JPH11153287A - 配管もしくはタンク内面の防食皮膜形成方法 - Google Patents

配管もしくはタンク内面の防食皮膜形成方法

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JPH11153287A
JPH11153287A JP9293475A JP29347597A JPH11153287A JP H11153287 A JPH11153287 A JP H11153287A JP 9293475 A JP9293475 A JP 9293475A JP 29347597 A JP29347597 A JP 29347597A JP H11153287 A JPH11153287 A JP H11153287A
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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16LPIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L58/00Protection of pipes or pipe fittings against corrosion or incrustation
    • F16L58/02Protection of pipes or pipe fittings against corrosion or incrustation by means of internal or external coatings
    • F16L58/04Coatings characterised by the materials used

Abstract

(57)【要約】 【発明が解決しようとする課題】 開放蓄熱式空調設備
等の所謂淡水を配管もしくはタンク内面に循環させるよ
うな各種装置において、従来安定した防食皮膜が形成し
難かった配管もしくはタンク内面に、均一で良好な防食
皮膜を簡単に形成し得る方法を提供することを目的とす
る。 【課題を解決するための手段手段】 配管もしくはタン
ク内の任意の箇所に所定長さの電極部を取外し可能に取
付け、その後配管もしくはタンク内に循環させる淡水に
予めMg(OH)2およびCO2ガスを混入させて循環水中に重炭
酸イオンを形成せしめた後、Ca(OH)2の飽和液を添加し
てpHを8〜10に調整すると共に、外部に設けた直流電源
装置から前記電極部に直流電流を供給することにより、
上記配管もしくはタンク内壁にCaCO3,Mg(OH)2系の混合
した防食皮膜を形成させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、開放蓄熱式空調設
備等の所謂淡水を配管もしくはタンク内面に循環させる
ような各種装置における前記配管もしくはタンク内面に
防食皮膜を形成させる方法に関する。
【0002】
【従来の技術】通常、開放蓄熱式空調設備等の所謂淡水
を配管もしくはタンク内面に循環させるような各種装置
においては、配管もしくはタンク内は常時水中環境にあ
り、建設時には塗装やライニング等で防錆対策が行われ
るが、経年劣化による塗膜損傷部でのマクロセル腐食、
また液中の微生物の繁殖により配管内面の腐食は、0.3
〜0.4mm/yにも達している。メンテナンスとしては配管
もしくはタンク内面を除錆し再塗装するのが一般的であ
るが、実際には水が抜けないため塗装は不可能である。
その他、水質改善として炭酸ガスとCa(OH)2の混合液を
循環させて自然に炭酸カルシウム皮膜を形成させる方法
が行われている。これらの方法も配管もしくはタンク内
面に錆や汚れが付着している状態では十分な付着効果が
得られず、不均一な皮膜状態となり、いずれも防食効果
には大きく期待できないのが現状である。またこれらの
方法は常に水質のpH等の調整が必要であり、メンテナン
スも重要であり、必ずしも経済的な方法ではない。しか
も日本の上水は軟水といわれるようにCa硬度が小さくて
自然には配管もしくはタンク内面に炭酸カルシウムの皮
膜は形成し難い水といえる。これらはCa硬度と水のpH、
Mアルカリ度から得られるCaCO3の飽和指数が負となる
ためである。従って今日配管もしくはタンク内面に炭酸
カルシウムの皮膜を均一に付着させるためには、循環水
の水質改善によってCa硬度やMアルカリ度を高めるため
の人工硬度水が検討され、なおきめ細かなpH、水質成分
の運用管理を含めての重要な検討課題となっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、開放蓄熱式
空調設備等の所謂淡水を配管もしくはタンク内面に循環
させるような各種装置において、従来安定した防食皮膜
が形成し難かった配管もしくはタンク内面に、均一で良
好な防食皮膜を簡単に形成し得る方法を提供することを
目的とするものである。本発明者はこれら課題のもと、
鋭意検討した結果、水中にCaイオンとMgイオンとを供給
し、同時に外部の直流電源装置から管路、タンク内に配
設した電極部を経由して、配管もしくはタンク内面に直
流電流(カソード電流)を供給することにより、配管も
しくはタンク内壁にCaCO3,Mg(OH)2系の混合した防食皮
膜を形成することができることを知見した。本発明はこ
の知見に基づくものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、配
管もしくはタンク内の任意の箇所に所定長さの電極部を
取外し可能に取付け、その後配管もしくはタンク内に循
環させる淡水にあらかじめMg(OH)2およびCO2ガスを混入
させて循環水中に重炭酸イオンを形成せしめた後、Ca(O
H)2の飽和液を添加してpHを8〜10に調整するととも
に、外部に設けた直流電源装置から前記電極部に直流電
流を供給することにより、前記配管もしくはタンク内壁
にCaCO3,Mg(OH)2系の混合した防食皮膜を形成させるこ
とを特徴とするものであり、これにより前記課題を達成
したものである。
【0005】
【発明の実施の形態】本発明において、作用を確認する
ため、および各工程条件を設定するため、図1に示すよ
うな実験室試験を準備した。この試験機において循環液
として水道水20リットル中にCa(OH)2とMg(OH)2の化合
物を比率を変えて添加し、また通電電流、通電時間を変
えた種々の条件を組合せた一連の試験を行った。
【0006】図1において、循環液1の途中にセル2を
置き、この中にテストピース3(75×100×1.0mm)と通電
電極4としてPt-Ti電極を置き、別に設けた照合電極5
によりテストピース3の電位を−900mV(SCE)になるよう
にポテンショスタット6にて通電した。通電時間を1、
2、3週間に分けて、期間中の通電電流、分極抵抗、pH
を記録し、それぞれの期間内にテストピース3を引き上
げて表面観察を行った。これらの結果を表1に示す。
【0007】
【表1】
【0008】表1における添加成分とは循環水中に添加
される添加物もしくはイオン量を示すものである。ま
た、pH変化とは防食皮膜が付着する際のpH値である。
【0009】表1より、本発明に従った試験No.2のデー
タが最も良好な皮膜が形成されていることがわかる。す
なわち、循環水中にMg(OH)2を添加し、かつCO2ガスを液
のpHが約6程度となるまで添加する。このCO2ガスの供
給は液中に重炭酸イオンを生成させるためであり、この
重炭酸イオンの増加に伴いMアルカリ度がより高まり、
次工程であるCa(OH)2の飽和液の供給による皮膜形成を
促進させ、同時に良好な皮膜形成を促す。従ってCO2
スの供給は液中に式1の(a)で示される反応に寄与する
に十分な重炭酸イオン量となるようにし、十分なMアル
カリ度とすることが必要であり、そのためには液pHがほ
ぼ6程度となるように供給することがおよその目安とな
る。そしてその液中にCa(OH)2の飽和液を供給するとと
もに通電することにより、カソード電流によって鋼表面
にはCaイオンとMgイオンが引き寄せられ、pHが8〜10に
達し、Caイオン濃度が38ppmとなり、さらに液中に溶存
しているHCO3イオンが引き寄せられ、式1に示す反応に
よって皮膜が鋼表面に析出してくる。本発明に従った試
験No.2で得られた皮膜は厚さ100〜150μmでしかも耐久
性に優れたものであった。
【0010】
【式1】
【0011】なお、上記式1の反応は海水環境中ではCa
イオン濃度400ppm、Mgイオン濃度1200ppmとイオン濃度
が高いため、通電により数週間で形成される。しかし、
淡水環境中では水中にCa、Mg成分が少ないため(Ca:20p
pm、Mg:5.0ppm)、通電によって早期に皮膜形成させるに
は1〜2年間という長期間を要する。従って、淡水環境
中で良質の皮膜を短期間に形成させるためには、Ca硬度
とMアルカリ度を高めることが重要であり、そのために
はMg(OH)2やCa(OH)2等の添加物を混入させることによっ
て水質を改善させることができる。
【0012】上記実験室試験およびその結果である表1
に示した結果より、鋼の電位は約−900mVが適当であ
り、この時の電流密度は0.4A/m2以上である。また皮膜
形成時の液pHは8〜9.5程度であった。そして、Mg(OH)2
量は増加するにつれて分極抵抗値が上昇し、良質の皮膜
が得られることが分かった。皮膜形成後は、電極部は撤
去されるが、この皮膜の優れた耐久性によって内壁の防
食が長期にわたって可能になり、また循環水のpHを調整
することによってさらに皮膜の耐久性を増加させること
が可能になる。
【0013】
【実施例】ビルの冷温用として熱交換器まで設備されて
いる蓄熱循環水配管の防食を本発明に従って試験した。
配管は管径500φで蓄熱槽間と常時循環状態にある。こ
の配管7に100m範囲を限定して図2に示す電極装置を
取り付けた。電極装置は配管内に配設された電極部8、
同じく配管内に設置された照合電極9が配管に設けられ
た電極引出し金具10で配管外に導かれ、配線11で直流電
源装置12に結線され、この直流電源装置12には管理装置
13が設けられている。
【0014】電極引出し金具10は図3に示すようにグラ
ンド構造をなし、電極部8をなすケーブル電極が水密と
絶縁を兼ねて外部へ引出せるようにグランド方式に締め
付け固定されている。また、電極部8は図4に示すよう
にポリエチレンケーブル(外径10.8mmφ)の外側にPt-T
aメッシュ状電極を巻き付け、電極部は1.0m範囲毎にケ
ーブル内の銅芯にPt-Taメッシュとを結線させ、結線部
はエポキシ樹脂を充填し硬化させ。さらに1.0m間隔に
配管内面と接触しないようPVC製フランジリング14を固
定させ、全長約100mものとして一本の電極部を構成さ
せた。なお、照合電極9は配管内の適当なPVC製フラン
ジリング14に取り付けることが好ましい。
【0015】直流電源装置12は定電位自動制御方式とし
て出力容量60V×100Aとした。配管への初期電流とし
て0.5A/m2として約90Aの電流を流した。その各項目
を下記に示す。 型式 定電位自動制御方式 自冷型 入力 200V 10KVA 出力 60V×100A×1cct 重量 150kg
【0016】一方の準備として、通電前に蓄熱槽内の循
環水のCa,Mgイオン濃度、pH、アルカリ度を測定す
るものとし、前工程としてMg(OH)2の粉末を200ppm 添加
し、CO2ガスを循環水pHが約6.0となるまで供給した。次
いで、Ca(OH)2飽和液を添加し、液pHが8.5、Caイオン濃
度が40ppmになるよう事前に液の調整を行った。通電は
所定の電流値を直流電源装置より連続し、定電位自動制
御方式であるため、−900mVに一定させた。途中の皮膜
形成の確認には皮膜管理装置にて一時的に電源をoffに
して電位の減衰特性より皮膜成分測定した。また、分極
抵抗値は週2回の割合で測定し、値が400Ωcm2に達した
時点で良好な皮膜が形成されているものと判断した。そ
の結果、約2週間程度で良好な防食皮膜が管内面全体に
厚く形成されており、耐久性も十分なものであった。な
お、防食皮膜の形成が終了した後、管内から電極部をフ
ランジリングとメッシュ電極とを電極引出し金具から引
出し、通常の装置実働運転を行った。
【0017】
【発明の効果】以上のような本発明によれば、外部から
強制的に防食すべき管もしくはタンク部にカソード電流
を供給し、かつ循環水中にMg(OH)2およびCa(OH)2を添加
して水中のCaイオン、Mgイオンを管内面もしくはタンク
内面に付着させるものであり、配管もしくはタンク部の
建設時あるいは運転途中の休止時に管内面もしくはタン
ク部内面に良好で耐久性のある防食皮膜を形成すること
ができ、一旦皮膜が形成されればその後のメンテナンス
あるいは水質管理等の運用が極めて簡便となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明方法を実施する場合の実験室試験の概略
配管配置図である。
【図2】本発明方法を実機に適用した場合の装置の概略
説明図である。
【図3】電極引出し金具を示す断面説明図である。
【図4】電極部の構成の概略を示す説明図である。
【符号の説明】
1 循環液 2 セル 3 テストピース 4 通電電極 5 照合電極 6 ポテンショスタット 7 配管 8 電極部 9 照合電極 10 電極引出し金具 11 配線 12 直流電源装置 13 管理装置 14 フランジリング

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 配管もしくはタンク内の任意の箇所に所
    定長さの電極部を取外し可能に取付け、その後配管もし
    くはタンク内に循環させる淡水にあらかじめMg(OH)2
    よびCO2ガスを混入させて循環水中に重炭酸イオンを形
    成せしめた後、Ca(OH)2の飽和液を添加してpHを8〜10
    に調整するとともに、外部に設けた直流電源装置から前
    記電極部に直流電流を供給することにより、前記配管も
    しくはタンク内壁にCaCO3,Mg(OH)2系の混合した防食皮
    膜を形成させることを特徴とする配管もしくはタンク内
    面の防食皮膜形成方法。
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WO2011024758A1 (ja) * 2009-08-24 2011-03-03 菊水化学工業株式会社 防錆塗料

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2011024758A1 (ja) * 2009-08-24 2011-03-03 菊水化学工業株式会社 防錆塗料
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