JP4638635B2 - Sacrificial electrode and cathodic protection method - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、屋外機械設備、屋外建造物を防食するために用いられる犠牲電極及びそれを用いる電気防食方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の大気中の電気防食システムの概要を図4に示す。防食対象物3は、金属表面を塗装し、塗膜4上に絶縁物7を介して電気防食用電極1を正極、防食対象物3を負極として電源2とを導線5により結線する。金属は鉄等が使用される。金属表面が乾燥し、液膜が形成されない状態では防食電流が流れないが、乾燥状態では錆の発生がないために防食の必要性がない。
降雨等により塗装表面が濡れ、液膜6が形成された場合には錆が進展する状態になるが、液膜6を媒体として電気が流れて塗膜欠陥の錆の進展が防止されて塗膜の寿命が格段に長くなる。
【0003】
しかし、防食対象物3の近くに商用電源がない場合は、電源から電極設置部まで数百mも導線5を配線する必要があり、設置のためのコストが大幅に増加する。導線5が長くなると、導線5が途中で切れることも多くなり、防食効果を維持することが困難になる。また、防食対象物3の面積が広くなると、交流を直流に変換する電源の個数も多くなり、配線及び電源の設置コストが高くなる。
【0004】
このような課題を解決する方法として、図5に示すように、電源として太陽電池9と犠牲陽極8を組合せた特許が開示されている(特開平7−316850号公報)。本方法は、太陽が照射されている状態では太陽電池9により発電された電気により防食し、太陽が照射されない夜間や雨天時には切りかえスイッチ10により電源部を切りかえて犠牲陽極8の溶解により発生した電気により防食する方法である。本方法は、商用電源から遠く離れた防食対象物3においても長い導線5が必要なく防食が可能である。
【0005】
しかし、太陽電池9及び犠牲陽極8により発生する電圧は1〜2Vと低い。犠牲陽極8による電気防食が適用されている水中や土中のように塗膜4の表面に形成する水膜4が厚くて電気抵抗が低い場合は、数mの範囲の電気防食が可能である。一方、大気中の設備は、塗膜4表面に形成する液膜6の厚みが1〜100μmと薄くて電気抵抗が高くなり、防食可能範囲が数十cmの範囲しかなく、犠牲陽極8を多く設置する必要が生じて設置コストが増加する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
前記した従来の技術は、電源から遠い大気中の防食対象物へ電気防食をするには設置コストが距離に比例して増加するという問題点があった。そこで、本発明は、商用電源が無くとも広範囲で防食が可能な大気中の電気防食に用いる犠牲電極及び電気防食方法を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明の電気防食方法以下の通りである。
(1)電気防食に用いる犠牲電極において、陽極と絶縁板と陰極をこの順に複数重ね合わせた積層構造とし、絶縁物をはさむ陰極と陽極は導線で接続され、絶縁板間の陰極と陽極は電気的に接触していることを特徴とする犠牲電極、(2)導電性弾性体を介して、犠牲電極を上部から押圧しながら、防食対象物と固定する固定手段を有することを特徴とする(1)記載の犠牲電極、(3)金属製の防食対象物の表面を塗装し、塗装表面上に絶縁物を介して前記(1)又は(2)記載の犠牲電極を正極として設置し、防食対象物を負極として通電することを特徴とする電気防食方法である。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明を詳細に説明する。
犠牲電極1の構造を図1から図3に示す。陽極8、18、21と陰極17、20、23と遮断用絶縁物16、19、22はドーナッツ状の形状をして、円筒12の外側に交互に層状に重なり合っており、防食対象物3とは絶縁物7、電極25を介して台座15の上に設置している。電極25は犠牲電極の溶解により発生した電気を防食対象物3に供給するために用いる。円筒部12の下端は固定用ボルト11により防食対象物3に固定され、上端はネジの構造になっており、金属製のバネなどの導電性弾性体14、押さえ用平板15を介して、ナット13がネジ部に取り付けられている。ナット13を締め付けることにより、陽極8、18、21と陰極17,20、23と遮断用絶縁物16、19、22は防食対象物3に塗装された塗膜4上に固定される。
【0009】
最上部の陽極8は押さえ用平板15と接触しているため、図3に示すように表面に液膜6が形成すると電池を作り電位が発生する。押さえ用平板15は、導電性弾性体14、ナット13、円筒12、固定用ボルト11を介して防食対象物3と接しているため、犠牲陽極8は、防食対象物3より高い電位となる。
【0010】
同様に、陰極17と陽極18、陰極20と陽極21の間で電池を作り電位が発生するが、その各々は、遮断用絶縁物16、19、22により液膜6が遮断されているため独立した電池となる。そして、導線5により、遮断用絶縁物をはさむ陽極8と陰極17を、陽極18と陰極20を、陽極21と陰極23を接続することにより、電池の直列接続となり、陽極8、陽極18、陽極21となるに従い、電位がだんだん高くなる。
【0011】
電極1と防食対象物3の間で発生する電圧は陽極と陰極の枚数に比例して高くなり、通常の大気中環境に設置され表面を塗装した防食対象物3の場合は、1から20Vの範囲となる。防食対象物の表面に形成される液膜の抵抗が低いときに高い電圧を設定すると、電極の枚数が増えて電極が大きくなるだけでなく、電流が流れすぎて電極の周りで過防食となり塗膜の剥離が発生し、塗膜寿命を逆に短くしてしまう。一方、液膜の抵抗が高いときに、低い電圧に設定すると、電流が流れる防食範囲が狭くなり、架台全体を防食するには、多くの電極を設置する必要があり、設置コストが高くなる。陽極8と陽極18と陽極21の直接的な接触を防止するために円筒絶縁物24を設置し、円筒12と遮断されている。
また、導電性弾性体14を介して各部位を面接触しているため、陽極8、18、21が溶けて小さくなっても、確実に各部位を電気的に接触させることが可能となる。
【0012】
防食対象物3の材質は電気防食のしやすさと適用が多いため、鉄鋼材料であることが好ましい。
塗膜4の材料は、フェノール樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂等を使用できる。
電極1の材料は、アルミニウム、チタン等の導電性がある金属を使用できる。
固定用ボルト11、円筒12、ナット13、導電性弾性体14、押さえ用平板15の材質は、導電性があり、犠牲陽極より溶解しにくく、かつ強度がある必要があるため、鉄、ステンレス、チタン等の材料を使用できる。
陽極8、18、21の材料は、アルミニウム、マグネシウム、亜鉛を主成分とした合金等を使用できる。
陰極17、20、23の材料は、陽極の材料より貴である金属である鉄、ステンレス、銅等が使用できる。
絶縁物7、遮断用絶縁物16、19、22、円筒絶縁物24はゴム、樹脂、セラミックス等を使用できる。
電極1と防食対象物3の接続は、図1から図2に示すようにボルト11である必要はなく、溶接でも防食が可能である。
【0013】
【実施例】
実施例として、4層構造の犠牲電極を図1から図2に示す。鋼製防食対象物3の表面はエポキシ樹脂で厚さ0.3mmに塗装され、塗膜4上にゴムからなる外径80mm、内径10mm、厚さ3mmの絶縁物7を介して外径80mm、内径30mm、厚さ10mmの電極25を設置した。電極25の材料は、外径80mm、内径30mm、厚さ10mmの陽極8、18、21と同じ材料のマグネシウム電極とし、ネジ部の外径8mm、長さ30mmの固定用ボルト11、外径20mm、内径15mmの円筒12、ネジ内径20mm、厚さ10mmのナット13、内径30mm、厚さ20mmの導電性弾性物14、外径80mm、内径30mm、厚さ5mmの押さえ用平板15、外径80mm、内径30mm、厚さ5mmの陰極17、20、23の材質はステンレスとした。導電性弾性体14はバネ構造とし、絶縁物7、外径120mm、内径30mm、厚さ5mmの遮断用絶縁物16、19、22、円筒絶縁物24の材質はゴムとして、遮断用絶縁物16の先端は液膜6が遮断されやすいように先端の断面が10度の鋭角な構造とした。
【0014】
上記の電極25と陰極23、陽極21と陰極20、陽極18と陰極17、陽極8と押さえ用平板15の間で電位が発生して、導線5により直列に接続することにより4倍もの電位が、電極25と防食対象物3の間で発生し、2から3mの範囲の電気防食が可能となった。
一方、比較例として、図4に示す1層構造の犠牲電極とし、材質、寸法は実施例と同じものを適用しようとした場合、0.6から1mの範囲の防食しかできなくなった。
【0015】
【発明の効果】
本発明に係る犠牲電極を積層として遮断用絶縁物により液膜を遮断することにより、簡単な構造で高い電位を得ることができ、商用電源からの距離が遠い設備に対しても、安価に安定した防食が可能となる。また、ネジと導電性の弾性体を組み合わせ締め付ける構造とすることにより、犠牲陽極が溶損しても各部を十分な力に接触させることが可能となり安定した電位を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の犠牲電極の断面図の例である。
【図2】本発明の犠牲電極の平面図の例である。
【図3】本発明の犠牲電極に液膜が形成されたときを示す断面図である。
【図4】従来の大気中電気防食方法の概略を示す図である。
【図5】従来の太陽電池と犠牲電極を組合せた大気中電気防食方法の概略を示す図である。
【符号の説明】
1 :犠牲電極 2 :直流電源
3 :防食対象物 4 :塗膜
5 :導線 6:液膜
7 :絶縁物 8 :陽極
9 :太陽電池 10:切りかえスイッチ
11:固定用ボルト 12:円筒
13:ナット 14:導電性弾性体
15:押さえ用平板 16:遮断用絶縁物
17:陰極 18:陽極
19:遮断用絶縁物 20:陰極
21:陽極 22:遮断用絶縁物
23:陰極 24:円筒絶縁物
25:電極[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a sacrificial electrode used for anticorrosion of outdoor mechanical equipment, outdoor buildings, and an anticorrosion method using the same.
[0002]
[Prior art]
An outline of a conventional cathodic protection system in the atmosphere is shown in FIG. The
When the paint surface gets wet due to rain or the like and the
[0003]
However, when there is no commercial power supply near the
[0004]
As a method for solving such a problem, as shown in FIG. 5, a patent that combines a
[0005]
However, the voltage generated by the
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
The above-described conventional technique has a problem that the installation cost increases in proportion to the distance in order to perform the anticorrosion to the anticorrosion target in the atmosphere far from the power source. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a sacrificial electrode and an anticorrosion method used for atmospheric anticorrosion that can prevent corrosion in a wide range without a commercial power source.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The cathodic protection method of the present invention is as follows.
(1) The sacrificial electrode used for cathodic protection has a laminated structure in which a plurality of anodes, insulating plates and cathodes are stacked in this order, and the cathode and anode sandwiching the insulator are connected by a conductive wire, and the cathode and anode between the insulating plates are electrically connected. (2) It has a fixing means for fixing the sacrificial electrode to the anticorrosive object while pressing the sacrificial electrode from above via the conductive elastic body ( The sacrificial electrode according to 1), (3) the surface of a metal anticorrosion object is coated, and the sacrificial electrode according to (1) or (2) is installed as a positive electrode on the coated surface via an insulator, It is an anticorrosion method characterized by energizing an object as a negative electrode.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The present invention is described in detail below.
The structure of the sacrificial electrode 1 is shown in FIGS. The
[0009]
Since the
[0010]
Similarly, a battery is formed between the
[0011]
The voltage generated between the electrode 1 and the
Further, since each part is in surface contact via the conductive
[0012]
The material of the
As the material of the
As the material of the electrode 1, a conductive metal such as aluminum or titanium can be used.
The material of the fixing bolt 11,
As the material of the
As the material of the
As the
The connection between the electrode 1 and the
[0013]
【Example】
As an example, a sacrificial electrode having a four-layer structure is shown in FIGS. The surface of the
[0014]
A potential is generated between the
On the other hand, when a sacrificial electrode having a single-layer structure shown in FIG. 4 was used as a comparative example and the same material and dimensions as those in the example were applied, only corrosion prevention in the range of 0.6 to 1 m could be achieved.
[0015]
【The invention's effect】
By blocking the liquid film with a blocking insulator using the sacrificial electrode according to the present invention as a laminate, a high potential can be obtained with a simple structure, and it is stable at low cost even for equipment far from the commercial power source. Corrosion protection is possible. Further, by adopting a structure in which a screw and a conductive elastic body are combined and tightened, each portion can be brought into contact with a sufficient force even if the sacrificial anode is melted, and a stable potential can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an example of a sectional view of a sacrificial electrode of the present invention.
FIG. 2 is an example of a plan view of a sacrificial electrode of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a liquid film formed on the sacrificial electrode of the present invention.
FIG. 4 is a diagram showing an outline of a conventional atmospheric anticorrosion method.
FIG. 5 is a diagram showing an outline of an atmospheric anticorrosion method combining a conventional solar cell and a sacrificial electrode.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1: Sacrificial electrode 2: DC power supply 3: Corrosion prevention target object 4: Coating film 5: Conductor 6: Liquid film 7: Insulator 8: Anode 9: Solar cell 10: Changeover switch 11: Fixing bolt 12: Cylinder 13: Nut 14: Conductive elastic body 15: Flat plate for pressing 16: Insulating insulator 17: Cathode 18: Anode 19: Insulating insulator 20: Cathode 21: Anode 22: Insulating insulator 23: Cathode 24: Cylindrical insulator 25 :electrode
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