JP4137058B2 - 腐食・防食状態評価方法 - Google Patents
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Description
本発明は、腐食・防食状態評価方法と電位測定装置と照合電極に関する。
より詳しくは、照合電極を使用して外部電解質中の構造物の腐食・防食状態を評価する腐食・防食状態評価方法と、外部電解質中の構造物の電位を測定する電位測定装置と、電極用金属と電解質溶液とを非導電性の容器内に収容し、前記電極用金属を容器外側の外部電解質中の構造物又はその擬似部材に電気的に接続するとともに、前記電解質溶液を前記外部電解質に電気的に接続して、前記構造物の電位を測定できるように構成してある照合電極に関する。
より詳しくは、照合電極を使用して外部電解質中の構造物の腐食・防食状態を評価する腐食・防食状態評価方法と、外部電解質中の構造物の電位を測定する電位測定装置と、電極用金属と電解質溶液とを非導電性の容器内に収容し、前記電極用金属を容器外側の外部電解質中の構造物又はその擬似部材に電気的に接続するとともに、前記電解質溶液を前記外部電解質に電気的に接続して、前記構造物の電位を測定できるように構成してある照合電極に関する。
以下に、腐食・防食状態評価方法と電位測定装置と照合電極の従来技術を説明する。
図４５，図４６の各々は、防食状態での構造物Ａの電位を測定するために、従来の腐食・防食状態評価方法に使用している電位測定装置Ｂを示し、いずれも、外部直流電源７の負極側を土壌（外部電解質の一例）６中の鋼製埋設管（構造物の一例）Ａに接続するとともに、外部直流電源７の正極側を土壌６中に埋設した対極８に接続して、対極８から土壌６を介して埋設管Ａに防食電流を流す外部電源法により防食されている埋設管Ａの防食電位を測定するものである。
図４５，図４６の各々は、防食状態での構造物Ａの電位を測定するために、従来の腐食・防食状態評価方法に使用している電位測定装置Ｂを示し、いずれも、外部直流電源７の負極側を土壌（外部電解質の一例）６中の鋼製埋設管（構造物の一例）Ａに接続するとともに、外部直流電源７の正極側を土壌６中に埋設した対極８に接続して、対極８から土壌６を介して埋設管Ａに防食電流を流す外部電源法により防食されている埋設管Ａの防食電位を測定するものである。
図４５に示す従来の電位測定装置（以下、第１従来技術という）Ｂは、埋設管Ａと、地表Ｇ側に接地した照合電極３とを直流電圧計５０を介して電気的に接続して、埋設管Ａに防食電流を流したまま、直流電圧計５０で測定した埋設管Ａと照合電極３との電位差を、埋設管Ａの防食電位として測定できるようにしてある。
図４６に示す従来の電位測定装置（以下、第２従来技術という）Ｂは、塗覆装欠陥部を構成する鉄片を擬似部材１として埋設管Ａの近くに埋設し、その擬似部材１と地表Ｇ側に接地させた照合電極３とを直流電圧計５０を介して接続しておくとともに、埋設管Ａと擬似部材１とを直流電流計１７ａと交流電流計１７ｂを介して接続してあり、電位を測定しない通常状態においては、擬似部材１を埋設管Ａに短絡させて擬似部材１を埋設管Ａと同じ防食状態に維持しておき、電位の測定時には、擬似部材１に防食電流や交流電流が流れないように、擬似部材１と埋設管Ａとの短絡状態を切って、その短絡状態を切った瞬間に応じたタイミング（短絡状態を切った瞬間から数ｍｓというオーダのタイミング）で、直流電圧計５０で測定した擬似部材１の照合電極基準の電位を、埋設管Ａの電位として測定している。
そして、交流腐食・防食状態の評価では、電位の測定時に、埋設管Ａと擬似部材１とに亘って流れる防食電流値や交流電流値を測定して、これらの電流値と防食電流値から鑑みた腐食・防食基準に基づいて交流腐食・防食状態を評価している（例えば、特開平１０−３３２６２２号公報参照）。
従来の照合電極（基準電極または参照電極ともいう）は、図４６に示すように、非導電性の容器２２内に収容してある電極用金属１８を容器２２外側の外部電解質６中の構造物Ａ又はその擬似部材１に電気的に接続するとともに、容器内に収容してある電解質溶液１９を、容器に設けた非導電性の多孔質材料で形成してある容器隔壁８８を通して、容器２２外側の土壌などの外部電解質６に接触させることにより、その外部電解質６に電気的に接続して、構造物Ａの電位を測定できるように構成してある。
そして、非導電性の容器２２内に収容してある電解質溶液１９を、容器２２に設けた非導電性の多孔質材料で形成してある隔壁８８を通して、容器外側の土壌６に接触させることにより、土壌６に電気的に接続するように構成してある照合電極３を使用して、その電極用金属１８を直流電圧計５０を介して擬似部材１に電気的に接続するとともに、電解質溶液１９を地表Ｇに接触させて土壌に電気的に接続している。
上記第１従来技術によれば、防食電流を流したままで、地表Ｇ側に接地した照合電極３と埋設管Ａとの電位差を測定するために、防食電流（Ｉ）と土壌抵抗（Ｒ）とによって生じるＩＲ損が測定電位に含まれており、埋設管Ａの電位を実際の値よりも低く測定してしまうなど、防食電位を精度良く測定できない欠点がある。
このＩＲ損をなくすためには、外部直流電源７と埋設管Ａとの短絡状態を切って、その短絡状態を切った瞬間に応じたタイミング（短絡状態を切った瞬間から数ｍｓというオーダのタイミング）で、直流電圧計５０で測定した埋設管Ａと照合電極３との電位差を、埋設管Ａの防食電位として測定する方法があるが、変電所や電気鉄道，その他の防食路線等の他施設からの迷走電流がある場合は、その迷走電流によるＩＲ損をなくすことはできず、この場合も、埋設管Ａの電位を実際の値よりも低く測定してしまうなど、防食電位を精度良く測定できない欠点があるとともに、外部直流電源７と埋設管Ａとの短絡箇所と、電位測定装置Ｂの設置箇所とが離れている場合は、電位差を測定するタイミングを、外部直流電源７と埋設管Ａとの短絡状態を切る瞬間に応じて合わせにくいので、精度良く測定しにくい欠点がある。
このＩＲ損をなくすためには、外部直流電源７と埋設管Ａとの短絡状態を切って、その短絡状態を切った瞬間に応じたタイミング（短絡状態を切った瞬間から数ｍｓというオーダのタイミング）で、直流電圧計５０で測定した埋設管Ａと照合電極３との電位差を、埋設管Ａの防食電位として測定する方法があるが、変電所や電気鉄道，その他の防食路線等の他施設からの迷走電流がある場合は、その迷走電流によるＩＲ損をなくすことはできず、この場合も、埋設管Ａの電位を実際の値よりも低く測定してしまうなど、防食電位を精度良く測定できない欠点があるとともに、外部直流電源７と埋設管Ａとの短絡箇所と、電位測定装置Ｂの設置箇所とが離れている場合は、電位差を測定するタイミングを、外部直流電源７と埋設管Ａとの短絡状態を切る瞬間に応じて合わせにくいので、精度良く測定しにくい欠点がある。
上記第２従来技術によれば、照合電極３を地表Ｇ側に接地し、擬似部材１と埋設管Ａとの短絡状態を切って、防食電流や交流電流が流れていない擬似部材１の照合電極基準の電位を測定するために、防食電流や交流電流(Ｉ）と土壌抵抗（Ｒ）とによって生じる擬似部材１周りのＩＲ損を含まない電位を測定できるが、防食電流や交流電流が流れている埋設管Ａ周りのＩＲ損は消えないので、電位を精度良く測定できず、腐食・防食状態を精度良く評価できない欠点がある。
また、防食電流に交流電流が重畳されている場合には、短絡状態を切るタイミングによって電位が異なることが考えられる。
また、擬似部材１と埋設管Ａとの短絡状態と、外部直流電源７と埋設管Ａとの短絡状態とを同時に切ることにより、外部直流電源７によるＩＲ損をなくすことができるが、外部直流電源７が電位測定地点から遠く離れている場合は、擬似部材１と埋設管Ａとの短絡状態を切るタイミングと、外部直流電源７と埋設管Ａとの短絡状態を切るタイミングとを同期させにくい欠点があると共に、変電所や電気鉄道，その他の防食路線等の他施設からの迷走電流や交流電流がある場合は、それらの電流によるＩＲ損をなくすことはできず、この場合も電位を精度良く測定できず、腐食・防食状態を精度良く評価できない欠点がある。
また、配管に犠牲陽極（ＭｇやＺｎ等）を直づけして防食している場合には、防食電流を切ることも困難である。
また、擬似部材１と埋設管Ａとの短絡状態と、外部直流電源７と埋設管Ａとの短絡状態とを同時に切ることにより、外部直流電源７によるＩＲ損をなくすことができるが、外部直流電源７が電位測定地点から遠く離れている場合は、擬似部材１と埋設管Ａとの短絡状態を切るタイミングと、外部直流電源７と埋設管Ａとの短絡状態を切るタイミングとを同期させにくい欠点があると共に、変電所や電気鉄道，その他の防食路線等の他施設からの迷走電流や交流電流がある場合は、それらの電流によるＩＲ損をなくすことはできず、この場合も電位を精度良く測定できず、腐食・防食状態を精度良く評価できない欠点がある。
また、配管に犠牲陽極（ＭｇやＺｎ等）を直づけして防食している場合には、防食電流を切ることも困難である。
更に、外部直流電源７や擬似部材１と埋設管Ａとの短絡状態を切った瞬間から数ｍｓというオーダの極めて短いタイミングで、擬似部材１の照合電極基準の電位を測定する必要があるので、そのような微妙なタイミングで電位を測定できる高価な測定機器が必要になり、電位を簡便に測定できないので、腐食・防食状態を簡便に評価できない欠点もある。
その上、電位の測定時に、埋設管Ａと擬似部材１との間の交流電流値を測定して、この交流電流値と防食電流値から鑑みた腐食・防食基準に基づいて交流腐食・防食状態を評価しているので、直流（防食）電流値による腐食・防食基準に基づいて防食が達成されていると判断できる電流密度であっても、土壌中の溶存酸素や土質の影響等により、基準値の防食電流量でも防食されている場合もあれば、防食できない場合も考えられる。
それは、防食状態は、本来、電位で判断すべきものであり、全て電流で判断しようとするところに無理が生じるためである。
それは、防食状態は、本来、電位で判断すべきものであり、全て電流で判断しようとするところに無理が生じるためである。
上記従来の照合電極は、電解質溶液を、多孔質材料で形成してある容器隔壁を通して容器外側の外部電解質に接触させることにより、その外部電解質に電気的に接続するように構成しているために、電解質溶液が容器隔壁を通して外部電解質中に滲み出てしまい、電解質溶液がなくなってしまったり、或いは、雨水等の溶液環境への滲みだしに伴う電解質溶液の濃度の低下により、電位の測定精度が低下するおそれがあり、電解質溶液を外部電解質に電気的に接続したまま長期に亘って設置できない欠点がある。
また、上記従来の照合電極は、電解質溶液を土壌などの外部電解質に接触させることにより、その外部電解質に電気的に接続されるように設置するので、外部電解質によるＩＲ損などの影響を少なくするために、擬似部材に近接させて設置した場合は、金属イオンを取り込んで分解するバクテリア(例えば、鉄細菌，鉄酸化細菌，硫黄酸化細菌等）が外部電解質中で繁殖すると、その分解物などにより、電解質溶液と擬似部材とが擬似導通状態に陥って、電位の測定精度が低下するおそれがあり、擬似部材に近接させた状態で長期に亘って設置できない欠点がある。
上記従来の電位測定装置は、電解質溶液１９を、多孔質材料で形成してある隔壁８８を通して容器外側の外部電解質６に接触させることにより、その外部電解質６に電気的に接続するように構成してある照合電極３を使用しているために、電解質溶液１９が隔壁８８を通して外部電解質６中に滲み出てしまい、電解質溶液１９がなくなってしまったり、或いは、雨水等の溶液環境への滲みだしに伴う電解質溶液１９の濃度の低下により、電位の測定精度が低下するおそれがあり、照合電極３の電解質溶液１９を外部電解質６に電気的に接続したまま長期に亘って設置できない欠点がある。
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであって、外部電解質中の構造物の腐食・防食状態を精度良く簡便に評価できるようにすることを目的とする。
また、構造物の交流腐食・防食状態を精度良く評価できるようにすることを目的とする。
また、外部電解質中に設置してある構造物の電位を簡便、かつ、精度良く測定できる電位測定装置を提供することを目的とする。
また、長期に亘って電位を精度良く測定できる照合電極を提供することを目的とする。
また、構造物の交流腐食・防食状態を精度良く評価できるようにすることを目的とする。
また、外部電解質中に設置してある構造物の電位を簡便、かつ、精度良く測定できる電位測定装置を提供することを目的とする。
また、長期に亘って電位を精度良く測定できる照合電極を提供することを目的とする。
本発明の第１特徴構成は、外部電解質中の構造物の腐食・防食状態を評価する腐食・防食状態評価方法であって、電解質を充填してある非導電性の筒体を、その筒体に充填してある内部電解質が筒体上部において前記外部電解質と絶縁され、かつ、前記内部電解質が筒体下部において前記外部電解質と電気的に接触するように、前記構造物の近傍に設け、前記構造物の擬似部材に電気的に接続してある照合電極を前記内部電解質に電気的に接触させるとともに、前記擬似部材を、その特定面が筒体下部で前記外部電解質に電気的に接触し、かつ、前記特定面以外の面が前記内部電解質に対して電気的に絶縁されるように、前記筒体に設け、前記擬似部材の前記照合電極基準の電位を測定し、その測定した測定電位に基づいて前記構造物の腐食・防食状態を評価する点にある。
〔作用及び効果〕
電解質を充填してある非導電性の筒体を、その筒体に充填してある内部電解質が筒体上部において筒体周りの外部電解質と絶縁されるように設けてあるので、内部電解質には防食電流が流れ込まず、従って、内部電解質を筒体長手方向に亘って等電位に保つことができる。このため、内部電解質に電気的に接触させた照合電極を、外部電解質と内部電解質とが電気的に接触している筒体下部において外部電解質に電気的に接触させたのと同等の効果を得ることができる。これにより、筒体下部で外部電解質に電気的に接触するように設けた擬似部材と、その擬似部材に電気的に接続してある照合電極との間に介在する外部電解質の影響を略皆無にして、擬似部材に直流電流（防食電流）や交流電流が流れていても、電流と外部電解質の抵抗とによるＩＲ損を略皆無にすることができる。
電解質を充填してある非導電性の筒体を、その筒体に充填してある内部電解質が筒体上部において筒体周りの外部電解質と絶縁されるように設けてあるので、内部電解質には防食電流が流れ込まず、従って、内部電解質を筒体長手方向に亘って等電位に保つことができる。このため、内部電解質に電気的に接触させた照合電極を、外部電解質と内部電解質とが電気的に接触している筒体下部において外部電解質に電気的に接触させたのと同等の効果を得ることができる。これにより、筒体下部で外部電解質に電気的に接触するように設けた擬似部材と、その擬似部材に電気的に接続してある照合電極との間に介在する外部電解質の影響を略皆無にして、擬似部材に直流電流（防食電流）や交流電流が流れていても、電流と外部電解質の抵抗とによるＩＲ損を略皆無にすることができる。
また、擬似部材を、その特定面が筒体下部で外部電解質に電気的に接触し、かつ、特定面以外の面が内部電解質に対して電気的に絶縁されるように、筒体に設けてあるので、擬似部材と外部電解質との境界面における電流のばらつきを少なくすることにより、擬似部材における電位のばらつきを抑制できる。
従って、防食電流と外部電解質の抵抗とによるＩＲ損を無視できる程度の小さなものにすることができるとともに、擬似部材における電位のばらつきを抑制できるので、擬似部材に防食電流や腐食電流や交流電流等が流れていても、擬似部材の照合電極基準の電位を構造物の電位として精度良く測定でき、数ｍｓというオーダの極めて短い微妙なタイミングで擬似部材の電位を測定する必要もないので、測定した測定電位に基づいて、構造物が防食状態にあるか防食状態にないかを精度良く簡便に判定して、外部電解質中の構造物の腐食・防食状態を精度良く簡便に評価できる。
従って、防食電流と外部電解質の抵抗とによるＩＲ損を無視できる程度の小さなものにすることができるとともに、擬似部材における電位のばらつきを抑制できるので、擬似部材に防食電流や腐食電流や交流電流等が流れていても、擬似部材の照合電極基準の電位を構造物の電位として精度良く測定でき、数ｍｓというオーダの極めて短い微妙なタイミングで擬似部材の電位を測定する必要もないので、測定した測定電位に基づいて、構造物が防食状態にあるか防食状態にないかを精度良く簡便に判定して、外部電解質中の構造物の腐食・防食状態を精度良く簡便に評価できる。
本発明の第２特徴構成は、前記測定電位が変動する場合において、最高測定電位と前記照合電極基準の防食基準電位とを比較して、前記構造物の腐食・防食状態を評価する点にある。
〔作用及び効果〕
擬似部材の照合電極基準の測定電位が変動する場合において、最高測定電位と照合電極基準の防食基準電位とを比較して、最高測定電位が防食基準電位以下であれば、構造物が完全防食状態にあると判定でき、最高測定電位が防食基準電位を越えておれば、構造物が完全防食状態にはないと判定できるので、構造物の交流腐食・防食状態を簡便に評価できる。
擬似部材の照合電極基準の測定電位が変動する場合において、最高測定電位と照合電極基準の防食基準電位とを比較して、最高測定電位が防食基準電位以下であれば、構造物が完全防食状態にあると判定でき、最高測定電位が防食基準電位を越えておれば、構造物が完全防食状態にはないと判定できるので、構造物の交流腐食・防食状態を簡便に評価できる。
本発明の第３特徴構成は、前記測定電位が変動する場合において、対極を前記外部電解質中に設置して、前記擬似部材と前記対極とを直流電源を介して接続し、前記擬似部材の前記照合電極基準の電位が最高測定電位になるように前記直流電源からの供給電流を調節して、前記最高測定電位になったときに前記擬似部材に流れる電流値に基づいて、前記構造物の腐食・防食状態を評価する点にある。
〔作用及び効果〕
擬似部材の照合電極基準の測定電位が変動する場合において、交流電流は大部分が外部電解質と擬似部材との界面の電気二重層を通過し、一部のみが電気化学反応（腐食防食反応）に関与し、その反応に関与する分は電位変動として現れ、直流電流で置き換えることが可能となる。
従って、擬似部材の照合電極基準の電位が最高測定電位になるように直流電源からの供給電流を調節して、最高測定電位になったときに擬似部材に流れる電流値に基づいて、擬似部材に電流が流入する電流値であれば、構造物が防食状態にあると判定でき、擬似部材から電流が流出する電流値であれば、最高電位状態では構造物が防食状態にはないと判定できる。
従って、単に、最高測定電位と防食基準電位とを比較するのではなく、外部電解質の溶存酸素や腐食性の影響などを考慮した状態で、構造物の交流腐食・防食状態を一層精度良く簡便に評価できる。
擬似部材の照合電極基準の測定電位が変動する場合において、交流電流は大部分が外部電解質と擬似部材との界面の電気二重層を通過し、一部のみが電気化学反応（腐食防食反応）に関与し、その反応に関与する分は電位変動として現れ、直流電流で置き換えることが可能となる。
従って、擬似部材の照合電極基準の電位が最高測定電位になるように直流電源からの供給電流を調節して、最高測定電位になったときに擬似部材に流れる電流値に基づいて、擬似部材に電流が流入する電流値であれば、構造物が防食状態にあると判定でき、擬似部材から電流が流出する電流値であれば、最高電位状態では構造物が防食状態にはないと判定できる。
従って、単に、最高測定電位と防食基準電位とを比較するのではなく、外部電解質の溶存酸素や腐食性の影響などを考慮した状態で、構造物の交流腐食・防食状態を一層精度良く簡便に評価できる。
本発明の第４特徴構成は、前記測定電位が変動する場合において、対極を前記外部電解質中に設置して、前記擬似部材と前記対極とを直流電源を介して接続し、前記擬似部材に流れる電流値が零になるように前記直流電源からの供給電流を調節して、前記電流値が零になったときの前記擬似部材の前記照合電極基準の電位と、最高測定電位とを比較して、前記構造物の腐食・防食状態を評価する点にある。
〔作用及び効果〕
擬似部材の照合電極基準の測定電位が変動する場合において、交流電流が外部電解質と擬似部材との界面の電気二重層を通過し、一部のみが電気化学反応（腐食防食反応）に関与し、その反応に関与する分は電位変動として現れ、直流電流で置き換えることが可能となる。
従って、擬似部材に流れる電流値が零になるように直流電源からの供給電流を調節して、電流値が零になったときの擬似部材の電位、つまり、電流が擬似部材から流出も流入もしない自然電位と、最高測定電位とを比較することにより、最高測定電位が自然電位以下であれば、構造物が防食状態にあると判定でき、最高測定電位が自然電位を越えておれば、最高電位状態では構造物が防食状態にはないと判定できる。
従って、単に、最高測定電位と防食基準電位とを比較するのではなく、外部電解質の溶存酸素や腐食性の影響などを考慮した状態で、実際の自然電位を基準にして、交流腐食・防食状態を一層精度良く簡便に評価できる。
擬似部材の照合電極基準の測定電位が変動する場合において、交流電流が外部電解質と擬似部材との界面の電気二重層を通過し、一部のみが電気化学反応（腐食防食反応）に関与し、その反応に関与する分は電位変動として現れ、直流電流で置き換えることが可能となる。
従って、擬似部材に流れる電流値が零になるように直流電源からの供給電流を調節して、電流値が零になったときの擬似部材の電位、つまり、電流が擬似部材から流出も流入もしない自然電位と、最高測定電位とを比較することにより、最高測定電位が自然電位以下であれば、構造物が防食状態にあると判定でき、最高測定電位が自然電位を越えておれば、最高電位状態では構造物が防食状態にはないと判定できる。
従って、単に、最高測定電位と防食基準電位とを比較するのではなく、外部電解質の溶存酸素や腐食性の影響などを考慮した状態で、実際の自然電位を基準にして、交流腐食・防食状態を一層精度良く簡便に評価できる。
本発明の第５特徴構成は、前記最高測定電位が、前記擬似部材に流れる電流値が零になったときの前記擬似部材の電位よりも高い場合において、前記擬似部材からの流出電気量に基づいて、前記構造物の腐食速度を推定する点にある。
〔作用及び効果〕
擬似部材の照合電極基準の測定電位が変動する場合において、最高測定電位が、擬似部材に流れる電流値が零になったときの擬似部材の電位を越えている場合、つまり、最高測定電位が自然電位を越えていて、構造物が防食状態にはないと判定できる場合に、擬似部材からの流出電気量に基づいて、交流腐食防・食状態での構造物の腐食速度を推定できる。
擬似部材の照合電極基準の測定電位が変動する場合において、最高測定電位が、擬似部材に流れる電流値が零になったときの擬似部材の電位を越えている場合、つまり、最高測定電位が自然電位を越えていて、構造物が防食状態にはないと判定できる場合に、擬似部材からの流出電気量に基づいて、交流腐食防・食状態での構造物の腐食速度を推定できる。
本発明の第６特徴構成は、前記測定電位が変動する場合において、対極を前記外部電解質中に設置して、前記擬似部材と前記対極とを直流電源を介して接続し、前記測定電位を所定時間間隔でサンプリングして求めたサンプリング電位毎に、前記擬似部材の前記照合電極基準の電位が前記サンプリング電位になるように前記直流電源からの供給電流を調節して、前記サンプリング電位になったときに前記擬似部材に流れる電流値を求め、前記サンプリング電位毎に求めた前記電流値に基づいて、前記測定電位の変動に対応する電流値の変動波形を再現し、前記変動波形に基づいて前記流出電気量や流入電気量を積算する点にある。
〔作用及び効果〕
擬似部材の照合電極基準の測定電位が変動する場合において、測定電位を所定時間間隔でサンプリングして求めたサンプリング電位毎に、擬似部材の電位がサンプリング電位になるように直流電源からの供給電流を調節して、サンプリング電位になったときに擬似部材に流れる電流値を求め、そのサンプリング電位毎に求めた電流値に基づいて、測定電位の変動に対応する電流値の変動波形を再現し、その変動波形に基づいて積算した流出電気量や流入電気量に基づいて、構造物の腐食速度を推定するので、流出電気量が少なくて腐食速度が遅い場合は、構造物が防食状態又は略防食状態にあると判定でき、ファラデーの法則より流出電気量が多くて腐食速度が速い場合は、構造物が防食状態にはないと判定できる。
また、流入電気量から自然腐食量に対する打ち消し量が推定でき、おおよその防食状態を推定できる。
従って、測定電位の変動に対応する流出電気量や流入電気量に基づいて、交流腐食・防食状態での構造物の腐食速度や防食状態を精度良く推定できる。
擬似部材の照合電極基準の測定電位が変動する場合において、測定電位を所定時間間隔でサンプリングして求めたサンプリング電位毎に、擬似部材の電位がサンプリング電位になるように直流電源からの供給電流を調節して、サンプリング電位になったときに擬似部材に流れる電流値を求め、そのサンプリング電位毎に求めた電流値に基づいて、測定電位の変動に対応する電流値の変動波形を再現し、その変動波形に基づいて積算した流出電気量や流入電気量に基づいて、構造物の腐食速度を推定するので、流出電気量が少なくて腐食速度が遅い場合は、構造物が防食状態又は略防食状態にあると判定でき、ファラデーの法則より流出電気量が多くて腐食速度が速い場合は、構造物が防食状態にはないと判定できる。
また、流入電気量から自然腐食量に対する打ち消し量が推定でき、おおよその防食状態を推定できる。
従って、測定電位の変動に対応する流出電気量や流入電気量に基づいて、交流腐食・防食状態での構造物の腐食速度や防食状態を精度良く推定できる。
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。尚、図面において従来例と同一の符号で表示した部分は、同一又は相当の部分を示している。
〔第１実施形態〕
図１は、照合電極３を使用して外部電解質６中の構造物Ａの腐食・防食状態を評価する本発明による腐食・防食状態評価方法に使用する電位測定装置Ｂを示し、外部電源法により防食されている鋼製埋設管（構造物の一例）Ａの近傍に、その埋設管Ａの塗覆装欠陥部を擬似的に構成する鋼片からなる擬似部材１を、特定面１２が土壌（外部電解質の一例で、以下、外部土壌という）６に電気的に接触し、かつ、特定面１２以外の面１３が外部土壌６に対して電気的に絶縁されるように設置し、照合電極（本実施形態では、飽和硫酸銅電極）３と、擬似部材１の外部土壌６に対して電気的に絶縁されている絶縁面１３とを、外部土壌６に対して絶縁状態で電気的に接続するとともに、照合電極３の電解質溶液（図示せず）と外部土壌６とを特定面１２の近傍で電気的に接触させて、擬似部材１の照合電極基準の電位を測定できるように構成してある。
〔第１実施形態〕
図１は、照合電極３を使用して外部電解質６中の構造物Ａの腐食・防食状態を評価する本発明による腐食・防食状態評価方法に使用する電位測定装置Ｂを示し、外部電源法により防食されている鋼製埋設管（構造物の一例）Ａの近傍に、その埋設管Ａの塗覆装欠陥部を擬似的に構成する鋼片からなる擬似部材１を、特定面１２が土壌（外部電解質の一例で、以下、外部土壌という）６に電気的に接触し、かつ、特定面１２以外の面１３が外部土壌６に対して電気的に絶縁されるように設置し、照合電極（本実施形態では、飽和硫酸銅電極）３と、擬似部材１の外部土壌６に対して電気的に絶縁されている絶縁面１３とを、外部土壌６に対して絶縁状態で電気的に接続するとともに、照合電極３の電解質溶液（図示せず）と外部土壌６とを特定面１２の近傍で電気的に接触させて、擬似部材１の照合電極基準の電位を測定できるように構成してある。
つまり、擬似部材１を埋設管Ａに被覆導線２ａ，２ｂで電気的に接続するとともに、擬似部材１と照合電極３とを、デジタルトランジェントメモリ３７などを備えた直流電圧測定装置（電位測定手段）４を介して被覆導線５ａ，５ｂで電気的に接続し、擬似部材１の電位の測定時に、擬似部材１と埋設管Ａとに亘って流れる電流を同時に測定できるように、擬似部材１と埋設管Ａとを接続する被覆導線２ｂに直流電流計（電流測定手段）１７ａと交流電流計（電流測定手段）１７ｂを接続してある。
前記埋設管Ａは、外部直流電源７の負極側を埋設管Ａに電気的に接続するとともに、外部直流電源７の正極側を外部土壌６中に埋設した対極８に電気的に接続して、対極８から外部土壌６を介して埋設管Ａに防食電流を流す外部電源法により防食されている。
尚、マグネシウムや亜鉛のような犠牲陽極を埋設管Ａに直づけして防食してあっても良い。
尚、マグネシウムや亜鉛のような犠牲陽極を埋設管Ａに直づけして防食してあっても良い。
前記電位測定装置Ｂは、土壌（内部電解質の一例で、以下、内部土壌という）９を充填してあるポリ塩化ビニル樹脂製の円筒状樹脂管（絶縁性の筒体の一例）１０が、地表Ｇ側に設けたプロテクタ１１の内側に開口し、かつ、図２にも示すように、内部土壌９が樹脂管下部において埋設管Ａ近くの外部土壌６と電気的に接触するように設け、擬似部材１に電気的に接続してある照合電極３の電解質溶液を樹脂管内部において内部土壌９に電気的に接触させ、擬似部材１を、その特定面１２が樹脂管下部近くで外部土壌６に電気的に接触し、かつ、特定面１２以外の絶縁面１３が外部土壌６と内部土壌９とに対して電気的に絶縁されるように設けて、擬似部材１の電位を測定できるように構成してある。
前記内部土壌９は、貫通孔１４を形成してあるポリ塩化ビニル樹脂製の円形底板１５を、樹脂管１０の下端を塞ぐようにその樹脂管１０に一体形成して、貫通孔１４を通して外部土壌６と電気的に接触するように充填してあり、内部土壌９に水を浸透させて保湿状態に保つことにより、イオン導電性を備えるようにしてある。
そして、底板１５に形成した貫通孔１４に内部土壌９が入り込むように充填して、内部土壌９を貫通孔１４を通して外部土壌６に電気的に接続してある。 尚、貫通孔１４に多孔質の絶縁性部材を挿入して、その絶縁性部材に電解質を含浸させても良い。
そして、底板１５に形成した貫通孔１４に内部土壌９が入り込むように充填して、内部土壌９を貫通孔１４を通して外部土壌６に電気的に接続してある。 尚、貫通孔１４に多孔質の絶縁性部材を挿入して、その絶縁性部材に電解質を含浸させても良い。
前記擬似部材１は、図３に示すように、埋設管Ａと同一材料で断面形状が四角形の略円形リング状に形成してあり、その下面側を形成している扁平なリング状の面を特定面１２として貫通孔１４を囲む状態で埋設管Ａ近くの外部土壌６に電気的に接触し、かつ、特定面１２以外の絶縁面１３、つまり、上面側を形成している扁平なリング状の面１３ａと内周面１３ｂと外周面１３ｃとが貫通孔１４を囲む状態で内部土壌９に対して絶縁されるように、底板１５の外面側に形成した環状溝１６に嵌合して樹脂管１０に固定し、絶縁面１３を照合電極３と埋設管Ａとに接続する被覆導線２ａを底板１５に、擬似部材１と内部土壌９との絶縁が破壊されないように挿通して内部土壌９内を通して配線してある。
上記のように、擬似部材１を略円形のリング状に形成して、貫通孔１４と同芯状に固定し、外部土壌６に電気的に接触する特定面１２を貫通孔１４と同芯状の円形に設けてあるので、擬似部材１と外部土壌６との境界面における電流密度の均一化を図って、埋設管Ａの電位を精度良く測定できる。
上記のように、擬似部材１を略円形のリング状に形成して、貫通孔１４と同芯状に固定し、外部土壌６に電気的に接触する特定面１２を貫通孔１４と同芯状の円形に設けてあるので、擬似部材１と外部土壌６との境界面における電流密度の均一化を図って、埋設管Ａの電位を精度良く測定できる。
そして、上記電位測定装置Ｂにより測定した擬似部材１の照合電極基準の測定電位に基づいて、その測定電位が飽和硫酸銅電極基準で−８５０ｍＶ（完全防食電位で防食基準電位の一例）以下であれば、埋設管Ａが完全防食状態にあり、測定電位が−８５０ｍＶを越えておれば埋設管Ａが完全防食状態ではないと判定できるので、埋設管Ａの腐食・防食状態を精度良く簡便に評価できる。
また、上記電位測定装置Ｂにより測定した擬似部材１の測定電位Ｅｓが交流変動する場合において、デジタルトランジェントメモリ３７などを備えた直流電圧測定装置４により、図４に示すように、擬似部材１の最高測定電位ＥMAX を測定できるので、最高測定電位ＥMAX と防食基準電位とを比較して判定することにより、埋設管Ａの交流腐食・防食状態を精度良く簡便に評価できる。
尚、デジタルトランジェントメモリ３７などを備えた直流電圧測定装置４を使用できない場合は、直流及び交流の電圧計を用いて、最高電位ＥMAX を推定することができる。 つまり、直流電位に交流電圧（実効値）を√２倍した値を加えた電位を最高電位ＥMAX として推定することができる。
尚、埋設管Ａが完全防食状態にないと判定できる場合は、防食電流量を増加したり、コンデンサやフィルターを設置して交流電流を逃がすことや逆位相の交流電流によって打ち消すなどの防食対策を施すことになる。
〔第２実施形態〕
図５は、照合電極３を使用して外部電解質６中の構造物Ａの腐食・防食状態を評価する本発明による腐食・防食状態評価方法に使用する電位測定装置Ｂの別実施形態を示し、第１実施形態で示した照合電極３に代えて、図６に示すように、金属電極（銅）１８と電解質溶液（飽和硫酸銅溶液）１９と硫酸銅結晶２０を含有させたイオン導電性粘性流体２１とを、絶縁性を備えたポリ塩化ビニル樹脂製の円筒状の外側容器２２内に収容するとともに、その外側容器２２を、内部電解質９を充填してある絶縁性のポリ塩化ビニル樹脂製の筒状の外装容器２３に内装してある地中埋め込み式の照合電極３を設けてある。
図５は、照合電極３を使用して外部電解質６中の構造物Ａの腐食・防食状態を評価する本発明による腐食・防食状態評価方法に使用する電位測定装置Ｂの別実施形態を示し、第１実施形態で示した照合電極３に代えて、図６に示すように、金属電極（銅）１８と電解質溶液（飽和硫酸銅溶液）１９と硫酸銅結晶２０を含有させたイオン導電性粘性流体２１とを、絶縁性を備えたポリ塩化ビニル樹脂製の円筒状の外側容器２２内に収容するとともに、その外側容器２２を、内部電解質９を充填してある絶縁性のポリ塩化ビニル樹脂製の筒状の外装容器２３に内装してある地中埋め込み式の照合電極３を設けてある。
前記電解質溶液１９は、金属電極１８を内側に同芯状に支持してある絶縁性を備えた円筒状の内側容器２４に充填してあり（通常の硫酸銅電極の一例）、その内側容器２４を、イオン導電性粘性流体２１を充填してある外側容器２２内に固定するとともに、セラミックなどの絶縁性を備えた多孔質材料（電解質溶液を含浸してイオン導電性となる）で形成してある内部隔壁２５を内側容器２４の底部に設けて、電解質溶液１９とイオン導電性粘性流体２１とを内部隔壁２５を通して互いに電気的に接続するように外側容器２２内に各別に充填してある。
このようにして、電解質溶液１９が内部電解質９によって汚染されることを防止でき、いわば、イオン導電性粘性流体２１がクッションのような役割を果たしているということができる。
また、このようなクッションのような役割を果たす層を、更にもう一層増やすなど、複数層設けても良い。
このようにして、電解質溶液１９が内部電解質９によって汚染されることを防止でき、いわば、イオン導電性粘性流体２１がクッションのような役割を果たしているということができる。
また、このようなクッションのような役割を果たす層を、更にもう一層増やすなど、複数層設けても良い。
前記外装容器２３に充填してある内部電解質９は、内部電解質の一例として土壌に水を含浸させて保湿状態に保つことによりイオン導電性を備えるようにしてあり、セラミックなどの絶縁性を備えた多孔質材料で形成してある容器隔壁２６を外装容器２３内に突出するように設けて（外装容器２３内で外側容器２２がたとえ移動しても、電気的接続が切れないように工夫してある）、イオン導電性粘性流体２１と内部電解質９とを容器隔壁２６を通して互いに電気的に接続するとともに、外装容器２３の底板２７に設けた貫通孔１４に内部電解質９が入り込むように充填して、内部電解質９を貫通孔１４を通して外部土壌６に電気的に接続してある。
前記外装容器２３は、絶縁性を備えたポリ塩化ビニル樹脂製の蓋体２８を上部にねじ込んで開閉自在に設けてあり、蓋体２８と内部電解質９との隙間を埋めるエポキシ樹脂やウレタン樹脂等の耐水・絶縁性能を有する樹脂製の詰め物２９を蓋体２８に一体固定すると共に、外側容器２２をその詰め物２９に埋め込むように固定し、金属電極１８に接続してある電極用被覆導線５ｂを詰め物２９内に一体固定して蓋体２８を通して外装容器２３の外部に延設してある。
そして、第１実施形態で示した擬似部材１と同様に、埋設管Ａの擬似部材１を、その特定面１２が外装容器２３の底板２７に設けた貫通孔１４近くで外部土壌６に電気的に接触し、かつ、特定面１２以外の面１３が内部電解質９に対して電気的に絶縁されるように、貫通孔１４周りの外面側に固定して、金属電極１８を擬似部材１に直流電圧計４を介して電気的に接続するとともに、電解質溶液１９を、イオン導電性粘性流体２１と内部電解質９とを介して、外部土壌６に電気的に接続して、擬似部材１の照合電極基準の電位を測定できるように構成してある。
つまり、擬似部材１の下面側を形成している扁平なリング状の面を特定面１２として貫通孔１４を囲む状態で埋設管Ａ近くの外部土壌６に電気的に接触し、かつ、特定面１２以外の絶縁面１３が貫通孔１４を囲む状態で内部電解質９に対して絶縁されるように、底板２７に形成した環状溝１６に嵌合して、外装容器２３に固定してある。
そして、擬似部材１の絶縁面１３に接続した被覆導線２ａを底板２７に挿通して内部電解質９内に通し、電極用被覆導線５ｂと共にシールド線３０に束ねて、蓋体２８を通して外装容器２３の外部に延設してある。
その他の構成は第１実施形態と同様である。
その他の構成は第１実施形態と同様である。
〔第３実施形態〕
図７は、擬似部材１の測定電位が変動する場合に好適に使用できる電位測定装置Ｂを示し、第１実施形態で示したデジタルトランジェントメモリ３７などを備えた直流電圧測定装置４によって交流変動する電位を測定した後、擬似部材１と埋設管Ａとの短絡を切って、対極３１を外部土壌６中に設置し、擬似部材１と対極３１とを供給電流を調節自在な直流電源装置３２と直流電流計１７ｃとを介して接続してある状態を示している。
図７は、擬似部材１の測定電位が変動する場合に好適に使用できる電位測定装置Ｂを示し、第１実施形態で示したデジタルトランジェントメモリ３７などを備えた直流電圧測定装置４によって交流変動する電位を測定した後、擬似部材１と埋設管Ａとの短絡を切って、対極３１を外部土壌６中に設置し、擬似部材１と対極３１とを供給電流を調節自在な直流電源装置３２と直流電流計１７ｃとを介して接続してある状態を示している。
そして、擬似部材１の測定電位が交流変動する場合において、直流電圧計４で計測される擬似部材１の照合電極基準の電位が最高測定電位になるように直流電源装置３２からの供給電流を調節して、最高測定電位になったときに直流電流計１７ｃで計測された擬似部材１に流れる電流値に基づいて、擬似部材１に電流が流入する電流値であれば、埋設管Ａが防食状態にあると判定でき、擬似部材１から電流が流出する電流値であれば、埋設管Ａが防食状態にないと判定できるので、埋設管Ａの交流腐食・防食状態を精度良く簡便に評価できる。
また、擬似部材１の測定電位が交流変動する場合において、直流電流計１７ｃで計測される擬似部材１に流れる電流値が零になるように直流電源装置３２からの供給電流を調節して、電流値が零になったときに直流電圧計４で計測された擬似部材１の照合電極基準の電位、つまり、電流が擬似部材１から流出も流入もしない自然電位と、最高測定電位とを比較することにより、最高測定電位が自然電位以下であれば、埋設管Ａが防食状態にあると判定でき、最高測定電位が自然電位を越えておれば、埋設管Ａが防食状態にないと判定できるので、埋設管Ａの交流腐食・防食状態を一層精度良く簡便に評価できる。
上記評価方法を、図８〜図１１に示す図表を参照しながら具体的に説明する。 図８は、外部土壌（山砂：５０００Ω・ｃｍ）６に試験用の擬似部材１を埋設し、その擬似部材１に電流密度が１００μＡ／ｃｍ2 の防食電流が流れている状態で、交流電流密度が０〜３ｍＡ／ｃｍ2 の各種の交流を加えたときに、デジタルトランジェントメモリ３７を備えた直流電圧測定装置４で求めた電位波形を示している。
図９は、図８に示した交流電流密度とピーク電位（最高測定電位）との関係を示し、交流電流密度とピーク電位とは略直線関係にある。
図９は、図８に示した交流電流密度とピーク電位（最高測定電位）との関係を示し、交流電流密度とピーク電位とは略直線関係にある。
図１０は、直流電源装置３２からの供給電流を調節して求めた擬似部材１のカソード分極曲線を示し、擬似部材１の自然電位は約−４２８ｍＶである。
従って、電流密度が１００μＡ／ｃｍ2 の防食電流が流れている擬似部材１の測定電位が交流変動している状態で、自然電位で防食状態を判定しても良いが、例えば、１０μＡ／ｃｍ2(自然腐食量がおおよそ打ち消される防食電流）以上の電流が擬似部材１に流入するような電位で防食状態を判定する場合、図１０から、ピーク電位が約−４５４ｍＶ以下ならば防食状態にあるといえる。
従って、電流密度が１００μＡ／ｃｍ2 の防食電流が流れている擬似部材１の測定電位が交流変動している状態で、自然電位で防食状態を判定しても良いが、例えば、１０μＡ／ｃｍ2(自然腐食量がおおよそ打ち消される防食電流）以上の電流が擬似部材１に流入するような電位で防食状態を判定する場合、図１０から、ピーク電位が約−４５４ｍＶ以下ならば防食状態にあるといえる。
そして、ピーク電位において約−４５４ｍＶ以下の電位を確保するためには、図９から、許容できる交流電流密度が約７．９９ｍＡ／ｃｍ2 以下である必要があることが分かり、また、直流電圧測定装置４で求めた最高測定電位（ピーク電位）が約−４５４ｍＶ以下であれば、交流電流密度が約７．９９ｍＡ／ｃｍ2 以下であって、１０μＡ／ｃｍ2 以上の電流が擬似部材１に流入している防食状態にあると判定でき、外部土壌６の溶存酸素や腐食性の影響などを考慮した状態で、埋設管Ａの交流腐食・防食状態を精度良く簡便に評価できる。
尚、図１１は、各種電流密度の防食電流が流れている擬似部材１の測定電位が交流変動している状態で、１０μＡ／ｃｍ2 以上の電流が擬似部材１に流入するようにしたい場合に、許容できる防食電流密度と交流電流密度との関係を例示しており、交流電流密度が図中の境界線３８よりも下側であれば防食状態にあるといえ、上側であれば、防食状態にないといえる。また、このような境界線３８は土質によって種々に変化するものである。
更に、擬似部材１の測定電位が変動する場合において、最高測定電位が、擬似部材１に流れる電流値が零になったときの擬似部材１の照合電極基準の電位を越えている場合、つまり、最高測定電位が自然電位を越えていて、埋設管Ａが防食状態にないと判定できる場合に、擬似部材１からの流出電気量Ｑ１に基づいて、交流腐食・防食状態での埋設管Ａの腐食速度を推定でき、また、最高測定電位が自然電位よりも低い場合、流入電気量Ｑ２からおおよその防食状態も推定できる。
つまり、第１実施形態で示したデジタルトランジェントメモリ３７などを備えた直流電圧測定装置４により、図１２（イ）に示すように、測定電位Ｅｓを一定時間間隔ΔＴでサンプリングして求めたサンプリング電位（Ｅ0 ，Ｅ1 ，Ｅ2 ，Ｅ3 ・・・）毎に、直流電圧測定装置４で計測される擬似部材１の照合電極基準の電位がサンプリング電位（Ｅ0 ，Ｅ1 ，Ｅ2 ，Ｅ3 ・・・）になるように直流電源装置３２からの供給電流を調節して、各サンプリング電位（Ｅ0 ，Ｅ1 ，Ｅ2 ，Ｅ3 ・・・）になったときに擬似部材１に流れる電流値（Ｉ0 ，Ｉ1 ，Ｉ2 ，Ｉ3 ・・・）を直流電流計１７ｃで求める。
尚、直流電源装置３２を用いて、電位と電流の関係（カソード及びアノード分極曲線）を求め、その関係から、各サンプリング電位（Ｅ0 ，Ｅ1 ，Ｅ2 ，Ｅ3 ・・・）に対する電流値（Ｉ0 ，Ｉ1 ，Ｉ2 ，Ｉ3 ・・・）の変化を求めても良い。
そして、そのサンプリング電位（Ｅ0 ，Ｅ1 ，Ｅ2 ，Ｅ3 ・・・）毎に求めた電流値（Ｉ0 ，Ｉ1 ，Ｉ2 ，Ｉ3 ・・・）に基づいて、図１２（ロ）に示すように、測定電位Ｅｓの変動に対応する電流値の変動波形Ｉｓを再現し、その変動波形Ｉｓに基づいて、流出電流値を積分することにより積算した流出電気量Ｑ１に基づいて、埋設管Ａの腐食速度を推定して、流出電気量Ｑ１が少なくて腐食速度が遅い場合は、埋設管Ａが防食状態又は略防食状態にあると判定でき、流出電気量Ｑ１が多くて腐食速度が速い場合は、埋設管Ａが防食状態にないと判定できる。
また、流入電流値を積分することにより積算した流入電気量Ｑ２からおおよその防食状態も推定できる。
その他の構成は第１実施形態と同様である。
また、流入電流値を積分することにより積算した流入電気量Ｑ２からおおよその防食状態も推定できる。
その他の構成は第１実施形態と同様である。
〔第４実施形態〕
図１３は、擬似部材１の照合電極基準の測定電位が変動する場合に好適に使用できる電位測定装置Ｂの別実施形態を示し、第３実施形態で示した電位測定装置Ｂに設けた照合電極３に代えて、第２実施形態で示した照合電極３を設けて構成してある。
その他の構成は第３実施形態と同様である。
図１３は、擬似部材１の照合電極基準の測定電位が変動する場合に好適に使用できる電位測定装置Ｂの別実施形態を示し、第３実施形態で示した電位測定装置Ｂに設けた照合電極３に代えて、第２実施形態で示した照合電極３を設けて構成してある。
その他の構成は第３実施形態と同様である。
〔第５実施形態〕
図１４，図１５は、擬似部材１の取付け構造の別実施形態を示し、絶縁性を備えたポリ塩化ビニル樹脂製の円形板材３３を、擬似部材１の特定面１２側に一定間隔を隔てて向くように対向させて、電流が流出入するように開口部３５を備えたＣ型リング状の周壁（スペーサの一例）３６を挟んで、擬似部材１を嵌合固定してあるポリ塩化ビニル樹脂製の基材１０（２３）に同芯状にボルト固定や接着固定して、円形板材３３と特定面１２との間に隙間３４を設け、埋設管Ａの塗覆装の隙間状況を再現できるようにしてある。
図１４，図１５は、擬似部材１の取付け構造の別実施形態を示し、絶縁性を備えたポリ塩化ビニル樹脂製の円形板材３３を、擬似部材１の特定面１２側に一定間隔を隔てて向くように対向させて、電流が流出入するように開口部３５を備えたＣ型リング状の周壁（スペーサの一例）３６を挟んで、擬似部材１を嵌合固定してあるポリ塩化ビニル樹脂製の基材１０（２３）に同芯状にボルト固定や接着固定して、円形板材３３と特定面１２との間に隙間３４を設け、埋設管Ａの塗覆装の隙間状況を再現できるようにしてある。
そして、この隙間３４に埋設管Ａ近くの外部土壌６又はその外部土壌６に相当する電解質（例えば地下水）を充填して、塗覆装の隙間状況に対応する状態で電位や電流値を測定することにより、塗覆装の隙間内部における埋設管Ａの腐食・防食状態を精度良く簡便に評価できるようにしてある。 尚、スペーサ３６を挟んで、円形板材３３を基材１０（２３）にボルト固定してある場合は、スペーサ３６の厚みを適宜変更することにより、円形板材３３と特定面１２との間に所望間隔の隙間３４を容易に形成することができる。
その他の構成は第１〜４実施形態と同様である。
その他の構成は第１〜４実施形態と同様である。
〔第６実施形態〕
図１６は、擬似部材１を鋼製埋設管（防食対象物となる構造物の一例）Ａに被覆導線２ａ，２ｂで電気的に接続するとともに、擬似部材１と飽和硫酸銅電極などの照合電極３とを直流電圧計５０を介して被覆導線５ａ，５ｂで電気的に接続して、土壌（外部電解質の一例で、以下、外部土壌という）６中で外部電源法により防食されている埋設管Ａの防食電位を測定する本発明に係る電位測定装置Ｂを示し、擬似部材１と照合電極３との電位差の測定時に、擬似部材１と埋設管Ａとに亘って流れる電流を同時に測定できるように、擬似部材１と埋設管Ａとを接続する被覆導線２ｂに直流電流計（電流測定手段の一例）５１を接続してある。
その他の構成は第１実施形態と同様である。
図１６は、擬似部材１を鋼製埋設管（防食対象物となる構造物の一例）Ａに被覆導線２ａ，２ｂで電気的に接続するとともに、擬似部材１と飽和硫酸銅電極などの照合電極３とを直流電圧計５０を介して被覆導線５ａ，５ｂで電気的に接続して、土壌（外部電解質の一例で、以下、外部土壌という）６中で外部電源法により防食されている埋設管Ａの防食電位を測定する本発明に係る電位測定装置Ｂを示し、擬似部材１と照合電極３との電位差の測定時に、擬似部材１と埋設管Ａとに亘って流れる電流を同時に測定できるように、擬似部材１と埋設管Ａとを接続する被覆導線２ｂに直流電流計（電流測定手段の一例）５１を接続してある。
その他の構成は第１実施形態と同様である。
〔第７実施形態〕
図１７，図１８は、電位測定装置Ｂの別実施形態を示し、土壌９を充填する樹脂管１０の下端外周部に、非導電性を備えたポリエチレン樹脂製の円板状底板１５を着脱自在にねじ込んで、その円板状底板１５に貫通孔１４を形成するとともに、擬似部材１を固定してある。
図１７，図１８は、電位測定装置Ｂの別実施形態を示し、土壌９を充填する樹脂管１０の下端外周部に、非導電性を備えたポリエチレン樹脂製の円板状底板１５を着脱自在にねじ込んで、その円板状底板１５に貫通孔１４を形成するとともに、擬似部材１を固定してある。
そして、円板状底板１５と略同径で、非導電性を備えたポリエチレン樹脂製の円形板材３３を、その一側面３３ａが擬似部材１の扁平な特定面１２に向くように対向させて、非導電性を備えたポリエチレン樹脂製のスペーサ５２を介して、円板状底板１５と同芯状に着脱自在にビス５３で固定し、構造物の塗膜部等における隙間状況を再現できるように、一側面３３ａと特定面１２との間に外部土壌６が入り込んで又は外部土壌６を充填して電流が流出入する隙間３４を一定間隔で形成するとともに、スペーサ５２の寸法を変更することにより、一側面３３ａと特定面１２との間隔を変更調節できるようにしてある。
その他の構成は第６実施形態と同様である。
その他の構成は第６実施形態と同様である。
〔第８実施形態〕
図１９，図２０は、構造物の塗膜部等における隙間状況を再現できるように設けた隙間３４の別実施形態を示し、樹脂管１０にねじ込んである円板状底板１５と略同径で、非導電性を備えたポリエチレン樹脂製の円形板材３３に、電流が流出入するように円形の開口部５４を同芯状に形成し、その円形板材３３を、その一側面３３ａが擬似部材１の扁平な特定面１２に向くように対向させて、リング状の周壁（スペーサの一例）５５とともに、円板状底板１５に同芯状に一体形成し、一側面３３ａと特定面１２との間に外部土壌６が入り込む又は外部土壌６を充填する隙間３４を一定間隔で形成してある。
その他の構成は第７実施形態と同様である。
図１９，図２０は、構造物の塗膜部等における隙間状況を再現できるように設けた隙間３４の別実施形態を示し、樹脂管１０にねじ込んである円板状底板１５と略同径で、非導電性を備えたポリエチレン樹脂製の円形板材３３に、電流が流出入するように円形の開口部５４を同芯状に形成し、その円形板材３３を、その一側面３３ａが擬似部材１の扁平な特定面１２に向くように対向させて、リング状の周壁（スペーサの一例）５５とともに、円板状底板１５に同芯状に一体形成し、一側面３３ａと特定面１２との間に外部土壌６が入り込む又は外部土壌６を充填する隙間３４を一定間隔で形成してある。
その他の構成は第７実施形態と同様である。
〔第９実施形態〕
図２１〜図２３は、電位測定装置Ｂの別実施形態を示し、照合電極３の複数（５個）と各照合電極３毎に対応する複数（５個）の樹脂管１０とを設けて、各照合電極３を対応する樹脂管上部において内部土壌９に電気的に接触させるとともに、各照合電極３毎に対応する樹脂管１０の底板１５に、第１実施形態で示したように、貫通孔１４を囲む環状に設けてある擬似部材１を、その特定面１２が略一定方向に向くように並べて、ポリエチレン樹脂製の基板（非導電性の連結材）５６を介して一体に固定し、透明アクリル樹脂製の隙間形成用板材（非導電性の板材）５７と各擬似部材１の特定面１２との間に外部土壌６が入り込む又は外部土壌６を充填する一連の隙間５８を形成してある。
図２１〜図２３は、電位測定装置Ｂの別実施形態を示し、照合電極３の複数（５個）と各照合電極３毎に対応する複数（５個）の樹脂管１０とを設けて、各照合電極３を対応する樹脂管上部において内部土壌９に電気的に接触させるとともに、各照合電極３毎に対応する樹脂管１０の底板１５に、第１実施形態で示したように、貫通孔１４を囲む環状に設けてある擬似部材１を、その特定面１２が略一定方向に向くように並べて、ポリエチレン樹脂製の基板（非導電性の連結材）５６を介して一体に固定し、透明アクリル樹脂製の隙間形成用板材（非導電性の板材）５７と各擬似部材１の特定面１２との間に外部土壌６が入り込む又は外部土壌６を充填する一連の隙間５８を形成してある。
つまり、埋設管Ａどうしを突き合わせて溶接する場合は、溶接箇所近傍は工場塗覆装がなく管体金属表面が露出しているため、溶接箇所を挟む両側に亘って埋設管Ａの外周面を熱収縮性樹脂チューブ等で被覆して防食することが行われており、経年劣化によって生じる、この場合の樹脂チューブ等と埋設管Ａとの隙間状態を再現できるように、図２１，図２２に示すように、隙間形成用板材５７をその一側面が擬似部材１の各特定面１２側に向くように一連に設けることにより、隙間形成用板材５７と各擬似部材１の特定面１２との間に一連の隙間５８を形成し、その隙間５８に埋設管Ａ近くの外部土壌６又はその外部土壌６に相当する電解質を充填して、隙間５８内における電位分布や電流分布のモニタリングができるようにしてある。
前記擬似部材１の各々は、樹脂チューブ等による埋設管Ａの被覆長さよりも長い長方形の基板５６の略中央部に、被覆長さに相当する隙間形成用板材５７を配置し、管体金属表面長さに相当する範囲に亘って分散するように複数（図例では五個）の貫通孔５９を並べて形成するとともに、各貫通孔５９に樹脂管１０の下端部を嵌合して、接着剤や熱融着で全周に亘って液密に接続することにより、基板５６を介して一体に固定してある。
前記一連の隙間５８は、基板５６の左右の長辺側と一方の短辺側とに沿って接着剤や熱融着で液密に接着したポリエチレン樹脂製のコの字状のスペーサ６０に隙間形成用板材５７をボルト固定して、基板５６の長手方向一端側において開口するように設けてある。
尚、図示しないが、基板５６の左右の長辺側にのみ接着したスペーサ６０に隙間形成用板材５７をボルト固定して、隙間形成用板材５７と各擬似部材１の特定面１２との間に、基板５６の長手方向両端側において開口する一連の隙間５８を形成したり、スペーサ６０の基板５６からの突出高さを変更して、隙間形成用板材５７と各擬似部材１の特定面１２との間隔を調節できるようにしても良い。
そして、隙間５８に埋設管Ａ周りの外部土壌６、又は、その外部土壌６と同等の外部電解質を充填して、図２３に示すように、各擬似部材１を埋設管Ａ近くに埋設しておき、各擬似部材１を埋設管Ａに被覆導線２ａ，２ｂで電気的に接続するとともに、各擬似部材１と対応する照合電極３の金属電極とを直流電圧計５０を介して被覆導線５ａ，５ｂで電気的に接続し、また、各擬似部材１と埋設管Ａとを接続する被覆導線２ｂに直流電流計５１を接続して、一連の隙間５８内における電位分布や電流分布のモニタリングができるようにしてある。
その他の構成は第６実施形態と同様である。
その他の構成は第６実施形態と同様である。
〔第１０実施形態〕
図２４，図２５は、電位測定装置Ｂの別実施形態を示し、擬似部材１を樹脂管１０に固定するとともに、その樹脂管１０の下部に下端側ほど小径の硬質先端部６１を略同芯状に一体連設し、貫通孔１４を硬質先端部６１の先端から径方向にずらせて開口させてある。
図２４，図２５は、電位測定装置Ｂの別実施形態を示し、擬似部材１を樹脂管１０に固定するとともに、その樹脂管１０の下部に下端側ほど小径の硬質先端部６１を略同芯状に一体連設し、貫通孔１４を硬質先端部６１の先端から径方向にずらせて開口させてある。
つまり、ポリエチレン樹脂製の硬質材で構成してある樹脂管１０の下部に、樹脂管１０と略同径で、かつ、先端部を下端側ほど小径の円錐状に形成してある擬似部材１を、ポリエチレン樹脂製の取り付け部材６２を介して、同芯状に締め込み固定して硬質先端部６１を構成してある。
前記取り付け部材６２は、樹脂管１０の下端部内面に形成してある雌ネジ部６３に螺合する雄ネジ部６４を形成してある筒部６５と、擬似部材１を内部土壌９に対して電気的に絶縁されるように嵌合固定する絶縁部６６とを一体形成して構成してあり、絶縁部６６に形成した貫通孔１４を通して外部土壌６と電気的に接触するように内部土壌９を樹脂管１０に充填してある。
前記貫通孔１４は、絶縁部６６に延設した細い筒部材６７に亘って一連に形成して内部土壌９を充填してあり、擬似部材１の先端から径方向にずらせた位置に開口するように、擬似部材１にその先端から径方向にずれた位置に形成した筒部材挿入孔６８に筒部材６７を密着状態で嵌合して、擬似部材１の外周面６９と下端側の円錐面７０とを、樹脂管１０の下部近くで外部土壌６に電気的に接触する特定面１２に構成し、その特定面１２以外の面が内部土壌９に対して電気的に絶縁されるように設けてある。
そして、擬似部材１の内部土壌９に対して電気的に絶縁されている絶縁面７１と照合電極３とを、内部土壌９に対して電気的に絶縁する状態で電気的に接続する被覆導線２ａを、樹脂管１０の内側に配設して、図２５に示すように、所望の場所で擬似部材１が埋設管Ａの近くに入り込むように、内部土壌９を充填してある樹脂管１０ごと擬似部材１を外部土壌６中に打ち込んで、必要に応じて、擬似部材１と照合電極３との電位差を測定できるようにしてある。
尚、樹脂管１０の底部において内部土壌９と外部土壌６とが電気的に接触するように連通する貫通孔１４の複数を、擬似部材１の外面側に開口するように設けてあっても良い。
その他の構成は第６実施形態と同様である。
その他の構成は第６実施形態と同様である。
〔第１１実施形態〕
図２６は、電極用金属（銅）１８と電解質溶液（飽和硫酸銅溶液）１９と硫酸銅結晶２０を含有させたイオン導電性粘性流体２１とを、非導電性を備えたポリエチレン樹脂製の円筒状の外側容器２２内に収容するとともに、その外側容器２２を、内部電解質材９を充填してある非導電性を備えたポリエチレン樹脂製の筒状の外装容器２３に同芯状に内装してある照合電極３を示す。
図２６は、電極用金属（銅）１８と電解質溶液（飽和硫酸銅溶液）１９と硫酸銅結晶２０を含有させたイオン導電性粘性流体２１とを、非導電性を備えたポリエチレン樹脂製の円筒状の外側容器２２内に収容するとともに、その外側容器２２を、内部電解質材９を充填してある非導電性を備えたポリエチレン樹脂製の筒状の外装容器２３に同芯状に内装してある照合電極３を示す。
前記照合電極３は、図３０に示すように、その複数個を容器外側の外部電解質（土壌）６中に埋設してある地盤改良用の鋼管杭（防食対象物となる構造物の一例）Ａの近くに上下に所定の間隔を隔てて埋設して、各照合電極３の電極用金属１８と外部電源法で防食している鋼管杭Ａの擬似部材１とを直流電圧計５０を介して電気的に接続するとともに、電解質溶液１９を外部電解質６に電気的に接続して、各照合電極３の埋設深さに応じた位置での鋼管杭Ａの防食電位を測定できるように構成してある。
前記電解質溶液１９は、電極用金属１８を内側に同芯状に支持してある非導電性を備えた円筒状の内側容器２４に充填してあり、その内側容器２４を、イオン導電性粘性流体２１を充填してある外側容器２２内に同芯状に固定するとともに、セラミックなどの非導電性を備えた多孔質材料で形成してある内部隔壁２５を内側容器２４の底部に設けて、電解質溶液１９とイオン導電性粘性流体２１とを内部隔壁２５を通して互いに電気的に接続するように外側容器２２内に各別に充填してある。
前記外装容器２３に充填してある内部電解質材９は、内部電解質材の一例として土壌に水を浸透させて保湿状態に保つことによりイオン導電性を備えるようにしてあり、図２７にも示すように、セラミックなどの非導電性を備えた多孔質材料で形成してある容器隔壁２６を、外側容器２２の底部に筒軸芯Ｘ方向に略沿わせて設けてある容器壁２２ａから筒軸芯Ｘ方向に略直交する方向に沿わせて外装容器２３内に突出するように設けて、イオン導電性粘性流体２１と内部電解質材９とを容器隔壁２６を通して互いに電気的に接続するとともに、外装容器２３の底板２７に同芯状に設けた貫通孔１４に内部電解質材９が入り込むように充填して、内部電解質材９を貫通孔１４を通して外部電解質６に電気的に接続可能に設けてある。
従って、電解質溶液１９は、イオン導電性粘性流体２１と内部電解質材９とを介して、外装容器２３の底板２７に同芯状に設けた貫通孔１４を通して、外部電解質６に電気的に接続可能に設けてある。
また、内部電解質材９に電気的に接触する補助金属電極８０を、内部電解質材９を介して外部電解質６に電気的に接続可能に設け、この補助金属電極８０を金属イオンが抗菌性を有する銀などの抗菌金属で形成するとともに、補助金属電極（抗菌金属）８０に対してカソードとして作用させる白金などの再生用金属電極８１を内部電解質材９に電気的に接触するように設けてある。
また、内部電解質材９に電気的に接触する補助金属電極８０を、内部電解質材９を介して外部電解質６に電気的に接続可能に設けて、補助金属電極８０と擬似部材１とを直流電圧計５０を介して電気的に接続して、電極用金属１８を使用せずに鋼管杭Ａの防食電位を測定できるように構成し、この補助金属電極８０を金属イオンが抗菌性を有する銀などの抗菌金属で形成するとともに、補助金属電極（抗菌金属）８０に対してカソードとして作用させる白金などの再生用金属電極８１を内部電解質材９に電気的に接触するように設けて、補助金属電極８０と再生用金属電極８１とをスイッチ８２の操作で外部直流電源８３を介して電気的に接続自在に設けてある。
前記外装容器２３は、図２８にも示すように、非導電性を備えたポリエチレン樹脂製の蓋体２８を上部にねじ込んで開閉自在に設けてあり、蓋体２８と内部電解質材９との隙間を埋めるエポキシ樹脂やウレタン樹脂等の耐水・絶縁性能を有する樹脂製の詰め物２９を蓋体２８に一体固定し、外側容器２２と補助金属電極８０及び再生用金属電極８１を、その詰め物２９に埋め込むように固定して、外側容器２２を筒軸芯Ｘ方向に沿って装脱可能に外装容器２３に内装するとともに、電極用金属１８に接続してある電極用導線５ｂと補助金属電極８０に接続してある補助電極用導線８４と再生用金属電極８１に接続してある再生用導線８５を詰め物２９内に一体固定し、それらの導線５ｂ，８４，８５を束ねたシールド線３０を蓋体２８を通して外装容器２３の外部に延設してある。
そして、図２９にも示すように、鋼管杭Ａの擬似部材１を、その特定面１２が外装容器２３の底板２７に設けた貫通孔１４近くで外部電解質６に電気的に接触し、かつ、特定面１２以外の面１３が内部電解質材９に対して電気的に絶縁されるように、貫通孔１４周りの外面側に固定して、図３０に示すように、測定ユニットＪを介して、外部電解質６中で外部電源法により防食されている鋼管杭Ａに接続するとともに、電解質溶液１９を、イオン導電性粘性流体２１と内部電解質材９とを介して、外部電解質６に電気的に接続して、擬似部材１と照合電極３との電位差を鋼管杭Ａの電位として測定できる電位測定装置Ｂを構成してある。
つまり、擬似部材１を、鋼管杭Ａと同一材料で断面形状が四角形のリング状に形成し、その下面側を形成している扁平なリング状の面を特定面１２として貫通孔１４を囲む状態で鋼管杭Ａ近くの外部電解質６に電気的に接触し、かつ、特定面１２以外の面１３、つまり、上面側を形成している扁平なリング状の面１３ａと内周面１３ｂと外周面１３ｃとが貫通孔１４を囲む状態で内部電解質材９に対して絶縁されるように、底板２７に形成した環状溝１６に嵌合して、外装容器２３に固定してある。
そして、擬似部材１の被覆導線２ａを底板２７に挿通して内部電解質材９内に通し、電極用導線５ｂなどと共にシールド線３０に束ねて、蓋体２８を通して外装容器２３の外部に延設してある。
図３０に示すように、鋼管杭Ａは、外部直流電源７の負極側を鋼管杭Ａに電気的に接続するとともに、外部直流電源７の正極側を外部電解質６中に埋設した対極８に電気的に接続して、対極８から外部電解質６を介して鋼管杭Ａに防食電流を流す外部電源法により防食されている。
前記測定ユニットＪは、各擬似部材１を鋼管杭Ａと同一構造物としての防食状態に維持できるように、擬似部材１に接続してある被覆導線２ａを鋼管杭Ａに接続するとともに、電極用金属１８を擬似部材１に直流電圧計５０を介して電気的に接続し、擬似部材１と照合電極３との電位差の測定時に、擬似部材１と鋼管杭Ａとに亘って流れる電流を同時に測定できるように、被覆導線２ａの鋼管杭Ａとの接続箇所の間に直流電流計（電流測定手段の一例）５１を設けてある。
また、スイッチ８６の操作で補助金属電極８０と擬似部材１とを直流電圧計５０を介して電気的に接続して、電極用金属１８を使用せずに鋼管杭Ａの防食電位を測定できるように構成し、補助金属電極８０と再生用金属電極８１とをスイッチ８２の操作で外部直流電源８３を介して電気的に接続自在に設けてある。
そして、鋼管杭Ａの防食電位を測定するときは、各擬似部材１に接続してある直流電圧計５０と各照合電極３の電極用導線５ｂとを、スイッチ８６の操作で接続し、擬似部材１と照合電極３との電位差を鋼管杭Ａの防食電位として測定でき、また、電解質溶液１９が減少して電解質溶液１９と外部電解質６との電気的な接触により測定した防食電位の精度が低下しているおそれがある場合は、補助金属電極８０に接続してある補助電極用導線８４を、スイッチ８６の操作で直流電圧計５０に接続して、擬似部材１と補助金属電極８０との電位差を鋼管杭Ａの電位として測定できるようにしてある。
〔第１２実施形態〕
図３１，図３２は、照合電極３の別実施形態を示し、外装容器２３を、非導電性を備えたポリエチレン樹脂製の円筒体８７の外周部に、非導電性を備えたポリエチレン樹脂製の円板状底板２７を着脱自在にねじ込んで構成し、その円板状底板２７に貫通孔１４を形成するとともに、擬似部材１を固定してある。
図３１，図３２は、照合電極３の別実施形態を示し、外装容器２３を、非導電性を備えたポリエチレン樹脂製の円筒体８７の外周部に、非導電性を備えたポリエチレン樹脂製の円板状底板２７を着脱自在にねじ込んで構成し、その円板状底板２７に貫通孔１４を形成するとともに、擬似部材１を固定してある。
そして、円板状底板２７と略同径で、非導電性を備えたポリエチレン樹脂製の円形板材３３を、その一側面３３ａが擬似部材１の扁平な特定面１２に向くように対向させて、非導電性を備えたポリエチレン樹脂製のスペーサ８９を介して、円板状底板２７と同芯状に着脱自在にビス９０で固定し、構造物の塗膜部等における隙間状況を再現できるように、一側面３３ａと特定面１２との間に外部電解質６が入り込む又は外部電解質６を充填しておいて電流が流出入する隙間３４を一定間隔で形成するとともに、スペーサ８９の寸法を変更することにより、一側面３３ａと特定面１２との間隔を変更調節できるようにしてある。
その他の構成は第１１実施形態と同様である。
その他の構成は第１１実施形態と同様である。
〔第１３実施形態〕
図３３，図３４は、構造物の塗膜部等における隙間状況を再現できるように設けた隙間３４の別実施形態を示し、外装容器２３の円板状底板２７と略同径で、非導電性を備えたポリエチレン樹脂製の円形板材３３を、その一側面３３ａが擬似部材１の扁平な特定面１２に向くように対向させて、電流が流出入するように開口部３７を備えたＣ型リング状の周壁（スペーサの一例）９１とともに、円板状底板２７に同芯状に一体形成し、一側面３３ａと特定面１２との間に外部電解質６が入り込む又は外部電解質６を充填する隙間３４を一定間隔で形成してある。
その他の構成は第１２実施形態と同様である。
図３３，図３４は、構造物の塗膜部等における隙間状況を再現できるように設けた隙間３４の別実施形態を示し、外装容器２３の円板状底板２７と略同径で、非導電性を備えたポリエチレン樹脂製の円形板材３３を、その一側面３３ａが擬似部材１の扁平な特定面１２に向くように対向させて、電流が流出入するように開口部３７を備えたＣ型リング状の周壁（スペーサの一例）９１とともに、円板状底板２７に同芯状に一体形成し、一側面３３ａと特定面１２との間に外部電解質６が入り込む又は外部電解質６を充填する隙間３４を一定間隔で形成してある。
その他の構成は第１２実施形態と同様である。
〔第１４実施形態〕
図３５，図３６は、構造物の塗膜部等における隙間状況を再現できるように設けた隙間３４の別実施形態を示し、外装容器２３の円板状底板２７と略同径で、非導電性を備えたポリエチレン樹脂製の円形板材３３に、電流が流出入するように円形の開口部３５を同芯状に形成し、その円形板材３３を、その一側面３３ａが擬似部材１の扁平な特定面１２に向くように対向させて、リング状の周壁（スペーサの一例）９１とともに、円板状底板２７に同芯状に一体形成し、一側面３３ａと特定面１２との間に外部電解質６が入り込む又は外部電解質６を充填する隙間３４を一定間隔で形成してある。
その他の構成は第１２実施形態と同様である。
図３５，図３６は、構造物の塗膜部等における隙間状況を再現できるように設けた隙間３４の別実施形態を示し、外装容器２３の円板状底板２７と略同径で、非導電性を備えたポリエチレン樹脂製の円形板材３３に、電流が流出入するように円形の開口部３５を同芯状に形成し、その円形板材３３を、その一側面３３ａが擬似部材１の扁平な特定面１２に向くように対向させて、リング状の周壁（スペーサの一例）９１とともに、円板状底板２７に同芯状に一体形成し、一側面３３ａと特定面１２との間に外部電解質６が入り込む又は外部電解質６を充填する隙間３４を一定間隔で形成してある。
その他の構成は第１２実施形態と同様である。
〔第１５実施形態〕
図３７は、電位測定装置Ｅの別実施形態を示し、第１１実施形態で示した照合電極３の複数を一体に組み付けてある照合電極ユニットＨを鋼製埋設管（構造物の一例）Ａの近傍に埋設し、各照合電極３毎に対応して第１１実施形態で示した測定ユニットＪを設けて、各擬似部材１と対応する照合電極３との電位差を埋設管Ａの電位として測定できるように構成してある。
図３７は、電位測定装置Ｅの別実施形態を示し、第１１実施形態で示した照合電極３の複数を一体に組み付けてある照合電極ユニットＨを鋼製埋設管（構造物の一例）Ａの近傍に埋設し、各照合電極３毎に対応して第１１実施形態で示した測定ユニットＪを設けて、各擬似部材１と対応する照合電極３との電位差を埋設管Ａの電位として測定できるように構成してある。
前記埋設管Ａは、外部直流電源７の負極側を埋設管Ａに電気的に接続するとともに、外部直流電源７の正極側を外部電解質６中に埋設した対極８に電気的に接続して、対極８から外部電解質６を介して埋設管Ａに防食電流を流す外部電源法により防食されている。
前記照合電極ユニットＨは、図３８に示すように、複数の照合電極３を各擬似部材１の特定面１２が略一定方向に向くように縦横に並べて、ポリエチレン樹脂製の基板（非導電性の連結材）９２を介して一体に固定し、透明アクリル樹脂製の隙間形成用板材（非導電性の板材）３３と各擬似部材１の特定面１２との間に外部電解質６が入り込む又は外部電解質６を充填する一連の隙間３４を形成してある。
つまり、埋設管Ａどうしを突き合わせて溶接する場合は、溶接箇所近傍は工場塗覆装がなく管体金属表面が露出しているため、溶接箇所を挟む両側に亘って埋設管Ａの外周面を熱収縮性樹脂チューブ等で被覆して防食することが行われており、経年劣化等によって生じる、この場合の樹脂チューブ等と埋設管Ａとの隙間状態を再現できるように、隙間形成用板材３３をその一側面が擬似部材１の各特定面１２側に向くように一連に設けることにより、隙間形成用板材３３と各擬似部材１の特定面１２との間に一連の隙間３４を形成し、その隙間３４に埋設管Ａ近くの外部電解質６又はその外部電解質６に相当する電解質を充填して、隙間３４内における電位分布や電流分布のモニタリングができるようにしてある。
前記擬似部材１の各々は、図３９に示すように、樹脂チューブ等による埋設管Ａの被覆長さよりも長い長方形の基板９２の略中央部に、被覆長さに相当する隙間形成用板材３３を配置し、管体金属表面長さに相当する範囲に亘って分散するように複数の貫通孔９３を縦横に並べて形成するとともに、各貫通孔９３に照合電極３の外装容器２３の下端部を嵌合して、接着剤や熱融着で全周に亘って液密に接続することにより、基板９２を介して一体に固定してある。
前記一連の隙間３４は、基板９２の左右の長辺側と一方の短辺側とに沿って接着剤や熱融着で液密に接着したポリエチレン樹脂製のコの字状のスペーサ９４に隙間形成用板材３３をビス止めして、基板９２の長手方向一端側において開口するように設けてある。
尚、図示しないが、基板９２の左右の長辺側にのみ接着したスペーサ９４に隙間形成用板材３３をビス止めして、隙間形成用板材３３と各擬似部材１の特定面１２との間に、基板９２の長手方向両端側において開口する一連の隙間３４を形成したり、スペーサ９４の基板９２からの突出高さを変更して、隙間形成用板材３３と各擬似部材１の特定面１２との間隔を調節できるようにしても良い。
その他の構成は第１１実施形態と同様である。
その他の構成は第１１実施形態と同様である。
〔第１６実施形態〕
図４０は、電位測定装置Ｂの別実施形態を示し、図４１に示すように、第１１実施形態で示した照合電極３の外装容器２３に擬似部材１を固定し、外装容器２３の上部に硬質の円筒体部９５を略同芯状に一体連設するとともに、外装容器２３の下部に下端側ほど小径の硬質先端部６１を略同芯状に一体連設し、貫通孔１４を硬質先端部６１の先端から径方向にずらして開口するように形成してある。
図４０は、電位測定装置Ｂの別実施形態を示し、図４１に示すように、第１１実施形態で示した照合電極３の外装容器２３に擬似部材１を固定し、外装容器２３の上部に硬質の円筒体部９５を略同芯状に一体連設するとともに、外装容器２３の下部に下端側ほど小径の硬質先端部６１を略同芯状に一体連設し、貫通孔１４を硬質先端部６１の先端から径方向にずらして開口するように形成してある。
つまり、外装容器２３の底板２７に、外装容器２３と略同径で、かつ、先端部を下端側ほど小径の円錐状に形成してある擬似部材１を同芯状に固定して硬質先端部６１を構成するとともに、外装容器２３と略同径でポリエチレン樹脂製の硬質材で構成してある硬質の円筒体部９５を外装容器２３上部の蓋体２８に着脱自在に同芯状にねじ込み固定して構成した照合電極３を設けてある。
前記照合電極３は、外装容器２３の底板２７に細い筒部材９６を一体に延設して、擬似部材１の先端から径方向にずらして開口する貫通孔１４を形成し、擬似部材１に形成した貫通孔に筒部材９６を密着嵌合させて、擬似部材１の円筒状外周面９７と円錐面９８とからなる特定面１２が貫通孔１４を囲む状態で外部電解質６に電気的に接触し、かつ、特定面１２以外の面（絶縁面）１３が貫通孔１４を囲む状態で内部電解質材９に対して電気的に絶縁されるように、擬似部材１を外装容器２３に固定してある。
そして、擬似部材１の絶縁面１３と電極用金属１８とを内部電解質材９に対して電気的に絶縁する状態で電気的に接続可能な被覆導線５ｂ，２ａを、外装容器２３の内側と円筒体部９５の内側とを通してその円筒体部９５の上部に延設し、円筒体部９５を外部電解質６中に打ち込むことにより、所望の場所で擬似部材１を埋設管Ａの近くに入り込ませて、必要に応じて、擬似部材１と照合電極３との電位差を測定できるようにしてある。
尚、外装容器２３の底部において内部電解質材９と外部電解質６とが電気的に接続するように外装容器２３の内外を連通させる貫通孔１４の複数を、擬似部材１の外面側に開口するように設けてあっても良い。
その他の構成は第１１実施形態と同様である。
その他の構成は第１１実施形態と同様である。
〔第１７実施形態〕
図４２は、樹脂管１０の底板１５や、照合電極３を構成している外装容器２３の底板２７への擬似部材１の取り付け構造の別実施形態を示し、底板１５，２７の外面側に形成した環状溝１６と貫通孔１４とを隔てている周壁部１００の内周面の下端側を、全周に亘って、下端側ほど環状溝１６側に近づくテーパ面１０１に形成して、断面形状が四角形の略円形リング状の擬似部材１をその環状溝１６に嵌合してある。
図４２は、樹脂管１０の底板１５や、照合電極３を構成している外装容器２３の底板２７への擬似部材１の取り付け構造の別実施形態を示し、底板１５，２７の外面側に形成した環状溝１６と貫通孔１４とを隔てている周壁部１００の内周面の下端側を、全周に亘って、下端側ほど環状溝１６側に近づくテーパ面１０１に形成して、断面形状が四角形の略円形リング状の擬似部材１をその環状溝１６に嵌合してある。
本実施形態によれば、擬似部材１の外部電解質６側に臨む特定面１２と内部電解質９とを、周壁部１００で絶縁しながら、その下端側において互いに近接させることができるので、防食電流や交流電流と外部電解質６とによるＩＲ損を殆ど零にすることができる。
その他の構成は第１〜第１６実施形態と同様である。
その他の構成は第１〜第１６実施形態と同様である。
〔第１８実施形態〕
図４３は、樹脂管１０の底板１５や、照合電極３を構成している外装容器２３の底板２７への擬似部材１の取り付け構造の別実施形態を示し、底板１５，２７の外面側に円形の凹面部１０２を形成するとともに、その凹面部１０２に開口する貫通孔１０３を同芯状に形成し、その貫通孔１０３と略同径の中心孔１０４を形成してある断面形状が四角形の略円形リング状の擬似部材１を、中心孔１０４と貫通孔１０３とが同芯状に連通する貫通孔１４を形成するように、凹面部１０２に嵌合して、中心孔１０４の周面と貫通孔１０３の周面とに亘って、絶縁性を備えた薄肉の樹脂フィルム１０５を絶縁性を備えた接着剤で貼着してある。
図４３は、樹脂管１０の底板１５や、照合電極３を構成している外装容器２３の底板２７への擬似部材１の取り付け構造の別実施形態を示し、底板１５，２７の外面側に円形の凹面部１０２を形成するとともに、その凹面部１０２に開口する貫通孔１０３を同芯状に形成し、その貫通孔１０３と略同径の中心孔１０４を形成してある断面形状が四角形の略円形リング状の擬似部材１を、中心孔１０４と貫通孔１０３とが同芯状に連通する貫通孔１４を形成するように、凹面部１０２に嵌合して、中心孔１０４の周面と貫通孔１０３の周面とに亘って、絶縁性を備えた薄肉の樹脂フィルム１０５を絶縁性を備えた接着剤で貼着してある。
本実施形態によれば、擬似部材１の外部電解質６側に臨む特定面１２と内部電解質９とを、薄肉の樹脂フィルム１０５で絶縁しながら、互いに近接させることができるので、防食電流や交流電流と外部電解質６とによるＩＲ損を殆ど零にすることができる。
その他の構成は第１〜第１６実施形態と同様である。
その他の構成は第１〜第１６実施形態と同様である。
〔第１９実施形態〕
図４４は、樹脂管１０の底板１５や、照合電極３を構成している外装容器２３の底板２７への擬似部材１の取り付け構造の別実施形態を示し、底板１５，２７自体を、樹脂管１０や外装容器２３にねじ込み固定自在に形成した断面形状が四角形の略円形リング状の擬似部材１で構成するとともに、擬似部材１の中心孔１０４の周面と、内部電解質９側に臨む内面と、樹脂管１０や外装容器２３に対する螺合面とに亘って、絶縁性を備えた樹脂或いはガラス製の絶縁薄膜層１０６を形成して、内部電解質９を入り込ませる貫通孔１４を擬似部材１の中心孔１０４で構成してある。
図４４は、樹脂管１０の底板１５や、照合電極３を構成している外装容器２３の底板２７への擬似部材１の取り付け構造の別実施形態を示し、底板１５，２７自体を、樹脂管１０や外装容器２３にねじ込み固定自在に形成した断面形状が四角形の略円形リング状の擬似部材１で構成するとともに、擬似部材１の中心孔１０４の周面と、内部電解質９側に臨む内面と、樹脂管１０や外装容器２３に対する螺合面とに亘って、絶縁性を備えた樹脂或いはガラス製の絶縁薄膜層１０６を形成して、内部電解質９を入り込ませる貫通孔１４を擬似部材１の中心孔１０４で構成してある。
本実施形態によれば、擬似部材１の外部電解質６側に臨む特定面１２と内部電解質９とを、絶縁薄膜層１０６で絶縁しながら、互いに近接させることができるので、防食電流や交流電流と外部電解質６とによるＩＲ損を殆ど零にすることができる。
その他の構成は第１〜第１６実施形態と同様である。
その他の構成は第１〜第１６実施形態と同様である。
〔その他の実施の形態〕
１．本発明による腐食・防食状態評価方法は、構造物の腐食・防食状態を現場において評価するために使用しても、実験室において各種電解質中における各種金属の腐食・防食状態を評価するために使用しても良い。
２．本発明による腐食・防食状態評価方法は、管以外の各種構造物の腐食・防食状態を評価するために使用しても良い。
３．本発明による腐食・防食状態評価方法は、外部電解質としての海水中の各種構造物の腐食・防食状態を評価するために使用しても良い。
４．本発明による腐食・防食状態評価方法は、照合電極と擬似部材とを一体に組み付けずに、外部電解質中の構造物近くに各別に設置してある電位測定装置を使用しても良い。
５．本発明による腐食・防食状態評価方法は、第３実施形態において、直流電源装置３２を用いずに、単に擬似部材１を開路状態にするだけで自然電位を測定するようにしても良い。
６．本発明による腐食・防食状態評価方法は、自然腐食状況や各種マクロセルによる腐食状況や電食による影響度や影響範囲の特定等を把握するためや腐食状況等をモニタリングするために使用しても良い。
７．本発明による電位測定装置は、各種構造物の電位を測定するものであっても良い。
８．本発明による電位測定装置は、外部電解質としての海水中の各種構造物の電位や、海水中で各種防食法により防食されている構造物の電位を測定するものであっても良い。
９．本発明による電位測定装置は、擬似部材を筒体から離した状態で、その特定面が筒体下部近くで外部電解質に電気的に接触し、かつ、特定面以外の面が内部電解質に対して電気的に絶縁されるように設けてあっても良い。
１０．本発明による電位測定装置は、管以外の各種構造物の電位を測定するものであっても良い。
１１．本発明による電位測定装置は、自然腐食状況や各種マクロセルによる腐食状況や電食による影響度や影響範囲の特定等を把握するための電位や電流を測定するものであっても良く、また、腐食状況等をモニタリングするための分極抵抗法に代表される電気化学測定による電位や電流を測定するものであっても良い。
１２．本発明の第１２特徴構成の電位測定装置は、筒体の下部と硬質先端部との間に擬似部材を固定してあっても良い。
１３．本発明による電位測定装置は、擬似部材を外装容器から離した状態で、その特定面が外装容器の貫通孔近くで外部電解質に電気的に接触し、かつ、特定面以外の面が内部電解質材に対して電気的に絶縁されるように設けてあっても良い。
１４．本発明による電位測定装置は、自然腐食状況や各種マクロセルによる腐食状況や電食による影響度や影響範囲の特定等を把握するための電位や電流を測定するものであっても良く、また、腐食状況等をモニタリングするための分極抵抗法に代表される電気化学測定による電位や電流を測定するものであっても良い。
１５．本発明の第１９特徴構成の電位測定装置は、下端部を下端側ほど小径に形成してある筒状の外装容器に擬似部材を設けるとともに、その外装容器の上部に硬質の筒体部を略同芯状に一体連設してあっても良い。
１６．本発明の第１９特徴構成の電位測定装置は、外装容器の下部と硬質先端部との間に擬似部材を固定してあっても良い。
１７．本発明による照合電極は、外装容器から離して外部電解質中に設けてある擬似部材に電極用金属を電気的に接続して、構造物の電位を測定できるように構成してあっても、擬似部材を設けていない構造物に電極用金属を電気的に接続して、構造物の電位を測定できるように構成してあっても良い。
１８．本発明による照合電極は、外部電解質に直に接触して電気的に接続可能な補助金属電極を設けてあっても良い。
１９．本発明による照合電極は、外部電解質に直に接触する抗菌金属を設けてあっても良い。
２０．本発明による照合電極と電位測定装置は、必要に応じて、電解質溶液が外部電解質に電気的に接続するように設置して使用するものであっても良い。
２１．本発明による照合電極と電位測定装置は、非導電性の多孔質材料で形成してある内部隔壁で容器の内側を区画して、電解質溶液と導電性粘性流体とを、内部隔壁を通して互いに電気的に接続するように、容器内に各別に充填してあっても良い。
２２．本発明による照合電極と電位測定装置は、各種構造物の自然電位を測定するために使用するものであっても良い。
２３．本発明による照合電極と電位測定装置は、外部電解質としての海水中の各種構造物の電位や自然電位を測定するために使用するものであっても良い。
２４．本発明による照合電極と電位測定装置は、鋼管杭や埋設管以外の各種構造物の電位を測定するために使用するものであっても良い。
２５．本発明による照合電極と電位測定装置は、二重管構造等における鞘管内部の防食・腐食状況を把握・モニタリングするために使用するものであっても良い。
１．本発明による腐食・防食状態評価方法は、構造物の腐食・防食状態を現場において評価するために使用しても、実験室において各種電解質中における各種金属の腐食・防食状態を評価するために使用しても良い。
２．本発明による腐食・防食状態評価方法は、管以外の各種構造物の腐食・防食状態を評価するために使用しても良い。
３．本発明による腐食・防食状態評価方法は、外部電解質としての海水中の各種構造物の腐食・防食状態を評価するために使用しても良い。
４．本発明による腐食・防食状態評価方法は、照合電極と擬似部材とを一体に組み付けずに、外部電解質中の構造物近くに各別に設置してある電位測定装置を使用しても良い。
５．本発明による腐食・防食状態評価方法は、第３実施形態において、直流電源装置３２を用いずに、単に擬似部材１を開路状態にするだけで自然電位を測定するようにしても良い。
６．本発明による腐食・防食状態評価方法は、自然腐食状況や各種マクロセルによる腐食状況や電食による影響度や影響範囲の特定等を把握するためや腐食状況等をモニタリングするために使用しても良い。
７．本発明による電位測定装置は、各種構造物の電位を測定するものであっても良い。
８．本発明による電位測定装置は、外部電解質としての海水中の各種構造物の電位や、海水中で各種防食法により防食されている構造物の電位を測定するものであっても良い。
９．本発明による電位測定装置は、擬似部材を筒体から離した状態で、その特定面が筒体下部近くで外部電解質に電気的に接触し、かつ、特定面以外の面が内部電解質に対して電気的に絶縁されるように設けてあっても良い。
１０．本発明による電位測定装置は、管以外の各種構造物の電位を測定するものであっても良い。
１１．本発明による電位測定装置は、自然腐食状況や各種マクロセルによる腐食状況や電食による影響度や影響範囲の特定等を把握するための電位や電流を測定するものであっても良く、また、腐食状況等をモニタリングするための分極抵抗法に代表される電気化学測定による電位や電流を測定するものであっても良い。
１２．本発明の第１２特徴構成の電位測定装置は、筒体の下部と硬質先端部との間に擬似部材を固定してあっても良い。
１３．本発明による電位測定装置は、擬似部材を外装容器から離した状態で、その特定面が外装容器の貫通孔近くで外部電解質に電気的に接触し、かつ、特定面以外の面が内部電解質材に対して電気的に絶縁されるように設けてあっても良い。
１４．本発明による電位測定装置は、自然腐食状況や各種マクロセルによる腐食状況や電食による影響度や影響範囲の特定等を把握するための電位や電流を測定するものであっても良く、また、腐食状況等をモニタリングするための分極抵抗法に代表される電気化学測定による電位や電流を測定するものであっても良い。
１５．本発明の第１９特徴構成の電位測定装置は、下端部を下端側ほど小径に形成してある筒状の外装容器に擬似部材を設けるとともに、その外装容器の上部に硬質の筒体部を略同芯状に一体連設してあっても良い。
１６．本発明の第１９特徴構成の電位測定装置は、外装容器の下部と硬質先端部との間に擬似部材を固定してあっても良い。
１７．本発明による照合電極は、外装容器から離して外部電解質中に設けてある擬似部材に電極用金属を電気的に接続して、構造物の電位を測定できるように構成してあっても、擬似部材を設けていない構造物に電極用金属を電気的に接続して、構造物の電位を測定できるように構成してあっても良い。
１８．本発明による照合電極は、外部電解質に直に接触して電気的に接続可能な補助金属電極を設けてあっても良い。
１９．本発明による照合電極は、外部電解質に直に接触する抗菌金属を設けてあっても良い。
２０．本発明による照合電極と電位測定装置は、必要に応じて、電解質溶液が外部電解質に電気的に接続するように設置して使用するものであっても良い。
２１．本発明による照合電極と電位測定装置は、非導電性の多孔質材料で形成してある内部隔壁で容器の内側を区画して、電解質溶液と導電性粘性流体とを、内部隔壁を通して互いに電気的に接続するように、容器内に各別に充填してあっても良い。
２２．本発明による照合電極と電位測定装置は、各種構造物の自然電位を測定するために使用するものであっても良い。
２３．本発明による照合電極と電位測定装置は、外部電解質としての海水中の各種構造物の電位や自然電位を測定するために使用するものであっても良い。
２４．本発明による照合電極と電位測定装置は、鋼管杭や埋設管以外の各種構造物の電位を測定するために使用するものであっても良い。
２５．本発明による照合電極と電位測定装置は、二重管構造等における鞘管内部の防食・腐食状況を把握・モニタリングするために使用するものであっても良い。
本発明による腐食・防食状態評価方法は、外部電解質中の各種の構造物の腐食・防食状態を評価するのに有用である。
また、本発明による電位測定装置及び照合電極は、外部電解質中の各種の構造物の電位を測定する上で有用である。
また、本発明による電位測定装置及び照合電極は、外部電解質中の各種の構造物の電位を測定する上で有用である。
Claims (6)
- 外部電解質中の構造物の腐食・防食状態を評価する腐食・防食状態評価方法であって、
電解質を充填してある非導電性の筒体を、その筒体に充填してある内部電解質が筒体上部において前記外部電解質と絶縁され、かつ、前記内部電解質が筒体下部において前記外部電解質と電気的に接触するように、前記構造物の近傍に設け、
前記構造物の擬似部材に電気的に接続してある照合電極を前記内部電解質に電気的に接触させるとともに、
前記擬似部材を、その特定面が筒体下部で前記外部電解質に電気的に接触し、かつ、前記特定面以外の面が前記内部電解質に対して電気的に絶縁されるように、前記筒体に設け、
前記擬似部材の前記照合電極基準の電位を測定し、その測定した測定電位に基づいて前記構造物の腐食・防食状態を評価する腐食・防食状態評価方法。 - 前記測定電位が変動する場合において、最高測定電位と前記照合電極基準の防食基準電位とを比較して、前記構造物の腐食・防食状態を評価する請求項１に記載の腐食・防食状態評価方法。
- 前記測定電位が変動する場合において、
対極を前記外部電解質中に設置して、前記擬似部材と前記対極とを直流電源を介して接続し、
前記擬似部材の前記照合電極基準の電位が最高測定電位になるように前記直流電源からの供給電流を調節して、前記最高測定電位になったときに前記擬似部材に流れる電流値に基づいて、前記構造物の腐食・防食状態を評価する請求項１に記載の腐食・防食状態評価方法。 - 前記測定電位が変動する場合において、
対極を前記外部電解質中に設置して、前記擬似部材と前記対極とを直流電源を介して接続し、
前記擬似部材に流れる電流値が零になるように前記直流電源からの供給電流を調節して、前記電流値が零になったときの前記擬似部材の前記照合電極基準の電位と、最高測定電位とを比較して、前記構造物の腐食・防食状態を評価する請求項１に記載の腐食・防食状態評価方法。 - 前記最高測定電位が、前記擬似部材に流れる電流値が零になったときの前記擬似部材の電位よりも高い場合において、前記擬似部材からの流出電気量に基づいて、前記構造物の腐食速度を推定する請求項４に記載の腐食・防食状態評価方法。
- 前記測定電位が変動する場合において、
対極を前記外部電解質中に設置して、前記擬似部材と前記対極とを直流電源を介して接続し、
前記測定電位を所定時間間隔でサンプリングして求めたサンプリング電位毎に、前記擬似部材の前記照合電極基準の電位が前記サンプリング電位になるように前記直流電源からの供給電流を調節して、前記サンプリング電位になったときに前記擬似部材に流れる電流値を求め、
前記サンプリング電位毎に求めた前記電流値に基づいて、前記測定電位の変動に対応する電流値の変動波形を再現し、
前記変動波形に基づいて前記流出電気量や流入電気量を積算する請求項１に記載の腐食・防食状態評価方法。
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