JPH0495868A - 地中埋設管の電気防食効果評価法 - Google Patents

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） 本発明は塗覆装を施した金属製地中埋設管の個々の塗覆
装欠陥に対する電気防食効果が充分であるか否かを評価
するための電気防食効果評価法に関する。

（従来技術） ガスや石油などを輸送する主要バイブラインの多くは地
中に埋設されているために土壌腐食や電食（電鉄軌条か
ら地中に漏れ出す直流電流に起因する腐食）を受は易い
。そこでこのような土壌腐食や電食を防止するために、
従来、地中埋設管の周囲をプラスチック製あるいは歴青
質製の絶縁塗覆装で被覆するとともに、万一塗覆装に傷
か付いたり、塗覆装の劣化か進んだ際の電食な防ぐため
に塗覆装欠陥部に常に直流電流を流入させた状態に保持
する電気防食か施されている。

ところで、このように電気防食を施した地中埋設管の腐
食部（塗覆装欠陥と呼ばれる）に対しては電気防食効果
が充分か否かを知る必要があり、防食効果が不充分な塗
覆装欠陥については埋設箇所を掘削して管を露呈させ、
欠陥部の塗覆装を補修したり、腐食かひどい場合には管
を部分的に交換したりする方法をとるようにしている。

そこで従来金属製地中埋設管の電気防食効果を評価する
方法として鋼管を例にとると、以下のような方法が提案
されており、その一部は電気防食維持管理に活用されて
いる。

（イ）埋設管近傍の地表面に照合電極を接地し、埋設管
と照合電極との間の電圧（以下、管財地電位という）を
測定し、その値か一８５０ｍＶ（以下、電位値はすべて
照合電極に飽和硫酸銅電極を用いた場合の値を示す）よ
り低ければ、電気防食が達成されていると見なす。

（ロ）電気防食を働かした際、管財地電位か３００　ｍ
　Ｖ　Ｑ上低電位方向にシフトすればよい。

（八）電気防食を働かした際、１００ｍＶ以上の陰分極
が得られればよい。

（ニ）管財地電位と電気防食電流の対数値との関係が直
線関係を示す領域に入っていればよい。

（ホ）埋設管に電流が流入していることか確認されれば
よい。

（へ）電気防食を瞬断させ１分極電位（ＯＦＦ電位とも
いう）を測足し評価する。

（ト）埋設管とクーポンを電気的に短絡し、クーポンに
おける防食電流密度および分極電位を測定し評価する。

（発明が解決すべき課８） しかしながら、これらの評価法にもそれぞれ次のような
問題点がある。

もっとも広く採用されている（イ）法ては、測定値その
ものに塗覆装欠陥に流れ込む防食電流が地中に作り出し
ているＩＲ降下か含まれ、照合電極の接地位置などの違
いが測定値に誤差を与え、厳密な評価はできない。（ロ
）、（ハ）、（ニ）、（へ）法は、複数の電気防食装置
か機能しているケースや埋設管に電鉄軌条からの漏れ電
流が影響を与えているケースには適用できない、同一路
線上でも面積の小さな塗覆装欠陥は充分に電気防食され
るか、面積の大きな塗覆装欠陥は電気防食降下か不足す
ることが有り得る。したがって、電気防食効果の評価は
、厳密には塗覆装欠陥の個々について行なうべきである
のに、（イ）〜（へ）法ではマクロ的て、平均的な評価
しかてきない。また（ト）法ではクーポンを実在の塗覆
装欠陥と同面積にしない限り厳密な評価はできない。

このように、従来の方法では、実在する塗覆装欠陥その
もので得られている電気防食効果を厳密に評価すること
は困難であった。

本発明は、上記の点にかんがみてなされたもので、地中
の埋設管の塗覆装欠陥に流入する防食電流により形成さ
れる塗覆装欠陥部周辺の直流電場の解析を地上から詳細
に行なうことにより従来測定不可能であった地中埋設管
の個々の塗覆装欠陥部における防食電流密度および分極
電位を測定し、電気防食の効果の評価を行なうことが目
的である。

なお、本発明を現場で実施するためには、地中埋設管の
塗覆装欠陥の大体の位置が針電極法あるいはピアソン法
などの従来技術によりわかっていること、ならびに塗覆
装欠陥の面積および深さ位置かわかっていることか前提
となる。

（課題を解決すべき手段） 本発明は、上記目的を達成するために、塗覆装欠陥の大
体の位置ならびに塗覆装欠陥の面積および深さ位置がわ
かっている金属製地中埋設管の塗覆装欠陥に、防食電流
が流入することにより形成される塗覆装欠陥周辺の直流
電場を直流電位分布に基づいて解析することにより、埋
設管の個々の塗覆装欠陥に３ける電気防食効果の評価を
行なうものである。

（作用） 照合電極によって検出した塗覆装欠陥周辺における直流
電位分布を用いて防食電流密度と分極電位とを求めるよ
うにした。

（実施例） 以下本発明を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明による評価法を実施するための装置の概
略構成を示す０図において、ｌは塗覆装を施した金属製
地中埋設管、２は地中埋設管ｌ上の塗覆装欠陥、３は塗
覆装欠陥周辺の地中に差し込んだ２本の照合電極４ａ、
４ｂにおける直流電位を測定するための多チヤンネルデ
ジタル電圧計あるいは多ペンのペンレコーダである。照
合電極は最低２本必要であり、各照合電極は地中埋設管
１の塗覆装欠陥２からの距離がそれぞれ異なるように接
地する。この際、照合電極４ａ、４ｂは地表面による交
流電場の乱れや舗装のコンクリートやアスファルト等の
抵抗の不均一さによる誤差を排除するために地中に差込
み、土と充分接触するようにする。

まず、測定に先立って埋設管１の塗覆装欠陥２を見つけ
る必要かある。それには前述した針電極法やピアソン法
のほかにもいくつか知られているか、特に長い埋設管の
場合は移動式の塗覆装欠陥探査機を用いるのか便利であ
る。

この探査機の探査原理は埋設管に電流を流し、損傷した
欠陥から漏出する電流によって地表に生じた電位変化を
特殊な受信機によって検出するもので、第２図にその一
例を示す。

第２図に示すように、地表に電源ｌＯと発信器１１とを
用意し、地中に埋設した管１にこの発信器１１から特足
周波数の信号を流しておき、この状態で、受信器１２と
記録計１３とを装備した導電性のタイヤ１４を用いた探
査車１５を地上て管ｌに沿って走らせると、第３図に示
すような探査データか記録計１３から得られ、管１の塗
覆装欠陥ＡおよびＢの位置が即座に把握できる。

こうして塗覆装欠陥の位置かわかったら地上に目印をし
ておき、そこに約５０ｃｍ間隔て深さ５０ｃｍの細孔を
あけ、そこに２木の照合電極４ａ、４ｂを差し込み、多
チヤンネルデジタル電圧計３と接続する。

さて、ここで塗覆装欠陥周辺の直流電位分布を多チヤン
ネルデジタル電圧計３により測定する。

直流電位分布の測定は、直流電位か迷走電流等の影響に
よる経時変化か激しく、データの同時性か必要とされる
ため、多チヤンネルデジタル電圧計あるいは多ペンのペ
ンレコーダーを用いて行なう。

このようにして得られた直流電位分布を以下に示す理論
式に基づき解析する。

土質か均一（土壌比抵抗ｐか一定）で周辺に障害物かな
にもない土壌中に埋設された半径ｒの導電球に、無限遠
に接地された無限大の接地極から直流電流ＩＤＣを流し
たとき、この導電球の中心からしたけ離れた地点て測定
される直流電位ＥＤＣは、分極電位をＥ。２２とすると
、次の式（１）で表わされる。

ここて、この式を実際に存在する塗覆装欠陥に適用する
ために、塗覆装欠陥を同面積を有する半導電球面て近似
すると、塗覆装欠陥面積かＳのとき、Ｓとｒの関係は次
のように表わされる（星野九千著技術雑誌「防食技術Ｊ
　Ｖｏｌ、　１６、Ｎｏ−２２参照）。

ここて、塗覆装欠陥の位置か既知ならば、第４図に示す
ように地中埋設管１の塗覆装欠陥２と本発明で地中に差
し込んだ照合電極４ａとの間の水平方向距離をＸ（４ａ
）とし、照合電極４ａの接地深さＤ□ｒ（４ａ　）　、
塗覆装欠陥２の地表からの深さをＤとすると、塗覆装欠
陥２と照合電極４ａの先端との距離Ｌ（４ａ）は、次の
ような式％式％ また、塗覆装欠陥部における防食電流密度を１１１Ｃと
すると、Ｉ　ＤＣ＝　ｉゎ。・Ｓであるから、土質か均
一で障害物の影響かなく、接地極か塗覆装欠陥から光分
離れているとき、照合電極（４ａ）における直流電位Ｅ
Ｄｃ（４ａ）は次式（３）で表わされる。

・・・　（４） 上記式（４）において欠陥の深さ位置りを管を掘起さず
に求める方法は、従来にはなく、唯一可能な技術として
あげられるのは、同一出願人による本出願と同日出願の
特註願［地中埋設管の塗覆装欠陥面積の測定方法および
測定装置」において提案されているような塗覆装欠陥部
周辺の交流電位分布を分析する方法である。

したがって、塗覆装欠陥の位置が既知ならば、第５図に
示すように照合電極（４ａ）、（４ｂ）における直流電
位Ｅｏｃ（４ａ）、Ｅｏｃ（４ｂ）を塗覆装欠陥と各照
合電極間との距離りの逆数１／Ｌ（４ａ）、１／Ｌ（４
ｂ）に対してプロットし、この２点を直線で結ぶと、そ
の傾きおよび切片は以下の式で表わされる。

これより、防食効果を評価するのに必要となる、塗覆装
欠陥における分極電位Ｅ。Ｆ２および防食電流密度ｆｏ
ｅは、塗覆装欠陥の位置、面積および土壌比抵抗が既知
であれば、次の式により測定か可能となる。

４″（傾き）　　　　　　　　　　　・・・（７）ｉＤ
ｃ＝Ｓ・ρ 上記式（７）および（８）において、地中埋設管の塗覆
装欠陥の面積Ｓを管を掘起さずに求める方法は上述した
同一出願人による本出願と同日出願の特許出願において
提案されているような方法を用いることがてきる。必要
ならば上述した同日出願を参照されたい。

塗覆装欠陥における防食効果の評価は、塗覆装欠陥欠陥
の単位面積に流入する防食電流すなわち防食電流密度ｉ
ｎｃの大きさと分極電位Ｅ。ＦＦの大きさをもって行な
われるので、上式（７）および（８）て求めた防食電流
密度ＩＤＣと分極電位Ｅ　ＯＦＦとを用いて評価できる
。

なお、測定精度を増すためには、多数の照合電極を用い
て多数の点について直流電位分布を詳細に測定し、直流
電位をプロットして直線を引き、その傾きおよび切片を
求めるのが好ましい。

第６１１３および第７図は本発明の効果を確認するため
に、地表に近い側に面積が３０ｃｍ２の塗覆装欠陥を有
する金属管を地中に埋設して電気防食を施し、本発明に
より防食電流密度Ｓよび分極電位をそれぞれ推定した結
果を示す、いずれも横軸か実際の値、縦軸が本発明によ
り求めた推測値を示しているか、第６図からは広い防食
電流値にわたって充分高い精度で防食電流密度が推定で
きることがわかり、第７図からは高い精度で分極電位が
推定できることがわかる。

（発明の効果） 以上説明したように１、本発明においては、塗覆装欠陥
の面積および地表からの深さ位置が既知の地中埋設管に
ついて、塗覆装欠陥周辺に生ずる直流電位分布を該周辺
に差し込んだ照合電極により検出し、その直流電位分布
を解析することにより分極電位と防食電流密度を測定す
るようにしたのて、実在する塗覆装欠陥の各々について
防食効果を厳密に評価することができる。また、本発明
によれば、従来の方法のように適用箇所の制約を受けた
り、理論的に生ずる誤差要因を受けたりすることはなく
なり、直接的な評価か可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による電気防食効果評価法を実施する装
置の概略構成を示す線図、第２図は従来知られている移
動式の地中埋設管の塗覆装欠陥探査システムの概略線図
、第３図は第２図に示した塗覆装欠陥探査機から得られ
る探査データの一例、第４図は本発明における地中埋設
管と照合電極との位置関係を示す図、第５図は本発明に
よる評価方法で用いる直流電位の変化を示すグラフ。 第６図および第７図は本発明による評価法の効果を実証
するためのグラフである。 １・・・地中埋設管、ｌａ−・・塗覆装、２・・・塗覆
装欠陥、３・・・多チヤンネルデジタル電圧計、４ａ、
４ｂ・・・照合電極

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 塗覆装が施され且つ電気防食が施された地中埋設管の電
   気防食効果評価法において、前記地中埋設管の塗覆装欠
   陥の周辺に生ずる直流電位分布を該塗覆装欠陥周辺の地
   中に差し込んだ複数の照合電極により検出し、その直流
   電位分布を解析することによって塗覆装欠陥における防
   食電流密度および分極電位を測定し、その測定結果によ
   って電気防食効果を評価することを特徴とする地中埋設
   管の電気防食効果評価法。