JPH04120284A

JPH04120284A - 防食構造物

Info

Publication number: JPH04120284A
Application number: JP24154890A
Authority: JP
Inventors: Ryuzo Kano; 加納　竜三; Akihito Ata; 阿多　昭仁; Ikuo Yamamoto; 山本　郁雄; Yoshimasa Imakita; 今喜多　美方; Yukihiro Sone; 幸宏曽根; Juichi Tomura; 戸村　寿一
Original assignee: NAKAGAWA BOSHOKU KOGYO KK; Nakagawa Corrosion Protecting Co Ltd; Osaka Gas Co Ltd
Current assignee: NAKAGAWA BOSHOKU KOGYO KK; Nakagawa Corrosion Protecting Co Ltd; Osaka Gas Co Ltd
Priority date: 1990-09-11
Filing date: 1990-09-11
Publication date: 1992-04-21
Also published as: JPH0480118B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、たとえば海水中に設けられている鋼管から成
る杭などの防食構造物に関する。

従来の技術典型的な先行技術は、このような杭などの金属製被防食
物体の一部を研磨して、その研磨された部分に防食のた
めの被覆層を形成し、経年後、その被覆層を取外して、
前記研磨された部分の発錆の有無を目視観察する。

このような先行技術は、防食状態を確認するために、被
覆層を一旦、取外さなければならず、作業が面倒である
。このような被覆層を取外す作業およびその後の被覆層
を補修する作業は、被防食物体が海水などの水中に設け
られているときには、作業性が悪く、安全性に劣り、ま
た作業の信頼性に欠ける。

またこのような先行技術では、被防食物体の多数の場所
て防食状態の確認をすることが困難であり、その管理範
囲は、たとえば１点である。

他の先行技術は、金属製被防食物体の表面に、重量を予
め測定した上記被防食物体と同種の金属製試験片を取付
け、その後、被防食物体と試験片とを防食するために被
覆層で覆い、経年後、被覆層を取外して、前記試験片を
取出し、その試験片の重量を測定し、試験片の減量を計
算する。この減量の計算値から、被防食物体の防食状態
を確認する。このような先行技術は、前述の先行技術と
同様な問題があるとともに、さらに、試験片の取付けお
よび保全に相当な費用を要するばかりでなく、防食状態
を常時確認することができなかった。

発明が解決すべき課題本発明の目的は、被防食物体を被覆、している被覆層を
破壊することなしに、防食状態を常時確認することがで
き、また広い範囲にわたって容易に防食状態の確認を行
うことができ、作業性が良好であり、安価な防食構造物
を提供することである。

課題を解決するための手段本発明は、金属製被防食物体の外周に、電気絶縁性第１
被覆層を形成し、第１被覆層の外側に、電気絶縁性第２被覆層を形成した
防食構造物において、第１被覆層と第２被覆層との間に、導電性のリード線付
き電極を配置し、かつもう一方のリード線を金属製被防
食物体に接続し、被防食物体とｔｉとの間の電気的特性を測定することに
よって被防食物体の防食状態を確認できるようにしたこ
とを特徴とする防食構造物である。

また本発明は、電極は、被防食物体とは異なる金属から
成り、被防食物体と電極との電位差によって発生する電流を測
定することを特徴とする。

また本発明は、電極は被防食物体と同一金属から成り、被防食物体と電極との間のコンダクタンスを測定するこ
とを特徴とする。

作　　用本発明に従えば、金属製被防食物体、たとえば鋼管など
から成る水中に設けられた杭などの外周に、防食のため
の電気絶縁性第１被覆層を形成し、この第１被覆層の外
側にさらに、防食を確実にし、かつ第１被覆層を保護す
るための電気絶縁性の第２被覆層を形成した防食構造の
防食状態の確認方法であって、第１被覆層と第２被覆層
との間に導電性の電極を配置し、この被防食物体と電極
との間の第１被覆層の電気的特性を測定する。したがっ
て第１および第２被覆層を破壊することなく、常時防食
状態を確認することができ、腐食の兆しを評価すること
ができ、腐食の事前予知が可能になる。

前記電極は被防食物体とは異なる金属から成り、したが
って水などが第２被覆層からさらに第１被覆旭に浸透し
たとき、被防食物体と電極との間で電池が形成される。

したがってこの被防食物体と電極との間の電流を測定す
ることによって、防食状態の確認を行うことができる。

また本発明に従えば、電極は、被防食物体と同一金属か
ら成り、被防食物体と電極との間の交流電力供給時のコ
ンダクタンスを測定することによって、被防食物体の防
食状態の確認を行うことができる。

実施例第１図は、本発明の一実施例の断面図であり、第２図は
第１図の切断面線■−■から見た一部の断面図である。

海水３５には軟鋼製の鋼管などである鋼製被防食物体２
の外周面には、電気絶縁性第１被覆層４が形成される。

この第１被覆層４は、粘着性を有し、被防食物体２の外
周面に密着し、その物体２に水が接触することを防ぐ、
この第１被覆層４は、たとえば防錆コンパウンドを不織
布に含浸させた構成を有し、防錆コンパウンドの組成は
たとえば、ペトロラタム、インヒビターなどから成るペ
トロラタム系防食材料などであり、不織布は、たとえば
ポリエステル繊維などから成る。

第１被覆層４の外側には５導電性のたとえば金属から成
る電極５が配置される。第１巌覆層４と電極５との外側
には、電気絶縁性の第２被覆層６が形成される。この第
２被覆層６は緩衝性、すなわち弾力性を有する材料、た
とえば発泡ポリエチレンなどから成り、第１被覆層４と
電極５とを外力から保護するとともに、水の侵入を防ぐ
。

第２被覆層６の外周は、保護層７によって被覆される。

この保護層７は、たとえばガラス繊維強化プラスティッ
ク（略称ＦＲＰ）から成り、堅固で強度および耐久性に
富む。この保護層７は、後述の第６図に示されるように
、たとえば半割り状となっており、フランジ２６が耐食
性のボルト２７およびナツト２８を用いて保護層７が第
２被覆層６を締付けて固定される。

海水３５の海面よりも上方には電気的特性を測定する測
定手段８が設けられる。この測定手段８は、各端子９．
１０を有し、一方の端子９にはリード線であるライン１
１およびスイッチ１２を介して電極５が接続され、他方
の端子１０には被防食物体２がリード線であるライン１
３を介して接続される。なお、電極５の形状が板状の場
合は、第１被覆層に接する面以外を絶縁テープ、絶縁塗
料などによる絶縁処理することが好ましい。

を極５は、被防食物体２である鋼の電位よりも電極電位
が卑である金属、たとえば亜鉛などから成る。測定手段
８は直流電流計であり、端子９はその直流電流計の負の
端子であり、もう１つの端子１０は正の端子である。保
護層７から第２および第１被覆層６．４内に海水が侵入
し、第１被覆層４に海水が浸透し、その第１被覆層４の
電気絶縁性が低下すると、亜鉛から成る電極５と、鋼か
ら成る被防食物体２との間に、電位差が発生して電池が
構成される。したがってスイッチ１２を閉じると、電極
５と被防食物体２との間に電流が流れ、その電流が測定
手段８によって計測される。

このようにして電極５と被防食物体２とを電位が異なる
金属で構成することによって、第１被覆層４に海水が浸
透したとき電池が構成され、上述のように電極５と被防
食物体２との間に流れる電流を測定することができ、こ
の電流の大小は防食のための第１被覆層４の電気絶縁性
能の大小によって決まる。一方、第１被覆層４の電気絶
縁性能は、防食性能と比例し、さらに被防食物体２の防
食状態と比例するので、その第１被覆層４の電気絶縁性
能の大小から、すなわち測定手段８によって測定される
電流値の大小から、被防食物体２の防食状態の劣化など
の大小を判断することができる。

第３図は、本件発明者の実験に用いられる装置の断面を
示している。電気絶縁性である合成樹脂製水槽１内には
、軟鋼などの鋼管から成る杭である被防食物体２が設け
てあり、水槽１内には海水などの水３が貯留され、被防
食物体２は、この水３に部分的に浸漬されている。

第４図は、本件発明者の実験結果を示すグラフである。

第４図の横軸は、電極５と被防食物体２との間の測定手
段８によって測定される電流値を、その電極５の被防食
物体２表面に臨む面積で除した電流密度を示す。第４図
の縦軸は、防食率Ｐを示す。

この実験のために被防食物体２の表面には、被防食物体
２と同一材料から成る防食性能試験片１５を、電気絶縁
層を介して配置し、この試験片１５の重量減による腐食
量をＢとする。水３内に無防食試験片１４が浸漬される
。試験片１４．１５は同一寸法形状を有し、被防食物体
２と同一材料から成り、たとえば軟鋼から成る。試験片
１４の腐食量をＡ（ｇ）とする。

防食率Ｐは、第１式で示される。

この第３図の実験を行うにあたり、第１被覆層４を構成
する不織布に含浸させる粘着性および電気絶縁性を有す
る防錆コンパウンドの量を零から段階的に増加させると
ともに、保護層７の締付は程度を全く締付けない状態か
ら充分に締付けた状態まで段階的に変化して各種の防食
性能の差を有する試験体を作成し、第３図で示される上
述の構成において防食試験を行う。

この第４図において、電流密度と防食率Ｐとの関係は回
帰直線ａで示されている。この回帰直線ａの下および上
の曲線ａｌ、ａ２は、電流密度と防食率Ｐとの関係の９
５％信頼限界であり、したがって信頼率９５％で電流密
度と防食率Ｐとを関連させた測定値は、これらの曲線ａ
ｌ、ａ２に囲まれた範囲に含まれることになる。このよ
うにして電極５と被防食物体２との間の電流を測定する
ことによって、その電流密度を求め、こうして求められ
た電流密度の値から第４図の上方に立上げた直線が、信
頼限界の下限および上限の曲線ａ１ａ２と交わる所の縦
軸の数値が、防食率Ｐの範囲であると判断することがで
きる。たとえば電流測定結果による電流密度が０．１ｍ
Ａ／ｃｍ”であるときには、第４図の破線で示すように
直線を立上げ、回帰直線ａならびにその９５％信頼限界
の下限および上限を示す曲線ａｌ、ａ２との交点を求め
、その交点に相当する防食率Ｐを縦軸から読取ると、防
食率Ｐの平均値は９０％、下限値は８４．１％、上限値
は９５．９％となる。このようにして第４図に示される
グラフを用いて、防食状態の確認を行うことができる。

第４図では、電極５と被防食物体２との間の電流値を、
電極５が第１被覆層４に臨む面積で除した単位面積１ｃ
ｍ２あたりの電流密度で表示しである。したがって被防
食物体２がたとえば大形鋼構造物の場合であって、それ
に応じて電極５の面積を大きくしたときであっても、測
定手段８によって測定した電流値を電極５の面積で除し
て電流密度に換算することによって、第４図を用いて防
食率Ｐを判断することができる。

このような第４図の実験結果によれば、電流密度と防食
率Ｐとの相関係数は−０，９７であり、強い負の相関が
あり、電流密度と防食率Ｐとはほぼ直線的な比ＰＪ関俤
にあることが判る。

本発明の他の実施例を述べる。この実施例は第１図およ
び第２図の実施例に類似するけれども、電極５は、被防
食物体２と同一材料から成り、たとえば軟鋼である。測
定手段８は、交流電源を用いるコンダクタンス測定手段
である。試験片１４゜１５は、被防食物体２と同一材料
である軟鋼から成り、これらの試験片１４．１５は、同
一寸法形状を有する。その他の構成は、前述の実施例と
同様である。測定手段８におけるコンダクタンス測定の
ために用いられる交流電源の周波数はたとえば１ｋＨｚ
である。保護層７、第２被覆層６および第１被覆層４の
内部に海水が侵入することによって、第１被覆層４に海
水が浸透すると、その第１被覆層４の電気絶縁性が低下
し、コンダクタンスが増加する。スイッチ１２を閉じる
と、測定手段８によって電極５と被防食物体２との間の
コンダクタンスを計測することができる。このコンダク
タンスの大小は、第１被覆層４の電気絶縁性能の大小に
よって決まる。一方、第１被覆層４の電気絶縁性能は、
防食性能と比例し、さらに被防食物体２の防食状態と比
例するので、第１被覆層４の電気絶縁性能の大小、すな
わちコンダクタンスの大小から、被防食物体２の防食状
態の劣化などの沃゛小を判断することができる。

第５図はこのようにして、本件発明者の実験によるコン
ダクタンスの単位面積あたりの値と防食率Ｐとの実験結
果を示すグラフである。この実験を行うにあたり、第１
被覆層４を構成する不織布に含浸させる粘着性および電
気絶縁性を有する防錆コンパウンドの量を零および段階
的に増加させるとともに、保護層７の締付は程度を、全
く締付けない状態から充分に締付けを行った状態まで段
階的に差を付けた各状態とを組合わせて、防食性能の差
を有する試験体を作成する。この試験体を用いて、第１
図および第２図の構成において、測定手段８を用いてコ
ンダクタンスを測定する。これと同時に、試験片１５の
重量減を測定し、また同時に水槽１の水３に浸漬しであ
る無防食試験片１４の重量減とを比較して防食率Ｐを前
述の第１式のとおり算出する。試験片１４．１５は同一
寸法形状を有し、被防食物体２と同一材料、この実施例
では軟鋼から成るものとする。

このようにして単位面積あたりのコンダクタンスと防食
率Ｐとの関係を示す回帰直線すが得られ、その下および
上の各曲線ｂｌ、ｂ２は、コンダクタンスと防食率Ｐと
の関係の９５％信頼限界である。信頼率９５％でコンダ
クタンスと防食率Ｐとを関連させた測定値は、これらの
曲線ｂｌ、ｂ２に囲まれた範囲に含まれることになる。

このようにしてｔ８ｉ５と被防食物体２との間のコンダ
クタンスを測定すれば、第５図で、単位面積あたりのコ
ンダクタンスの値から第５図の上方に立上げた直線が信
頼限界の下限の曲線ｂ１と上限の曲線ｂ２とが交わる所
の縦軸の数値が防食率Ｐの範囲であると判断することが
できる。たとえばコンダクタンス測定値に基づく単位面
積あたりのコンダクタンスが１１．３ｍＳ／ｃｍ２であ
ったときには、第５図の破線で示すように、この値を延
長して回帰曲線すならびにその９５％信頼限界下限およ
び上限を示す曲４ｔｂｌ、ｂ２との交点を求め、その交
点に対応する防食率Ｐを縦軸から読取ると、防食率Ｐの
平均値は９０％、下限値は８７．６％、上限値は９２．
４％となる。

なお第５図では、電極５と被防食物体２との間の実際に
測定したコンダクタンス測定値を、電極５の第１被覆層
４に臨む面積で除した単位面１’１１ｃｍ２あたりのコ
ンダクタンス値で表示しである。

したがって被防食物体２がたとえば大形鋼構造物の場合
であって、それに応じて電極５の面積を大きく設定した
ときてあっても、測定したコンダクタンス値を、その＠
、電極の面積で除して単位面積当りのコンダクタンス値
を求めることによって、第５図を用いて防食率Ｐを判断
することができる。

第５図から単位面積あたりのコンダクタンスと防食率Ｐ
との相関係数は−０，９９であり、強い負の相関があり
、単位面積当りのコンダクタンスと防食率とはほぼ直線
的な比例間係にあることが判る。

第６図は、本発明の他の実施例の側面図である。

海水３５には、軟鋼である鋼管から成る杭１６゜１７が
打込まれ、各杭１６，１７の頭部にコンクリート部材３
２を打設して、水上構造物が構成される。この杭１６．
１７には防食構造１９．２０が施される。この防食構造
１９．２０は、海水３５の水面の干満部および飛沫部に
わたって上下に延びて設けられる。

第７図は第６図に示される防食構造１９の側面図であり
、第８図は第７図の切断面線■−■から見た断面図であ
る。鋼管である杭１６には、第１被覆層２１が形成され
る。この第１被覆層２１は電気絶縁性であり、かつ粘着
性を有し、前述の第２図に示される第１被覆層４と同様
な組成を有する。この第１被覆層２１上には、第７図に
示されるように周方向（第７図の左右方向）に分断され
、かつ軸線方向（第７図の上下方向）にずれて配置され
る複数の電極２２が設けられる。こうしてこれらの電極
２２は、杭１６の全周にわたって、第１被覆層２１上に
配置される。この実施例では、ｔｌｉｉ２２は杭１６の
全周にわたって合計８側設けられ、そのうちの半周分の
４個が第７図に示されている。

電極２２と第１被覆層２１上には、電気絶縁性の第２被
覆層２３が形成される。第２被覆層２３は、前述の第６
図に示される第２区の第２被覆層６と同様な組成を有す
る。第２被覆層２３の外周には半割り状の一対の保護層
２４が被・覆される。

この保護層２４は、軸線方向に延びかつ半径方向外方に
突出したフランジ２６を有し、このフランジを挿通する
耐食性ボルト２７に耐食性ナツト２８が螺合して、保護
層２４は第２被覆層２３上で締付けられる。保護層２４
は、前述の第２図における保護層７と同様な組成を有し
、ＦＲＰから成る。保護層２４の内面には、第２被覆層
２３が貼着され、この第２被覆層２３の内面下部に、前
述のようにして電極２２が貼着される。このようにして
、保護層２４と半割り状となった第２被覆層２３と電極
２２とが組合わされた状態で、杭１６の外周に被覆され
ている第１被覆層２１の外側にボルト２７とナツト２８
とによって締付けて固定される。

電極２２には可撓性の絶縁被覆層を有するリード線２９
が個別的に接続され、このリード線２９は、電気絶縁性
合成樹脂から成る電線管３０を挿通して、カバー２４の
上部から取出され、桟橋１８の上部に設けられた測定手
段３１に接続される。

電線管３０は、フランジ２６付近で第２被覆層２３と保
護層２４との間に配置される。

もう１つの防食構造２０に関してもまた同様な構成とな
っており、対応する部分には同一の数字に添え字ａを付
して示す。

防食構造１９に関連して設けられている電極２２は、亜
鉛から成り、測定手段３１によって、杭１６と電極２２
との間の電流が測定され、この測定手段３１は直ｉｔ流
計である。もう１つの防食構造２０に関連して設けられ
ている電極２２ａは、杭１７と同一材料である軟鋼から
成り、測定手段３１ａは、杭１７と電極２２ａとの間の
コンダクタンスを測定し、この測定手段３１ａは交流コ
ンダクタンス測定手段である。

第１表は第６図〜第８図の実施例における本件発明者の
実験結果を示す。

二の実験結果によれば、測定手段３１によって測定され
る電流値は、３力月および１年の経年後においても零で
ある。また杭の１年後における防食率は８７〜１００％
の範囲であると判断することができる。コンダクタンス
の測定値は、００９〜１１．２７Ｘ１０−３ｍＳ／ｃｍ
２の範囲であって、この結果を前述の第５図のグラフを
用いて防食率を求めると、１年後の防食率は、８９〜９
８％の範囲にあるものと判断することができる。

このようにして杭１６．１７の防食率を知ることができ
る。

本発明は、杭１６．１７だけでなく、その他の金属製被
防食物体の防食状態の確認のために広範囲に実施するこ
とができる。測定手段８，３１゜３１ａは、電流および
コンダクタンスを測定するだけでなく、その他の電気的
特性を測定するようにしてもよい。

発明の効果以上のように本発明によれば、金属製被防食物体の外周
に形成された電気絶縁性第１被覆層と電気絶縁性第２被
覆層との間に導電性の電極を配置し、被防食物体と電極
との間の第１被覆層の電気的特性を測定するようにした
ので、被防食物体の防食状態を常時確認することができ
、腐食の兆しを評価することができ、また腐食の事前予
知が可能になり、こうして防食状態をいずれも確認する
ことができ、さらにまた被防食物体が設けられている危
険な場所、たとえば水中などに作業者が近付くことなし
に、たとえば地上から、そのような電気的特性を測定す
ることができるので、作業性が容易であり、また安全性
に優れている。

しかもこの第１および第２被覆層を破壊することなく防
食状態の確認を行うことができ、この点でもまた作業性
が優れている。

さらにまた電気的特性の程度によって、腐食の事前評価
を段階的または連続的に行うことができ、しかも第１被
覆層の防食被覆性能の劣化状態もまた確認することがで
きる。さらにまたこのような電極を多数の個所に配置す
ることによって、多点での防食状態の管理を行うことが
でき、その管理範囲を広くすることが容易に可能である
。

さらにまたこのような電極を第１被覆層と第２被覆層と
の間に介在することによって、長期間にわたる防食状態
の確認を行うことができるので、安価な費用で、そのよ
うな確認を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の断面図、第２図は第１図の
切断面線■−■から見た一部の断面図、第３図は本件発
明者の実験に用いられる断面図、第４図は本件発明者の
実験結果の電流密度と防食率Ｐとの関係を示すグラフ、
第５図は単位面積あたりのコンダクタンスと防食率Ｐと
の関係を示す本件発明者の実験結果を示すグラフ、第６
図は本発明の他の実施例の側面図、第７図は第６図の防
食構造１９を示す側面図、第８図は第７図の切断面線■
−■から見た断面図である。２・・・被防食物体、３，１５・・海水などの水、４゜
２１−・第１被覆層、５，２２．２２ａ・電極、６２３
・・・第２被覆層、７．２４・・保護層、１４．１５　
・試験片、〕測定手段

Claims

【特許請求の範囲】

（１）金属製被防食物体の外周に、電気絶縁性第１被覆
層を形成し、第１被覆層の外側に、電気絶縁性第２被覆
層を形成した防食構造物において、第１被覆層と第２被
覆層との間に、導電性のリード線付き電極を配置し、か
つもう一方のリード線を金属製被防食物体に接続し、被
防食物体と電極との間の電気的特性を測定することによ
つて被防食物体の防食状態を確認できるようにしたこと
を特徴とする防食構造物。
（２）電極は、被防食物体とは異なる金属から成り、被
防食物体と電極との電位差によつて発生する電流を測定
することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の防食
構造物。
（３）電極は被防食物体と同一金属から成り、被防食物
体と電極との間のコンダクタンスを測定することを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載の防食構造物。