JPS607033B2 - 電気防食用自動制御式整流器の出力電流制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は「外部電源方式による自動制御式電気防食法に
関するものである。

従来、水中あるいは士中のような金属の腐食環境中にお
いて、被防食体を外部電気方式で電気防食する場合、亜
鉛照合電極などの電位検知用照合電極を被防食体の種別
、規模などに応じて何点か被防食体の近傍に設置して金
属の電位を計測し、この電位値を自動制御式整流器に入
力して、被防食体の防食状態を維持するように出力電流
を自動制御する、いわゆる自動制御式電気防食法が一般
に行なわれている。

第１図は、このような従釆の自動制御式電気防食装置の
ブロック図である。

１は、各回路の被防食体近傍に設置された多点の照合電
極で、これらの中から被防食体の規模、構造、材質、腐
食環境などにより、理論的、経験的あるいは模擬実験結
果などに基づいて、１点が自動制御用入力として照合電
極入力端子部１３において選択、固定され、この電位に
よって各回路ごとに直流出力電流の自動制御が行なわれ
ている。

しかしながら、このような従来の自動制御式整流器１回
路当り照合電極１点法によれば、次のような問題が生じ
る。

｛１１ 長期間の防食運転において、選択固定されてい
る１点の照合電極が多点設置されている照合電極の中の
代表値であるかどうかに不確実さが生じる。

■ 同一防食回路の被防食体域内で、腐食環境が変化す
るような場合、１点の照合電極による自動制御では、腐
食環境の変化に伴なし、過防食城や過少防食城が生じる
など、防食管理上の最適電位を維持することができない
。

この対策としては、運転状態の点検のときに、各点の照
合電極による被防食体の電位を電位計あるいは電位記録
計などによって計測し、自動制御用照合電極としていず
れが適当であるかをチェックし、制御用照合電極の選択
をする方法が従来からとられているが、手数がかかるこ
とから改善が望まれている。

【３’多回路の自動制御式整流器を防食運転している場
合、ある回路の腐食環境変化あるいは外部電源用電極（
以下、外電用電極と略す）の故障で、被防食体の電位が
所定の防食電位域をはずれて防食基準電位に達しなかっ
たとき「当該防食回路以外の回路では、たとえ近接して
いてもそれを検知することができないので、防食回路に
防食電流供給能力に余力がある場合でも、当該回路の被
防食体城へ他の防食回路から補助供給することができな
い。

本発明は、このような従釆の問題点を解消するためにな
されたもので、その要旨は、従来１防食回路に１点が固
定化されていた自動制御用照合電極入力を演算指令制御
装置部の指令により、照合電極切替走査装置部で多点の
被防食体電位検知用照合電極からの入力電位を自動走査
し、この全部の電位を用いて防食管理上の最適電位を比
較演算により求め、この電位値に基づいて電気防食用自
動制御式整流器の直流出力電流制御を行なうことを特徴
とするものである。

次に、本発明を図面に基づいて具体的に説明する。

第２図は、本発明における自動制御式電気防食装瞳のブ
ロック図であり、第３図は制御式整流器に内蔵された群
管理制御装置のブロック図である。ｍ点ある照合電極１
からの電位入力は照合電極リード線２を通じて群管理制
御装置３内の照合電極切替走査装置部４に入力され、演
算指令制御装置部５の指令によってｍ点について順次走
査して電位を検知し、演算指令制御装置部５を経て記憶
装置部６に記憶される。さらに「演算指令制御装置部５
において、記憶されたｍ点の電位値より被防食体の防食
管理上の最適電位を各回路ごとに比較演算によって求め
「 この電位を維持するように整流体ユニット電流制御
情報を整流体ユニット出力電流値指示装置部７より自動
制御式整流器内の整流体ユニット８へ送ることによって
直流出力電流を自動的に制御するものである。なお、９
は電位表示計、１川ま外電用電極、１１は排流線および
１２は被防食体である。

つぎに、本発明でいう防食管理上の最適電位について、
第４図に示す被防食体−防食効果の状態図を用いて説明
する。

通電されているときの各点の被防食体の電位域はａ〜ｆ
のいずれかの電位形態を示す。

このうち防食管理上の一般的な最適電位は、ｂ城である
。

しかし、腐食環境の変化あるいはプラント構造の関係か
ら外電用電極を理想どうり配置できないなどの理由で、
ｂ域に納まらない場合はト被防食体の材質や塗燈装など
の条件により、防食効果に若干不満はあってもｄ域とす
るのが好ましい。また、外電用電極に鉄などの消耗性電
極を使用している場合、一部の外電用電極の故障あるい
は腐食環境の変化などの理由で、計画より早期消耗の恐
れがあり、かつ電極の取り替え可能日（たとえば、プラ
ントの休止点検日）以前に完全消耗が予想されるときは
、次のような電位城が最適電位となる。電極取り替え可
能日までの期間、防食電流を全く供給できないために自
然電位のままになるよにも、幾分防食電流の供給を減じ
て防食基準電位より若干貴な電位になったとしても、全
期間通電できた方が防食管理上有利と判断される場合な
どはｃ城が目標電位域になる。最後に、本発明の作用効
果について次に示す２つの実施例によって具体的に説明
する。

実施例 １ ２回路の直流出力自動制御式整流器を備えた電気防食装
置において、運転中に一部の外電用電極が故障して通電
不能になった場合を第５図に示す電極配置モデルと電位
分布との関係を示す図によって説明する。

正常運転されている時の被防食体の電位分布は、従来の
場合も本発明の場合も曲線Ａのようになり、電位分布上
の差異はない。

ここで、回路−１の外電用電極（以下、電極と略す）−
２が故障のため防食電流の供給が電極−２から不能にな
った場合、従来の方法では曲線Ｂのような電位分布にな
る。

すなわち、回路−１の電極−１が電極−２の分まで防食
電流を補なおうとするため、地点−２付近では防食電流
が部分的に過剰供給となり過防食限界電位より卑な電位
になる。その結果、電位分布の不均衡、電力損失あるい
は塗装を施してある被防食体では塗膜の剥離現象を生じ
る。また、このような電極の片肺状態のときでも回路−
２の防食電流補助供給能力は、普通当該回路の照合電極
最遠隔地点である地点−６がその限界であり、回路一１
側の被防食体領域の地点−１〜４の方まで防食基準電位
を満足できるような自動制御機能は働かない。本発明の
群管理制御装置を用いた方法によれば、電極−２が故障
した場合でも電位分布は、前述の曲線Ｂより改善された
曲線Ｃが得られる。

すなわち、照合電極は群管理制御されるので回路−２の
出力電流は、電位の貴な照合電極−４の被防食体電位に
照準を合わせた自動制御が行なわれ、また電極一１では
電極−２への負担電流を軽減することができるので、地
点−２は過防食電位状態を生じない。このように、外電
用電極を修復するまで演算指令制御装置部等を備えた群
管理制御装置によって、防食回路が可能な限りの電位分
布改善を計ることができ、これまでにない効果をあげる
ことができる。実施例 ２ 被防食体の腐食環境がたびたび変化するような構造物、
たとえば第６図のような復水器の水室内を電気防食する
場合について説明する。

この復水器の防食対象は水室カバー内面（鉄系）１３、
管板面（銅系）１４および冷却管入口付近内面（チタン
系あるいは銅系）１５である。

自動制御式整流器は交流を受電して直流に変換し、水室
内の外電用電極１０から防食電流を流す。また、電位検
知用照合電極１によって被防食体の電位が検出され、自
動制御式整流器に入力される。そして、あらかじめ設定
された被防食体の設定電位と等しいか、もしくは設定範
囲内に入るように出力電流が制御されるようになってい
る。一般に冷却水は、復水器の運用上実線方向１６と逆
に点線方向１７を一定時間交互に流されることが多い。
このような場合、管板面１４および冷却管端部内面１５
では、冷却水の出口側より入口側の方に腐食が大きく、
防食電流密度も多く要することが知られている。第７図
は、従来の電気防食装置を用いた場合で、照合電極ｌａ
を自動制御用入力としたときの供給電流イと管板面１４
ａおよび１４ｂ地点の電位との関係を示すものである。

冷却水の方向が１６から１７に変わると１４ａの照合電
極設置側が冷却水入口側となるため、設定電位を維持す
るため、自動制御式整流器の供給イは、いちじるしく増
加し、一方の管板面１４ｂは入口側から出口側を変わる
ため電位は卑になり、場合によっては過防食限界電位よ
りも卑になることもある。第８図は、第７図と逆に照合
電極ｌｂを自動制御用入力とした場合である。

冷却水の方向が１６から１７に変わると、１４ｂの照合
電極設置側が冷却水出口側となるため、設定電位を維持
する供給電流イは減少し、管板面１４ａ地点は出口側か
ら入口側と変わるため、電位は量になり、場合によって
は防食基準電位よりも貴になることもある。

第９図は、本発明の方法による電気防食装置を用いた場
合で、照合電極ｌａおよびｌｂの２点を自動制御用入力
とし、群管理制御装置３によって自動切り替え可能にし
たときの、供給電流イと管板面１４ａおよび１４ｂ地点
の電位との関係を示すものである。

冷却水の方向が１６から１７に変わると、供給電流イは
瞬間的に増加するが自動制御用入力は１４ａ地点の電位
入力から１４ｂ地点の電位入力に自動的に切り換わり、
両地点の電位は切り換え前と同じように防食基準電位と
過防食限界電位の範囲内に納まり供給電流イは再びもと
の供給電流値にもどる。

以上説明したように本発明の方法によれば、多点の照合
電極全数を群管理制御下におくことによって腐食環境変
化による被防食体電位変化をよみとって、外電用電極の
故障時などに他回路の電極から防食管理上許される限界
範囲内で補助供給をうけることも可能となる。

また、従来各回路ごとに各１点の照合電極によって自動
制御していたのが多点制御となるので、この１点が故障
したときでも自動的に切り離すなど全回路を通じてバラ
ンスのとれた防食管理上の最適電位が維持可能となるの
で、極めて有効な防食管理を達成することができる。し
たがって、過防食による塗膜の剥離や金属の水素脆性を
防止することができるとともに電源装置全体としての電
力費の低減制御が可能になるなど得られる効果は極めて
高いものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の自動制御式電気防食装置のブロック図、
第２図は本発明による自動制御式電気防食装置のブロッ
ク図、第３図は本発明に係る群管理制御装置の詳細ブロ
ック図、第４図は被防食体−防食効果の状態図、第５図
は本発明に係る電極配置モデルと電位分布との関係を示
す図、第６図は本発明に係る復水器の自動制御式電気防
食装置の概略図、第７図および第８図は従来による供給
電流と管板面の電位との関係を示す図、そして第９図は
本発明による供給電流と管板面の電位との関係を示す図
である。 １（ｌａ，ｌｂ）・・・…照合電極、３…・・・群管理
制御装置、４……照合電極切替走査装置部、５…・・・
演算指令制御装置部、６・…・・記憶装置部、７・・・
・・・整流体ユニット出力電流値指示装置部、８…・・
。 整流体ユニット、１０・・・・・・外電用電極「 １２
・・・・・・被防食体、１３・・…・水室カバー内面、
１４（１４ａ，１４ｂ）・・・…管板面、１５・・・・
・・冷却管端部内面、１６，１７・…・・冷却水の流れ
る方向。第１図弟２図 弟３図 弟４図 策５図 策６図 策７図 策８図 策９図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 電気防食用自動制御式整流器に群管理制御装置を内
   蔵あるいは付加させ、演算指令制御装置部の指令に基づ
   き照合電極切替走査装置部で多点の被防食体電位検知用
   照合電極からの入力電位を自動走査し、これらの電位値
   を記憶装置部に記憶すると共に、被防食体の防食管理上
   の最適電位を比較演算により求め、この電位値を維持す
   るように整流体ユニツト電流制御情報を整流体ユニツト
   出力電流値指示装置部より自動制御式整流器内の整流体
   ユニツトへ送り、直流出力電流を自動制御することを特
   徴とする電気防食用自動制御式整流器の出力電流制御方
   法。