JPH0333786B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、印加電流（impressed current）法
によつて、海水に浸された鋼構造体の腐蝕を陰極
保護するシステムに関する。本発明のシステム
は、陰極および関連した電気接続からなる陽極ア
センブリー、および陽極アンセブリー自体を支え
る支持体よりなる。本発明は特に沖合の構造体を
陰極保護するのに適しており、そしてさらに特
に、印加電流システムの場合ばかりでなく、使い
捨て（sacrificial）陽極の場合においても、初め
に取付けられた陰極保護システムの消耗時に再び
取付ける必要があるとき、固定された鋼プラツト
ホームを陰極保護するのに適している。

しかしながら、本発明のシステムは、新しいプ
ラツトホームあるいは海水または別の水性環境中
で操作するどのような他の鋼構造体の陰極保護に
も利用しうることを目指すものである。

海水中の鋼構造体に用いられる陰極保護システ
ムの再取付けは、以下のようないくつかの可能性
に対して必要となる。

(1) 取換えられる陰極保護システムは、保護され
る構造体の予想される耐用年数、その表面積お
よび保護電流密度に基づいて、作業期間を通じ
て、重量が決められた使い捨て陰極で構成され
ている。実際の保護電流密度が計算値より高け
れば、陽極消耗速度は予想より速くなり、従つ
て構造体は計画耐用年数が終了する前に保護さ
れなくなる。同じことは、使い捨て陽極の重量
を計算したが、予想外の超過構造体の追加によ
り、表面が設計値に対して増加する場合に当て
はまる。（同じ分野における同じすえ付け年数
の多くの構造体に当てはまる）別の可能性は、
井戸の有効寿命が油田の予想外の潜在力のため
にあるいは改良された回収技術により延長され
ることである。

(2) 陰極保護システムの作業中に故障が生じ、こ
れによつて構造体または構造体の一部が、初め
からまたは計画によつて予想される期限前に保
護状態からはずれる。

(3) 陰極保護システムは特に印加電流に基づくと
き、簡単な保守サービスによつて修理すること
ができない広範囲な障害を受ける。

上記の第一の場合はどちらかと言えば一般的で
あり、容易に予知され、再すえ付けの必要性が、
予想耐用年数の重要な部分である期間の後に生じ
る。第二および第三の場合はどちらかと言えば偶
然によるものであり、また取付け後すぐに生じ、
従つて現場での再すえ付けは避けられない。

再すえ付け操作は特にやつかいであり、そして
操縦者とボートに頼る必要のある、新しい使い捨
て陽極の取付けを考慮すると費用が掛かる。こら
れの操作を深い水中で行なうとき、経費は著しく
増加する。これらの理由から、消耗された使い捨
て陽極を新しい使い捨て陽極の取付けによつて取
替えることは、水深が浅い場合にのみ、経済的に
受入れられるものと考えられる。

印加電流永久陽極の再取付けは、構造体の取付
ける永久陽極の数がより少ないため、および溶接
作業を水中で行なう必要がないため、あまりめん
どうではない。

さらに、たとえば永久陽極を海底にあるアンカ
ー体に接続したロープで支持することよつて、こ
れらの陽極を保護される構造体から一定の距離に
配置することにより、取付けに関する問題はかな
り少なくなる。“引張ロープシステム”とされる
このシステムは実質的に、一つ以上の引張支持部
材、たとえば、電力供給ケーブルおよび永久陽極
よりなる陽極アセンブリーの機械的支持体として
作用するロープ、からなる。これらの引張ロープ
は、たとえばポリウレタン、テフロン、ハイパロ
ンまたはPVDFで作られた絶縁さやによつて通常
保護された、鋼のロープである。また、たとえば
ポリエステル、ケブラーまたは類似材料で作られ
た、非金属ロープも使用しうる。管状陽極、好ま
しくは不活性型のもの、は機械的な接続および陽
極と電力供給ケーブルとの間の接続の電気絶縁を
持たらす適当な部材によつて上記のロープに取付
ける。引張支持ロープはプラツトホームの固定点
に接続し、一方、荷重はターンバツクルまたはレ
バーまたはプーリーまたは釣合重り等によつてか
ける。このシステムは、水深が深い場合において
も、その取付けのためのダイバーを必要としなく
なる。

印加電流陰極保護システムを用いることによつ
て得られる別の利点は、その活性な耐用年数が、
理論的に制限がなくそして実際に非常に長いこと
である。

他方、“引張りロープシステム”は、陽極、電
力供給ケーブルおよび支持ロープ間の接続に関す
るシビアーな欠点に影響される。事実、従来技術
が教示する上記の接続は、支持ロープ上に硬質の
ブロツクを形成する。やはり加圧下に用いられ
る、キヤスト樹脂を利用することによつて行なわ
れ、その結果ロープの引張による、そして波およ
び潮流の作用による歪の変化による応力が上記硬
質ブロツク上に加わるのは避け難い。従つて、樹
脂ブロツク内の亀裂により海水が滲み込み、そし
ていつたん陽極−ケーブル接続部が海水と接する
と、銅導体はたやすく腐蝕し、相当する陽極はそ
の結果不活性となる危険性がある。電力供給ケー
ブルと支持ロープとの間の予想される漏電は、金
属ロープを容易に腐蝕し、その結果ロープ自体に
つないだ陰極保護システムの全体の支障および破
損を持たらす。

本発明の目的は、従来の陰極保護システムの、
特に支持引張ロープを用いる陰極保護システムの
上記の欠点を解消することである。

本発明は、管状陽極を同軸状にかつ電気的に接
続してある、一本以上の電力供給電気絶縁ケーブ
ルで構成された大きな線状延長部を有する永久陽
極構造体よりなる。

本発明に従つて使用するのに特に適したもの
は、商標LIDA（Ｒ）の下で本出願人が製造した
陽極構造体である（米国特許第4452683号および
米国特許第4526666号参照）。しかしながら、管状
陽極および電力供給ケーブル間の電気接続および
シールが様々なタイプのものである、線状延長部
を有する異なる種類の永久構造体に使用しうるこ
とは明らかである（上記の米国特許第4452683号
および第4526666号の他に、本出願人のヨーロツ
パ特許公報第0195982Aも参照）。

支持構造体をまた保護される金属構造体で構成
しうることも、当業技術者には明らかである。

さらに詳しく述べると、本発明の印加電流によ
る陰極保護システムは、 (a) 管状陽極が同軸状にかつ電気的に接続されて
いる、一本以上の電力供給ケーブルによつて構
成された線状延長部を有する永久陽極アセンブ
リー；および (b) 引張ロープによつてあるいはそれ自体が保護
される構造体によつて構成される機械的支持
体、よりなり、そしてこれは、陽極アセンブリ
ーが、ケーブルを各陽極の一端で固定する第一
の機械的固定部材によつて支持体に機械的に接
続され、陽極と支持体自体との間が一定の距離
で保たれ、上記固定部材の前の上記ケーブル部
分は固定されておらず、第一の固定部材に対し
て反対側の陽極端の後のケーブル部分も同様で
あり、必要ならば追加のタイを取付けて支持体
を固定し、電力供給ケーブル部分が陽極を互い
に連結することを、特徴としている。

本発明では、従来技術の欠点が解消され、陽極
と電力供給ケーブルとの接続部への機械的応力の
過負荷がなくなる。

本発明の別の具体例では、陽極構造体は、第一
の固定部材に近い陽極端に対して反対側の別の陽
極端付近で、ケーブルを支持体に接続する第二の
固定部材によつて支持体に機械的に接続されてお
り、上記の第二の固定部材は、ケーブルを支持体
の軸方向にそつてスライドさせうる。

本発明を以下にいくつかの具体例を参照して説
明する。これらの具体例は本発明を説明するため
のものにすぎず、本発明を限定するものではな
い。

第１図は、本発明の陰極保護システムの一般的
な部材の図である。

第２ａおよび２ｂ図は、陽極構造体と支持ロー
プとの間の一般的な固定部材の拡大横断面および
拡大縦断面図である。

第３図は、本発明の陰極保護システムの具体例
の略図である。

第４図は、本発明の別の具体例の略図である。

第５図は、一般的な沖合構造体に用いられる本
発明の陰極保護システムの略図である。

第６図は、第５図の同じ沖合構造体に用いられ
る本発明の別の具体例である。

第１図において、チタンまたは他のバルブメタ
ルで作り、白金または酸化貴金属で活性化した、
管状陽極アセンブリー１は、ケーブル４上に同軸
状に取付け、電気接続および水シールは、米国特
許第4526666号に記載のように、ポイント２およ
び３で各々管状陽極を内方へ塑性変形させること
によつて行なう。しかしながら、上記の電気接続
およびシールは当業技術者に公知の他の異なる方
法で行なつてもよい（たとえば、イタリア特許出
願第19877A／85−1986年10月１日のヨーロツパ
特許公報195982参照）。

ケーブル−陽極アセンブリーは、鋼または他の
適当な金属、また非金属材料で作つたロープ５で
支持されており、このロープは絶縁さや６で保護
されている。固定部材７および７′はケーブル４
をロープ５に機械的に接続し、同時に、陽極への
遮蔽効果を制限するためおよび支持ロープへの塩
素発生を避けるために、ケーブル４をロープから
数センチの間隔で保たせる。陽極アセンブリーの
ない電力供給ケーブル４部分は好ましくは、支持
ロープ５へらせん状に巻きつけ、そしてこれへタ
イ８によつて固定し、こうすることによつて、支
持ロープ５による機械的応力が電力供給ケーブル
４へ影響を及ぼすのを避ける。

電力供給ケーブル４はその一端に、内方への塑
性変形によつてケーブルへ取付けたキヤツプ９を
有し、ケーブルはタイ８によつてロープへ固定さ
れている。ケーブルの他の端では、別の陽極アセ
ンブリーを上記のように取付けうる。固定部材７
および７′、タイ８およびロープ５に取付けた絶
縁さや６は、少なくとも陽極アセンブリーの相当
する部分に対しては、耐塩素材料（たとえばテフ
ロンまたはPVDF）で作る。本発明の好ましい具
体例では、固定部材７（第２ａおよび２ｂ図）は
たとえば、ハウジング１０をロープ５およびさや
６に対してそしてハウジング１１を電力供給ケー
ブル４に対して正確に合せかつ定める二つのクラ
ンプ部材によつて構成される。

次に、固定部材７を形成する二つの部分を、ケ
ーブル４をロープ５に固定するために、ボルト１
２で結合する。

固定部材７と７′の唯一の違いは、固定部材
７′のハウジング１１の直径がケーブル４の直径
より少し大きく、従つてケーブル４がロープ５の
縦軸方向にそつてハウジング１１内をスライドし
うるということである。

ケーブル４とロープ５との間の固定部材７およ
び７′はまた、支持ロープへ固定される一本以上
のケーブルを収容するために取付けうることは明
らかであり、別のケーブルは別の陽極または一連
の陽極を供給する。この場合、固定部材７および
７′は、それらの円周にそつて配置されるケーブ
ル４に対して必要な数のハウジング１１を伴う環
状の形を持つ。

固定部材７および７′によつてそしてまたこの
接続の前のケーブル４部分が固定されていないこ
とによつて、陽極１並びにケーブル４および関連
した接続部は、支持ロープ５へ作用する機械的応
力または束縛力の変化を受けない。

本発明の特に単純化した具体例では、固定部材
７および７′は簡単なタイまたはクランプ等で構
成され、そのうちの一つ７′は完全に締められて
いない。

第３図は上記の陰極保護システムである：支持
ロープ５は荷重Ｐによつて、海底にあるアンカー
体１５と、保護される構造体に固定した適当な装
置１９（ターンバツクル、レバー等）との間で引
張られる：二つの陽極電力供給ケーブル４および
４′は、固定部材７および７′によつて、ロープ５
に（らせん状に巻きつけそして固定して）取付け
る。シールキヤツプ９は各ケーブルの端に取付け
る。

各ロープに固定した陽極アセンブリーの数並び
に各ケーブル上に取付けた陽極の数は適当に変化
させうる。

第４図は、陽極１がロープ５へ上記のように、
すなわち固定部材７および７′によつて、固定さ
れており、一方陽極１′がロープ５へ固定部材７
のみによつて固定され、陽極１′の他の端が固定
されていないままである、本発明の別の具体例を
示している。

第５図は、沖合プラツトホーム１７上へ取付け
た引張ロープを備えた陰極保護システムの略図で
ある。プラツトホーム１７の囲りの海底１８にア
ンカー体１５があり、ここから引張ロープ５が出
て行き、そしてターンバツクルまたはレバー装置
によつて位置１９にてプラツトホーム構造体につ
ながれる。海面は数字２０で示す。

電力供給ケーブル４および陽極１は、第３図で
詳しく示されているように、引張ロープ上に取付
ける。

従つて、海面からどのような深さにまでもロー
プを放つたり引張つたりすることができる。

第６図は、本発明の異なる具体例であり、ロー
プ５はプラツトホームに対して垂直であり、一方
このロープの一部は、幾何学的に複雑に保護され
る構造体部により多くの陽極を支持するために、
アンカーポイント19の間に水平に張つてあり、よ
り高い保護電流密度を必要とする。

浅いところで適当な形状の沖合構造体を保護す
る場合、陽極アセンブリーの構造体への固定を上
記のように行なうならば、陽極アセンブリーを保
護される構造体自体で直接支持してもよい。この
場合、引張ロープの使用が避けられる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の陰極保護システムの一般的
な部材の図であり、第２ａおよび２ｂ図は、陽極
構造体と支持ロープとの間の一般的な固定部材の
拡大横断面図および拡大縦断面図であり、第３図
は本発明の陰極保護システムの具体例の略図であ
り、第４図は本発明の別の具体例の略図であり、
第５図は、一般的な沖合構造体に用いられる本発
明の陰極保護システムの略図であり、第６図は、
第５図の同じ沖合構造体に用いられる本発明の別
の具体例である。 １，１′……管状陽極アセンブリー、４……電
力供給ケーブル、５……ロープ、７，７′……固
定部材、１０，１１……ハウジング、１５……ア
ンカー体、１７……プラツトホーム、１８……海
底。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ (a) 管状陽極１，１′が電力供給ケーブルへ
   同軸状にかつ電気的に接続されている。一本以
   上の電力供給ケーブル４によつて構成された線
   状の延長部を有する永久陽極アセンブリー；お
   よび (b) 引張りロープ５によつて構成される機械的支
   持体； よりなる、海水に浸された鋼構造体１７のため
   の、印加電流（impressed current）による、陰
   極保護システムにおいて、 陽極構造体は、ケーブル４を陽極端の一つの付
   近で固定する第一の機械的固定部材７によつて支
   持体５に機械的に接続され、陽極と支持体自体と
   の間は一定の距離が保たれ、上記固定部材７の前
   の上記ケーブル４の部分は固定されておらず、第
   一の固定部材７が取付けられている陽極端に対し
   て反対側の陽極１，１′端の後のケーブル部分も
   同様であり、必要ならば追加クランプ８を取付け
   て陽極１，１′を相互連結するケーブル４の部分
   を支持体５に固定することを特徴とする、上記の
   陽極保護システム。 ２ 陽極アセンブリーが、第一の固定部材７に近
   い陽極端に対して反対側の全てのまたは一部の陽
   極の一端付近で、第二の機械的固定部材７′によ
   つて支持体５に機械的に接続されており、上記第
   二の固定部材７′はケーブル４を、支持体５の縦
   軸方向にそつてスライドさせうることを特徴とす
   る、特許請求の範囲第１項記載の陰極保護システ
   ム。 ３ 陽極アセンブリーを支持体５に固定する第一
   の固定部材７および第二の固定部材７′が、それ
   らの円周にそつて配置されるケーブル４に対して
   必要な数のハウジング１１を伴う環状の形を有す
   ることを特徴とする、特許請求の範囲第１または
   ２項記載の陰極保護システム。 ４ 陽極アセンブリーが固定されている支持体５
   が、海底１８にあるアンカー体１５と、陰極保護
   される構造体１７に固定されたターンバツクルま
   たはレバーおよび釣合重り等よりなる引張装置１
   ９との間で引張られるか、あるいは上記支持体５
   が、保護される構造体１７の固定点から吊下げら
   れていることを特徴とする、特許請求の範囲第１
   〜３項のいずれかに記載の陰極保護システム。