する金属がイオン化して電解液中に解け出すものであ
れば、特に限定されない。たとえば、この構造を船舶に
利用する場合には、海水が安全でかつ安価に供給できる
ため好ましい。 【0009】 【作用】上記構成によれば、電解液槽内で犠牲陽極を構
成する金属が対極との電位差によってイオン化して電解
液中に溶け出す。すなわち、犠牲陽極側では、 M→Mn++ne(但し、Mは金属、nは1以上の整数) のアノード反応が起き、一方、対極では、 O2 +2H2 O+4e→4OH- のカソード反応が起きる。 【0010】電解液層内で発生した電流は、対極と電路
を介して接続された導電体へ流れ、さらに海水や土壌な
どの電解質を通って被防食体へ流れ込む。したがって、
電解質内では、導電体,被防食体がそれぞれアノードと
カソードの関係になるから、被防食体の電位が卑な方向
に移行し、陰極防食が達成される。しかも、電解液槽が
常に視認できる位置に設けられているので、犠牲陽極が
溶解してなくなってくるのが容易に確認できる。 【0011】また、犠牲陽極としての亜鉛,亜鉛合金若
しくはアルミニウム合金は、必要な防食電流が大きい時
は、溶け方も速く、また、小さい時は溶け方も少ないと
いう自己調節作用が働き、電流を自動調整できる電源装
置等が不要になる。 【0012】 【実施例】以下に、本発明を、その実施例をあらわす図
面を参照しつつ詳しく説明する。図1は本発明にかかる
被防食材の防食構造の1実施例である船舶を断面で見て
あらわしている。図1に示すようにこの船舶1は、船体
2がFRP(繊維強化プラスチック)で形成されてい
て、プロペラ3およびプロペラシャフト4が銅合金で形
成されている。 【0013】そして、船体2の内側に電解液槽21を備
え、プロペラ3近傍の船体外壁面に導電材として銅板5
が一体化されている。電解液槽21には、電解液22が
満たされていて、この電解液22にアルミニウム合金製
の犠牲陽極(ミカドプロペラ(株)製のミカロイ)6と
対極としてステンレス鋼板7が浸漬されている。 【0014】犠牲陽極6は、電線61を介してプロペラ
シャフト4を摺動自在に囲繞したカーボンブラシ41と
接続されている。ステンレス鋼板7は、電線71を介し
て銅板5と接続されている。したがって、船体2が海面
8に浮かんでいる場合には、犠牲陽極6→電解液22→
ステンレス鋼板7→電線71→銅板5→海水8→プロペ
ラ3→プロペラシャフト4→カーボンブラシ41→電線
61→犠牲陽極6の回路ができる。 【0015】しかも、犠牲陽極6を構成する金属が、電
解液31中にイオン化して溶け出す。すなわち、犠牲陽
極6側では、 M→Mn++ne のアノード反応が起きる。一方、ステンレス鋼板7側で
は、 O2 +2H2 O+4e→4OH- のカソード反応が起きる。 【0016】電解液層21内で発生した電流は、ステン
レス鋼板7と電請71を介して接続された銅板5へ流
れ、さらに、海水を通ってプロペラ3へ流れ込む。した
がって、海水中では、銅板5,プロペラ3がそれぞれア
ノードとカソードの関係になるからプロペラ3の電位が
卑な方向に下降し、陰極防食が達成される。 【0017】また、犠牲陽極6が船体2内に設けられた
電解液槽21に収容されているので、犠牲陽極6が溶解
して無くなってゆく様子が常に簡単に視認できる。した
がって、船舶1の航行中も、犠牲陽極6を新しいものに
交換して、常に、プロペラ3を防食電位に保つことがで
きる。 【0018】しかも、犠牲陽極6の材質を亜鉛,亜鉛合
金,若しくはアルミニウム合金にすれば、必要な防食電
流が大きい時は、溶け方も速く、また、小さい時は溶け
方も少ないという自己調節作用が働くから過大電流の発
生もなく、従来の蓄電池を利用した外部電源法のように
電流を自動調節する電源装置を必要とせず、設備コスト
も低減できる。因に、上記構造の効果は、以下の実験
A,Bを行って確認した。 【0019】〔実験A〕図2に示すように、第1水槽1
01に入れられた60リットルの人工海水と、第2水槽
102に入れられた1.5リットルの人工海水とを、液
橋となる塩化ビニルパイプ103を介して連結するとと
もに、被防食材としてのAlBC(アルミニウム青銅)
試料104と比較電極105とを第1水槽101に浸漬
し、犠牲陽極としてのアルミニウム合金(ミカドプロペ
ラ株式会社製のミカロイ)106を第2水槽102に浸
漬し、AlBC試料104にアルミニウム合金106を
接続する前、直列に接続した後のAlBC試料104の
自然電位を電位差計107で測定した。 【0020】なお、AlBC試料104は、AlBC板
の表面にマスキング材を塗布して露出面積を4cm2 (2
cm×2cm)としたもの、アルミニウム合金106は直径
2cmの丸棒を1cmの幅だけ残して表面をマスキングして
露出面積を3.14cm2 としたものを用いた。また、第
1水槽101中の人工海水は、攪拌機101aによって
常に攪拌しておいた。上記の測定によれば、接続前−
0.23V(飽和甘こう電極基準:S.C.E.、以下
同じ)であったAlBC試料104の自然電位が、接続
後−0.58Vとなった。しかも、塩化ビニルパイプ1
03の位置を代えても電位は変わらなかった。また、接
続後塩化ビニルパイプ103を取り外すと、AlBC試
料104の自然電位は、再び−0.23Vに戻った。 【0021】〔実験B〕図3に示すように、塩化ビニル
パイプ103で第1水槽101中の人工海水と第2水槽
102中の人工海水とを電気的に接続する代わりに、第
1水槽101のAlBC試料104近傍に銅板108を
配置するとともに、第2水槽102のアルミニウム合金
106の周りをステンレス製金網109で囲繞する。そ
して、電線110を介して銅板108とステンレス製金
網109とを接続することで、第1水槽101中の人工
海水と第2水槽102中の人工海水とを電気的に接続し
た以外は、実験Aと同様にしてAlBC試料104の電
位を測定したところ、AlBC試料104の電位は、−
1.04Vであった。なお、銅板108は、時間の経過
にともない緑青の発生によって表面が緑色に変色した。
また、銅板108は表面をマスキング材でマスキングし
て露出面積を4cm2 (2cm×2cm)のものを用いた。 【0022】また、銅板108を第1水槽101から引
き上げたところ、AlBC試料104の電位は、−0.
23Vの自然電位に戻った。上記実験A,Bから、視認
できる位置に設けた犠牲陽極の働きによって、被防食体
がカソード分極して電位が卑な方向に移行し、被防食材
に犠牲陽極を直接密着させなくても、十分に防食効果発
揮させることがよく判る。 【0023】 【発明の効果】本発明にかかる発明の被防食材の防食構
造は、以上のように構成されているので、犠牲陽極と電
路を介して接続された被防食材は、対極と電路を介して
接続された導電材からの防食電流の流入によってカソー
ド分極をおこし、被防食材を構成する金属のイオン化の
防止すなわち陰極防食を図ることができる。しかも、電
解液槽が常に視認できる位置に設けられているので、犠
牲陽極が溶解してなくなってくるのが容易に確認および
交換でき、被防食材が簡単に視認できない位置にある場
合でも、確実に防食を行うことができる。 【0024】また、犠牲電極を防食電流の自己調整作用
を有する亜鉛、亜鉛合金若しくはアルミニウム合金とし
たため、電流を自動調節できる電源装置等、特殊な設備
も不要になり、設備コストも低減することができる。
【図面の簡単な説明】 【図1】本発明にかかる被防食材の防食構造の1実施例
をあらわす船舶の断面図である。 【図2】本発明にかかる被防食材の防食構造の効果を調
べるための実験Aに用いた実験装置を説明する図であ
る。 【図3】本発明にかかる被防食材の防食構造の効果を調
べるための実験Bに用いた実験装置を説明する図であ
る。 【符号の説明】 3 プロペラ(被防食材) 4 プロペラシャフト(電路) 5 銅板(導電材) 6 犠牲陽極 7 ステンレス鋼板(対極) 21 電解液槽 22 電解液 41 カーボンブラシ(電路) 61 電線(電路) 71 電線(電路)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C23F 13/00 B63H 1/14 B63H 25/38

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】通常状態で視認不可能な電解質中に被防食
    材が設けられていて、この被防食材の近傍に耐蝕性を有
    する導電材が配置されており、視認可能な場所に電解液
    槽が設けられていて、この電解液槽中に、亜鉛,亜鉛合
    金,アルミニウム合金からなる群より選ばれた1種の金
    属材料からなる犠牲陽極と、この犠牲陽極より貴な酸化
    還元電位を有する材質からなる対極とが設けられてお
    り、犠牲陽極と被防食材とが電路を介して接続されてい
    るとともに、前記導電材と前記対極とが電路を介して接
    続されていることを特徴とする被防食材の防食構造。
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JP2017110250A (ja) * 2015-12-15 2017-06-22 株式会社荏原製作所 犠牲陽極アセンブリ、犠牲陽極アセンブリの余命予測診断システム及びこれらを備えるポンプ
DE102016204304A1 (de) * 2016-03-16 2017-09-21 Voith Patent Gmbh Strahlantrieb insbesondere für ein Wasserfahrzeug und Verfahren zum Nachrüsten eines Strahlantriebs

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