JPS599181A - 構造体の防汚・防食法 - Google Patents

構造体の防汚・防食法

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JPS599181A
JPS599181A JP57119229A JP11922982A JPS599181A JP S599181 A JPS599181 A JP S599181A JP 57119229 A JP57119229 A JP 57119229A JP 11922982 A JP11922982 A JP 11922982A JP S599181 A JPS599181 A JP S599181A
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corrosion
metal
ship
water
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JP57119229A
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Kenji Ueda
健二 植田
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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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、船舶、ドルフィン、ゲート、水中構迭物等の
金属構造体の水中ノ1;物(・1着防止(防rりと言う
)および防食のh法に関するものである。
尚、防汚の問題が重要なのは特に海水と接する構造物で
あるので、以Fに海水中の場合を例にとって説明する。
従来の防γりは専ら防汚m J’lによって来た。この
防汚塗料は、Plえば曲酸化銅、あるいは白槻錫等の金
属を含み、これらが徐々に溶出することにより防汚の目
的を達成している。
これらの防汚塗料を用いる防i5方法の欠点は。
1〜2年毎に水中構造体等をドッグに入れて塗料を塗り
直す必要のあることである。特に船舶の場合i11!酸
化銅等の金属が溶出量を制御する目的でロジンとともに
溶出するが、その溶出したあとに残るぬけ殻(スケルト
ン)が次第に溶出を阻害するようになり防汚効果が次第
に低ドすること、またこのスケルi・ンにより船体表面
の粗さが増し、これにより船体抵抗が増加すること等が
欠点である。
このため防tr3f’lのある11つ耐食性のある金属
8料で船体を覆うことが考えられ、現在、(−−N1に
て船体を作り防汚をはかった小型船が欧州にて建造され
ており9文献等にても報告されている。しかし、この場
合は、鋼と(+ ++ −N iが海水中にて電気的に
結合される状態では鋼が電食により激しく腐食される。
そこて、没水部全面を(”、u−NIにで覆うか、また
は(、:u−Niと鋼の部分を完1・に電気的に絶縁す
る等の対策がなされでいろ。船舶に限らず’1kl水中
で使用される構〕告体も同様で7 これらがUj ’l
’j金1.■陀+4よζl 141な場合とvlな場合
で船舶又は海水中で使用される構造体がHに食の危険に
さらされるが、防11j金にHの腐食が1足准されるか
がきまる。一般的には防lり金属(イより1.l’、な
金)・バか船舶その他の()〜1逍祠には使用されてお
り1両名間の完全絶縁又は防rり金属による完全被覆は
必須条(’lである。、しかし、このような場合一部で
もイ、具合な部分かあI)肋ンー1金属と構造体が電気
的に短絡すると、 rtx食(4異、1;)に1!を進
される。
このためには構造体(以ド船舶、Δij水使用構造体等
をこのように+l’ぶ)と防lり金属より中な金属例え
は亜鉛、アルミニウノ、合金あるいは外部より電流を併
給できる装:r’tを装備することが、ζえられろ。
即ち第1図に小したように横、、 7本1と絶縁層2を
介してUj ?l金属3よりなるものがイク水4と防t
5金属3の表面に接している場合、被代!不能な、しか
も絶縁層の不具合部分5例えば溶接?)1;の凸起部分
等か(j l’E L 、な/しらかのJj九因で1?
1jえば外力によ 、で防tり金属3と4RJ:、)体
lとが接触1ノ短絡部6を作3た場ひ、−1記不旦合部
分5がらlI/l汚金属ヘカルハニノク電lズjigが
;イLれ、構造体1の腐食が二1速(こ進む。
こ11を防市するには1l)j i’り金属3の電位を
構造体10) ?jj (+7まて引1・げて iイ)
ンイを解消することか必υてあり、このため構造体1と
電気的に接触した例えはす1)金属の亜鉛陽極7を装備
しておくことによ−7て、 +lli鉛陽極7より防l
り金)り3へ電it i pが流れ、原171j的には
防[[することが出来る。
しかしながら、このような場合防t7J金属3は陰分極
され、防15に必要な防lリイ3)のイノ(給が11、
まり(防tり金属はf+Xかに金属イオンを放出しなか
ら腐食している。)/Iす/′r牛物の1l着が始まる
。しかも第1図に/jりしたように一枚の防γり金属(
電気的に接続されていることを、σ昧する。)より構成
している場合、構造体1とUj ?り金属3間のとのよ
うな場所でも−か所でも短絡すると¥b lり金(風金
商が二のような不具合におちいり。
しかもUJtり金属全曲に電lカ、をlイノすためにイ
τν!めで。
多眼のC111鉛を装着しておかなければならない不具
合がある。
しかし−)jこのような裸の金属からk(η1戊された
第1へ漬物が海水中にある場合、と(東船や111[(
1構ス;5体のような塗装された金属構造物と異なる点
は接水表面のrし気抵抗(又は心気化学抵抗)が非′畠
に1氏いことである。これは+l似工不ルキー1由用の
発達した今1−1極めて市ザな意味をも−1ている。す
なわち、船舶の接岸する/i”−<t: 、Fルフィン
、船舶等の銅横漬物は必らずとい−、てよい稈71z気
11/j食が実施されており、そのイ1近には電流の流
れ(迷走電流と呼ぶ)による電場が形成されている。I
llにV(道軌道からの漏洩電流等による電場の形成も
ある。
このような市場の中に裸金属が(7存すると電位の高い
部分に電流が流入し、′重代の低い部分から電流が流出
し、電流流出部分が1店食される−、−〕j 、電;ズ
5の流入部分は陰分極され金属の腐食は抑制されるか生
物抑制効果が1分てなくなる。
この模様を第2図に示す。図は電イ17飴度Vポルj・
/1、Illの11「1水中に金属#Ig 8 (長さ
L+n )が電イ1シ(1:(i I印の向きと十行に
ある場合を・j、したものでAjJ水中に電流lアノペ
アが流れている場合を示す。
このような場合金属8のA部に電;イ1が流入し。
【)部より流出する。
このときのA部、13部では一般に次の反応か起きる。
A部 −−(12l  112(+  −l  2c  →2
(川   −−(1)11部 N1  → λ1111’  l  旧・−・・・・・
 ・ (2)   ・金属板とじて銅を使用した川向に
一〕シ)で説明t しI:r 、 コt)) 金jA 
I+’< c+) ’tlij l’rlt物fl j
’r Vj If効IJI、 +i銅が腐食して11成
オろ4・)イー4.によろものであり、(2)式による
金属4・i (−4’ >の)1成は防ンり効!l乏の
観点か1′lはlJ’fましいものであるが+  A 
A(”ご、起きる反応は銅イオンの牛1戊と関係のなl
、Aものであり、(川 (水酸]1(イオ、・)の’l
成(1銅σ)腐食を抑制し、/(物何i′1抑1i11
の曲からはjfましく tc〆現象てある。
・般にtlす水中の金属()りは(])、 t2)式o
)+y−+、3: 、I:i、ブ〕く金11A 板表1
1i i= 均一ニ5i 11 シ、コノR’I−’−
Cルi<((/J)カII!7 々、61]/15.T
H−rルコトカIfマL/ < 、  コo)条イ′1
か満たされれは金属板は均−i二腐食−1ること(こな
り、μ力lリーl +ilめてIfまし0金1萬祠と言
える。
金属材に必貿なもう1つσ)要イ′L iよ防食番こぞ
5効な金属イオンを発伴する程度のIrx食速度をもつ
ことてあl)、過)■の溶出は1161久i’l (,
1)面ブ〕)ら(よllfま二のようなk (’lを1
iii+えた44iめて1;方ンりにイj効な金属板又
は441’lか得られたとしでも前記した電場海面の1
0境で使用されるのは船舶の宿命と旨える。
導屯1゛1の尺い金IA +J N′’lを船舶のよう
な長大なものに使用する場合に均一な金属の溶解を11
11害する原因は1i11記した外部の原因たけてはな
く次に述へるようなものがある。
(317ウロセル電γガL発生 船体各部と接する海水中の溶rj酸素γ6゛(1庚イ・
均一、温度差、流速等のXの遠<離れた場所間に前記(
1)、(2)式の反応が発生する。
(b)  船舶推進器は銅合金よりなり船体(鉄鋼)と
のカルバニ、り腐食を防市するため流電陽極(亜鉛)又
は外部型i+g! :/J式による電気防食の実miが
必ワであるが、このため船体に電位分布が発生する。
(c)  船舶の停泊時第3図に示したようにアノカー
をドした場合の船解部にl1v(何けた防食111j鉛
よりの電流の’r’64.I+ 第3図の9は鋼製の船体、7(J防食+11i鉛。
11は調合金製(イ1進器、12は鋼製のアー・カーで
ある。この図に見られるように防食亜鉛7とアンカー1
2間の電()/、 X″約約400ソVよ、て−条矢印
のように電流が流れる。
万51.7111夕、カー、ハルクキAリヤー7の大型
船は船の長さが200−300 mにもおよ0’ + 
I mv/+nの1す1かな電イ)ン顛瓜てもtoo 
mては旧Vの電イ)ン傾度となり、このような場合実1
1111てはl O// AArlIの流入、流出電流
か観察された。
これより電流流出部分(第2図11部)の銅の+13c
食速度は1ツノ△、、/C品の電流かl If iXj
れろとすると6.1 >: l 0−−5mm手IV 
17 カffi、& in ス/l) カ(−r I 
年間ニハ6.1 XIQ’−”’/(//A/でcll
f) l)  X  l O/lA/clIIX  3
65d ay s  = 0.22mm/Yeh r電
流の流れない場rfの自然rtx食を0.005mm/
 Y c ;+ +とすれば tl、LllJb   mm/Y+>ar約40イ?°
りの加速となる。
このように1111かな電f)シ傾疫の/r([も裸金
属板張りの大型船では極めて大きな影響を受ける。
本発明は一1述の欠点を解消した防rリ 防食法を提(
Hすることをに1的としたものであり、電気的防食手段
若しくは電似化学的防食手段を備えた水十若しくは水中
構11h体の接水面に、該接水面垂自刃向には電気絶縁
層を介して、該接水面の面〕j向には相〜に接しないよ
うにし、複数のUj ?’j金屈タイルを被覆してなる
構造体の防;す・Uj食l去をその安旨とするものであ
る。
尚、ここて電気的11/j食丁段とは、μ/j食しよう
とする部分(構造体〕をII/A極とし、黒鉛又は?・
r廻、を犠1ノF陽極として曲流屯1(をかけるか、白
金メッキチタン屯極又はI’hAg合金等のイ・溶1′
1陽極に直流電圧をかけて構造体を防食するJj法で。
構造体の電0’iを自動的に維持する自動電ムン制御装
置をも含むものである。
また、電気化学的防食手段とは構造体の伺オ′1より塾
)1な電位を小す金属(1ダ1えば鋼構迅体に対しでは
Zn+ AI 、 Mu及びそれらのrv金、純1・e
等)を構造体に接触させで、横2h体7′水/う11金
属の電無回路を形成し、う11な金属が構jb体の代わ
り1ことはだす4TIこよりI兄逍f本を防食するノN
去である。
水トン゛iしくは水中構造体とは、イク水若しくは淡水
に接する。船舶、海’tY構進物を音むあらゆるt11
41000昧し、接水面とは海水才゛、シクは淡水に接
する(r一定)の構進部((の面をひ昧する。
以ドに1問題点の解+Irを通しで本発明を説明する。
電イ1°7. fu’i I燵によ−、てうu ’1=
する市流滌′瓜は木′Iと明とのfill究結宋による
と次の式で近0゛J、できる。
i =−”−−一・l、    ・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・(3)こhに 1は電流
密度(A/c%) 、  l’;は中イ1シ長当りの電
fY7傾度(V/100cm) 1、は金属板I(さ 「(は(1)式の電へ(化学反応抵抗(Ω−・cJ。
η ()1 1は防tり金属の過rti IF M 、  + If
 屯Mt ’MJ印(A/clIl) (3)式から明らかなようにイj害な電流を小さくする
ためには「。を大きくするがl、を小さくすることがf
)効である。しかしjlは金属の物P1によるものでろ
、て、現実的な解決策は[4を小さくすることである。
具体的には船体外板1.の防?ri金属をJ(人なもの
でなく小さく切、、たものを使用することである。
金属板の長さ1.のらのを1個に切−1たときの一枚の
金属板の腐食電i!密度inは +3)、(4)式から電流密度の減少割合「はこのよう
にI /nに減少することができる。
このIIの値を如fIII程に選ぶかは’+I′i−ν
な問題であるが+  ITのf1白を余り人きくするこ
とは防γlノ金属の一辺の1(さが短か(な()、明断
部分(継11部分のンールM必要)の増加による施−1
の繁雑化と−I費の増大、継目部分の増加による厚擦抵
抗の型入等の不利益を生じる6一般的には防tり金属の
耐用イ[゛数、防lう効宋′°ワへの影響をづIαして
inが自然腐食連1すと略同稈1すをW[容電流密度の
十限となるようにすることが実用1々fましい。
(M食速度が2f?゛りになる。) 船の全長を11.切断した1枚の防ンlJ金属の長さを
1.許容電流密度比(腐食屯流密lα(i +、 )/
自然腐食型流密Iす(io))をに、船の全1(の電イ
1シ九自I切を〜′1.vす1電とすれば(6)式が成
1′fする。
にk・Io・1.・rL、/\11.  ・・・・・・
・・・・・・・・・・・・(t’i)例えばl(=l 
+ r()10’Ω−rnl 、 V+、 = 0.4
 vol tiQ>0.25ン’、IO’−’A/cr
dとしたときのUノ断じた防tfノ金属の1枚の長さに
およぼす船のJ(さの影うテは次のとおりになる。
船の長さ(1電cm)   防lIi金属板の1< サ
l−(Cm)200 X +02       125
+00 X t0262.5 50XI02a1.5 10X102        6.25ここに−j’:
 L/た数(+fiは船の船舶〜船解長さの両端に電(
:l傾度0.4 Vが(fnする場合の卸商を説明する
ために小したもので、実際には第3図に小した防食曲鉛
のIIQ 14荀;rQ、 + 数歌、船の長さ、 7
ft進器との関係で電付知1αは!シなり、それらを3
慮した1−で1の長さを決定する必要がある。
1°記の説明は船の1更さ/−jlについてのみ説明し
たが巾(も1電断面lj向)のli向にも同様の論議が
成\゛lする。然し、中の長さは9船舶〜船呪長に較べ
て数分の1以トであること、電イ台飴曳の影響を受ける
1!11間を一イえると岸壁、ボ/ノー・ン。
光密等の外部のIJj因よりも前記した(【))のよう
な船舶自身によるli;j因のljが極端にJ(い。す
なわち、係留期間の数11に対し、船舶自身にノ、(因
するものは航走、(〕:ゞ泊をとわず1;3に0住する
こと。
史にitb向に灼する影* ll)−合ζ才、船舶構造
−1,がら長さツノ向に較へてffjんと!11Fいに
等しいことがら、■4さツノ向f′zにIに−)いでは
厳しい制限は(fr[シない。
このような点をI[して防tり金属板で被覆さ11た防
ン5船の実施!!!様を第4図、第5図1+、び第6図
に小す3、 の 第4図(」02〜0.5 mm I°/長さ7cmの防
ンり金属板14〕\が船体9の+4さ/、向に隙間15
を介しでIN Ijけられたものて船1+ /7向は1
か1す]第5図の16の部分でLJJ断された例を小し
ている4、防rり金属板14A0′)継11部15.(
隙間)16の間隔は極力1(j < して(数mm1.
:ノー’ ) AiJ水1′1絶縁+(でノールする必
要がある。、 lI/JγIJ金属板+4Aと船体9は
Ja論な絶縁層13を介して例えば接香削で接着する。
第6図は船の良さに1′行のツノ向へも小さく切断した
金属板を−)けた例を小す。船の大きさによって適憤に
選ぶことができる。
さてなんらかのJll! clで船体と防71j金属板
が電気的に短絡した場合、船体−防lり金属間にカルバ
ニック電流が流れ船体の11に食が発t1−することは
すでに述べた。これをもう少しaYL <述・\る。
二のような場合第1図に小した防食曲鉛板7の設置に上
り’lj l(1,l pが防rす金属板に流入し、船
体重信7まて防ンり金属44Q、の電イ)シをドげて腐
食の発生を防市rるようにf′1川するが、防γり金に
板が細分化されでいない場合、Jt2i!に大きな電流
を必要とし、実用1防食は不可能に近い5、これは船の
安全I極めて重要な問題であ−、て細分化することによ
、て、 7Ji気的に短絡した防γり金属板にのみ電流
を(jk給すればよく、小さなtllt流でよいためこ
れは容8hに達1戊することが出来る。細分化されない
場合、防汚金属と船体の1か所が。
どこで19触しようと取入な結果を生じるが、防15金
属板を細分化した場合、その危険性を皆無とすることが
出来る。即ち短絡した防tり金属板の周囲にある同様な
112状の細分化した防lり金属板は海水よりも良好な
電気伝導体として(′1川し。
速かに電イ)ンを低ドさせるイ′1用をする。
その模様を第7図、第8図を用いて詳述する。
第7図は防r/J金属板が細分化されない場合に船体と
短絡した例を簡略化して小したもので9は船体、 +3
は電気絶縁層、14は防7り金属、7は船体より電fI
′/、的に中な金属、(?すえば曲鉛、アルミニウノ、
等、17は防?IJ金属14と船体9の短絡部分、)8
は船体の塗装等の欠陥部分を・ツクす。このような場合
船体より甲な金属例えば7.n7から防ンり金属14へ
電流1pが流入しig(船体塗装欠陥部18から防lり
金属14−5の腐食゛電流)の発生を押面するように働
4が防yLj金属14に学風の電流を必要とし、短絡部
分7.船体塗装等の欠陥部分I8の相月(17,i+’
/によ、っではigを1)?・市できない。
?   7 第7図1.を第〆図の防lり金属板I4を細分化したも
の+4Aで置き換えた場合で、短絡部分17のみの防汚
金属140面積に相当する電流ipで充分であり、電流
経路も電気抵抗の高い海水中より電気抵抗の低い防汚金
属板+4A等を順次通り速かに防t9金属+413の電
イ)ンを低ドさせ欠陥部18よりの発生電流1gを消失
させる。
以−1−のとおり2未発明方tノ:は金属製の船゛舶。
水に接する構造体の接水面に電気絶縁層を介して防汚金
属相を独1°l細分化して覆い、船舶、 i4q水使用
措逍体色それより中な電位を示す金属を接触させておく
ことによ、1て、7It、佼傾度1・゛の防汚金属ヰ(
の異・畠腐食、防tり効果の不完全さをllツノ11、
すると同時に防汚金属相と構造体、船11n A< f
本との接触#l:故による本体の異常腐食の発/1;を
防11・、することができるようにしたものでま)る。
尚卑な電位を示す金属の代りに白金メ・ノキチクン電極
、鉛−銀合金等の不溶性陽極と1+j+湧1電源を使用
しても良く、又、構造体の電41:Jをに1!助的に維
持する自動電位制御装置jりを使用しても。
その作用効果はJ」;(理的に同じである。
本発明をよりf1効に実施するため番こは船舶。
海水使用構造体を囲むように極力前MCL/た卑な金属
を取付けることが望ましい。これは第9図に示すとおり
電場の海面に構造体がさらされているときの迷走してい
る電流i、のバイパス効果を生じると共に、構造体ヒの
電イ立の分布を平坦にする効果を生じるためである。
以上の効果は船舶のような長大なものに限らず、長大な
水門ゲート、或は深さ方向に長い海岸構造物等にも全く
同様に育効である。
尚防汚金属としての実施態様は板の接着に限らず、溶射
、メッキ等いずれによっても良いこと1.を言うまでも
ない。
【図面の簡単な説明】
図をV−V線矢祝図、第6図U本発明の第2実施例を施
した船舶のfll11面模式1ラミ(防lrJ金属扱一
部省略)、第7図d11!、い防汚金(・バ根と構+’
?t−月の短路に」:る腐食と防食の説、明のための々
l板模パリの断面図、第8図V」本発明の第5実施例の
tl)絡0.5の紺、明のだめの11仮模型の断面図、
第9図d本発明の詳細な説明するだめの外板イ9型の断
面はjである。 1・・・tf’f造体、2・・・超;縁F〆、3・・・
防汚金(帆、4・・・水(Mtj水又ta ps水)、
6・・・り1ノ絡部、7・・・曲鉛陽極。 i′−用人 坂 閉  、呼1 方2圃 謔50 第4凶 防乙口

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 電気的防食手段若しくは電気化学的防食手段を備えた水
    」二若しくは水中構造体の接水面に。 該接水面垂直方向には電値絶縁層を介して、該接水面の
    面方向には相゛Uに接しないように、複数の防汚全域タ
    イルを被覆してなる構造体の防汚・防食法。
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