TW302413B - Construction method for the corrosion prevention of steel plate piles or steel pipe piles by external electric current - Google Patents

Description

A7 B7 五、發明説明（l ) 在港灣内所使用之鋼板樁或鋼管樁通常爲碼頭及海岸 的重要構造物，但由於港灣的特殊環境如海水、帶有海鹽 之空氣與飛沫等皆會造成鋼板樁或鋼管樁之鋼鐵材質產生 腐蚀而受破壞。 通常銅板樁或鋼管椿在港灣内會處在五種不同的環境 中，由上而下即如下列所述： a. 海上大氣部 b. 飛沐帶（splash zone) c. 感潮帶（tidal zone) d. 海中部 e. 海底土中部 在上述之五種不同環境中，鋼板樁或鋼管樁會有不同 的腐蚀速率，並且在不同環境中也會有不同的腐蝕因子， 而在考量不同的腐蝕因子之下，用以防止港灣内之鋼板樁 或鋼管樁腐蝕的習知施工方法也出現了不同的操作方式。 下表一即爲鋼板樁或鋼管樁之鋼鐵材質在港灣内的五種不 同環境中之腐蝕速率及腐蝕因子之概要説明： --------^11裝------訂-----|線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局負工消費合作社印製 本紙張^(210><297公董）

腐蚀特性 海上大氣部 飛沫帶

離海面多少而有腐蝕性之 同，腐蝕因子爲風速、風向、 雨量、氣溫、日照量、塵埃、 季節、污染等)。 鋼鐵表 Η签、、’兹 A日 ·· 一· H 於陽光照不到部位，而 風雨可及的地方，比風 雨達不到的地方腐蝕速 度大。 鋼鐵腐蝕速度最大 感潮帶 海 中 淺海 著，流速等腐姓因导 在感潮帶與海中部連續 的鋼鐵構造物被當做濃 淡氧電池作用的陽極， 鋼鐵腐蚀速度大 比海上大氣· 腐蝕速度大。 大陸棚 沒海藻附著，少有海生物之附 著，溶解氧濃彦軺低 比海上大 腐蚀速度大〇

n. I …· I I - I —J n -1 I- - -1 1-— m 丁」 -* (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局貝工消費合作杜印製 硫化物會 與電氣防蝕特性〇 ---Σ_______ 在習知之鋼板樁或鋼管樁的防餘施工法中，通常都使 用险極防蝕法中的犧牲陽極法於位在海中部及海底土中部 内之鋼板樁或鋼管樁部分，至於位在海上大氣部、飛沐帶 及感潮帶的鋼板樁或鋼管樁部分則皆利用被覆材料（如塑 膠等）以包覆其上而防止腐蝕。但由於海水中犧性陽極法之 使用，故陽極部分必須定期更換進而增加了防蝕的維修成 本及維修複雜度，另外由於水面上被覆材料的使用，故在 受船隻碰撞、大浪沖擊、海面雜物撞擊或材料本身產生老 化之情況下，被覆材料會發生破裂甚至剥離而無法達到防 本紙張尺度邮中國國家標準（CNS ) A4胁（210X297公嫠) ' -----

發明説明（ 止鋼板樁或鋼管樁腐蝕之效用，尤其在台灣地區之港灣使 用率高、颱風頻率高及海面雜物出現率亦高的環境下，被 覆材料的使用壽命更爲之縮減，因此在相當短的時内（乎均 不到一年）就必須更新被覆材料，如此又會導致防蝕的維修 成本及維修複雜度提高。 本發明之目的即在提供一種防止港灣内之鋼板樁或鋼 管樁腐蝕的施工方法，尤其是一種防止位在海水平面上（海 上大氣部、飛沫帶及感潮帶）之鋼板樁或鋼管椿發生腐蝕的 新穎施工方法’而能解決習知技術之缺點，進而降低防蚀 成本及簡化維修複雜度，並具有高度之效用。 本發明之特徵在於使用外加電流法以防止鋼板椿或鋼 管椿之腐蝕，並且配合水泥及MMO(混合金屬氧化物）鈦網 陽極之使用而達到防止鋼板椿或鋼管樁發生腐蝕之功效。 圖式之簡單説明： 第1圖係爲鋼板樁或鋼管樁在不同環境中之腐蝕逹率 説明圖； 第2圖係爲本發明之鋼板樁或鋼管椿防任施工法的説 明簡圖；以及 第3圖係爲本發明實施例中，港灣内所使用之鋼板樁 或鋼管樁之防蝕施工法的説明圖。 根據第1圖所示，鋼板樁或鋼管樁位在海水平面上的 部分會具有最大的腐蚀速率，但在習知技術中，此部分一 直使用被覆材料的防蝕施工法卻有前述之缺點而無法克 服，因此本發明主要之目的就在提供此部分之鋼板樁或鋼 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） --------τγ -裝------訂-----Μ線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局貝工消費合作社印裝 經濟部中央榡準局貝工消費合作社印製 A7 〜— --—-------B7 五、發明説明（4 ) ' 管樁最實用及有效之全新防蚀施工法，而位在海水平面下 之鋼板樁或鋼管樁在使用本發明之防餘施工法後也會比習 知技術得到更爲有效的防蝕效果。 本發明之隸施丄㈣原理刊μ 2圖而給予説 明。如第2圖所示’-鋼板樁或鋼管椿i的表面上首先铺 設-層水泥2，並在水泥2尚未凝固前再铺設一層mm〇 鈦網3以做爲陽極所用，接著在妖網3上再舖設一層水泥 2，然後议置一整流器4 ,並將整流器正極接線至鈦網3 上而陰極則接線至鋼板樁或鋼管格i上，最後經整流器4 輸出直流電流後就能提供陰極所需之防蝕電流而達到防蝕 效果。在第2圖中，當鋼板樁或銅管樁爲使用於港灣時， 則參照號碼5代表海底土中部，參照號碼，6代表海中部， 而參照號碼7則代表了感潮帶、飛沫帶及海上大氣部。在 鋼板樁或鋼管樁1與MMO鈦網陽極3之間所舖設的水泥2 主要疋作爲珍極與陽極間防餘電解質迴路用，而且由於水 泥的高pH値亦會減緩鋼板樁或鋼管樁的自然腐蝕速率。 而MMO鈦網陽極3之作用爲提供陰極防蝕電流予鋼板樁 或鋼管椿，並且其特徵在於此MM〇鈦網陽極在放電後不 會像其他金屬陽極一般而會產生自然的腐蝕，因此不須時 常更換，另在鈦網陽極3上所舖設之水泥2除了可使本發 明之防餘施工法的外觀達到美化之目的外，亦可用於保護 鈇網陽極而使該陽極不致脱落。 以下將利用本發明一較佳實施例並配合第3圖以具體 敘述本發明之防蝕施工法。 -------^J-裝------訂-----γ線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 6 經濟部中央標準局員工消费合作社印製 A7 B7 五、發明説明（5 ) 實施例 如第3圖所示，在一港灣内之鋼板樁或鋼管樁1上的 適當固定間隔位置先焊接上鋼棒32。而一厚度爲10公分 之水泥板22先行在一製廠中形成，水泥板22的長度應爲 正常海水深度、漲潮高度及飛沫帶高度之總和，並在水泥 板22内來置一 MMO鈦網陽極3，並在相對於鋼板樁或鋼 管樁1上焊有鋼棒32的位置處設置塑膠管35，塑膠管35 的直徑應稍大於鋼棒32的直徑，而MMO鈦網陽極3則必 須預留導線。 在水泥板22完全硬化成型後，利用吊車及潛水施工人 員將水泥板22上之塑膠管35對準鋼板椿或鋼管椿1上之 鋼棒32並進行套入，則水泥板22就能覆蓋於鋼板樁或鋼 管樁1之表面上，接著即可使用螺帽36與鋼棒32旋緊而 使水泥板22緊靠於鋼板樁或鋼管椿1上。最後將一位在岸 上之整流器4的正極與鈦網陽極3之導線相接而其負極則 與鋼板樁或鋼管椿1相接，並提供約爲25mA/m2之直流電 流，則鋼板樁或鋼管椿1即可被保護而不會發生腐蝕。經 過實施後的估計，利用本發明之防蝕施工方法可使整體系 統保固15年以上。 在此須特別強調的是，在正常海水平面下之焊接於鋼 板樁或鋼管樁1上的鋼棒32之長度應大於水泥板22之厚 度，由於海水本身亦可做爲防蝕電解質迴路，故縱使螺帽 36會曝露於海水中，但因鋼棒32與鋼板樁或鋼管樁1已 焊接成一體而同時成爲陰極，螺帽36又與鋼棒32成一體 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） --------裝------訂-----γ線 (請先閔讀背面之注意事項再填寫本I) A7 五、發明説明（6 ) 而亦成爲陰，因此螺帽36會同時受到防蝕保護並不會發生 腐蚀。更須強調的是，在正常海水平面之上焊接於鋼板樁 或鋼管樁1上的鋼棒32之長度應小於水泥板22之厚度， 而水泥板22相對於鋼棒32的部位也應有較小的厚度，使 螺帽36旋緊於鋼棒32後仍會有凹陷的空間存在，然後再 以水泥38封閉此凹陷空間以防止螺帽36腐蝕。因爲空氣 並無法作爲防蝕電解質迴路，更由於各種前述之腐蝕因子 之影響，故位在正常海水平面上之螺帽36必須再利用水泥 38予以封蓋而不能與正常海水平面下之螺帽—般地曝露 於外。 雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以 限定本發明，任何熟習此項技藝者，在不脱離本發明之精 神和範圍内，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保 護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者爲 --------.^-41 裝------訂-----—V線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) _- _ _ 經濟部中央標準局負工消费合作社印裝 8 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Μ規格（2丨0X297公董y

Claims (1)

1. Α8 Β8 C8 D8

   電流防蝕施工 々告札 六、申請專利範圍 1. 一種鋼板樁或鋼管樁之外加電流防蝕施工法，係包 括下列步驟： (1) 在該鋼板樁或鋼管樁之表面上舖設一層水泥板； (2) 在該層水泥板之表面上舖設一層混合金屬氧化物 鈦網以作爲陽極，並預留一導線； (3) 在該層混合金屬氧化物鈦網之表面上有舖設一層 水泥板；以及 (4) 將一提供直流電流之整流器的正極與該層混合金 屬氧化物鈦網所預留之該導線相接p 該整流器之負極則 與該鋼板樁或鋼管樁相接。翁樣\ 2. 如申請專利範圍第i項所$外加電流防蝕施工 法，其中該鋼板樁或鋼管樁係爲^灣[用之鋼板樁或 鋼管樁® Λ Φκ 3. 如申請專利範圍第2項所述 法，其中該防蝕施工法包括： (1) 在該港灣内所用之鋼板椿或鋼管樁上預先焊接具 有適當固定間隔距離之複數支鋼棒； (2) 形成一夾置有一層混合金屬氧化物鈦網之水泥 板，並且該水泥板在與該等鋼棒相對之位置處設置有複數 個其直徑大於該等鋼棒之直徑的塑膠管，另在該層混合金 屬氧化物鈦網上預留一導線； (3) 將該水泥板上所設置之該等塑膠管套入該等鋼棒 而使該水泥板能緊接於該港灣所使用之鋼板樁或鋼管樁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) Α4· (2丨0><297公羡〉 ^ 裝 訂 『線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製

   竜流防蝕施工 涨潮高度及 β 士- 流防餘施工 QmA/m2。 電流防蝕施工 Α8 Β8 C8 D8 六、申請專利範圍 (4) 使用複數個螺帽旋緊於該等銅棒上而使該水泥板 與該港灣内所使用之鋼板樁或鋼管樁能緊密时；以及 (5) 將一提供直流電流之整流器的正極與該曆混合金 屬氧化物鈦網上所預留之該導線相接，而該整流器之負極 則與該港灣内所使用之鋼板樁或鋼管4 4. 如申請專利範圍第3項# 法’其中該水泥板之長度係爲正常海 飛床帶鬲度之總和 5. 如申請專利範圍第3項 法’其中該整流器所提供之直流電 6. 如申請專利範圍第3項所f 法’其中位於正常海水平面上之該等备帽在旋緊於該等鋼 棒後會進入該水泥板内並且利用水泥予以封填而阻止該等 螺帽曝露於大氣中。 --------裝------訂 1'旅 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 、榡準（CNS > A4規格（210X297公釐）