JPH0431029B2

JPH0431029B2 -

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Publication number: JPH0431029B2
Application number: JP62119568A
Authority: JP
Priority date: 1987-05-16
Filing date: 1987-05-16
Publication date: 1992-05-25
Also published as: JPS63286592A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、各種金属や合金類の防食用電極、特
に土中に埋設された金属並びにコンクリート中の
鉄筋や鉄骨等の陰極防食に使用する堅牢で取扱い
の容易な防食用陽極に関する。

（従来技術とその問題点）従来から土中及びコンクリート中等にある金属
部材や金属配管の腐食を防止するために、防食塗
装により絶縁部材等を環境から隔離する方法が採
用されているが、該塗装のみでは長時間経過によ
るピンホールの発生や塗料成分の変化等による金
属の露出がしばしば生じ完全な防食を行うことが
できなかつた。

防食を完全にするために近年では電気防食が採
用され、該電気防食は例えば鉄等の防食されるべ
き金属が負に分極することにより安定化すること
に基づく防食方法であり、この状態が続く限り防
食作用が継続するため、非常に重要な防食手段で
ある。

現在行われている電気防食法は大別して、流電
防食と陰極電気防食の２種類があるが、前者は犠
牲陽極を使用し該犠牲陽極がみずから溶解して被
防食金属を負極として安定させる方式であるた
め、陽極の定期的な交換を必要とし煩雑な保守作
業が必要となるという欠点がある。一方後者の陰
極電気防食は不溶性陽極を使用して被防食金属と
の間に直流電源を接続し電気分解を行うことによ
り前記被防食金属を負に維持して安定化させるも
のである。該陰極電気防食は電源を停止しない限
り防食作用が継続するという長所があり設備的に
大がかりになるという欠点を有するにもかかわら
ず広く採用されている。

該陰極電気防食は使用する陽極の材料等の面で
改良が続けられているが、電極と該電極に通電す
るための導線とが別個に製造され、所定箇所への
設置に際しても該設置を別々に行わなければなら
ず、かつ該設置が通常長距離に亘りあるいは広大
な面積に亘るためその工事量が莫大なものにな
り、しかも設置時の前記電極と導線との接続が不
十分であるとその部分に腐食が生じ易くなるとい
う欠点がある。

又該電極は通常そのまま土中等に設置されるの
ではなく、バツクフイル材と呼ばれる炭素質導電
物質層をその周囲に被覆されて土中に設置され
る。該バツクフイル材を介在させるのは、該バツ
クフイル材の使用により陽極表面の電流分布を均
一に保つと同時に安定した通電を可能にするため
であるが、該バツクフイル材の使用により陽極表
面で電解反応により生成したガスが土中又は大気
中へ十分に放散されないためガス層を形成して通
電を困難又は不能にして短時間の使用で電圧上昇
を来してしまうことがある。これを回避するため
に従来は陽極の軸方向に添つて土中又は大気中に
開放された多孔質パイプを前記陽極に平行に設置
し、前記ガスを土中又は大気中に放散するように
している。しかし前記パイプの設置を施工現場で
行うことは熟練を要し作業者に前記した導線と電
極との接続に加えてより以上に手間の掛かる作業
を強いることになり、より簡単に施工できる防食
用電極が望まれている。

（発明の目的）本発明は叙上の問題点を解決するために為され
たもので、電気防食、特に土中における防食に使
用する十分な耐久性と施工及び保守の容易性を合
わせ持つ防食用電極を提供することを目的とす
る。

（問題点を解決するための手段）本発明は、第１に所要箇所に通電用導線が接続
された不溶性電極の周囲の長さ方向の少なくとも
一部に炭素質導電物質を被覆して成り、前記電極
と前記炭素質導電物質層の界面で発生するガスを
前記電極及び前記炭素質導電物質層外へ誘導する
ための誘導路を形成した防食用電極において、前
記該誘導路が前記炭素質導電物質層に電極とほぼ
平行に穿設された１又は２以上の通孔である防食
用電極であり、第２に前記防食用電極の形状を複
数の通孔が設けられた筒状とし、誘導路を前記通
孔及び前記筒状電極の内部とした防食用電極であ
る。

以下本発明を詳細に説明する。

本発明では不溶性電極を使用するが、該電極は
筒状電極でも棒状電極もよく、該電極は設置現場
において粗雑に取扱われがちであるため、該取扱
いに耐え得る材料で形成されることが必要であり
かつ十分な耐食性を必要とするので、耐食性金
属、例えばチタン、ジルコニウム、ニオブ、タン
タル等の弁金属又はこれらの金属を主成分とする
合金を基材とすることが望ましい。そして該耐食
性金属上へ、その少なくとも一部が電極活性物質
である例えば白金族金属及び／又はその酸化物を
被覆して電極とする。該白金族金属及びその酸化
物は、Pt、Ir、Os、Pd、Ru、Rh又はこれらの酸
化物であればいずれでもよいが、耐久性の面で酸
化イリジウム（IrO₂）を含む被覆を使用すること
が最も好ましく、表面が堅牢で傷が付き難い電極
を製造することができる。

例えば電解による白金と酸化イリジウムの消耗
度を加速条件下、希硫酸中、電流密度1.5A／cm²
において比較すると、前者は１〜10mg／KAHで
あるのに対し、後者では0.1〜0.01mg／KAHであ
り、これらはいずれも従来から使用されているフ
エライトその他の電極材料よりも遥かに長寿命で
ある。

本発明では、前記電極の周囲の長さ方向の少な
くとも一部に炭素質導電物質層を被覆する。該炭
素質導電物質は前述した通り電極表面の電流分布
を均一に保つと同時に安定した通電を可能にす
る。該炭素質導電物質は通常のバツクフイル材と
同等のものを使用できるが、特にピツチ系多孔質
炭素であることが望ましく、その充填率及び被覆
厚は用途に応じて決定すればよく、通常はそれぞ
れ10〜50％及び５〜50mm程度である。又該炭素質
導電物質層の形成に際しては炭素のみ使用して成
形を行うことが困難であるため、バインダーとし
て樹脂、特に比較的低温で分解するフエノール樹
脂を添加することが好ましい。

上記した炭素質導電物質層を被覆した電極の製
造法は特に限定されるものではないが、例えば前
記不溶性電極の周囲にフエノール樹脂と炭素粒子
との混練物を押出成形、塗布等により付着させ乾
燥のみ、もしくは乾燥と焼成を併用して製造する
ことができる。

このようにして製造した炭素質導電物質層を有
する防食用電極の使用により電極表面で電解反応
により生成したガスが土中又は大気中へ十分に放
散されず通電を困難又は不能にしてしまうことが
ある。

本発明ではこのようなガスを効率良く前記炭素
質導電物質層又は前記電極外へ誘導するための誘
導路を形成する。該誘導路の形態は前記電極のタ
イプに従つて２種類に分類することができる。第
１に該電極基体が棒状又は通孔を有しない筒状で
ある場合には、発生したガスを電極方向に誘導し
放散させることができないため、前記炭素質導電
物質層に電極の軸方向とほぼ平行な前記炭素質導
電物質層と前記電極の界面に近接した該層を貫通
する１又は２以上の通孔を形成し、該界面で発生
したガスを前記通孔へ誘導し該通孔を通して大気
中又は土中に放散させる。第２に前記電極が穿
孔、網目等の通孔を有する筒状電極である場合に
は、前記界面で発生したガスを前記筒状電極の通
孔を通して前記筒状電極内部に誘導し該筒状電極
の上端の開口部から大気中又は土中へ放散させる
ようにする。

又該防食用電極への通電は、電極の要所、好ま
しくは筒状又は棒状電極の一端部に接続された導
線を介して行うようにし、該接続部は外界に露出
しないようにすることが望ましい。

以下添付図面に示す一実施例に基づいて本発明
をより詳細に説明するが、該実施例は本発明を限
定するものではない。

（実施例）第１図は、本発明に関わる防食用電極の第１実
施例を示す一部破断正面図である。

縦方向に延びる穿孔を有しない比較的薄肉の、
外表面に電極活性物質を有する筒状電極１の上端
内縁部には、通電用導線２の一端部が熔接等によ
り電気的に接続され樹脂等により被覆されてい
る。該筒状電極１の側面及び上下面は、ピツチ系
炭素等から成る炭素質導電物質３が層状に被覆さ
れ、前記筒状電極１及び前記接続部を外界から遮
断している。

前記炭素質導電物質層３には、前記筒状電極１
とほぼ平行に複数の細径の通孔４が該層３の全長
に亘つて穿設されている。なお、該通孔は上面又
は下面のいずれか一方にのみ開口していてもよ
い。

このような構成から成る本実施例電極を土中の
防食すべき金属等に近接させて埋設し、通電用導
線２から前記電極１に電流を流すと、電流が被防
食金属へ流れて該金属を負に維持して防食すると
ともに、前記電極１と前記炭素質導電物質層３の
界面において電極反応によりガスが発生する。こ
のガスは電極１方向には拡散できないため、炭素
質導電物質層３中を前記通孔４方向へ拡散移動す
る。そし該通孔４に達し該通孔４内を移動して上
下の開口部から土中に放散される。従つて通電を
継続して防食を半永久的に行つても電解反応によ
り生ずるガスは一切前記炭素質導電物質層３に滞
留することがなく、抵抗が増大して流れる電流が
減少したり電流が停止したりあるいは電圧上昇が
起こつたりすることがない。

第２図は、本発明に係わる防食用電極の第２実
施例を示す一部破断正面図である。

縦方向に延び、複数個の横方向の穿孔６が穿設
された比較的薄肉の筒状電極７の上端内縁部に
は、通電用導線８の一端部が電気的に接続され樹
脂等により外界と遮断するように被覆されてい
る。該筒状電極７は上部の僅かな長さを残して土
９の中に埋設されている。

該筒状電極７の下部表面の前記穿孔６以外の部
分には、白金族金属及び／又はその酸化物等から
成る電極活性物質１０の被覆が形成され、該筒状
電極７の下面と該被覆形成部の側面に対応する部
分には、ピツチ系多孔質炭素等から成る炭素質導
電物質１１が層状に被覆され、前記電極活性物質
１０を土９から遮断している。

このような構成から成る本実施例電極を土中の
防食すべき金属等に近接させて埋設し、通電用導
線８から前記電極７に電流を流すと、実施例１の
場合と同様に、該電極７と前記炭素質導電物質層
１１の界面に電極反応に起因するガスが発生す
る。このガスは電極７の前記穿孔６を通つて前記
筒状電極７の内部へ拡散し該内部を更に上昇して
該電極７の上端の開口部から大気中へ放散され
る。

従つて本実施例装置では、炭素質導電物質層を
電極基体の周囲に形成しているにもかかわらず、
ガスの滞留に起因する不都合が生ずることがな
い。

（実施例１）直径１cm長さ40cm板厚１mmで穿孔を有さないチ
タン製パイプの表面をブラスト掛けして荒らした
後、酸洗を行つて表面を活性化した。予めイソプ
ルピルアルコールに塩化イリジウムを溶解して塗
布液としたものを前記表面に刷毛を用いて塗布し
た後、500℃に保持したマツフル炉中で10分間焼
付けた。塗布と焼付けを繰り返して酸化イリジウ
ムから成る被覆を得、これを電極とした（被覆量
はイリジウム換算して30ｇ／m²−チタン）。

粒度100〜325メツシユのピツチ系炭素粉末を水
及び少量のフエノール樹脂と混練して炭素質導電
物質層の原料とし、該原料を前記電極の周囲に約
１mmの厚さで塗布した後、直径約２mmの塩化ビニ
ル線を軸方向に向くよう前記塗布した電極に接触
させ、更に塗布を繰り返して厚さ約20mmの炭素質
導電物質層とした。十分乾燥させた後、前記塩化
ビニル線を抜き取り230℃で３時間加熱し焼成を
行つた。

このように製造した電極の両端に銅の導線を接
続し該接続部をエポキシ樹脂で被覆し防食用電極
とした。

（実施例２）実施例１と同様に形成した電極の表面に押出成
型により、軸方向に３個の直径１mmの貫通孔を有
する厚さ15mm、充填率30％の炭素質導電物質の層
を形成し導線を接続して防食用電極とした。

（比較例１）塩化ビニル線を使用して貫通孔を形成しなか
つた以外は実施例１と同様に防食用電極を製造し
た。

上記計３種類の防食用電極をそのまま土中に埋
設し、対極として直径１ｍ高さ１ｍの鋼板から成
る円筒体を各電極の周囲に設置してそれぞれ電源
に接続して防食試験を行つた。鋼板には約
0.05A／m²、電極基体には0.125A／ｄm²の電流が
流れた。

前記３種類の電極の電圧変化を追跡したとこ
ろ、開始時には20〜30Vであつた電圧のうち比較
例１の電圧が５日経過時から上昇し始めたが、実
施例１及び２の電極は２ケ月経過後も電圧変化は
全く見られなかつた。

（実施例３）直径１cm長さ40cm板厚１mmであり開口率50％の
チタン製のエクスパンドメツシユパイプを実施例
１と同様に処理して酸化イリジウムから成る被覆
を有する電極とした（被覆量はイリジウム換算し
て30ｇ／m²−チタン）。

塩化ビニル線を使用しなかつた以外は実施例１
と同様にして炭素質導電物質を前記電極の周囲に
厚さ約20mmとなるように被覆し、加熱焼成を行
い、その端部に銅の導線を接続し該接続部をエポ
キシ樹脂で被覆し防食用電極とした。

（比較例２）開口を有さず上下両端部をシールした直径１cm
長さ40cm板厚１mmの筒状電極を使用したこと以外
は実施例３と同様に防食用電極を製造した。

上記計２種類の防食用電極をそのまま土中に埋
設し、対極として直径１ｍ高さ１ｍの鋼板から成
る円筒体を各電極の周囲に設置してそれぞれ電源
に接続して防食試験を行つた。鋼板には約
50mA／m²、電極には0.25A／ｄm²の電流が流れ
た。

これらの電極の電圧変化を追跡したところ、開
始時には20〜30Vであつた電圧のうち比較例２の
電圧が３日経過時から上昇し始めたが、実施例３
の電極は２ケ月経過後も電圧変化は全く見られな
かつた。

（発明の効果）本発明は、第１に電極表面で発生するガスを土
中又は大気中に抜き出すための誘導路が炭素質導
電物質層に電極とほぼ平行に穿設された防食用電
極である。ガス抜き用誘導路が炭素質導電物質層
に直接穿設されているため電極表面から前記誘導
路に達したガスが円滑に該誘導路内に誘導され効
率良くガス抜きを達成することができる。

更に電極と導線が一体化し規格化されているた
め、工場で接続部に問題が生ずることのないよう
大量生産をすることができ、又施工現場では通常
の導線と同様に取り扱うことができるため、特に
現場での作業効率が大きく向上する。

又炭素質導電物質層を形成してあるため、電極
表面での電流分布が一定に保たれ安定な通電が確
保され、かつ該炭素質導電物質層と電極との間で
発生するガスを誘導路を通して外部へ放散させる
ことができるため、抵抗増大に起因する電流減少
又は電圧上昇等の前記炭素質導電物質層を使用す
ることに基づく不都合を解消することができる。

更に本発明は、電極の形状を複数の通孔が設け
られた筒状とし、誘導路を前記通孔及び前記筒状
電極の内部とした防食用電極である。

この電極では電極表面で発生するガスが前記通
孔を通つて筒状電極内部に導かれ、電極内部を流
通して土中又は大気中に放散するため、特に大量
の発生ガスのガス抜き用として好適である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に関わる防食用電極の第１実
施例を示す一部破断正面図、第２図は、同じく第
２実施例を示す一部破断正面図である。１……電極、２……導線、３……炭素質導電物
質層、４……通孔、６……穿孔、７……電極、８
……導線、９……土、１０……電極活性物質、１
１……炭素質導電物質層。

Claims

【特許請求の範囲】１所要箇所に通電用導線が接続された不溶性電
極の周囲の長さ方向の少なくとも一部に炭素質導
電物質を被覆して成り、前記電極と前記炭素質導
電物質層の界面で発生するガスを前記電極及び前
記炭素質導電物質層外へ誘導するための誘導路を
形成した防食用電極において、該誘導路が前記炭
素質導電物質層に電極とほぼ平行に穿設された１
又は２以上の通孔であることを特徴とする防食用
電極。２電極が耐食性金属基材上に白金族金属及び／
又はその酸化物を含む電極活性物質を形成したも
のである特許請求の範囲第１項に記載の防食用電
極。３所要箇所に通電用導線が接続された不溶性電
極の周囲の長さ方向の少なくとも一部に炭素質導
電物質を被覆して成り、前記電極と前記炭素質導
電物質層の界面で発生するガスを前記電極及び前
記炭素質導電物質層外へ誘導するための誘導路を
形成した防食用電極において、前記電極が複数の
通孔が設けられた筒状電極であり、前記誘導路が
前記通孔及び前記筒状電極の内部であることを特
徴とする防食用電極。４電極が耐食性金属基材上に白金族金属及び／
又はその酸化物を含む電極活性物質を形成したも
のである特許請求の範囲第３項に記載の防食用電
極。