JP4469050B2 - 定電位自動制御式電気防食システムと装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、火力および原子力発電用海水系機械装置、石油輸送用、ガス・水道供給用などに使用する埋設配管、石油・水などに使用する地上据置式貯槽、港湾構造物、船舶などに対する定電位自動制御式による電気防食に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一つまたは、複数の防食対象物に対し、複数回路または複数台の定電位自動制御式電源装置により電気防食を行っているときに、一つの定電位自動制御式電源装置から通電する防食電流が、他の定電位自動制御式電源装置の定電位制御に対し干渉を与える時に、その干渉により電位制御を行っている照合電極近傍の電位が、干渉のない場合に対し、貴または卑の電位となり制御不能の状態となる場合がある。
【０００３】
この場合、従来の技術では、干渉を与える定電位自動制御式電源装置の設定電位を防食状態が著しく悪化させない範囲内で、かつ、干渉が許容できる範囲の電位状態となるよう手動で調整していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
＜イ＞本発明は、場所によって防食状態が異なる防食対象物の防食状態を最良の状態に維持することにある。
＜ロ＞また、本発明は、複数の干渉防食対象物の防食状態を最良の状態に維持することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
これらの課題を解決するために、本発明では、相互に干渉を受けるか、又は、与える恐れのある定電位自動制御式電気防食装置の防食エリア内にある、照合電極の電位情報を一括管理する監視制御装置を設け、この監視制御装置が各定電位自動制御式電気防食装置の相互干渉により、被干渉防食対象物の適正防食電位を貴又は卑に逸脱し、かつ、定電位自動制御機能が不能となった場合に、この監視制御装置が被干渉防食対象物の電位を適正電位範囲内となるように監視しながら、干渉を与えている定電位自動制御式電気防食装置の設定電位をフィードバックにより連続的に可変にし、被干渉防食対象物の電位を適正防食範囲内となるように連携制御を行い復帰させるものである。
【０００６】
第１の発明は、複数の防食対象物を電気防食する定電位自動制御式電気防食システムにおいて、各防食対象物に対して配置され、定電位自動制御直流電源装置と照合電極と通電電極とからなり、防食対象物の適正電位を維持するように制御する定電位自動制御式電気防食装置と、複数の定電位自動制御式電気防食装置を制御する監視制御 装置とを備え、監視制御装置は、被干渉防食対象物の電位が定電位自動制御式電気防食装置の制御能力を越えて適正防食電位範囲から逸脱した場合、被干渉防食 対象物の電位を適正防食電位範囲内に維持するように干渉防食対象物の定電位自動制御式電気防食装置の設定電位を制御する定電位自動制御式電気防食システムにおいて、干渉防食対象物の定電位自動制御式電気防食装置には重み付けがなされ、被干渉防食対象物の電位が適正防食電位範囲内に維持できない場合、重み付けの順に干渉防食対象物の定電位自動制御式電気防食装置を制御することを特徴とする、定電位自動制御式電気防食システムである。
【０００７】
第２の発明は、第１の発明の定電位自動制御式電気防食システムにおいて、定電位自動制御式電気防食装置は、設定電位を連続的に制御して通電電極と防食対象物間に流す電流を制御することを特徴とする、定電位自動制御式電気防食システムである。
【０００８】
第３の発明は、第１の発明の定電位自動制御式電気防食システムにおいて、遠隔用照合電極を有し、干渉防食対象物の干渉領域に配置する遠隔電位測定装置を備え、監視制御装置は、遠隔用照合電極の電位を通信手段を介して監視し、被干渉防食対象物の電位が定電位自動制御式電気防食装置の適正防食電位範囲から逸脱した場合、被干渉防食対象物の電位を適正防食電位範囲内に維持するように干渉防食対象物の定電位自動制御式電気防食装置を制御することを特徴とする、定電位自動制御式電気防食システムである。
【０００９】
第４の発明は、定電位自動制御式電気防食装置は、定電位自動制御直流電源装置と複数の照合電極と通電電極とからなり、定電位自動制御式電気防食装置が一方の照合電極を利用して制御しても防食対象物の電位が適正防食電位範囲から逸脱した場合、照合電極を一方から他方へ切り換えて定電位自動制御式電気防食装置を制御して防食対象物の電位を適正防食電位範囲内に維持するように制御することを特徴とする、定電位自動制御式電気防食システムである。
【００１０】
第５の発明は、定電位自動制御直流電源装置と複数の照合電極と通電電極とからなり、防食対象物の電位を維持するように設定電位を連続的に制御して通電電極と防食対象物間に流す電流を制御する定電位自動制御式電気防食装置を備え、定電位自動制御式電気防食装置が一方の照合電極を利用して設定電位を連続的に制御しても防食対象物の電位が適正防食電位範囲から逸脱した場合、照合電極を一方から他方へ切り換えて定電位自動制御式電気防食装置の設定電位を連続的に制御して防食対象物の電位を適正防食電位範囲内に維持するように制御することを特徴とする、定電位自動制御式電気防食装置である。
【００１１】
第６の発明は、防食対象物を電気防食する定電位自動制御式電気防食システムにおいて、防食対象物に対して複数箇所に配置され、定電位自動制御直流電源装置と複数の照合電極と通電電極とからなり、防食対象物の電位を維持するように設定電位を連続的に制御して通電電極と防食対象物間に流す電流を制御する複数の定電位自動制御式電気防食装置と、複数の定電位自動制御式電気防食装置を制御する監視制御装置とを備え、監視制御装置は、一方の定電位自動制御式電気防食装置の防食範囲において防食対象物の電位が制御能力を越えて適正防食電位範囲から逸脱した場合、隣接する他方の定電位自動制御式電気防食装置の設定電位を連続的に制御して、一方の定電位自動制御式電気防食装置の防食範囲において防食対象物の電位を適正防食電位範囲内に維持することを特徴とする、定電位自動制御式電気防食システムである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。
【００１３】
＜イ＞定電位自動制御式電気防食システムの概要定電位自動制御式電気防食システムは、相互に干渉を受けるか、または、与える恐れのある複数の定電位自動制御式電気防食装置と、これら定電位自動制御式電気防食装置の照合電極の電位情報を一括管理する監視制御装置とを備えている。
【００１４】
監視制御装置は、各定電位自動制御式電気防食装置の相互干渉により、被干渉防食対象物の適正防食電位が貴または卑に逸脱し、かつ、定電位自動制御機能が不能となった場合に、被干渉防食対象物の電位を適正電位範囲内となるように監視しながら、干渉を与えている定電位自動制御式電気防食装置の設定電位をフィードバック制御により変化させ、被干渉防食対象物の電位を適正防食範囲内となるように、連携制御を行ない、復帰させるものである。
【００１５】
＜ロ＞定電位自動制御式電気防食システムの構成例定電位自動制御式電気防食システム１は、例えば図１及び図２に示すように、定電位自動制御直流電源装置４と通電電極３１と照合電極３２等からなる定電位自動制御式電気防食装置３と、監視制御装置２とから構成される。また、定電位自動制御式電気防食システム１は、必要に応じて、例えば図３に示すように、定電位自動制御式電気防食装置３の照合電極３２と同様に電位を測定する監視照合電極５１を有する遠隔電位測定装置５を配置する。
【００１６】
定電位自動制御直流電源装置４は、制御回路（Ｇ．Ｃ．Ｃ．）４２によって電流源４４を制御し、通電電極３１と防食対象物２１の間に防食電流Ｉを流す。制御回路（Ｇ．Ｃ．Ｃ．）４２は、照合電極３２の電位と設定電位を比較器４２３で比較してゲート信号発生器４２４に出力する。ゲート信号発生器４２４は、電流源４４のサイリスタ４４２のゲートに付与するゲート信号を作製する。設定電位Ｅ２は、例えば防食対象物２１の電位を基準に作製された基準電源４２１と、設定電位調整器４２２で作製される。設定電位調整器４２２は、監視制御装置２からの信号がＤ／Ａコンバーター４１で変換された信号で制御され、電位が調整される。なお、複数の照合電極３２が配置される場合、監視制御装置２からの信号でマルチプレクサ（ＭＰＸ）４３を切り換え、照合電極３２を選択する。監視制御装置２は、例えばプログラムで制御できるプログラマブルコントローラーを備えている。
【００１７】
監視制御装置２は、定電位自動制御直流電源装置４の上位に構成され、各定電位自動制御直流電源装置４の照合電極３２の電位状態を把握し、各定電位自動制御直流電源装置４に対し設定電位調整器４２２を制御して設定電位の変更を指示し、また、各定電位自動制御直流電源装置４が複数の照合電極３２を使用する場合、照合電極３２の切り換えを指示し、また、監視用照合電極５１を有する遠隔電位測定装置５からの電位信号を通信手段を介して受信して監視することができる。なお、監視制御装置２がない場合、定電位自動制御直流電源装置４は、単独でも動作することができる。
【００１８】
＜ハ＞定電位自動制御式電気防食システムの運転例各定電位自動制御式電気防食装置３の相互干渉が許容される状態では、定電位自動制御式電気防食装置３は、各定電位自動制御式電気防食装置３にあらかじめ設定された設定電位および通常使用される照合電極３２の測定電位により独立して定電位制御を行う。
【００１９】
いずれかの定電位自動制御式電気防食装置３が他の定電位自動制御式電気防食装置３の通電電流の影響による干渉を受け、防食対象物２１の電位が適正防食電位範囲から逸脱し、独自では制御不能の状態に陥つた場合には、監視制御装置２が常時監視している電位から、異常の状態と判断し、次のステップを行う。
【００２０】
第１のステップ：最初に影響の受けていると判断された定電位自動制御式電気防食装置３の電位制御に利用されている照合電極３２を他の照合電極３２に変更し、定電位自動制御運転を行い復旧するかを確認する。このように複数の照合電極３２、３２を設置すると、防食対象物２１の場所によって水流などの環境因子による影響を受けた電位を確認でき、また、防食対象物２１が埋設管などのように長いものの場合、他の防食対象物の交差部、道路横断部や鉄道横断部などの特殊な場所での電位を確認でき、精度の向上を図ることができる。
【００２１】
第２のステップ：次に、一つの防食対象物２１に複数台の定電位自動制御式電気防食装置３が設置されている場合には、監視制御装置２にあるプログラマブルコントローラーの内蔵プログラムにより重み付けされている順番で、他の定電位自動制御式電気防食装置３の設定電位を逸脱しない範囲で連続的に貴または、卑な電位となるように変化させる。この重み付けの基準は、基本的には波及効果の大きな順になり、例えば、定電位自動制御直流電源装置４の出力電流容量の大きい順にしたり、又は、出力電流容量が同じ場合には電流負荷の大きい順になり、又は、チタン・二相ステンレスなど電位に過敏なもののように重要度の高い順にしたりする。
【００２２】
また、複数の防食対象物２１に対し、複数台の定電位自動制御式電気防食装置３が設置されている場合には、干渉を与える可能性がある定電位自動制御式電気防食装置３の中で重み付けされている順番に、他の定電位自動制御式電気防食装置３の設定電位を逸脱しない範囲で連続的に貴または、卑な電位となるように変化させる。この重み付けの基準は、基本的には波及効果の大きな順になり、例えば、塗膜抵抗の高い埋設管などのように僅かな干渉電流で影響を受け易い順にしたり、又は、材質が異なる場合には、過防食電位が低い順にしたりする。
【００２３】
第３のステップ：この動作により相互干渉が許容範囲内におさまった場合には、この状態で定電位自動制御式電気防食装置３の運転を継続する。一定時間経過後、通常ポジションに復帰させる。
【００２４】
第４のステップ：ｌ台の定電位自動制御式電気防食装置３の設定電位を変化させても、相互干渉が許容範囲内におさまらなかった場合には、さらに、監視制御装置２は、プログラマプルコントローラーのプログラムにより重み付けされている順番で、次々に次位の定電位自動制御電源装置４の設定電位を逸脱しない範囲で連続的に貴または、卑な電位となるように変化させる。
【００２５】
以下に、本発明の実施例を説明する。
【００２６】
＜イ＞定電位自動制御式電気防食システムの実施例１防食対象物２１が２つある例を図３に示す。１つの防食対象物２１は、第１埋設配管２１１であり、塗覆装の絶縁抵抗が高いものであり、過防食に対する電位管理は厳しい条件が付いている。他の防食対象物２１は、第２埋設配管２１２であり、配管外面塗覆装の絶縁抵抗が低いものであり、過防食に対する電位管理は緩やかな条件が付いている。
【００２７】
第１埋設配管２１１と第２埋設配管２１２は、管路の途中で交差し、共に定電位自動制御式電気防食装置を設置し電気防食を行っている。第１埋設配管２１１の定電位自動制御式電気防食装置の設置位置は交差部より離隔しており、交差部には、交差部の電位を常時監視している遠隔電位測定装置５が設置されている。第２埋設配管２１２の定電位自動制御式電気防食装置の設置位置は交差部に近接しており、第２理設配管２１２の定電位自動制御直流電気防食設備の干渉は第１埋設配管２１１に対し顕著である。第１埋設配管２１１と第２埋設配管２１２には干渉を低減するためのボンド設備は設置されていない。第１埋設配管２１１の定電位自動制御式電気防食装置には第２埋設配管２１２の定電位自動制御直流電気防食装置の影響が顕著である場合に、お互いの設定電位を制御するための監視制御装置２が設置されている。
【００２８】
＜ロ＞定電位自動制御式電気防食システムの実施例１の制御方法実施例１の制御方法について、図４により説明する。図４は、第１埋設配管２１１および第２埋設配管２１２の定電位自動制御直流電源装置４に対する排流点（定電位自動制御直流電源装置の負側を防食対象物に接続する点）の管対地電位（Ｐ／Ｓ：Pipe to Soil Potencial）、通電電流、定電位自動制御時の設定電位、および両者の交差部での第１埋設配管２１１の遠隔点の管対地電位について、それらの経時変化を示したものである。第１埋設配管２１１の遠隔点に図３に示す構成の遠隔電位測定装置５を設置する。
【００２９】
図４において、第２埋設配管２１２の排流点における管対地電位の測定結果と第１埋設配管２１１の交差部での遠隔点の管対地電位は一部で逆相関が見られることから、第２定電位自動制御直流電源装置４０２は第１埋設配管２１１の交差部で干渉を与えていることが確認される。その結果、第１埋設配管２１１が被干渉防食対象物となり、第２埋設配管２１２が干渉防食対象物となっている。
【００３０】
図４のタイムチャートにおいて、第１埋設配管２１１の排流点における管対地電位は、ｔ１までは単独で定電位自動制御により通電電流を制御して管対地電位を防食電位内に維持している。しかし、第１埋設配管２１１の交差部の遠隔点の管対地電位は、第２埋設配管２１２の定電位自動制御直流電源装置４０２の通電電流が第１埋設配管２１１の遠隔点で流入し、交差部で第２埋設配管２１２に戻ることによる影響により、排流点の管対地電位とは逆に貴の方向に変動している。そこで、照合電極３２を排流点から遠隔点に制御点を切り換えると（ｔ１時点）、遠隔点の管対地電位により定電位自動制御を行うため、第１埋設配管２１１の定電位自動制御直流電源装置４０１の通電電流が増加し、遠隔点の管対地電位は定電位自動制御の効果により適正の防食電位となる。排流点の管対地電位は定電位自動制御直流電源装置４０１の通電電流の影響により卑の方向に変動するが、適正な防食範囲内には維持される。
【００３１】
時刻ｔ２では、第２埋設配管２１２の定電位自動制御直流電源装置４０２の通電電流の急激な増加により第１埋設配管２１１の排流点における管対地電位は過防食電位となった。そこで、第２埋設配管２１２の定電位自動制御直流電源４０２の設定電位を貴な電位にシフトし（ｔ２時点）、連続的に通常の運転状態における設定電位に復帰させる操作を行った。このことにより第１埋設配管２１１の排流点における管対地電位は適正防食電位範囲に復帰し、また遠隔点の管対地電位も電食電位より適正防食電位範囲に復帰した。
【００３２】
時刻ｔ３では、第１埋設配管２１１の排流点及び遠隔点の管対地電位はともに適正防食電位範囲内に復帰したため、第１埋設配管２１１の電気防食装置の制御点を遠隔点から通常の運転構成である排流点に設置された照合電極に復帰した（ｔ３時点）。
【００３３】
このように、第１埋設配管の排流点及び遠隔点の管対地電位が適正防食電位範囲を逸脱した時に、第２定電位自動制御直流電源装置の設定電位を貴方向に連続的に変化させることにより干渉状態を許容できる範囲内に解消することができる。
【００３４】
＜ハ＞定電位自動制御式電気防食システムの実施例２定電位自動制御式電気防食システムの実施例２を図５に示す。図５は、大型地上据置式タンク６と絶縁継手６３により絶縁されたタンク６の消火配管の埋設配管６４の両者に定電位自動制御直流電源装置４を適用したもので、据置式タンク６はタンク底板外周部に使用しているアニュラプレート６１には高張力鋼を使用していることから、−９００ｍＶと過防食電位が低く、また、タンク底板６２の内部は普通鋼材を使用しており、面積が大きいことから、腐食環境が一定せず、鋼の防食電位−７７０ｍＶに対し余裕を持った電位で管理を行う必要があった。このため、アニュラプレート部６１およびタンク底板６２の中央部の電気防食を別回路の定電位自動制御直流電源装置４により電気防食を行い、また、タンクの消火配管が管路の途中から埋設配管６４となるため、この埋設配管６４の定電位自動制御直流電源装置４の３施設が近接し設置されている。
【００３５】
このことから、３施設の定電位自動制御直流電源装置４は、通常期では干渉も無しに運転されるが、降水量の多い雨季には、それぞれの腐食環境に変化が見られ、アニュラプレート６１の防食状態で過防食電位である−９００ｍＶより卑な電位が確認されることがあり、定電位自動制御式電気防食装置を導入した。
【００３６】
この結果、アニュラプレート６１の電位が卑な電位に逸脱する状態に至った時に、自己の定電位自動制御直流電源装置４の通電電流が０（Ａ）であるにも関わらず、なお卑な電位である状態を改善するため、監視制御装置２から干渉源である、タンク底板６２の中央部および、埋設配管６４の定電位自動制御電源装置４の設定電位を貴に連続的に可変することによりアニュラプレート６１の高張力鋼の過防食状態を改善できた。
【００３７】
＜ニ＞定電位自動制御式電気防食システムの実施例３定電位自動制御式電気防食システムの実施例３は、図６に示す。図６には、大型海水熱交換器７とそれに接続する海水管の途中に設置されている、除貝装置７３および熱交換器細管連続洗浄装置のボール捕集器７５に対し、定電位自動制御電源装置４で電気防食を実施した例を示す。
【００３８】
実施例３では、除貝装置７３およびボール捕集器７５の構成部材の一部に二層ステンレス鋼を使用しており、また大型海水熱交換器は銅合金製の冷却管７０および鋼製の入口水室７１と出口水室７２で構成されているため、設定電位を−８００ｍＶで運転している。しかし、海水温度の下がる冬期には二層ステンレス鋼の適正防食電位を大きく逸脱し、しかも、入口水室７１と出口水室７２の定電位自動制御式電気防食装置の通電電流が除貝装置７３およびボール捕集器７４に流入することにより、除貝装置７３およびボール捕集器７４の定電位自動制御式電気防食装置は停止状態となり、かつ過防食状態に至った。
【００３９】
このため、除貝装置７３およびボール捕集器７５が過防食状態の状態に至った時に、入口水室７１と出口水室７２に対する定電位自動制御式電気防食装置の設定電位を貴方向に連続的に変化させることにより、除貝装置７３およびボール捕集器７５の電位をニ層ステンレス鋼の適正防食範囲で制御することが可能となった。
【００４０】
【発明の効果】
本発明は、次のような効果を得ることができる。
＜イ＞本発明は、場所によって防食状態が異なる防食対象物の防食状態を最良の状態に維持することができる。
＜ロ＞また、本発明は、複数の干渉防食対象物の防食状態を最良の状態に維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】定電位自動制御式電気防食システムの説明図
【図２】定電位自動制御直流電源装置の説明図
【図３】定電位自動制御式電気防食システムの実施例１の説明図
【図４】第１埋設配管と第２埋設配管の防食制御の電位経過図
【図５】定電位自動制御式電気防食システムの実施例２の説明図
【図６】定電位自動制御式電気防食システムの実施例３の説明図
【符号の説明】
１・・・定電位自動制御式電気防食システム
２・・・監視制御装置
２１・・防食対象物
２１１・第１埋設配管
２１２・第２埋設配管
３・・・定電位自動制御式電気防食装置
３１・・通電電極
３２・・照合電極
４・・・定電位自動制御直流電源装置
４０１・第１定電位自動制御直流電源装置
４０２・第２定電位自動制御直流電源装置
４１・・Ｄ／Ａコンバーター
４２・・制御回路
４２１・基準電源
４２２・設定電位調整器
４２３・比較器
４２４・ゲート信号発生器
４３・・マルチプレクサ
４４・・電流源
４４１・トランス
４４２・サイリスタ
５・・・遠隔電位測定装置
５１・・監視用照合電極
６・・・タンク
６１・・アニュラプレート
６２・・タンク底板
６３・・絶縁継手
６４・・消火配管の埋設配管６４
７・・・大型海水熱交換器
７０・・冷却管
７１・・入口水室
７２・・出口水室
７３・・除貝装置
７４・・循環水配管
７５・・ボール捕集器
【発明の属する技術分野】
本発明は、火力および原子力発電用海水系機械装置、石油輸送用、ガス・水道供給用などに使用する埋設配管、石油・水などに使用する地上据置式貯槽、港湾構造物、船舶などに対する定電位自動制御式による電気防食に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一つまたは、複数の防食対象物に対し、複数回路または複数台の定電位自動制御式電源装置により電気防食を行っているときに、一つの定電位自動制御式電源装置から通電する防食電流が、他の定電位自動制御式電源装置の定電位制御に対し干渉を与える時に、その干渉により電位制御を行っている照合電極近傍の電位が、干渉のない場合に対し、貴または卑の電位となり制御不能の状態となる場合がある。
【０００３】
この場合、従来の技術では、干渉を与える定電位自動制御式電源装置の設定電位を防食状態が著しく悪化させない範囲内で、かつ、干渉が許容できる範囲の電位状態となるよう手動で調整していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
＜イ＞本発明は、場所によって防食状態が異なる防食対象物の防食状態を最良の状態に維持することにある。
＜ロ＞また、本発明は、複数の干渉防食対象物の防食状態を最良の状態に維持することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
これらの課題を解決するために、本発明では、相互に干渉を受けるか、又は、与える恐れのある定電位自動制御式電気防食装置の防食エリア内にある、照合電極の電位情報を一括管理する監視制御装置を設け、この監視制御装置が各定電位自動制御式電気防食装置の相互干渉により、被干渉防食対象物の適正防食電位を貴又は卑に逸脱し、かつ、定電位自動制御機能が不能となった場合に、この監視制御装置が被干渉防食対象物の電位を適正電位範囲内となるように監視しながら、干渉を与えている定電位自動制御式電気防食装置の設定電位をフィードバックにより連続的に可変にし、被干渉防食対象物の電位を適正防食範囲内となるように連携制御を行い復帰させるものである。
【０００６】
第１の発明は、複数の防食対象物を電気防食する定電位自動制御式電気防食システムにおいて、各防食対象物に対して配置され、定電位自動制御直流電源装置と照合電極と通電電極とからなり、防食対象物の適正電位を維持するように制御する定電位自動制御式電気防食装置と、複数の定電位自動制御式電気防食装置を制御する監視制御 装置とを備え、監視制御装置は、被干渉防食対象物の電位が定電位自動制御式電気防食装置の制御能力を越えて適正防食電位範囲から逸脱した場合、被干渉防食 対象物の電位を適正防食電位範囲内に維持するように干渉防食対象物の定電位自動制御式電気防食装置の設定電位を制御する定電位自動制御式電気防食システムにおいて、干渉防食対象物の定電位自動制御式電気防食装置には重み付けがなされ、被干渉防食対象物の電位が適正防食電位範囲内に維持できない場合、重み付けの順に干渉防食対象物の定電位自動制御式電気防食装置を制御することを特徴とする、定電位自動制御式電気防食システムである。
【０００７】
第２の発明は、第１の発明の定電位自動制御式電気防食システムにおいて、定電位自動制御式電気防食装置は、設定電位を連続的に制御して通電電極と防食対象物間に流す電流を制御することを特徴とする、定電位自動制御式電気防食システムである。
【０００８】
第３の発明は、第１の発明の定電位自動制御式電気防食システムにおいて、遠隔用照合電極を有し、干渉防食対象物の干渉領域に配置する遠隔電位測定装置を備え、監視制御装置は、遠隔用照合電極の電位を通信手段を介して監視し、被干渉防食対象物の電位が定電位自動制御式電気防食装置の適正防食電位範囲から逸脱した場合、被干渉防食対象物の電位を適正防食電位範囲内に維持するように干渉防食対象物の定電位自動制御式電気防食装置を制御することを特徴とする、定電位自動制御式電気防食システムである。
【０００９】
第４の発明は、定電位自動制御式電気防食装置は、定電位自動制御直流電源装置と複数の照合電極と通電電極とからなり、定電位自動制御式電気防食装置が一方の照合電極を利用して制御しても防食対象物の電位が適正防食電位範囲から逸脱した場合、照合電極を一方から他方へ切り換えて定電位自動制御式電気防食装置を制御して防食対象物の電位を適正防食電位範囲内に維持するように制御することを特徴とする、定電位自動制御式電気防食システムである。
【００１０】
第５の発明は、定電位自動制御直流電源装置と複数の照合電極と通電電極とからなり、防食対象物の電位を維持するように設定電位を連続的に制御して通電電極と防食対象物間に流す電流を制御する定電位自動制御式電気防食装置を備え、定電位自動制御式電気防食装置が一方の照合電極を利用して設定電位を連続的に制御しても防食対象物の電位が適正防食電位範囲から逸脱した場合、照合電極を一方から他方へ切り換えて定電位自動制御式電気防食装置の設定電位を連続的に制御して防食対象物の電位を適正防食電位範囲内に維持するように制御することを特徴とする、定電位自動制御式電気防食装置である。
【００１１】
第６の発明は、防食対象物を電気防食する定電位自動制御式電気防食システムにおいて、防食対象物に対して複数箇所に配置され、定電位自動制御直流電源装置と複数の照合電極と通電電極とからなり、防食対象物の電位を維持するように設定電位を連続的に制御して通電電極と防食対象物間に流す電流を制御する複数の定電位自動制御式電気防食装置と、複数の定電位自動制御式電気防食装置を制御する監視制御装置とを備え、監視制御装置は、一方の定電位自動制御式電気防食装置の防食範囲において防食対象物の電位が制御能力を越えて適正防食電位範囲から逸脱した場合、隣接する他方の定電位自動制御式電気防食装置の設定電位を連続的に制御して、一方の定電位自動制御式電気防食装置の防食範囲において防食対象物の電位を適正防食電位範囲内に維持することを特徴とする、定電位自動制御式電気防食システムである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。
【００１３】
＜イ＞定電位自動制御式電気防食システムの概要定電位自動制御式電気防食システムは、相互に干渉を受けるか、または、与える恐れのある複数の定電位自動制御式電気防食装置と、これら定電位自動制御式電気防食装置の照合電極の電位情報を一括管理する監視制御装置とを備えている。
【００１４】
監視制御装置は、各定電位自動制御式電気防食装置の相互干渉により、被干渉防食対象物の適正防食電位が貴または卑に逸脱し、かつ、定電位自動制御機能が不能となった場合に、被干渉防食対象物の電位を適正電位範囲内となるように監視しながら、干渉を与えている定電位自動制御式電気防食装置の設定電位をフィードバック制御により変化させ、被干渉防食対象物の電位を適正防食範囲内となるように、連携制御を行ない、復帰させるものである。
【００１５】
＜ロ＞定電位自動制御式電気防食システムの構成例定電位自動制御式電気防食システム１は、例えば図１及び図２に示すように、定電位自動制御直流電源装置４と通電電極３１と照合電極３２等からなる定電位自動制御式電気防食装置３と、監視制御装置２とから構成される。また、定電位自動制御式電気防食システム１は、必要に応じて、例えば図３に示すように、定電位自動制御式電気防食装置３の照合電極３２と同様に電位を測定する監視照合電極５１を有する遠隔電位測定装置５を配置する。
【００１６】
定電位自動制御直流電源装置４は、制御回路（Ｇ．Ｃ．Ｃ．）４２によって電流源４４を制御し、通電電極３１と防食対象物２１の間に防食電流Ｉを流す。制御回路（Ｇ．Ｃ．Ｃ．）４２は、照合電極３２の電位と設定電位を比較器４２３で比較してゲート信号発生器４２４に出力する。ゲート信号発生器４２４は、電流源４４のサイリスタ４４２のゲートに付与するゲート信号を作製する。設定電位Ｅ２は、例えば防食対象物２１の電位を基準に作製された基準電源４２１と、設定電位調整器４２２で作製される。設定電位調整器４２２は、監視制御装置２からの信号がＤ／Ａコンバーター４１で変換された信号で制御され、電位が調整される。なお、複数の照合電極３２が配置される場合、監視制御装置２からの信号でマルチプレクサ（ＭＰＸ）４３を切り換え、照合電極３２を選択する。監視制御装置２は、例えばプログラムで制御できるプログラマブルコントローラーを備えている。
【００１７】
監視制御装置２は、定電位自動制御直流電源装置４の上位に構成され、各定電位自動制御直流電源装置４の照合電極３２の電位状態を把握し、各定電位自動制御直流電源装置４に対し設定電位調整器４２２を制御して設定電位の変更を指示し、また、各定電位自動制御直流電源装置４が複数の照合電極３２を使用する場合、照合電極３２の切り換えを指示し、また、監視用照合電極５１を有する遠隔電位測定装置５からの電位信号を通信手段を介して受信して監視することができる。なお、監視制御装置２がない場合、定電位自動制御直流電源装置４は、単独でも動作することができる。
【００１８】
＜ハ＞定電位自動制御式電気防食システムの運転例各定電位自動制御式電気防食装置３の相互干渉が許容される状態では、定電位自動制御式電気防食装置３は、各定電位自動制御式電気防食装置３にあらかじめ設定された設定電位および通常使用される照合電極３２の測定電位により独立して定電位制御を行う。
【００１９】
いずれかの定電位自動制御式電気防食装置３が他の定電位自動制御式電気防食装置３の通電電流の影響による干渉を受け、防食対象物２１の電位が適正防食電位範囲から逸脱し、独自では制御不能の状態に陥つた場合には、監視制御装置２が常時監視している電位から、異常の状態と判断し、次のステップを行う。
【００２０】
第１のステップ：最初に影響の受けていると判断された定電位自動制御式電気防食装置３の電位制御に利用されている照合電極３２を他の照合電極３２に変更し、定電位自動制御運転を行い復旧するかを確認する。このように複数の照合電極３２、３２を設置すると、防食対象物２１の場所によって水流などの環境因子による影響を受けた電位を確認でき、また、防食対象物２１が埋設管などのように長いものの場合、他の防食対象物の交差部、道路横断部や鉄道横断部などの特殊な場所での電位を確認でき、精度の向上を図ることができる。
【００２１】
第２のステップ：次に、一つの防食対象物２１に複数台の定電位自動制御式電気防食装置３が設置されている場合には、監視制御装置２にあるプログラマブルコントローラーの内蔵プログラムにより重み付けされている順番で、他の定電位自動制御式電気防食装置３の設定電位を逸脱しない範囲で連続的に貴または、卑な電位となるように変化させる。この重み付けの基準は、基本的には波及効果の大きな順になり、例えば、定電位自動制御直流電源装置４の出力電流容量の大きい順にしたり、又は、出力電流容量が同じ場合には電流負荷の大きい順になり、又は、チタン・二相ステンレスなど電位に過敏なもののように重要度の高い順にしたりする。
【００２２】
また、複数の防食対象物２１に対し、複数台の定電位自動制御式電気防食装置３が設置されている場合には、干渉を与える可能性がある定電位自動制御式電気防食装置３の中で重み付けされている順番に、他の定電位自動制御式電気防食装置３の設定電位を逸脱しない範囲で連続的に貴または、卑な電位となるように変化させる。この重み付けの基準は、基本的には波及効果の大きな順になり、例えば、塗膜抵抗の高い埋設管などのように僅かな干渉電流で影響を受け易い順にしたり、又は、材質が異なる場合には、過防食電位が低い順にしたりする。
【００２３】
第３のステップ：この動作により相互干渉が許容範囲内におさまった場合には、この状態で定電位自動制御式電気防食装置３の運転を継続する。一定時間経過後、通常ポジションに復帰させる。
【００２４】
第４のステップ：ｌ台の定電位自動制御式電気防食装置３の設定電位を変化させても、相互干渉が許容範囲内におさまらなかった場合には、さらに、監視制御装置２は、プログラマプルコントローラーのプログラムにより重み付けされている順番で、次々に次位の定電位自動制御電源装置４の設定電位を逸脱しない範囲で連続的に貴または、卑な電位となるように変化させる。
【００２５】
以下に、本発明の実施例を説明する。
【００２６】
＜イ＞定電位自動制御式電気防食システムの実施例１防食対象物２１が２つある例を図３に示す。１つの防食対象物２１は、第１埋設配管２１１であり、塗覆装の絶縁抵抗が高いものであり、過防食に対する電位管理は厳しい条件が付いている。他の防食対象物２１は、第２埋設配管２１２であり、配管外面塗覆装の絶縁抵抗が低いものであり、過防食に対する電位管理は緩やかな条件が付いている。
【００２７】
第１埋設配管２１１と第２埋設配管２１２は、管路の途中で交差し、共に定電位自動制御式電気防食装置を設置し電気防食を行っている。第１埋設配管２１１の定電位自動制御式電気防食装置の設置位置は交差部より離隔しており、交差部には、交差部の電位を常時監視している遠隔電位測定装置５が設置されている。第２埋設配管２１２の定電位自動制御式電気防食装置の設置位置は交差部に近接しており、第２理設配管２１２の定電位自動制御直流電気防食設備の干渉は第１埋設配管２１１に対し顕著である。第１埋設配管２１１と第２埋設配管２１２には干渉を低減するためのボンド設備は設置されていない。第１埋設配管２１１の定電位自動制御式電気防食装置には第２埋設配管２１２の定電位自動制御直流電気防食装置の影響が顕著である場合に、お互いの設定電位を制御するための監視制御装置２が設置されている。
【００２８】
＜ロ＞定電位自動制御式電気防食システムの実施例１の制御方法実施例１の制御方法について、図４により説明する。図４は、第１埋設配管２１１および第２埋設配管２１２の定電位自動制御直流電源装置４に対する排流点（定電位自動制御直流電源装置の負側を防食対象物に接続する点）の管対地電位（Ｐ／Ｓ：Pipe to Soil Potencial）、通電電流、定電位自動制御時の設定電位、および両者の交差部での第１埋設配管２１１の遠隔点の管対地電位について、それらの経時変化を示したものである。第１埋設配管２１１の遠隔点に図３に示す構成の遠隔電位測定装置５を設置する。
【００２９】
図４において、第２埋設配管２１２の排流点における管対地電位の測定結果と第１埋設配管２１１の交差部での遠隔点の管対地電位は一部で逆相関が見られることから、第２定電位自動制御直流電源装置４０２は第１埋設配管２１１の交差部で干渉を与えていることが確認される。その結果、第１埋設配管２１１が被干渉防食対象物となり、第２埋設配管２１２が干渉防食対象物となっている。
【００３０】
図４のタイムチャートにおいて、第１埋設配管２１１の排流点における管対地電位は、ｔ１までは単独で定電位自動制御により通電電流を制御して管対地電位を防食電位内に維持している。しかし、第１埋設配管２１１の交差部の遠隔点の管対地電位は、第２埋設配管２１２の定電位自動制御直流電源装置４０２の通電電流が第１埋設配管２１１の遠隔点で流入し、交差部で第２埋設配管２１２に戻ることによる影響により、排流点の管対地電位とは逆に貴の方向に変動している。そこで、照合電極３２を排流点から遠隔点に制御点を切り換えると（ｔ１時点）、遠隔点の管対地電位により定電位自動制御を行うため、第１埋設配管２１１の定電位自動制御直流電源装置４０１の通電電流が増加し、遠隔点の管対地電位は定電位自動制御の効果により適正の防食電位となる。排流点の管対地電位は定電位自動制御直流電源装置４０１の通電電流の影響により卑の方向に変動するが、適正な防食範囲内には維持される。
【００３１】
時刻ｔ２では、第２埋設配管２１２の定電位自動制御直流電源装置４０２の通電電流の急激な増加により第１埋設配管２１１の排流点における管対地電位は過防食電位となった。そこで、第２埋設配管２１２の定電位自動制御直流電源４０２の設定電位を貴な電位にシフトし（ｔ２時点）、連続的に通常の運転状態における設定電位に復帰させる操作を行った。このことにより第１埋設配管２１１の排流点における管対地電位は適正防食電位範囲に復帰し、また遠隔点の管対地電位も電食電位より適正防食電位範囲に復帰した。
【００３２】
時刻ｔ３では、第１埋設配管２１１の排流点及び遠隔点の管対地電位はともに適正防食電位範囲内に復帰したため、第１埋設配管２１１の電気防食装置の制御点を遠隔点から通常の運転構成である排流点に設置された照合電極に復帰した（ｔ３時点）。
【００３３】
このように、第１埋設配管の排流点及び遠隔点の管対地電位が適正防食電位範囲を逸脱した時に、第２定電位自動制御直流電源装置の設定電位を貴方向に連続的に変化させることにより干渉状態を許容できる範囲内に解消することができる。
【００３４】
＜ハ＞定電位自動制御式電気防食システムの実施例２定電位自動制御式電気防食システムの実施例２を図５に示す。図５は、大型地上据置式タンク６と絶縁継手６３により絶縁されたタンク６の消火配管の埋設配管６４の両者に定電位自動制御直流電源装置４を適用したもので、据置式タンク６はタンク底板外周部に使用しているアニュラプレート６１には高張力鋼を使用していることから、−９００ｍＶと過防食電位が低く、また、タンク底板６２の内部は普通鋼材を使用しており、面積が大きいことから、腐食環境が一定せず、鋼の防食電位−７７０ｍＶに対し余裕を持った電位で管理を行う必要があった。このため、アニュラプレート部６１およびタンク底板６２の中央部の電気防食を別回路の定電位自動制御直流電源装置４により電気防食を行い、また、タンクの消火配管が管路の途中から埋設配管６４となるため、この埋設配管６４の定電位自動制御直流電源装置４の３施設が近接し設置されている。
【００３５】
このことから、３施設の定電位自動制御直流電源装置４は、通常期では干渉も無しに運転されるが、降水量の多い雨季には、それぞれの腐食環境に変化が見られ、アニュラプレート６１の防食状態で過防食電位である−９００ｍＶより卑な電位が確認されることがあり、定電位自動制御式電気防食装置を導入した。
【００３６】
この結果、アニュラプレート６１の電位が卑な電位に逸脱する状態に至った時に、自己の定電位自動制御直流電源装置４の通電電流が０（Ａ）であるにも関わらず、なお卑な電位である状態を改善するため、監視制御装置２から干渉源である、タンク底板６２の中央部および、埋設配管６４の定電位自動制御電源装置４の設定電位を貴に連続的に可変することによりアニュラプレート６１の高張力鋼の過防食状態を改善できた。
【００３７】
＜ニ＞定電位自動制御式電気防食システムの実施例３定電位自動制御式電気防食システムの実施例３は、図６に示す。図６には、大型海水熱交換器７とそれに接続する海水管の途中に設置されている、除貝装置７３および熱交換器細管連続洗浄装置のボール捕集器７５に対し、定電位自動制御電源装置４で電気防食を実施した例を示す。
【００３８】
実施例３では、除貝装置７３およびボール捕集器７５の構成部材の一部に二層ステンレス鋼を使用しており、また大型海水熱交換器は銅合金製の冷却管７０および鋼製の入口水室７１と出口水室７２で構成されているため、設定電位を−８００ｍＶで運転している。しかし、海水温度の下がる冬期には二層ステンレス鋼の適正防食電位を大きく逸脱し、しかも、入口水室７１と出口水室７２の定電位自動制御式電気防食装置の通電電流が除貝装置７３およびボール捕集器７４に流入することにより、除貝装置７３およびボール捕集器７４の定電位自動制御式電気防食装置は停止状態となり、かつ過防食状態に至った。
【００３９】
このため、除貝装置７３およびボール捕集器７５が過防食状態の状態に至った時に、入口水室７１と出口水室７２に対する定電位自動制御式電気防食装置の設定電位を貴方向に連続的に変化させることにより、除貝装置７３およびボール捕集器７５の電位をニ層ステンレス鋼の適正防食範囲で制御することが可能となった。
【００４０】
【発明の効果】
本発明は、次のような効果を得ることができる。
＜イ＞本発明は、場所によって防食状態が異なる防食対象物の防食状態を最良の状態に維持することができる。
＜ロ＞また、本発明は、複数の干渉防食対象物の防食状態を最良の状態に維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】定電位自動制御式電気防食システムの説明図
【図２】定電位自動制御直流電源装置の説明図
【図３】定電位自動制御式電気防食システムの実施例１の説明図
【図４】第１埋設配管と第２埋設配管の防食制御の電位経過図
【図５】定電位自動制御式電気防食システムの実施例２の説明図
【図６】定電位自動制御式電気防食システムの実施例３の説明図
【符号の説明】
１・・・定電位自動制御式電気防食システム
２・・・監視制御装置
２１・・防食対象物
２１１・第１埋設配管
２１２・第２埋設配管
３・・・定電位自動制御式電気防食装置
３１・・通電電極
３２・・照合電極
４・・・定電位自動制御直流電源装置
４０１・第１定電位自動制御直流電源装置
４０２・第２定電位自動制御直流電源装置
４１・・Ｄ／Ａコンバーター
４２・・制御回路
４２１・基準電源
４２２・設定電位調整器
４２３・比較器
４２４・ゲート信号発生器
４３・・マルチプレクサ
４４・・電流源
４４１・トランス
４４２・サイリスタ
５・・・遠隔電位測定装置
５１・・監視用照合電極
６・・・タンク
６１・・アニュラプレート
６２・・タンク底板
６３・・絶縁継手
６４・・消火配管の埋設配管６４
７・・・大型海水熱交換器
７０・・冷却管
７１・・入口水室
７２・・出口水室
７３・・除貝装置
７４・・循環水配管
７５・・ボール捕集器
Claims (6)
- 複数の防食対象物を電気防食する定電位自動制御式電気防食システムにおいて、各防食対象物に対して配置され、定電位自動制御直流電源装置と照合電極と通電電極とからなり、防食対象物の適正電位を維持するように制御する定電位自動制御式電気防食装置と、複数の定電位自動制御式電気防食装置を制御する監視制御 装置とを備え、監視制御装置は、被干渉防食対象物の電位が定電位自動制御式電気防食装置の制御能力を越えて適正防食電位範囲から逸脱した場合、被干渉防食 対象物の電位を適正防食電位範囲内に維持するように干渉防食対象物の定電位自動制御式電気防食装置の設定電位を制御する定電位自動制御式電気防食システムにおいて、干渉防食対象物の定電位自動制御式電気防食装置には重み付けがなされ、被干渉防食対象物の電位が適正防食電位範囲内に維持できない場合、重み付けの順に干渉防食対象物の定電位自動制御式電気防食装置を制御することを特徴とする、定電位自動制御式電気防食システム。
- 請求項１に記載の定電位自動制御式電気防食システムにおいて、定電位自動制御式電気防食装置は、設定電位を連続的に制御して通電電極と防食対象物間に流す電流を制御することを特徴とする、定電位自動制御式電気防食システム。
- 請求項１に記載の定電位自動制御式電気防食システムにおいて、遠隔用照合電極を有し、干渉防食対象物の干渉領域に配置する遠隔電位測定装置を備え、監視制御装置は、遠隔用照合電極の電位を通信手段を介して監視し、被干渉防食対象物の電位が定電位自動制御式電気防食装置の適正防食電位範囲から逸脱した場合、被干渉防食対象物の電位を適正防食電位範囲内に維持するように干渉防食対象物の定電位自動制御式電気防食装置を制御することを特徴とする、定電位自動制御式電気防食システム。
- 請求項１に記載の定電位自動制御式電気防食システムにおいて、定電位自動制御式電気防食装置は、定電位自動制御直流電源装置と複数の照合電極と通電電極とからなり、定電位自動制御式電気防食装置が一方の照合電極を利用して制御しても防食対象物の電位が適正防食電位範囲から逸脱した場合、照合電極を一方から他方へ切り換えて定電位自動制御式電気防食装置を制御して防食対象物の電位を適正防食電位範囲内に維持するように制御することを特徴とする、定電位自動制御式電気防食システム。
- 定電位自動制御直流電源装置と複数の照合電極と通電電極とからなり、防食対象物の電位を維持するように設定電位を連続的に制御して通電電極と防食対象物間に流す電流を制御する定電位自動制御式電気防食装置を備え、定電位自動制御式電気防食装置が一方の照合電極を利用して設定電位を連続的に制御しても防食対象物の電位が適正防食電位範囲から逸脱した場合、照合電極を一方から他方へ切り換えて定電位自動制御式電気防食装置の設定電位を連続的に制御して防食対象物の電位を適正防食電位範囲内に維持するように制御することを特徴とする、定電位自動制御式電気防食装置。
- 防食対象物を電気防食する定電位自動制御式電気防食システムにおいて、防食対象物に対して複数箇所に配置され、定電位自動制御直流電源装置と複数の照合電極と通電電極とからなり、防食対象物の電位を維持するように設定電位を連続的に制御して通電電極と防食対象物間に流す電流を制御する複数の定電位自動制御式電気防食装置と、複数の定電位自動制御式電気防食装置を制御する監視制御装置とを備え、監視制御装置は、一方の定電位自動制御式電気防食装置の防食範囲において防食対象物の電位が制御能力を越えて適正防食電位範囲から逸脱した場合、隣接する他方の定電位自動制御式電気防食装置の設定電位を連続的に制御して、一方の定電位自動制御式電気防食装置の防食範囲において防食対象物の電位を適正防食電位範囲内に維持することを特徴とする、定電位自動制御式電気防食システム。
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