JPS63286592A

JPS63286592A - 防食用電極

Info

Publication number: JPS63286592A
Application number: JP62119568A
Authority: JP
Inventors: Masashi Hosonuma; 正志細沼; Takayuki Shimamune; 孝之島宗; Isao Sawamoto; 勲澤本
Original assignee: Permelec Electrode Ltd
Current assignee: De Nora Permelec Ltd
Priority date: 1987-05-16
Filing date: 1987-05-16
Publication date: 1988-11-24
Also published as: JPH0431029B2

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、各種金属や合金類の防食用電極、特に土中に
埋設された金属並びにコンクリート中の鉄筋や鉄骨等の
陰極防食に使用する堅牢で取扱いの容易な防食用陽極に
関する。

（従来技術とその問題点）従来から土中及びコンクリート中等にある金属部材や金
属配管の腐食を防止するために、防食塗装により絶縁部
材等を環境から隔離する方法が採用されているが、該塗
装のみでは長時間経過によるピンホールの発生や塗料成
分の変化等による金属の露出がしばしば生じ完全な防食
を行うことができなかった。

防食を完全にするために近年では電気防食が採用され、
該電気防食は例えば鉄等の防食されるべき金属が負に分
極することにより安定化することに基づ（防食方法であ
り、この状態が続く限り防食作用が継続するため、非常
に重要な防食手段である。

現在行われている電気防食法は大別して、流電防食と陰
極電気防食の２種類があるが、前者は犠牲陽極を使用し
該犠牲陽極がみずから溶解して被防食金属を負極として
安定させる方式であるため、陽極の定期的な交換を必要
とし煩雑な保守作業が必要となるという欠点がある。一
方後者の陰極電気防食は不溶性陽極を使用して被防食金
属との間に直流電源を接続し電気分解を行うことにより
前記被防食金属を負に維持して安定化させるものである
。該陰極電気防食は電源を停止しない限り防食作用が継
続するという長所があり設備的に大がかりになるという
欠点を有するにもかかわらす広く採用されている。

該陰極電気防食は使用する陽極の材料等の面で改良が続
けられているが、電極と該電極に通電するための導線と
が別個に製造され、所定箇所への設置に際しても該設置
を別々に行わ赴ければならず、かつ該設置が通常長距離
に亘りあるいは広大な面積に亘るためその工事量が真人
なものになり、しかも設置時の前記電極と導線との接続
が不十分であるとその部分に腐食が生じ易くなるという
欠点がある。

又該電極は通常そのまま土中等に設置されるのではなく
、バックフィル材と呼ばれる炭素質導電物質層をその周
囲に被覆されて土中に設置される。

該バックフィル材を介在させるのは、該バックフィル材
の使用により陽極表面の電流分布を均一に保つと同時に
安定した通電を可能にするためであるが、該バックフィ
ル材の使用により陽極表面で電解反応により生成したガ
スが土中又は大気中へ十分に放散されないためガス層を
形成して通電を困難又は不能にして短時間の使用で電圧
上昇を来してしまうことがある。これを回避するために
従来は陽極の軸方向に添って土中又は大気中に開放され
た多孔質バイブを前記陽極に平行に設置し、前記ガスを
土中又は大気中に放散するようにしている。しかし前記
パイプの設置を施工現場で行うことは熟練を要し作業者
に前記した導線と電極との接続に加えてより以上に手間
の掛かる作業を強いることになり、より簡単に施工でき
る防食用電極が望まれている。

（発明の目的）本発明は叙上の問題点を解決するために為されたもので
、電気防食、特に土中における防食に使用する十分な耐
久性と施工及び保守の容易性を合わせ持つ防食用電極を
提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段）本発明は、所要箇所に通電用導線が接続された不溶性電
極の周囲の長さ方向の少なくとも一部に炭素質導電物質
層を被覆して成り、前記電極と前記炭素質導電物質層の
界面で発生するガスを前記電極及び前記炭素質導電物質
層外へ誘導するための誘導路を形成したことを特徴とす
る防食用電極に関する。

以下本発明の詳細な説明する。

本発明では不溶性電極を使用するが、該電極は筒状電極
でも棒状電極でもよ（、該電極は設置現場において粗雑
に取扱われがちであるため、該取扱いに耐え得゛る材料
で形成されることが必要でありかつ十分な耐食性を必要
とするので、耐食性金属、例えばチタン、ジルコニウム
、ニオブ、タンタル等の弁金属又はこれらの金属を主成
分とする合金を基材とすることが望ましい。そして該耐
食性金属上へ、その少なくとも一部が電極活性物質であ
る例えば白金族金属及び／又はその酸化物を被覆して電
極とする。該白金族金属及びその酸化物は、ｐｔ、Ｉ　
ｒ、Ｏｓ、Ｐｄ５Ｒｕ、Ｒｈ又はこれらの酸化物であれ
ばいずれでもよいが、耐久性の面で酸化イリジウム（Ｉ
ｒＯｚ）を含む被覆を使用することが最も好ましく、表
面が堅牢で傷が付き難い電極を製造することができる。

例えば電解による白金と酸化イリジウムの消耗度を加速
条件下、希硫酸中、電流密度１．５Ａ／−において比較
すると、前者は１〜１０■／ＫＡＨであるのに対し、後
者では０．１〜０．０１■／ＫＡＨであり、これらはい
ずれも従来から使用されているフェライトその他の電極
材料よりも温かに長寿命である。

本発明では、前記電極の周囲の長さ方向の少なくとも一
部に炭素質導電物質層を被覆する。該炭素質導電物質は
前述した通り電極表面の電流分布を均一に保つと同時に
安定した通電を可能にする。

該炭素質導電物質は通常のバックフィル材と同等のもの
を使用できるが、特にピッチ系多孔質炭素であることが
望ましく、その充填率及び被覆厚は用途に応じて決定す
ればよく、通常はそれぞれ１０〜５０％及び５〜５０ｍ
ｍ程度である。又該炭素質導電物質層の形成に際しては
炭素のみ使用して成形を行うことが困難であるため、バ
インダーとして樹脂、特に比較的低温で分解するフェノ
ール樹脂を添加することが好ましい。

上記した炭素質導電物質層を被覆した電極の製造法は特
に限定されるものではないが、例えば前記不溶性電極の
周囲にフェノール樹脂と炭素粒子との混練物を押出成形
、塗布等により付着させ乾燥のみ、もしくは乾燥と焼成
を併用して製造することができる。

このようにして製造した炭素質導電物質層を有する防食
用電極の使用により電極表面で電解反応により生成した
ガスが土中又は大気中へ十分に放散されず通電を困難又
は不能にしてしまうことがある。

本発明ではこのようなガスを効率良く前記炭素質導電物
質層又は前記電極外へ誘導するための誘導路を形成する
。該誘導路の形態は前記電極のタイプに従って２種類に
分類することができる。第１に該電極基体が棒状又は通
孔を有しない筒状である場合には、発生したガスを電極
方向に誘導し放散させることができないため、前記炭素
質導電物質層に電極の軸方向とほぼ平行な、好ましくは
軸方向に平行で前記炭素質導電物質層と前記電極の界面
に近接した該層を貫通するｌ又は２以上の通孔を形成し
、該界面で発生したガスを前記通孔へ誘導し該通孔を通
して大気中又は土中に放散させる。第２に前記電極が穿
孔、網目等の通孔を有する筒状電極である場合には、前
記界面で発生したガスを前記筒状電極の通孔を通して前
記筒状電極内部に誘導し該筒状電極の上端の開口部から
大気又は土中へ放散させるようにする。

又該防食用電極への通電は、電極の要所、好ましくは筒
状又は棒状電極の一端部に接続された導線を介して行う
ようにし、該接続部は外界に露出しないようにすること
が望ましい。

以下添付図面に示す一実施例に基づいて本発明をより詳
細に説明するが、該実施例は本発明を限定するものでは
ない。

（実施例）第１図は、本発明に関わる防食用電極の第１実施例を示
す一部破断正面図である。

縦方向に延びる穿孔を有しない比較的薄肉の、外表面に
電極活性物質を有する筒状電極１の上端内縁部には、通
電用導′ｆ／Ａ２の一端部が溶接等により電気的に接続
され樹脂等により被覆されている。

該筒状電極１の側面及び上下面は、ピッチ系炭素等から
成る炭素質導電物質３が層状に被覆され、前記筒状電極
１及び前記接続部を外界から遮断している。

前記炭素質導電物質層３には、前記筒状電極１とほぼ平
行に複数の細径の通孔４が該層３の全長に亘って穿設さ
れている。なお、該通孔は上面又は下面のいずれか一方
にのみ開口していてもよい。

このような構成から成る本実施例電極を土中の防食すべ
き金属等に近接させて埋設し、通電用導ｖＡ２から前記
電極１に電流を流すと、電流が被防食金属へ流れて該金
属を負に維持して防食するとともに、前記電極１と前記
炭素質導電物質層３の界面において電極反応によりガス
が発生する。このガスは電極１方向には拡散できないた
め、炭素質導電物質層３中を前記通孔４方向へ拡散移動
する。そして該通孔４に達し該通孔４内を移動して上下
の開口部から土中に放散される。従って通電を継続して
防食を半永久的に行っても電解反応により生ずるガスは
一切前記炭素質導電物質層３に滞留することがなく、抵
抗が増大して流れる電流が減少したり電流が停止したり
あるいは電圧上昇が起こったりすることがない。

第２図は、本発明に係わる防食用電極の第２実施例を示
す一部破断正面図である。

縦方向に延び、複数個の横方向の穿孔６が穿設された比
較的薄肉の筒状電極７の上端内縁部には、通電用導線８
の一端部が電気的に接続され樹脂等により外界と遮断す
るように被覆されている。該筒状電極７は上部の僅かな
長さを残して±９の中に埋設されている。

核部状電極７の下部表面の前記穿孔６以外の部分には、
白金族金属及び／又はその酸化物等から成る電極活性物
質１０の被覆が形成され、該筒状電極７の下面と該被覆
形成部の側面に対応する部分には、ピンチ系多孔質炭素
等から成る炭素質導電物質１１が層状に被覆され、前記
電極活性物質１０を±９から遮断している。

このような構成から成る本実施例電極を土中の防食すべ
き金属等に近接させて埋設し、通電用導線８から前記電
極７に電流を流すと、実施例１の場合と同様に、該電極
７と前記炭素質導電物質層１１の界面に電極反応に起因
するガスが発生する。

このガスは電極７の前記穿孔６を通って前記筒状電極７
の内部へ拡散し該内部を更に上昇して該電極７の上端の
開口部から大気中へ放散される。

従って本実施例装置では、炭素質導電物質層を電極基体
の周囲に形成しているにもかかわらず、ガスの滞留に起
因する不都合が生ずることがない。

（実施例１）直径１ｃｍ長さ４０ｃｍ板厚１ｍｍで穿孔を有さないチ
タン製パイプの表面をプラスト掛けして荒らした後、酸
洗を行って表面を活性化した。予めイソプロピルアルコ
ールに塩化イリジウムを溶解して塗布液としたものを前
記表面に刷毛を用いて塗布した後、５００℃に保持した
マツフル炉中で１０分間焼付けた。塗布と焼付を繰り返
して酸化イリジウムから成る被覆を得、これを電極とし
た（被覆量はイリジウム換算して３０ｇ／ｒｄ−チタン
）。

粒度１００〜３２５メンシエのピッチ系炭素粉末を水及
び少量のフェノール樹脂と混練して炭素質導電物質層の
原料とし、該原料を前記電極の周囲に約ｌｌ１ｍの厚さ
で塗布した後、直径約２ａｕｓの塩化ビニル線を軸方向
に向くよう前記塗布した電極に接触させ、更に塗布を繰
り返して厚さ約２０１の炭素Ｉ！導電物質層とした。十
分乾燥させた後、前記塩化ビニル線を抜き取り２３０℃
で３時間加熱し焼成を行った。

このように製造した電極の両端に銅の導線を接続し該接
続部をエポキシ樹脂で被覆し防食用電極とした。

（実施例２）実施例１と同様に形成した電極の表面に押出成型により
、軸方向に３個の直径１ｎ＋ｍの貫通孔を有する厚さ１
５ｍｍ、充填率３０％の炭素質導電物質の層を形成し導
線を接続して防食用電極とした。

（比較例１）塩化ビニル線を使用して貫通孔を形成しなかった以外は
実施例１と同様に防食用電極を製造した。

上記計３種類の防食用電極をそのまま土中に埋設し、対
極として直径１ｍ高さ１ｍの鋼板から成る円筒体を各電
極の周囲に設置してそれぞれ電源に接続して防食試験を
行った。鋼板には約０．０５Ａ／ｎｆ、電極基体には０
　、　１２５　Ａ／ｄｍ”の電流が流れた。

前記３種類の電極の電圧変化を追跡したところ、開始時
には２０〜３０Ｖであった電圧のうち比較例１の電圧が
５日経過時から上昇し始めたが、実施例１及び２の電極
は２ケ月経過後も電圧変化は全く見られなかった。

（実施例３）直径１ｃ＋ｎ長さ４０ｃｍ板厚１１であり開口率５０％
のチタン製のエクスパンドメツシュパイプを実施例１と
同様に処理して酸化イリジウムから成る被覆を有する電
極とした（被覆量はイリジウム換算して３０ｇ／耐−チ
タン）。

塩化ビニル線を使用しなかった以外は実施例１と同様に
して炭素質導電物質を前記電極の周囲に厚さ約２０ｍｍ
となるように被覆し、加熱焼成を行い、その端部に銅の
導線を接続し該接続部をエポキシ樹脂で被覆し防食用電
極とした。

（比較例２）開口を有さす上下両端部をシールした直径１ｃｍ長さ４
０ｃｍ板厚１＋ｎｍの筒状電極を使用したこと以外は実
施例３と同様に防食用電極を製造した。

上記計２種類の防食用電極をそのまま土中に埋設し、対
極として直径１ｍ高さ１ｍの鋼板から成る円筒体を各電
極の周囲に設置してそれぞれ電源に接続して防食試験を
行った。鋼板には約５０ｍ　Ａ　／　ｒｄ、電極には０
　、　２５　Ａ／ｄｎ＋”の電流が流れた。

これらの電極の電圧変化を追跡したところ、開始時には
２０〜３０Ｖであった電圧のうち比較例２の電圧が３日
経過時から上昇し始めたが、実施例３の電極は２ケ月経
過後も電圧変化は全く見られなかった。

（発明の効果）本発明に係わる防食用電極では、通電用導線と電極基体
どが予め一体化され、しかも前記電極と炭素質導電物質
層の界面で発生するガスを前記電極及び前記炭素質導電
物質層外へ誘導するための誘導路を形成しである。

従って第１に電極と導線が一体化し規格化されているた
め、工場で接続部に問題が生ずることのないよう大量生
産することができ、又施工現場では通常の導線と同様に
取扱うことができるため、特に現場での作業効率が大き
く向上する。

第２に炭素質導電物質層を形成しであるため、電極表面
での電流分布が一定に保たれ安定な通電が確保され、か
つ該炭素！導電物質層と電極との間で発生するガスを誘
導路を通して外部へ放散させることができるため、抵抗
増大に起因する電流減少又は電圧上昇等の前記炭素質導
電物質を使用することに基づく不都合を解消することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に関わる防食用電極の第１実施例を示
す一部破断正面図、第２図は、同じく第２実施例を示す
一部破断正面図である。１・・・電極　２・・・導線３・・・炭素質導電物質層　４・・・通孔６・・・穿孔
　７・・・電極８・・・導線　９・・・土１０・・電極活性物質１１・・炭素質導電物質層第１図　　　　第２図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）所要箇所に通電用導線が接続された不溶性電極の
周囲の長さ方向の少なくとも一部に炭素質導電物質層を
被覆して成り、前記電極と前記炭素質導電物質層の界面
で発生するガスを前記電極及び前記炭素質導電物質層外
へ誘導するための誘導路を形成したことを特徴とする防
食用電極。
（２）誘導路が炭素質導電物質層に電極とほぼ平行に穿
設された１又は２以上の通孔である特許請求の範囲第１
項に記載の防食用電極。
（３）電極が複数の通孔が設けられた筒状電極であり、
誘導路が前記通孔及び前記筒状電極の内部である特許請
求の範囲第１項に記載の防食用電極。
（４）炭素質導電物質がピッチ系多孔質炭素である特許
請求の範囲第１項から第３項までのいずれかに記載の防
食用電極。
（５）電極が耐食性金属基材上に白金族金属及び／又は
その酸化物を含む電極活性物質を形成したものである特
許請求の範囲第１項から第４項までのいずれかに記載の
防食用電極。
（６）耐食性金属基材が、チタン、ジルコニウム、ニオ
ブ、タンタル及びこれらを主成分とする合金から成る群
から選択されるものである特許請求の範囲第５項に記載
の防食用電極。