JPH11117082A - 塗装された陸上鋼構造物の電気防食装置 - Google Patents

塗装された陸上鋼構造物の電気防食装置

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JPH11117082A
JPH11117082A JP9280554A JP28055497A JPH11117082A JP H11117082 A JPH11117082 A JP H11117082A JP 9280554 A JP9280554 A JP 9280554A JP 28055497 A JP28055497 A JP 28055497A JP H11117082 A JPH11117082 A JP H11117082A
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JP
Japan
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power supply
painted
anode electrode
steel structure
onshore
Prior art date
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Pending
Application number
JP9280554A
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English (en)
Inventor
Hajime Wakabayashi
元 若林
Hajime Nakayama
元 中山
Yasuhide Matsuda
泰英 松田
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IHI Corp
Original Assignee
Ishikawajima Harima Heavy Industries Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 塗装された陸上鋼構造物の長寿命化を図る。 【解決手段】 塗装された陸上鋼構造物7に絶縁体5を
介してアノード電極4を固着するとともに、該アノード
電極4と離間してアース2aを取り付け、電源装置1の
プラス極とマイナス極をそれぞれアノード電極4とアー
ス2aとに接続してなり、降雨などにより水膜10が形
成されたときに塗膜8の欠陥部9を通してアノード電極
4とアース2aとの間に防食電流6が流れるようにし
た。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、塗装された陸上鋼
構造物の電気防食装置に係り、特に橋梁,LNGタン
ク,クレーンなどの通常は水に接していない塗装された
陸上鋼構造物の電気防食装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】金属の防食方法として、電気防食方法が
知られている。この電気防食方法は、電流の作用で金属
の電位を変化させて腐食を防止しようとするもので、電
解質を通じて金属表面に外部から直流電流(防食電流)
を流し、分極作用によって表面に形成している電位差
(局部電池)を消滅させて防食状態を達成し維持しよう
とするものである。この電気防食方式には、流電陽極方
式と外部電源方式とがある。
【0003】図9は通電方式の模型図で、外部電源方式
を示す図である。図に示す外部電源方式は、100Vあ
るいは200Vの交流を降圧整流して防食電流を供給し
続けるもので、電源装置のプラス極に電極を、マイナス
極に被防食体を接続し、電極体から電解質を通じて防食
電流を被防食体に流す方式である。
【0004】図10は塗膜欠陥による塗装鋼板の腐食過
程を示す図で、(A)はピンホールの存在を示す図、
(B)は腐食因子の侵入を示す図、(C)は腐食の発生
を示す図、(D)腐食の進行状況を示す図である。図に
おいて、aは塗装鋼板、bは塗膜、cは塗膜bに発生し
たピンホール、eは塗装鋼板a上に発生したさびであ
る。
【0005】このように、塗膜bにピンホールcが発生
すると、H2 O,O2 ,Na Clなどの腐食因子dが侵
入することによって、さびeが発生し、さびeが拡大し
ていくと塗膜bは剥離し、さびeはますます拡大する。
【0006】一般に、鉄鋼が腐食する要因としては、第
1に水分の存在、第2に酸素の存在がある。相対湿度が
高い値をとるほど環境大気中の水分が大きくなり、さび
が発生しやすくなる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題および知見】従来の外部
電源方式や流電陽極方式の電気防食方式によると、土中
や水中の鋼構造物のように電気を通す媒体がある場合に
は、防食電流を塗装された鋼構造物に流すことができる
が、橋梁,LNGタンク,クレーンなどのように通常は
水に接していない塗装された陸上鋼構造物の場合には、
電気を通す媒体がないので、塗装された鋼構造物に防食
電流を流すことができないという問題がある。しかし、
欠陥部の腐食は、欠陥部が濡れた状態のときに進行する
ものなので、降雨時や結露時などに塗膜上に形成された
水膜を媒体として陸上鋼構造物の塗膜の欠陥部に微小の
防食電流を流すようにすれば、塗装の欠陥部も防食でき
るはずである。
【0008】本発明は、上記課題および知見に鑑み創案
されたもので、外部電源方式の電極を利用して塗装され
た陸上鋼構造物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。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明によれば、塗装された陸上鋼構造物に絶縁体
を介してアノード電極を固着するとともに、該アノード
電極と離間してアースを取り付け、電源装置のプラス極
とマイナス極をそれぞれアノード電極とアースとに接続
してなり、降雨などにより水膜が形成されたときに塗膜
の欠陥部を通してアノード電極とアースとの間に防食電
流が流れるようにした塗装された陸上鋼構造物の電気防
食装置が提供される。
【0010】本発明の好ましい実施形態によれば、電源
装置は、太陽電池と蓄電池を組み合わせたものとするの
がよい。
【0011】次に本発明の作用を説明する。本発明によ
れば、電源装置は外部電源方式とし、電源装置のアノー
ド電極を、塗装された陸上鋼構造物に絶縁体を介して固
着するとともに、アースをアノード電極と離間して取り
付ける。電源装置のプラス極とマイナス極をそれぞれア
ノード電極とアースとに接続し、降雨や結露などにより
水膜が形成されたときに塗膜の欠陥部を通してアノード
電極とアースとの間に微小の防食電流が流れるようにす
る。このように、塗装された陸上鋼構造物に、降雨や結
露などにより水膜が形成されると、水膜を媒体として欠
陥部に微小の防食電流が流れることにより、鉄がイオン
化する化学反応が阻害されて防食を達成する。したがっ
て、特に塗装された陸上鋼構造物のコーナー部や狭あい
部などの塗膜劣化し易い個所の防食には最適となり、陸
上鋼構造物の長寿命化を図ることができる。また、電源
装置は、太陽電池と蓄電池を組み合わせたものを用いる
ことにより、ランニングコストを低減することができ
る。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態につい
て、図面に基づいて説明する。図1ないし図3は本発明
の一実施形態を示すもので、図1は本発明による塗装さ
れた陸上鋼構造物の電気防食装置の概要図、図2は橋梁
の側面図で、本発明の塗装された陸上鋼構造物の電気防
食装置の適用個所の一例を示す図である。図3は橋梁の
一部拡大図である。
【0013】図1において、1は電源装置である。2は
電源装置1のマイナス極と陸上鋼構造物7の一部に取り
付けたアース2aとを連結した導線である。3は電源装
置1のプラス極とアノード電極4とを連結した導線であ
る。アース2aとアノード電極4とは離間して取り付け
られている。5はアノード電極4の下面に装着した絶縁
体で、接着シートにより固着されている。6はアノード
電極4とアース2aとの間に流れる防食電流である。8
は陸上鋼構造物7上に塗られた塗膜である。9は塗膜8
に発生したピンホールなどの欠陥部である。10は塗膜
8上に降雨や結露などにより形成された水膜である。な
お、この防食装置は、既設の陸上鋼構造物7にも、新設
の陸上鋼構造物7にも用いることもできる。
【0014】図2において、11は陸上鋼構造物7の一
例を示す橋梁で、基礎13上に立設された橋脚14上に
架けられている。なお、図2に示す矢印は、湿気のたま
りやすい部位を示している。12は橋梁11の橋桁で、
図3に示すように、主要部をウエブ材12a、上フラン
ジ材12b、下フランジ材12cで構成している。
【0015】図3は橋梁11の一部を拡大した図である
が、電源装置1は、例えば、図に示すように、橋桁12
の下フランジ材12cの上面に固着し、アノード電極4
はウエブ材12aの表面に固着している。
【0016】図3に示すA部は、アース2aの取付部を
拡大したものである。アース2aは、下フランジ材12
cの下面に固着されたボルト12dに取り付けている。
なお、ボルト12dは降雨や結露などによる故障を回避
するため、内部にグリース等の充填材(図示せず)を充
填した塩化ビニール樹脂製のボルトキャップ15により
水分の侵入を防止している。なお、図ではボルトキャッ
プ15は、一部切り欠いて示している。
【0017】図3に示すB部は、アノード電極4を拡大
した図で、塗膜8上に絶縁体5を介して接着シートによ
り固着した状態を示している。
【0018】次に実施形態に基づく作用について説明す
る。本発明によれば、電源装置1は外部電源方式とし、
電源装置1のアノード電極4を、塗装された陸上鋼構造
物7に絶縁体5を介して固着するとともに、アース2a
をアノード電極4と離間して取り付ける。電源装置1の
プラス極とマイナス極をそれぞれアノード電極4とアー
ス2aとに接続し、降雨や結露などにより水膜10が形
成されたときに塗膜8の欠陥部9を通してアノード電極
4とアース2aとの間に微小の防食電流6が流れるよう
にする。このように、塗装された陸上鋼構造物7に、降
雨や結露などにより水膜10が形成されると、水膜10
を媒体として欠陥部9に微小の防食電流が流れることに
より、鉄がイオン化する化学反応が阻害されて防食を達
成する。したがって、特に塗装された陸上鋼構造物7の
コーナー部や狭あい部などの塗膜劣化し易い個所の防食
には最適となり、陸上鋼構造物7の長寿命化を図ること
ができる。また、電源装置に太陽電池と蓄電池を組み合
わせたものを用いることにより、ランニングコストを低
減することができる。なお、塗膜表面の水膜の比抵抗が
大きく、アノード電極1個あたりの防食範囲が狭くなる
ような場合には、塗装された陸上鋼構造物7に導電性塗
料を上塗りし、微小防食電流6の到達範囲を大きくする
こともできる。
【0019】図7は電源装置の一実施形態を示すもの
で、(A)は蓄電池等の直流電源と太陽電池を組み合わ
せた電源装置の例を示し、(B)は交流電源と交流から
直流に変換する交流変換器を用いた電源装置の例を示し
ている。
【0020】図8は塗膜上に複数の欠陥部がある場合
の、防食電流の流れを示す図である。電源装置1のプラ
ス極とマイナス極をそれぞれアノード電極4とアース2
aとに接続し、降雨や結露などにより水膜10が形成さ
れたときに塗膜8の複数の欠陥部9を通してアノード電
極4とアース2aとの間に微小の防食電流6が流れるよ
うになている。
【0021】
【実施例】本願発明の発明者らは、本発明の効果を実証
するため、次のような実証試験を行った。実施例1で
は、図4に示すように、陸上鋼構造物を模擬した長さ1
00cm,幅10cmの塗装鋼板を用い、アノード電極
から一番離れた所に1mmのピンホール9aを1個設
け、本実験では,このピンホール9aとSCE(飽和カ
ロメル電極)をつないで測定し、データ処理の際にSH
E(標準水素電極)に換算したものである。塩水を噴霧
して塗装鋼板上に水膜を作り、直流電源を使用し、アノ
ード電極とアースとの間に15Vの電圧をかけた。
【0022】図5は試験結果を示す図である。図は本電
気防食装置を使用した場合としなかった場合の電極電位
と電流値の時間的変化を示すもので、横軸に時間(H
r.),左縦軸に電極電位( mV Vs.SHE ),右縦軸に
電流値(μA)を示している。図において、3点鎖線は
防食装置を使用しない場合の電極電位を示し、実線は防
食装置を使用した場合の電極電位を示し、点線は防食装
置を使用した場合の防食電流を示している。本試験は、
塩水噴霧;0.5Hr,湿潤;相対温度95%,温度;
30℃で行った。
【0023】この試験の結果、防食装置を使用しない場
合には、試験開始時から100Hr.まで、電極電位は
ほぼ−500 mVと横ばいに推移している。一方、防食
装置を使用した場合には、電極電位は試験開始時のほぼ
−500 mVから直ちに−1000 mVに移行し、10
0Hr.まで、−1000 mVから−800 mVの間で
変動しており、電流値は8〜15μAで推移しており、
防食効果のあることがわかる。
【0024】実施例2では、実施例1と同様に、陸上鋼
構造物を模擬した長さ200cm,幅10cmの塗装鋼
板を用い、その塗装鋼板を沖縄県の沿岸部に設置して自
然環境のもとで試験を行った。
【0025】図6は本電気防食装置による防食効果の電
極電位と相対湿度との相関関係を示すもので、横軸に時
間(days),左縦軸に電極電位( mV Vs.SHE ),右縦軸
に相対湿度(%)を示している。図において、点線は電
極電位を示し、実線は相対湿度(%)を示している。
【0026】この試験の結果、相対湿度が50〜70%
の間では電極電位が−200〜−600 mVであるのに
対し、相対湿度が70〜100%をとる時間で、電極電
位は−700〜−1000 mVを示している。これは相
対湿度が高いほど厚い水膜が生成し、オームの法則から
厚い水膜の方が電流が流れやすいので、電極電位が下が
るためと考えられる。したがって、相対湿度が高いほど
電気防食装置は高い効果を発揮する。
【0027】本発明は、上記実施の形態に限定されるも
のではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更
し得ることは勿論である。
【0028】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、降
雨や結露などによって塗装した陸上鋼構造物上に形成さ
れた水膜を媒体として塗膜の欠陥部に微小の防食電流を
流すようにしたので、特に塗装した陸上鋼構造物のコー
ナー部や狭あい部などの塗膜劣化し易い個所の防食がで
き、陸上鋼構造物の長寿命化を図ることができるなどの
優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による塗装された陸上鋼構造物の電気防
食装置の概要図である。
【図2】橋梁の側面図である。
【図3】電気防食装置を橋梁に設けた状態を示す図であ
る。
【図4】実証試験を行った例の1つで、電源装置に電池
等の直流電源を使用した例の図である。
【図5】電気防食装置を使用した場合としなかった場合
の電極電位と電流値の時間的変化を示すものである。
【図6】電気防食装置による防食効果の電極電位と相対
湿度との相関関係を示すものである。
【図7】電源装置の一実施形態を示す図で、(A)は電
池等の直流電源と太陽電池を組み合わせた電源装置を示
す図、(B)は交流電源と交流から直流に変換する交流
変換器を用いた電源装置を示す図である。
【図8】塗膜に複数の欠陥部がある場合の防食電流の流
れを示す図である。
【図9】電気防食の通電方式の模型図で、外部電源方式
を示す図である。
【図10】塗膜欠陥による塗装鋼板の腐食過程を示す図
で、(A)はピンホールの存在を示す図、(B)は腐食
分子の侵入を示す図、(C)は腐食の発生を示す図、
(D)は腐食の進行を示す図である。
【符号の説明】
1 電源装置 2,3 導線 2a アース 4 アノード電極 5 絶縁材 6 防食電流 7 陸上鋼構造物 8 塗膜 9 欠陥部 10 水膜 11 橋梁

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 塗装された陸上鋼構造物に絶縁体を介し
    てアノード電極を固着するとともに、該アノード電極と
    離間してアースを取り付け、電源装置のプラス極とマイ
    ナス極をそれぞれアノード電極とアースとに接続してな
    り、降雨などにより水膜が形成されたときに塗膜の欠陥
    部を通してアノード電極とアースとの間に防食電流が流
    れるようにしたことを特徴とする塗装された陸上鋼構造
    物の電気防食装置。
  2. 【請求項2】 電源装置は、太陽電池と蓄電池を組み合
    わせたものとする請求項1記載の塗装された陸上鋼構造
    物の電気防食装置。
JP9280554A 1997-10-14 1997-10-14 塗装された陸上鋼構造物の電気防食装置 Pending JPH11117082A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001335974A (ja) * 2000-05-25 2001-12-07 Jonan Kk 金属製構造物の陰極防食法およびシステム
JP2011252563A (ja) * 2010-06-03 2011-12-15 Ihi Corp 低温液体設備

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JP2001335974A (ja) * 2000-05-25 2001-12-07 Jonan Kk 金属製構造物の陰極防食法およびシステム
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