JPS5890157A - 外面被覆鋼管または鋼板の陰極剥離試験方法および装置 - 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】 本発明は外面被覆鋼管または鋼板の液温および鋼面の温
度を個別に制御１４Ｉすることにより温度勾配下で定電
圧での陰極剥離試験を行う方法および装置に関するもの
である。

エポキシ樹脂、ポリエチレン、コールタールウレタン、
コールタールウレタン、コールタールエナメル、コール
タール、アスファルト、アスファルトエナメルなどで外
面および内面を被覆した鋼管は、石油、天然がス、淡水
などの輸送用パイプラインとして使用されている。これ
らのパイプラインは一度敷設すると被覆材の塗り替えは
行えず、しかも数十年といつ長期に亘る防食性能を要求
される。このために有機被覆および電気防食の併用によ
り最大限の防食効果を持たせている。ところで、近年こ
れらのパイプラインは内容物の効率的な輸送のために、
内容物を加熱したり、高圧輸送されるので被覆鋼管の温
度が上昇している。その上電気防食を併用すれば、塗装
外面に電解質溶液が存在した場合、塗膜下に水分および
イオン性物質の浸透が促進され、これらのものが塗膜下
に蓄積して接着部が劣化し塗膜が剥離するおそれがある
。

そこで従来は、被覆鋼管の塗膜部に人工的な欠陥をつけ
、電気防食下での欠陥部からの塗膜の剥離具合をみる陰
極剥離試験が行われているが、その試験方法としては、
被覆鋼管の塗膜部に鋼面まで達する傷をつけ、塩化ナト
リウムなどのイオン性物質を含む恒温水槽またはイオン
性物質？含む水溶液を充填したセルと被覆鋼板２組み訃
わせたもの夕恒温Ｍに浸漬して所定温度で経時劣化させ
、その後室温で欠陥部から塗膜劣化部分の方向に被覆層
を引きはがし、剥離面積を求める方法が採用さｎ、てり
）だ。

１〜かしながら、上述の従来の試験方法は被覆鋼管を浸
漬するために、電解質溶液、塗膜、鋼管が同一温度とな
る。これに対し、実際のパイプラインの操業下では管の
内容物の温度および外ｌＩ＠塗膜の温度は相違仁る場合
が多く、この際に管の内外面は温度勾配下におかれるか
ら、上記従来試験方法は実際のパイプラインの操業条件
とは相当相違し、その結果従来の試験方法で１・よ容器
、塗膜、鋼管が同一温度に：Ｆ６ける陰極剥離試験２行
えるにすぎず、温度勾配−ドにおけるようなより実際的
な条件下での試験方法とはいいがたい。

また、小径管は浸漬可能であるが、中径および大径鋼管
は試験片が大きいため鋼管の１までは試験が困難である
ため、ｉ４癌な大きさに切り出さなければならない。こ
の時切り出した試験片の接着端面は電解質溶液に浸され
るので接着端面をシールする必要がある。シールしない
でそのまま試験ｊると接着端面から皮膜が剥離する。し
かるに、ポリエチレンやコールタールのような無極性の
被覆材料で被覆した試験片の接着端面を完全にシールす
ることは極めて困難であり、かつ多くの作業時間を要す
る欠点がある。また、被覆面が平滑である被覆鋼板の耐
食度を測定する方法として特公昭５５−１０８５６号の
技法が知られている。この方法は被覆鋼板の塗装面およ
び非塗装面に一対の測定セル容器で表裏から挾み合わせ
て温度勾配下で酬食度を試験するものである。この方法
は被覆鋼板に・、・１適用できるが、被覆鋼管には不適
当である。

本発明は上記実状に鑑みてなされたもので、実際のパイ
プラインの操業条件に近い条件で、接着＝　５一 端面を電解質溶液に露さずに温度勾配下で陰極剥離試験
を行う方法および装置を提供しようとするものである。

本発明の第１の態様によれば、表面に塗装面を、裏面に
非塗装面な有する被覆鋼管または鋼板の陰極剥離試験ケ
行うに際し、鋼管または鋼板の人工的に下地鋼面に達す
る傷をつけた塗装面部分を電解質溶液に接触させる一方
、裏面の非塗装面の前記塗装面部分（（対応する部分を
加熱手段に接触させ、前記電解質溶液および加熱手段の
温度を適当に制御することにより鋼管せたは鋼板の前記
塗装面部分と非塗装面部分との間に温度／ｉす配を形成
させ、前記儲り塗装面部分に電解質溶液を経て所定の電
圧を印加し、経時後前記傷付塗装面部分の塗膜の剥離８
度を測定することを特徴とする外面被覆鋼管才たは鋼板
の陰極剥離試験方法が提供される。

本発明の第２の態様によれば、表面に塗装面な、裏面に
非塗装面を有する被覆鋼管または鋼板の下地鋼面に達す
る傷な付けた塗装面部分上に液密状　６− 態に取り付けられ、電解質溶液を充填する測定容器と、
裏面の非塗装面の前記塗装面部分に対応する部分上に装
着される温度検知制御手段付加熱手段と、前記測定容器
内に設けられた電解質溶液の温度な検知制御側る手段と
、前記測定容器内に設けられた対極と塗装面との間に所
定の電圧を印加する手段とを具え、これにより前記電解
質溶液および加熱手段の温度をその温度検知制御手段に
より適当に制御して鋼管またシま鋼板の前記塗装面部分
と非塗装面部分との間に温度勾配ケ形成した上で、前記
傷付塗装面部分に前記電圧印加手段により所定の電圧を
印加し、経時後前記傷付塗装面部分の塗膜の剥離程度を
測定できるよう構成した外面被覆鋼管また・・ま鋼板の
陰極剥離試験装置が提供される。

以下、本発明の外面被覆鋼管またシま鋼板の陰極剥離試
験方法および装［Ｕを添付図面を参照しつつ詳却１に説
明する。

本発明の陰極剥離試験装置は、第１図の線図的断面図に
示されるように、被覆鋼管１の塗装面２側において人工
的な欠陥３を付けた部分を包み込むように装着されるプ
ラスチック製のような容器４を有する。この容器の上部
には、容器４内に充填される電解質溶液５の蒸発を防止
するための冷却器６、液温設定手段である熱電対７およ
びヒーター８、溶液攪拌のための空気筒たは不活性ガス
の吹き込み管９のような攪拌手段、ならびに、陰極剥離
試験用電極（陽極）１０を装備した蓋１１が取り付けら
れている。この容器４はプラスナック材で構成するのが
良く、特に耐熱性および耐水ｒ′Ｆ・／ンあるアクリル
樹脂、ポリエチレン樹脂が適当である。この容器の形状
は任意であるが、取付上円筒形が好ましく、鋼材への接
合部１２は耐熱性および耐水性のある材料で液密状態に
シールできるもので構成し、その材料としてはシリコン
ゴム系のシール剤およびプラスチック溶接剤などが好適
である。加熱手段である熱電対７、ヒーター８をテフロ
ン被覆あるいはガラス被覆したものが好適である。この
容器に充填する電解質溶液としては例えば３チ食塩水が
好適である。

液温設定手段である熱電対７およびヒーター８は温度制
御器１３に接続し、電解質溶液を所望の温度に設定でき
るようにする。丑だ、陰極剥離試験用電極１０は被覆鋼
管の電源接続端子１４とともに定電位発生装置１５に接
続し、試験時に鋼管に定電圧を印加できるようにする。

これ釦対し、被覆鋼管またＯま鋼板の非塗装面には、塗
装面２に取り付けた試験用容器４０位１面に対応して、
ヒーター１６および熱電対１７の加熱手段を取り付ける
。加熱手段としてｔ・まサン１パス、ホットプレートな
ど温度制御可能なものなら何でも良い。ヒーター１６お
よび熱電対１７は温度制御器１８に接続し、鋼材の非塗
装面を所定の温度に加熱できるようにする。

また、被覆鋼管または鋼板を一度に多数個試験する場合
には、第２図に示すように、鋼材試料をサン−パス１９
またはホットプレートに入れてその非塗装面を加熱する
ようにし、塗装面側は相互に連通ずる容器４を他の容器
２０に接続してこの容器内に上述した諸手段を設けて電
解質、容器の温９一 度制御を集中的に行えるようにすることができる。

上述したように取り付けた後、容器４に電解質゛溶液を
充たし、極間電位の設定、液温の設定、鋼材の非塗装面
の温度の設定により試験を開始するのであるが、その試
験方法について以下の実施例につき具体的に説明する。

外径５６インチの外面ポリエチレン被覆鋼管から１５０
ｘ１５０ｍの被覆鋼片を切り出し、被覆面上に下地鋼面
に達する直径５ｍの穴をあけた。

次に、直径１０（Ｈｌｌｌ、高さ１５０．ｍのアクリル
製円筒を被覆鋼管に接する部分について鋼管のカーブに
合わせて切削加工し、シリコンイム製のシール剤で被覆
向と接合した。この円筒にアクリル製の蓋を介して、ガ
ラス被覆した容量１００Ｗの直径１０ｍ、長さ１５０語
のヒーターおよびｘｘｘＸ被覆した直径２ｍｘｂ、長さ
１００ｍ１（素子白金１００Ω５ｍＡ）の測温抵抗体を
取り付けた。これらのヒーターおよび測温抵抗体は温度
制御器（白金１００１）　）に接続した。また、蓋に長
さ１５０鵡の冷却器および直径５１１１１１．長さ１５
０ｍ１１−１〇− の空気吹き込み管を取り付け、各々水道およびコンプレ
ッサーに接続した。さらに、直径１ｍ、長さ１００賜の
白金製の陰極剥離電極を取り付けた。

被覆鋼管の非塗装面には、大きさ１５０Ｘ１５０ｍ、５
００Ｗのシリコンラバーヒーターおよびテフロン被覆し
た直径２賜、長さ１００ｔｘａ（素子白金１００１００
Ｏ５の測温抵抗体を取り付け、これらを温度制御器（白
金１０００）に接続した。

次に、アクリル円筒に３％食塩水を満たし、器側温度制
御器により液温を８０℃に設定した。また、白金電極に
よび鋼管の電源接続端子を直流定電圧装置の陽極および
陰極に接続し、極間電位を３．３Ｖとした。

鋼管内面（非塗装面）の温度制御器により内向の温度を
任意に設定した。このようにして開始した温度勾配下で
３０日後の陰極剥離試験結果を第３図に示す。第３図の
グラフから明らかなように、本発明の陰極剥離試験装置
を用いた試験によれば、塗膜の耐陰剥離性は温度勾配の
影響が大きく、電屏質縛欺の温度、すなわち、塗装面の
温度が鋼管温度、すなわち、非塗装面の温度より高い時
は塗膜の剥離が著しく促進されるが、電解質溶液の温度
が鋼管温度より低い時は剥離が抑制されることがわかる
。

以上の説明から明らかなように、本発明によれば、被覆
鋼管または鋼板の接着端面？電解質、溶液に露さないよ
うに、プラスチック円筒を塗膜部に取り付けて電解質溶
液を＃たし、電解質溶液温度および鋼管また１、ま鋼板
の温度を個別に制御することにより温度勾配下で行うこ
とができ、実際のパイプラインに近似した条件下で被覆
鋼管または鋼板等の鋼材の陰極剥離試験を行うことがで
き、従来の試験方法では予想することが困難な温度勾配
下での陰極剥離試験時の被覆層の剥離について予知が可
能となる。さらに、本発明の試験装置を用いることによ
って、パイプラインの実操業で電気防食を併用した被覆
鋼管の欠陥部よりの剥離を防止する上で参考となる流体
の温度−ｐｇよび外面側の温度についての知見を得るこ
とができろ。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の陰極剥離試験装置を被覆鋼管に装着し
た状態を示す線図的部分断面図、第２図は多数の試験片
な同時に試験する本発明試験装置の線図的部分断面図、
第３図は本発明の試験装置により温度勾配下で測定した
耐陰極剥離性の試験結果を示すグラフである。 符号の説明 １・・・鋼管、２・・・塗装面、３・・・人工欠陥、４
・・・容器、５・・・電解質溶液、６・・・冷ｌｑｌ器
、７・・・熱電対、８・・・ヒーター、９・・・攪拌手
段、１０・・・試！！７ｊｌ電極、１１・・・蓋、１２
・・・接作シーセ部、１３・・温度制御器、１４・・・
接続端子、１５・・電位制御器、１６・・・ヒーター、
１７・・・熱電対、１８・・・温度制御器、１９・・・
サンドパス、２０・・・容器 特許出願人　　　　川崎製鉄株式会社 代理人弁理士　　　　渡　辺　　望　稔　１１□　　　
　１ノ １３−

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）表面に塗装面を、裏面に非塗装面を有する被覆鋼
   管または鋼板の陰極剥離試験を行うに際し、鋼管または
   鋼板の人工的に下地鋼面に達する傷を付けた塗装面部分
   ン電解質溶液に接触させる一方、裏面の非塗装面の前記
   塗装面部分に対応する部分を加熱手段に接触させ、前記
   電解質溶液および加熱手段の温度を適当に制御すること
   により鋼管または鋼板の前記塗装面部分と非塗装面部分
   との間に温度勾配を形成させ、前記傷付塗装面部分に電
   解質溶液を経て所定の電圧を印加し、経時後前記傷付塗
   装面部分の塗膜の剥離程度を測定することを特徴とする
   外面被覆鋼管または鋼板の陰極剥離試験方法。
2. （２）表面に塗装面を、裏面に非塗装面を有する被覆鋼
   管または鋼板の人工的に下地鋼面に達する傷を付けた塗
   装面部分上に液密状態に取り付けられ、電解質溶液を充
   填する測定容器と、裏面の非塗装面の前記塗装面部分に
   対応する部分上に装着される温度検知制御手段付加熱手
   段と、前記測定容器内に設けられた電解質溶液の温度を
   検知制御する手段と、前記測定容器内に設けられた対極
   と塗装面との間に所定の電圧を印加する手段とを具え、
   これＫより前記電解質溶液および加熱手段の温度をその
   温度検知制御手段により適当に制御して鋼管または鋼板
   の前記塗装面部分と非塗装面部分との間に温度勾配を形
   成した上で、前記傷付塗装面部分に前記電圧印加手段に
   より所定の電圧を印加し、経時後前記場付塗装面部分の
   塗膜の剥離程度を測定できるよう構成したことを特徴と
   する外面被覆鋼管または鋼板の陰極剥離試験装置。