JPS6183951A - 埋設金属管の防食被覆損傷位置検出方法 - Google Patents

埋設金属管の防食被覆損傷位置検出方法

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JPS6183951A
JPS6183951A JP20412884A JP20412884A JPS6183951A JP S6183951 A JPS6183951 A JP S6183951A JP 20412884 A JP20412884 A JP 20412884A JP 20412884 A JP20412884 A JP 20412884A JP S6183951 A JPS6183951 A JP S6183951A
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JP
Japan
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ground
pipe
buried
ground surface
metal tube
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Application number
JP20412884A
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English (en)
Inventor
Makoto Kawakami
誠 川上
Osahisa Shimizu
清水 長久
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N17/00Investigating resistance of materials to the weather, to corrosion, or to light
    • G01N17/02Electrochemical measuring systems for weathering, corrosion or corrosion-protection measurement

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  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
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  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)

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〕 この発明は、地中に埋設した金属管の外面に施された防
食被覆の損傷位置を検出する方法に関するものでちる。
〔従来技術〕
一般に、地中に敷設する鋼管等の金属管は、外面にアス
ファルト等の瀝青質あるいはポリエデンン等の熱可塑性
樹脂の塗覆装を施し腐食を防止している。上記防食被覆
が何等かの原因により金属面に達する損傷を受け、その
金属面が土壌等の電解質と直接接すると、その部分が腐
食する。特に、損傷部が酸素濃淡差などのある環境や、
電鉄の迷走電流の影響を受ける環境に存在すると金属管
は異常に速い速度で腐食し腐食孔を生じる慣れがある。
このように、地中埋設管の防食被覆を完全な状態に維持
することは、腐食事故を防止する上で極めて重要である
衆知の通り、地中埋設管の防食被覆の損傷程度は絶縁抵
抗を測定することにより容易に推定でき、その損傷位置
は電位法を応用して検出できることが知られている。
その位置検出方法の原理について、信号源の種類別にす
なわち第4図および第5図に直流法を、第6図および第
7図に交流法をそれぞれ示し説明する。
第4図および第5図に示すように地中に埋設した防食被
覆金属管8における金属管2と地盤に埋設した対極3の
間に直流電源10および間欠波発生器11からなる直流
式信号源および交流式信号源9により信号電圧を印加す
る。通常、信号電圧としては、直流法では間欠波を使用
し、又流法では数十ないし750Hzの周波数を使用す
る。
金属管2における防食被覆損傷部と対極6との間に通じ
る電流によって損傷部12を中心に生ずる電位変化を、
地表面に配置した2つの電極13および電圧計14を使
用して電位差を測定する。
なお第6図において、19はA、C−D、C変換器であ
る。
この電位変化は、理論的に次式から求められる・ こと
が知られている。
土壌の平均抵抗率 :ρ(Ohm−m)損傷部に通じる
電流:1(A) 損傷部の埋設深さ :h(m) とすれば損傷部直上から水平距離X(ffl)離れた点
の電位変化は、 (1)式から、水平距離X(rrL)を中心にa/2(
m)離した2電極間の電位差は、次式で表すことができ
る。
(Vol!t )・・・(2) 第5図の電位変化15および電位差16は(1)。
(2)式から求めたもので、電位差の極性の反転部が損
傷部12を示す。一方、第7図では、通常、交流検出信
号を直流に変換するので電位差16は図のような波形と
なり、2つの極大部の間の凹部が損傷部12を示す。
しかしながら、上述の方法は、 (1)検出信号に地盤の自然電位や商用周波およびその
逓倍の誘導電圧等が重畳し、フィルタ5を通してもノイ
ズを完全に排除することが難しい。
(2)  アスファルト舗装面においては、信号源イン
ピーダンスが非常に大きいため、前述のノイズが一層大
きく、かつ検出信号が微弱である。
(3)通常、検出電極には飽和硫酸銅電極等の照合電極
あるいは鉄電極等を使用するが、これらの電極はアスフ
ァルト舗装面に適用することが困難である。
(4)交流信号において、A、C−D、C変換するため
S/N比が低下する。
等の問題があって、理想的な信号波形を得ることが難し
く確実性に欠ける欠点がある。
このように、従来の損傷位置検出方法は、その精度が悪
く確実性′に欠けるため地中に埋設された防食被覆金属
管における防食被覆に損傷部が存在しても、その位置を
検出し補修することは少なく、通常、電気防食を併用し
て腐食を防止することが多い。
〔発明の目的、構成〕
この発明は、上述の問題点を解決して損傷位置を正確に
知り、さらに、埋設深さをも知ることができる方法を提
供するものである。この発明の要旨とするところは、外
面に防食被覆1を施し地中に敷設した金属管2と地盤に
埋設した対極3との間に1〜10Hzの信号電圧を印加
し、金属管の長手方向に間隔をおいて並ぶ2つの電極4
とフィルタ5と表示装置6とを備えている検出装置7を
金属管の直上の地表面に沿って移動して、金属管の直上
に位置する地表面の2点間の電位差を連続的に検出し、
かつ前記フィルタ5から出る検出信号に含まれる直流分
および交流分ならびに前記検出信号のノイズを除去する
ことにより、表示装置乙に表われる地表面電位差の2つ
の極大部の間の最小値の位置を検出することを特徴とす
る埋設金属管の防食被覆損傷位置検出方法を第1発明と
し、外面に防食被覆1を施し地中に敷設した金属管2と
地盤に埋設した対極3との間に1〜10Hzの信号電圧
を印加し、金属管の長手方向に間隔をおいて並ぶ2つの
電極4とフィルタ5と表示装置6とを備えている検出装
置7を、金属管の直上の地表面に沿って移動して、金属
管の直上に位置する地表面の2点間の電位差を連続的に
検出し、かつ前記フィルタ5から出る検出信号に含まれ
る直流分および交流分ならびに前記検出信号のノイズを
除去し、そのノイズを除去した検出信号の交番電圧波形
を直流に変換することなく表示装置6に表示し、その表
示された波形パターンから防食被覆損傷位置を検出する
ことを特徴とする埋設金属管の防食被覆損傷位置検出方
法を第2発明とするものである。
〔実施例〕
次にこの発明を図示の例によって、詳細に説明する。
第1図はこの発明を実施する場合に用いる防食被覆損傷
位置検出装置を示すものであって、鋼管からなる金属管
2の外面に前述のような防食被覆1を施して構成した防
食被覆金属管8が地中に埋設され、かつ地盤17の地表
側に埋設した対極3と金属管2とが交流式信号源9を介
して接続され、地表面を防食被覆金属管8に6沿って移
動される検出装置7は防食被覆金属管長手方向に間隔を
おいて配置された2つの車輪電極からなる電極4と、そ
の電極4にフィルタ5を介して接続された平衡記録計ま
たは直配式オシログラフ等の表示装置6とを備えている
第1図に示す装置において、交流式信号電源9に金属管
2と電極4に信号電圧を印加する。この電圧信号には、
上述の(1) 、 (2)の問題および2つの電極が発
生する電位等のノイズを容易に排除可能な周波数として
、実験から1〜10Hzの周波数帯が適していることを
確認している。望ましくは、2〜5 Hzがもつともよ
い。
予め散水したアスファルト舗装面において、導電性スポ
ンジゴム車輪を使用した電極(車輪電極)4を走行させ
たとき検出されるノイズは、実験からおよそ表−1のよ
うな種類および性状であることが確認された。
表−1 〔注〕車輪電極の発生するノイズは車輪の周期に一致し
た周波数のノイズ このノイズを減衰傾度24(dB/オクターブ)の特性
をもつフィルタ5に入力して、各遮断周波数におけるノ
イズ通過量の関係を求めると、第3図のように示すこと
ができる。第6図において、20は車輪電極が発生する
ノイズ、21は商用周波数ノイズである。
云うまでもなく検出精度は、検出信号に含まれるノイズ
が小さいほど優れるが、実用的に許容できるノイズの大
きさは検出信号と同程度か、あるいは、それ以下である
。この理由は、検出信号よりノイズが大きいと、ノイズ
の変動が検出信号波形を歪めるため損傷位置の判別を困
難にするからである。
一方、埋設金属管2においては、前記電極4が損傷位置
付近で得る検出信号の大きさを、およそ5mV  以上
とすることは容易に可能であるから、第6図においてノ
イズ通過量が5mV  以下である1〜10Hzの信号
電圧が損傷位置の判別に適していることが分かる。また
2〜5Hzの信号電圧は、検出信号に含まれるノイズが
、およそ10%以下で、信号波形の歪みが極めて小さく
損傷位置を精度よく検出することができる。なお、前述
の特性をもったフィルターは市販品で、容易に入手可能
である。
いま、通電電流によって生じる地表面電位の変化を、導
電スポンジゴム等を使用した車輪電極4を用いて連続し
て検出する。検出信号はフィルタ5を用いて不要なノイ
ズを排除し、かつ、上述(4)のようなS/N比が低下
するA、C−D、C変換を行なわず、信号周波数に十分
応答性をもった平衡記録計、あるいは、直記式オシログ
ラフ等の表示装置乙に直接記録する。
第2図に示すように、このような方法で得られる記録波
形16は、(2)式の電位差Vdを理想的な連続波形で
表示することができる。即ち、損傷部12の直上(X=
O)で電位差はO,Xが0から少し増加した点で極大値
を示し、さらに増加すると除徐に減衰する独特の波形パ
ターンが得られ、これよυ容易に損傷位置を判断するこ
とができる。
第8図および第9図は、第6図および第7図、また第1
0図および第11図は、第1図および第2図の方法によ
る実験から得た検出信号を平衡記録計および直記式オシ
ログラフ等の表示装置乙に表示した波形である。第8図
および第10図は30Hz 、また第9図および第11
図は3Hzの信号電圧を用いている。
第8図、第9図、第10図および第11図から、信号電
圧としては、第9図および第11図に示すように、3 
Hzが、(2)式で示した地表面電位差Vdを忠実に表
現し、従来法にくらべ容易に損傷位置18を判断できる
。さらに、表示法としては第11図に示すように損傷位
置18を中心に扇形で、かつ、直記式オシログラフ等が
描く縦線を密にした波形が極めて立体的で、従来法に比
べ容易に損傷位置18を判断できる有用な効果がある。
また、上記波形パターンから損傷部の埋設深さh (m
)を知ることができる。
いま、電極間隔aを一定とすれば、(2)式の電位差V
dが極太値を示す点は、水平距離Xと損傷部12の埋設
深さhの関数であるから、種々の埋設保さhについて、
電位差Vdが最大となる水平距離Xを求め、次に、種々
の埋設深さhと先に求めた水平距離Xとの関係から損傷
部12の埋設深さを知ることができる。
一例全あげれば、損傷部12の埋設深さhが1.2〜5
.0 (m)の範囲では表−2に示すような回帰式が得
られる。
表  −2 第12図はこの関派を表す。水平距離Xは、記録波形を
見ながら巻尺等で測定しても、またエンコーダ等を用い
て自動的に距離を測定し、表示装置6に表示してもよい
この発明による方法は、地中埋設管に限らず、地中埋設
ケーブルおよびケーブル保護管の防食被覆の損傷位置を
高精度、かつ高能率で検出することができる。また検出
電極に飽和せ東電極等の照合電極、あるいは金属電極を
使用することによシ海底釦敷設された上記施設の損傷位
置を検出することができる。
〔発明の効果〕
以上説明したようにこの発明は、従来の方法における問
題点を解決し、検出精度を著しく改善するので、アスフ
ァルト舗装面でも計器の感度を上げることにより容易に
損傷位置を検出できる。
また信号電流を小さくできるので、印加電圧が低くなり
安全上望ましく、さらに測定作業や損傷部の判断に熟練
を要しない等の有用な効果がある。
勿論、検出信号は再現性があるので、記録計の他に直接
データー収録装置に記録し、後に再生して詳細に調査す
ることも、また後日の調査結果を比較することも可能で
ある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明を実施する場合に用いる防食被覆損傷
位置検出装置を示す側面図、第2図はその装置による検
出波形を示す図、第6図はこの発明の1〜10Hzの信
号電圧およびその前後の周波数について減衰傾度24 
dB/オクターブの特性をもったフィルターを使用した
ときに、各遮断周波数におけるノイズ通過量の関係を表
した相関図である。 第4図は従来の防食被覆損傷位置検出装置の一例を示す
側面図、第5図はその装置による検出波形を示す図、第
6図は従来の防食被覆損傷位置検出装置の他の一例を示
す側面図、第7図はその装置による検出波形を示す図で
ある。第8図、第9図および第10図、第11図は実験
によって得られた波形であって、第8図は第6図、第7
図に示す方法に従来使用されている信号電圧(30Hz
)を使用して得られた波形を示す図、第9図は第6図、
第7図に示す方法にこの発明の範囲内に属する信号電圧
を使用して得られた波形を示す図、第10図は第1図、
第2図に示す方法に従来使用されている信号電圧(30
Hz)を使用して得られ之波形を示す図、第11図は第
1図、第2図に示す方法にこの発明の範囲に属する信号
電圧を使用して得らねだ波形を示す図である。第12図
は波形パターンから損傷部の埋設深さを知る相関図であ
る。 図において、1は防食被覆、2は金属管、3は対極、4
は電極、5はフィルタ、6は表示装置、7は検出装置、
8は防食被覆金属管、9は交流式信号源、12は損傷部
、14は電圧計、16は電位差である。 第3図 造材)′¥I波毅(Hz)□ 第7図 第12図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)外面に防食被覆1を施し地中に敷設した金属管2
    と地盤に埋設した対極3との間に1〜10Hzの信号電
    圧を印加し、金属管の長手方向に間隔をおいて並ぶ2つ
    の電極4とフィルタ5と表示装置6とを備えている検出
    装置7を金属管の直上の地表面に沿つて移動して、金属
    管の直上に位置する地表面の2点間の電位差を連続的に
    検出し、かつ前記フィルタ5から出る検出信号に含まれ
    る直流分および交流分ならびに前記検出信号のノイズを
    除去することにより、表示装置6に表われる地表面電位
    差の2つの極大部の間の最小値の位置を検出することを
    特徴とする埋設金属管の防食被覆損傷位置検出方法。
  2. (2)外面に防食被覆1を施し地中に敷設した金属管2
    と地盤に埋設した対極3との間に1〜10Hzの信号電
    圧を印加し、金属管の長手方向に間隔をおいて並ぶ2つ
    の電極4とフィルタ5と表示装置6とを備えている検出
    装置7を金属管の直上の地表面に沿つて移動して、金属
    管の直上に位置する地表面の2点間の電位差を連続的に
    検出し、かつ前記フィルタ5から出る検出信号に含まれ
    る直流分および交流分ならびに前記検出信号のノイズを
    除去し、そのノイズを除去した検出信号の交番電圧波形
    を直流に変換することなく表示装置6に表示し、その表
    示された波形パターンから防食被覆損傷位置を検出する
    ことを特徴とする埋設金属管の防食被覆損傷位置検出方
    法。
JP20412884A 1984-10-01 1984-10-01 埋設金属管の防食被覆損傷位置検出方法 Pending JPS6183951A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1988009498A1 (en) * 1987-05-19 1988-12-01 Isaac Solomon Pipeline coating survey equipment
WO2003106976A1 (en) * 2002-06-17 2003-12-24 The University Of Manchester Institute Of Science And Technology Method and apparatus for monitoring corrosion
JP2009128294A (ja) * 2007-11-27 2009-06-11 Tokyo Metropolis 金属管内面の被覆欠陥検査方法及び被覆欠陥検査装置

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