JPH0253515B2 - - Google Patents

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JPH0253515B2
JPH0253515B2 JP60193377A JP19337785A JPH0253515B2 JP H0253515 B2 JPH0253515 B2 JP H0253515B2 JP 60193377 A JP60193377 A JP 60193377A JP 19337785 A JP19337785 A JP 19337785A JP H0253515 B2 JPH0253515 B2 JP H0253515B2
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JP
Japan
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buried
buried metal
solar cell
metal body
anode
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JP60193377A
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JPS6254090A (ja
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Kyoshi Idogaki
Kimyoshi Tanaka
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Showa Shell Sekiyu KK
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Showa Shell Sekiyu KK
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  • Prevention Of Electric Corrosion (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、地中に埋設される石油、石油化学、
化成品、ガス及び水道等の埋設金属体の電気防食
装置に関するものである。
〔従来の技術〕
水道管、ガス管、石油パイプ等の埋設金属体
は、その近傍に電鉄軌条があると、その軌条から
漏れ電流が流入し再び流出して軌条に帰る際電食
作用を受けて損傷する。また、埋設個所の土質の
比抵抗の差に基づく埋設金属体表面上の電位差に
よつて局部的な、或いは長大な起電力が生じ、埋
設金属体から大地に向かつて電流が流れ出して電
食作用を受け腐食する危険にさらされる。このよ
うな危険から埋設金属体を保護する方法として、
一般には、流電陽極方式や外部電源方式等の電気
防食が知られている。
流電陽極方式は、埋設金属体の近傍に例えばマ
グネシウムのようなイオン化傾向の大なる物質を
利用した流電陽極を埋設するか、又はこの流電陽
極に匹敵する流電性をもつ低接地体を設けると共
に、これらと埋設金属体とを電気的に接続して両
者間に生ずる起電力により流電陽極から大地、埋
設金属体に至る閉回路に防食電流を流して埋設金
属体の腐食を防止するものである。この方式は、
施工が簡単で、或る期間管理が不要であること、
電源が得られない場所や小規模なもの等に適用で
き、経済である、というような利点を有する反
面、電流流出につれて流電陽極が消耗するので、
一定期間毎にその取り替えが必要である、有効電
圧が一定であるので、高抵抗の土壌では発生電流
が少なく実用に適しない場合がある、マグネシウ
ムは高価な金属であるため発生電流コストが高
い、導体抵抗により発生電流が著しく減少する、
等の欠点を有する。
他方、外部電源方式は、地中に埋設した埋設金
属体と電極との間に適当な外部直流電源例えばバ
ツテリー等を接続して埋設金属体に充分な値の防
食電流を供給するものである。この方式は、電圧
或いは電流を自由に調整でき、腐食条件の変化に
対応できる、陽極の不溶性が充分であれば半永久
的な施工ができ、経費を低減できる、等の利点を
有する反面、設置と操作が流電陽極方式より複雑
となり、設置後ある程度の監視、管理を必要とす
る、イニシヤルコストが高い、常時電力の供給を
必要とする、等の欠点がある。
また、最近では太陽電池を使つた外部電源方式
も提案されている。その1つは、太陽電池をバツ
テリーと組み合わせて使い、日中は太陽電池よ
り、夜間はバツテリーよりそれぞれ防食電流を流
すように電源を切り換えるものであり、もう1つ
は、太陽電池のみで防食電流を流すようにしたも
のである。
〔発明が解決しようとする問題点〕
ところで、消防法により移送取扱所としての規
制をうけるパイプラインでは、対地電位平均値は
硫酸銅電極基準で−850mV以下になることと定
められている。
上述の太陽電池をバツテリーと組み合わせて使
う外部電源方式では、上記の基準に合格ししかも
太陽電池の分だけバツテリーによる負担を軽減さ
せることはできるが、先に述べた外部電源方式の
欠点によりシステム全体が大規模化してしまう。
他方、太陽電池のみによる外部電源方式では、完
全には上記基準を維持できないという問題があ
る。
第4図は太陽電池のみを外部電源として使つた
場合の埋設金属体の対地電位の変化を示す図であ
る。発明者等のこれまでの実験によると、太陽電
池のみによつて防食電流を流した場合、太陽電池
に起電力が得られない期間、即ち防食電流を中断
した期間における対地電位は、埋設金属体の違い
によつて防食の観点から大きな差のあることが判
明している。それは、埋設金属体のコーテイング
に違いによるものである。
例えば劣化したコーテイングや裸管等の場合に
は、防食電流を流している間その周囲に分極が生
じ、防食電流を中断した後も復極のため暫くの時
間(復極時間)を要する。そのために、夜間だけ
の時間では第4図の実線で示すようにかなりの対
地電位が保持できる。従つて、この間の最低対地
電位を防食に必要な値(一点鎖線)を維持できる
ように電源容量、日中の防食電流等を設定すれ
ば、太陽電池のみによる防食も可能になる。
しかし、ポリスエレン・ライニングのようなハ
イレベルのコーテイングを施した埋設金属体で
は、防食電流を流している間その周囲にほとんど
分極が生じないため、第4図点線に示すように防
食電流を中断した後は直ちに自然電位に戻る。自
然電位は、土壌によつても異なるが、大体−500
mV〜−600mV程度になるから、上記の基準に
よる防食に必要な電位に維持できないことにな
る。
本発明は、上記の考案に基づくものであつて、
ポリエチレン・ライニングのようなハイレベルの
コーテングを施した埋設金属体に対しても太陽電
池を使つて且つ簡単な構成、低コストで防食に必
要な対地電位を維持することが可能な埋設金属体
の電気防食装置を提供することを目的とするもの
である。
〔問題点を解決するための手段〕
そのために本発明の埋設金属体の電気防食装置
は、太陽電池、地中に埋設した流電陽極、地中に
埋設した太陽電池の陽極に接続した電極、及び埋
設金属体に太陽電池の陰極と流電陽極とを切り換
え接続する切り換え手段を備え、切り換え手段
は、太陽電池の発生電圧が第1の所定値を越えた
ことを条件に太陽電池の陰極を埋設金属体に接続
し、第2の所定値以下に低下したこをとを条件に
流電陽極を埋設金属体に接続するように切り換え
ることを特徴とするものである。
〔作用〕
本発明の埋設金属体の電気防食装置では、太陽
電池により所定の起電力が得られる場合には太陽
電池を使つた外部電源法により防食電流を流し、
太陽電池により所定の起電力が得られない場合に
は流電陽極法により防食電流をを流するので、太
陽電池のバツクアツプとしてのバツテリー等の補
助電源が不要であり、また、流電陽極の消費量も
太陽電池により防食電流を流す分少なくなる。
〔実施例〕
以下、図面を参照しつつ実施例を説明する。
第1図は本発明に係る埋設金属体の電気防食装
置の1実施例を示す図、第2図は本発明に係る埋
設金属体の電気防食装置に適用される切り換え回
路の具体的な構成例を示す図、第3図は第2図に
示す切り換え回路の動作を説明するためのタイム
チヤートである。
第1図において、1は太陽電池、2は切り換え
回路、3は外部電源用陽極、4は流電陽極、5は
埋設金属体、6はコンパレータ、7はリレー、8
はトランジスタ、9は二次電池、D1〜D3はダ
イオード、R1〜R7は抵抗、VRは調整抵抗を
示す。
埋設金属体5は、大地に埋設されたガス管や石
油輸送管等の金属体である。外部電源用陽極3、
埋設金属体5の近傍に埋設された鉄やグラフアイ
ト、白金等よりなる外部電源方式用の陽極であ
り、流電陽極4は、同じく埋設金属体5の近傍に
埋設されたマグネシウムやアルミニウム、亜鉛の
ようなイオン化傾向の大なる物質よりなる陽極で
ある。切り換え回路2は、その具体的な構成例は
後述するが、第2図に示すように充電可能な俗称
ニツカド電池等の二次電池9を内蔵し、この二次
電池9の出力電圧と太陽電池1の出力電圧とをコ
ンパレータ6により比較してリレー7を制御する
ものであり、そのリレー7により太陽電池1を埋
設金属体5に接続するか、流電陽極4を埋設金属
体5に接続するかを切り換えるものである。
従つて、切り換え回路2が図示の如く太陽電池
1を埋設金属体5に接続している場合には、先に
述べた外部電源方式による回路、即ち、太陽電池
1によつて生ずる起電力を利用して正の端子から
外部電源用陽極3、大地、埋設金属体5、負の端
子に至る閉回路に順方向の防食電流を流すべく構
成している。反対に切り換え回路2が流電陽極4
を埋設金属体5に接続している場合には流電陽極
4と埋設金属体5との間に生ずる起電力により流
電陽極4から大地、埋設金属体5に至る閉回路に
順方向の防食電流を流すべく構成している。
次に切り換え回路2の具体的な構成例を説明す
る。切り換え回路2は、第2図に示すようにダイ
オードD1を介して太陽電池1と二次電池9とを
接続し、太陽電池1側の電圧を抵抗R1,R2よ
りなる分圧回路を介して、また、二次電池9側の
電圧を抵抗R3,R4よりなる分圧回路を介して
それぞれコンパレータ6に入力している。コンパ
レータ6の出力は、前記両者の入力電圧を比較
し、太陽電池1の出力電圧が低いときはハイレベ
ルとなり、太陽電池1の出力電圧が二次電池の出
力電圧より高くなるとローレベルとなる。従つ
て、第3図に示すように、日中の日射量がある場
合には、トランジスタ8は不導通状態にあつてリ
レー7は付勢されず、その接点により第1図図示
の如太陽電池1を埋設金属体5に接続し、太陽電
池1によつて生ずる起電力を利用して防食電流を
流すと共に二次電池9を充電する。そして、夜間
或いは曇天のため太陽電池1の出力電圧が低くな
ると、トランジスタ8が導通してリレー7を付勢
することによつて流電陽極4を埋設金属体5に接
続するように接点を切り換える。なお、このオ
ン/オフ動作のチヤタリングは、調整抵抗VRを
使いオフセツトを設けることによつて防止できる
が、太陽電池の出力電圧は、僅かな日射量で急峻
に立ち上がるので、リレー7のオン/オフ・レベ
ルを低く設定しておくことによつてチヤタリング
を防止することも可能である。また、切り換え電
圧値は、抵抗R1,R2よりなる分圧回路、抵抗
R3,R4よりなる分圧回路の分圧比を変えるこ
とによつて調整できる。。本発明は、その他種々
の変形が可能であり、上記実施例に限定されるも
のではない。
このように、日射量の多い時に二次電池9を充
電し、朝、夕、曇天時等の日射量の少ない時には
その二次電池9を使つて切り換え回路2を動作さ
せて流電陽極4を埋設金属体5に接続し、流電陽
極により防食電流を流すので、二次電池9を半永
久的に使用できる。従つて、流電陽極方式と同様
ほとんどメンテナンスフリーの装置を提供でき
る。しかも、マグネシウムMg等の高価な流電陽
極の使用量を例えば20年設計では100Kg必要であ
つたものが、本発明によれば50Kg程度まで低減す
ることができる。
〔発明の効果〕
以上の説明から明らかなように、本発明によれ
ば、二次電池を内蔵した切り換え回路を設けて日
射量に応じて太陽電池を電源とする外部電源方式
による電気防食と流電陽極方式による電気防食と
の切り換えを行つて常時必要な防食電流を流すよ
うにするので、ポリエチレン・ライニングのよう
なハイレベルのコーテイングを施した埋設金属体
でも充分な防食電位に維持することができる。し
かも、流電陽極方式による電気防食の時間が短縮
されるので、流電陽極のコストの低減を図ること
ができ、また、外部電源は太陽電池のみに依存す
るので、全体としてのコストの低減と共にメンテ
ナンスを容易にすることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る埋設金属体の電気防食装
置の1実施例を示す図、第2図は本発明に係る埋
設金属体の電気防食装置に適用される切り換え回
路の具体的な構成例を示す図、第3図は第2図に
示す切り換え回路の動作を説明するためのタイム
チヤート、第4図は太陽電池のみを外部電源とし
て使つた場合の埋設金属体の対地電位の変化を示
す図である。 1……太陽電池、2……切り換え回路、3……
外部電源用陽極、4……流電陽極、5……埋設金
属体、6……コンパレータ、7……リレー、8…
…トランジスタ、9……二次電池、D1〜D3…
…ダイオード、R1〜R7……抵抗、VR……調
整抵抗。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 地中に埋設した金属管等の埋設金属体に防食
    電流を流し埋設金属体の腐食を防止する埋設金属
    体の電気防食装置であつて、太陽電池、地中に埋
    設した流電陽極、地中に埋設した太陽電池の陽極
    に接続した電極、及び埋設金属体に太陽電池の陰
    極と流電陽極とを切り換え接続する切り換え手段
    を備え、切り換え手段は、太陽電池の発生電圧が
    第1の所定値を越えたことを条件に太陽電池の陰
    極を埋設金属体に接続し、第2の所定値以下に低
    下したことを条件に流電陽極を埋設金属体に接続
    するように切り換えることを特徴とする埋設金属
    体の電気防食装置。
JP60193377A 1985-09-02 1985-09-02 埋設金属体の電気防食装置 Granted JPS6254090A (ja)

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JP60193377A JPS6254090A (ja) 1985-09-02 1985-09-02 埋設金属体の電気防食装置

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JPS6254090A JPS6254090A (ja) 1987-03-09
JPH0253515B2 true JPH0253515B2 (ja) 1990-11-16

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JPS6254090A (ja) 1987-03-09

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