(57)【要約】【課題】選択排流器が設置された箇所の近くに流電陽極を接続した場合であっても、パイプラインの腐食リスクを高めることなく、周辺の他埋設金属体への直流干渉を引き起こさないようにする。【解決手段】埋設パイプラインＰと流電陽極Ｍとを電気的に接続する接続線Ｌにダイオード１０を挿入し、接続線Ｌに、ダイオード１０と並列に、回路をオンオフするスイッチング素子２１を備える定電流制御回路２０を接続し、ダイオード１０の端子間電圧Ｖと接続線Ｌの主電流Ｉをモニタしてスイッチング素子２１をオンオフ制御するモニタ制御手段３０を備え、モニタ制御手段３０は、端子間電圧Ｖがダイオード１０の順方向に対してプラスで且つダイオード１０の動作電圧を超える設定電圧ＶF以下の状態でスイッチング素子２１をオンにし、主電流Ｉが定電流制御回路２０による定電流値ＩCであるか否かによって埋設パイプラインＰの防食状況を判定する。【選択図】図２
2010138448.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
埋設パイプラインを流電陽極方式によってカソード防食するシステムであって、
埋設パイプラインと流電陽極とを電気的に接続する接続線に埋設パイプラインから流電陽極に向けて順方向のダイオードを挿入し、
前記接続線に、前記ダイオードと並列に、回路をオンオフするスイッチング素子を備える定電流制御回路を接続し、
前記ダイオードの端子間電圧と前記接続線の主電流をモニタして前記スイッチング素子をオンオフ制御するモニタ制御手段を備え、
前記モニタ制御手段は、前記端子間電圧が前記ダイオードの順方向に対してプラスで且つ前記ダイオードの動作電圧を超える設定電圧以下の状態で前記スイッチング素子をオンにし、前記主電流が前記定電流制御回路による定電流値であるか否かによって、埋設パイプラインの防食状況を判定することを特徴とする流電陽極方式による埋設パイプラインのカソード防食システム。
【請求項２】
前記設定電圧を防食電位から前記流電陽極の対地電位を差し引いた値にすることを特徴とする請求項１記載の流電陽極方式による埋設パイプラインのカソード防食システム。
【請求項３】
前記定電流値を１ｍAにすることを特徴とする請求項１又は２記載の流電陽極方式による埋設パイプラインのカソード防食システム。
【請求項４】
前記モニタ制御手段は、前記主電流が継続的に前記定電流値より大きいことを検知して異常検知信号を出力することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の流電陽極方式による埋設パイプラインのカソード防食システム。
【請求項５】
前記モニタ制御手段は、前記主電流が継続的にゼロ又は前記ダイオードの順方向に対して逆方向のマイナスの状態であることを検知して異常検知信号を出力することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の流電陽極方式による埋設パイプラインのカソード防食システム。
【請求項６】
前記ダイオードの埋設パイプライン側の接続線と流電陽極側の接続線の両方に耐雷手段を挿入させることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の流電陽極方式による埋設パイプラインのカソード防食システム。
【請求項７】
前記異常検知信号は通信手段を介して遠隔地にある管理サーバに送信されることを特徴とする請求項４又は５に記載の流電陽極方式による埋設パイプラインのカソード防食システム。
【請求項８】
埋設パイプラインを流電陽極方式によってカソード防食する方法であって、
埋設パイプラインと流電陽極とを電気的に接続する接続線に埋設パイプラインから流電陽極に向けて順方向のダイオードを挿入し、
前記ダイオードの端子間電圧が防食電位から流電陽極の対地電位を差し引いた値を超えたときに又は前記ダイオードの順方向に対して逆方向のマイナスの値になったときに前記ダイオードを動作させ、
前記ダイオードの端子間電圧が当該ダイオードの順方向に対してプラスで且つ防食電位から流電陽極の対地電位を差し引いた値以下のときに流電陽極発生電流を定電流値に制御することを特徴とする流電陽極方式による埋設パイプラインのカソード防食方法。
【請求項９】
前記流電陽極発生電流が前記定電流値を維持しない状況を検知して埋設パイプラインの防食状況を異常と判定することを特徴とする請求項８に記載の埋設パイプラインのカソード防食方法。
【請求項１０】
前記流電陽極は選択排流器の設置箇所近くに接続されていることを特徴とする請求項８又は９に記載の埋設パイプラインのカソード防食方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流電陽極方式による埋設パイプラインのカソード防食システム、このシステムを用いたカソード防食方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
土壌埋設パイプライン等に対して行われているカソード防食法には、流電陽極方式と外部電源方式がある。流電陽極方式は、防食対象よりも腐食電位がマイナスの金属を、アノード（流電陽極）として、これを防食対象と電線で結び、流電陽極と防食対象間の異種金属電池作用によって流電陽極から発生する電流を、防食電流として防食対象へ流入させて腐食を防止する方法である。一般に、鋼製の土壌埋設パイプラインに対しては流電陽極としてＭｇ（マグネシウム）陽極が用いられることが多い。また、外部電源方式は、土壌中に設置した電極（アノード）と防食対象（カソード）との間に直流電源装置を接続して電圧を与え、電極から土壌を介して防食対象に直流電流を流入させて腐食を防止する方法である。
【０００３】
流電陽極方式では、流電陽極が設置されている電解質を流れる迷走電流が流電陽極から防食対象に流入する逆流現象が問題になる。例えば、土壌中に埋設されているパイプラインが流電陽極方式でカソード防食されている場合、流電陽極はある間隔でパイプラインに電気的に接続されるが、この流電陽極が直流電気鉄道輸送路（レール）の近傍にあると、流電陽極が低接地であるために直流電気鉄道車両通過時に発生するレール漏れ電流が流電陽極に流入する場合がある。
【０００４】
流電陽極を介してパイプラインに流入した電流は、パイプラインに高抵抗率のプラスチック塗覆装が施されている場合には塗覆装欠陥部から電解質に流出することになり、また、パイプラインに歴青質塗覆装が施されている場合にはパイプラインにおける接地抵抗の低い箇所から電解質に流出することになって、これらの電流流出箇所が腐食することになる。
【０００５】
特に、レールを流れて変電所に戻る電流（リターン電流と称する）は１０００Ａ〜３０００Ａ程度と大きく、レール漏れ電流はリターン電流の０．１％程度ではあるが腐食現象にとっては大きな値であり、このレール漏れ電流の流電陽極への流入によって激しい腐食が誘起される虞があるので、流電陽極に流入する直流迷走電流に対して、流電陽極から防食対象に向けた逆流電流が生じないようにする逆流防止措置を講じることは、カソード防食管理上重要な対策の一つである。
【０００６】
従来、流電陽極に対する逆流防止措置としては、防食対象と流電陽極とを接続する電線間に防食対象から流電陽極に向かって順方向となるダイオードを設けることが行われている（例えば、下記特許文献１参照）。
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−１１９８８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
図１に示すように、選択排流器Ｄの近くに流電陽極Ｍが設置されている場合には、落雷等による大電流がパイプライン又は流電陽極から流入して、流電陽極ＭとパイプラインＰ間に挿入されたダイオードＭ１が絶縁破壊してダイオードＭ１の逆流防止機能が発揮できない状態になると、埋設パイプラインＰやその周辺の埋設金属体Ｐ１の腐食リスクが極めて高くなる問題が生じる（図示では、直流電気鉄道Ｒ１における変電所Ｒ２の近傍のレールＲに選択排流器Ｄが接続されているが、選択排流器Ｄの設置状況はこれに限らない。）。
【０００９】
選択排流器Ｄが設置される位置の近くに流電陽極Ｍが設置される場合に、流電陽極ＭとパイプラインＰの間に設置されるダイオードＭ１に絶縁破壊が生じたとすると、選択排流器Ｄの電流吸い上げ作用によって流電陽極ＭからパイプラインＰ内に吸い上げられる電流が極端に大きくなり、パイプラインＰ内に流入した電流の流出箇所での腐食リスクが極めて高くなる。また、選択排流器Ｄの電流吸い上げ作用によって流電陽極ＭからパイプラインＰ内に吸い上げられる電流が大きくなることで、周辺電解質から流電陽極Ｍに向かう電流が直流迷走電流となり、パイプラインＰの近傍に他の埋設金属体Ｐ１（例えば他の埋設パイプライン）が存在する場合には、この直流迷走電流が他の埋設金属体Ｐ１に流入する直流干渉が起きることになる。
【００１０】
このように、図１に例示したような状況下で、流電陽極ＭとパイプラインＰ間に設けられるダイオードＭ１の逆流防止機能が壊れると、パイプラインＰの腐食リスクを高めることになり、周辺の他埋設金属体Ｐ１への直流干渉を引き起こすことにもなるので、このような事態をいち早く解消することが必要になる。しかしながら、ダイオードＭ１が正常か否かを判別する有効な手立てが無く、即座に対応することができない問題があった。ダイオードＭ１の端子間電圧或いはシャント抵抗を流れる電流をモニタすることも考えられるが、図１に示したような状況下では、直流電気鉄道Ｒ１の運行状況等でパイプラインＰの管対地電位と流電陽極Ｍの対地電位が大きく且つ頻繁に変化するので、ダイオードＭ１の端子間電圧或いはシャント抵抗を流れる電流のモニタのみではダイオードＭ１が正常か否かを適正に判断することができない問題があった。
【００１１】
パイプラインＰが歴青質塗覆装パイプラインの場合には、レール漏れ電流がパイプラインＰに流入し、流入した電流が選択排流器ＤによってレールＲに戻されることになるが、この際には、流電陽極設置箇所付近では管対地電位が流電陽極Ｍの対地電位よりマイナスになる場合がある。この場合は、ダイオードＭ１の逆流防止機能が正常であれば流電陽極発生電流はゼロになり、パイプラインＰ自体の防食状況も良好であるが、選択排流器Ｄによる電流吸い上げ作用によって、パイプラインＰに多くの電流が流入すると、やはり、パイプラインＰに近接する埋設金属体への直流干渉が起きることになる。
【００１２】
そして、パイプラインＰが歴青質塗覆装パイプラインであって、歴青質塗覆装に大きな塗覆装欠陥部があったり、他埋設金属体とメタルタッチがあったりすることにより、流電陽極Ｍからの発生電流が大きい場合には、流電陽極の対地電位に比べて管対地電位がプラスであることを意味し、場合によって管対地電位が防食電位よりもプラスである場合もあるので、このような場合を検知して適正な対策を講ずることが必要になる。
【００１３】
本発明は、このような事情に対処するために提案されたものであって、流電陽極が設置された埋設パイプラインにおいて、落雷等による流電陽極とパイプライン間に設けられたダイオードの異常を速やかに把握してそれに対処することができること、選択排流器が設置された箇所の近くに流電陽極を接続した場合であっても、パイプラインの腐食リスクを高めることなく、周辺の他埋設金属体への直流干渉を引き起こさないようにすること、等が本発明の目的である。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
このような目的を達成するために、本発明は以下の特徴を有する。
一つには、埋設パイプラインを流電陽極方式によってカソード防食するシステムであって、埋設パイプラインと流電陽極とを電気的に接続する接続線に埋設パイプラインから流電陽極に向けて順方向のダイオードを挿入し、前記接続線に、前記ダイオードと並列に、回路をオンオフするスイッチング素子を備える定電流制御回路を接続し、前記ダイオードの端子間電圧と前記接続線の主電流をモニタして前記スイッチング素子をオンオフ制御するモニタ制御手段を備え、前記モニタ制御手段は、前記端子間電圧が前記ダイオードの順方向に対してプラスで且つ前記ダイオードの動作電圧を超える設定電圧以下の状態で前記スイッチング素子をオンにし、前記主電流が前記定電流制御回路による定電流値であるか否かによって、埋設パイプラインの防食状況を判定することを特徴とする。
【００１５】
また一つには、埋設パイプラインを流電陽極方式によってカソード防食する方法であって、埋設パイプラインと流電陽極とを電気的に接続する接続線に埋設パイプラインから流電陽極に向けて順方向のダイオードを挿入し、前記ダイオードの端子間電圧が防食電位から流電陽極の対地電位を差し引いた値を超えたときに又は前記ダイオードの順方向に対して逆方向のマイナスの値になったときに前記ダイオードを動作させ、前記ダイオードの端子間電圧が当該ダイオードの順方向に対してプラスで且つ防食電位から流電陽極の対地電位を差し引いた値以下のときに流電陽極発生電流を定電流値に制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
このような特徴によると、定電流制御回路がオンになる条件を埋設パイプラインの防食電位と関連付けることによって、流電陽極発生電流をモニタして、これが定電流値であるか否かで埋設パイプラインの防食状況を把握することができる。言い換えると、定電流値がモニタされている限り、埋設パイプラインは塗覆装欠陥やメタルタッチが無くカソード防食管理上健全であると言えるので、これによって、流電陽極が設置されたパイプラインのカソード防食状況の評価を適正に行うことができる。
【００１７】
また、落雷等によって流電陽極とパイプライン間に設けられたダイオードに異常が発生したり、或いは流電陽極の対地電位が管対地電位よりプラスになったり、管対地電位が防食電位を超えた状態になると、流電陽極とパイプライン間の電圧変化によって定電流制御回路がオフになり定電流値のモニタができなくなるので、これによってダイオードの異常や防食状況の悪化、或いは他埋設金属体への直流干渉の発生状況を速やかに把握してそれに対処することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図２は、本発明の実施形態に係る流電陽極方式による埋設パイプラインのカソード防食システムを説明する説明図である。埋設パイプラインＰは外表面が歴青質塗覆装等で覆われており、この埋設パイプラインＰに流電陽極Ｍ（例えば、Ｍｇ陽極）が接続線Ｌを介して電気的に接続されている。
【００１９】
埋設パイプラインＰと流電陽極Ｍとを電気的に接続する接続線Ｌに埋設パイプラインＰから流電陽極Ｍに向けて順方向のダイオード１０を挿入している。ダイオード１０は、高いツエナー電圧を有してダイオード１０の端子間電圧がマイナス（流電陽極側の電位が管対地電位よりプラスの状態）になっても多少の大きさのマイナス側電圧であれば接続線Ｌを流れる電流をゼロに保ち、流電陽極Ｍから埋設パイプラインＰに向かう電流が生じない逆流防止機能を有する。接続線Ｌにはダイオード１０と直列にシャント抵抗１１が挿入されている。シャント抵抗１１は接続線Ｌを流れる主電流（流電陽極発生電流）のモニタに用いられる。
【００２０】
接続線Ｌに、ダイオード１０と並列に、回路をオンオフするスイッチング素子２１を備える定電流制御回路２０を接続している。定電流制御回路２０は、スイッチング素子２１とバッテリ電源（一例として乾電池）２２と可変抵抗器２３が直列接続されて構成される。スイッチング素子２１がオン状態になると定電流制御回路２０が接続線Ｌに接続されて、接続線Ｌに埋設パイプラインＰから流電陽極Ｍに向かう定電流が流れる。その定電流値は可変抵抗器２３によって調整することができる。スイッチング素子２１がオフ状態になると定電流制御回路２０が接続線Ｌから切断された状態になり、接続線Ｌには、埋設パイプラインＰの管対地電位と流電陽極Ｍの流電陽極対地電位との電位差及びダイオード１０の動作特性に応じた電流が流れる。
【００２１】
ダイオード１０の端子間電圧と接続線Ｌの主電流をモニタしてスイッチング素子２１をオンオフ制御するモニタ制御手段３０を備えている。モニタ制御手段３０は、ダイオード１０の流電陽極側の接点Ｅ１とダイオード１０の埋設パイプラインＰ側の接点Ｅ２に接続されてその接点間の電圧（端子間電圧Ｖ）をモニタしている。また、シャント抵抗１１の両側の接点Ｅ３，Ｅ４に接続されてシャント抵抗１１を流れる主電流（流電陽極発生電流）Ｉをモニタしている。そして、端子間電圧Ｖのモニタ結果に基づいてスイッチング素子２１のオンオフ制御を行い、主電流Ｉのモニタ結果に基づいて埋設パイプラインＰの防食状況の判定を行っている。
【００２２】
このオンオフ制御としては、端子間電圧Ｖがダイオード１０の順方向に対してプラスで且つダイオード１０の動作電圧を超えた設定電圧ＶF以下の状態でスイッチング素子２１をオンにしている。すなわち、端子間電圧Ｖがこの設定電圧をＶF超えるとスイッチング素子２１はオフ状態になって、埋設パイプラインＰと流電陽極Ｍとの間にはシャント抵抗１１とダイオード１０のみが接続された状態になり、また、端子間電圧Ｖが負になった場合にもスイッチング素子２１はオフ状態になって、埋設パイプラインＰと流電陽極Ｍとの間にはシャント抵抗１１とダイオード１０のみが接続された状態になる。
【００２３】
そして、端子間電圧Ｖがダイオード１０の順方向に対してプラスで且つダイオード１０の動作電圧を超えた設定電圧ＶF以下の状態でスイッチング素子２１がオン状態になり、接続線Ｌに定電流制御回路２０が接続された状態になる。
【００２４】
図３は、本発明の実施形態に係る流電陽極方式による埋設パイプラインのカソード防食システムを用いた場合の端子間電圧Ｖと流電陽極発生電流Ｉとの関係を示した説明図である。図示のように、端子間電圧Ｖが０〜設定電圧ＶFの間では、流電陽極発生電流Ｉは定電流値ＩCに制御され、端子間電圧Ｖが設定電圧ＶFを超えたときには、定電流制御回路２０が接続線Ｌから切り離され、ダイオード動作領域になって、ダイオード１０の動作特性に応じた流電陽極発生電流Ｉが生じる。
【００２５】
また、端子間電圧Ｖがマイナスの場合（接点Ｅ１の電位が接点Ｅ２の電位よりプラスの場合）には、ツエナー電圧ＶZまでの間はダイオード動作領域になり、流電陽極発生電流Ｉは０に維持されるが、端子間電圧Ｖがツエナー電圧ＶZよりマイナス側になると、ダイオード１０の逆特性によって流電陽極Ｍから埋設パイプラインＰに向けた電流が流れてしまうことになる。
【００２６】
このようなシステムによると、流電陽極発生電流（主電流）Ｉが定電流制御回路２０による定電流値ＩCであるか否かによって埋設パイプラインのカソード防食状況や他埋設金属体への直流干渉の発生リスクを判定することが可能になる。このためには、設定電圧ＶFを防食電位に関連付けた値に設定する。具体的は、設定電圧ＶFを埋設パイプラインＰの防食電位から流電陽極Ｍの対地電位を差し引いた値にする。このようにすることで、流電陽極発生電流Ｉのモニタにより、流電陽極発生電流Ｉが定電流値ＩCでないことを検知することで防食状況の判定と直流干渉発生リスクの高い状況の判定を行うことができる。
【００２７】
流電陽極ＭをＭｇ（マグネシウム）陽極として、より具体的に説明する。管対地電位（Ｐ／Ｓ）（埋設パイプラインＰと周辺大地との間の電位差）と流電陽極Ｍの対地電位（Ｍｇ／Ｓ）（流電陽極Ｍと周辺大地との間の電位差）と端子間電圧Ｖとの関係は、Ｖ＝｛（Ｐ／Ｓ）−（Ｍｇ／Ｓ）｝となるから、ＶF＝｛（防食電位）−（Ｍｇ／Ｓ）｝に設定すると、Ｖ≧ＶFの状態は、｛（Ｐ／Ｓ）−（Ｍｇ／Ｓ）｝≧｛（防食電位）−（Ｍｇ／Ｓ）｝、すなわち（Ｐ／Ｓ）≧（防食電位）の状態になり、管対地電位（Ｐ／Ｓ）が防食電位よりプラス側の状態になっていることを示している。
【００２８】
この（Ｐ／Ｓ）≧（防食電位）となる腐食リスクの高い状態を、本発明の実施形態に係るシステムでは、流電陽極発生電流Ｉのモニタで定電流値ＩCが継続していない状態を検知することで把握することができる。（Ｐ／Ｓ）≧（防食電位）の状態、すなわちＶ≧ＶFの状態になると、スイッチング素子２１がオフに切り替えられて定電流制御回路２０が接続線Ｌから切り離されるので、これによって定電流値ＩCの継続的な出力が得られなくなる。
【００２９】
また、Ｖ＝｛（Ｐ／Ｓ）−（Ｍｇ／Ｓ）｝＜０の状態は、（Ｐ／Ｓ）＜（Ｍｇ／Ｓ）の状態であるから、流電陽極Ｍから埋設パイプラインＰへ直流迷走電流が流入するリスクが高い状態であり、また、他埋設金属体への直流干渉の発生リスクが高い状態であって、これも防食管理上不適当な状態である。本発明の実施形態に係るシステムでは、流電陽極発生電流Ｉのモニタで定電流値ＩCが継続しない状態を検知することで、（Ｐ／Ｓ）＜（Ｍｇ／Ｓ）となる防食管理上不適当な状態を把握することも可能になる。
【００３０】
そして、本発明の実施形態に係るシステムでは、０≦Ｖ＜ＶFの場合には、定電流制御回路２０の動作によって、流電陽極Ｍから定電流値ＩCの防食電流が発生されることになる。この際の定電流値ＩCは定電流制御回路２０の可変抵抗器２３によって調整することができる。０≦Ｖ＜ＶFの状態はパイプラインＰ自体のカソード防食管理上は問題ない状態であるので、定電流値ＩCは過防食や直流干渉を起こさない低い値に設定することが好ましい。また、定電流源をバッテリ電源２２にしているので、バッテリ電源２２の交換を１年に１回の定期点検時に行うようにするためにも、それに合う値にすることが好ましい。
【００３１】
図４は、本発明の実施形態に係る流電陽極方式による埋設パイプラインのカソード防食システムのより具体的な例を示した説明図である。図２の記載と重複する部位は同一符号を付して重複説明を省略する。この例では、ダイオード１０の埋設パイプラインＰ側と流電陽極Ｍ側の両方の接続線Ｌに耐雷素子１２，１３を挿入している。耐雷手段１２，１３は、雷サージからダイオード１０や定電流制御回路２０を保護するための素子であり、物理的素子（バリスタ）や耐雷機能を有する回路によって構成することができる。この耐雷手段１２，１３を設けることで、耐雷手段１２，１３の許容範囲内の雷サージに対してはこれに耐えることができ、ダイオード１０や定電流制御回路２０を雷サージから保護することができる。
【００３２】
そして、耐雷手段１２，１３の許容範囲を超えた雷サージに対しては、モニタ制御手段３０の機能によって異常を検知し、これを遠隔報知する。すなわち、モニタ制御手段３０が、異常検知信号出力手段３１と異常検知信号送信手段３２を備えている。また、モニタ制御手段３０は必要に応じてデータ記憶手段３３を備えている。
【００３３】
モニタ制御手段３０の異常検知信号出力手段３１は、流電陽極発生電流Ｉが継続的に定電流値ＩCより大きいことを検知して異常検知信号を出力する。また、異常検知信号出力手段３１は、流電陽極発生電流Ｉが継続的にゼロ又はダイオード１０の順方向に対して逆方向のマイナスの状態であることを検知して異常検知信号を出力する。すなわち、異常検知信号出力手段３１は、モニタした流電陽極発生電流Ｉと定電流制御回路２０によって設定された定電流値ＩCとを比較して、Ｉ＞ＩCの状態が設定時間（例えば２４時間）連続した場合に異常検知信号を出力する。また、異常検知信号出力手段３１は、モニタした流電陽極発生電流Ｉとの比較で、Ｉ≦０の状態が設定時間（例えば２４時間）連続した場合に異常検知信号を出力する。この異常検知信号が出力される場合の「異常」とは、ダイオード１０の逆流防止機能が壊れたことを含む埋設パイプラインＰの防食状況の健全性に対する異常と埋設パイプラインＰの近傍に存在する他埋設金属体Ｐ１の直流干渉リスクに対する異常であり、異常が検知された場合には、埋設パイプラインＰの腐食リスクや他埋設金属体Ｐ１の直流干渉リスクが高まったとして対策を検討する。
【００３４】
また、異常検知信号送信手段３２は、異常検知信号を遠隔地にある管理サーバに送信する。これによると埋設パイプラインＰの防食管理上の健全性を含めたシステム全体の異常、他埋設金属体Ｐ１の直流干渉リスクを遠隔地で把握することができる。
【００３５】
このような流電陽極方式による埋設パイプラインのカソード防食システムを用いたカソード防食方法を、図１に示すように、選択排流器Ｄが設置される埋設パイプラインＰの近くに流電陽極Ｍが接続される場合を例にして説明する。
【００３６】
このような設置状況で、選択排流器Ｄが稼働すると埋設パイプラインＰ近傍の直流迷走電流を吸い上げることになるので、近傍の埋設金属体Ｐ１（例えば埋設金属パイプライン）の直流干渉リスクを発生させることになる。一般には、選択排流器Ｄの可変抵抗器を調整して排流電流の大きさを直流干渉リスクが生じないように設定している。しかしながら、流電陽極Ｍに対する逆流防止機能が損なわれると、選択排流器Ｄの迷走電流吸い上げ作用によって接地抵抗の低い流電陽極Ｍに直流迷走電流が入り込み、流電陽極Ｍに向かう直流迷走電流の流れを作るので、これによって埋設パイプラインＰの近傍に位置する埋設金属体Ｐ１の直流干渉リスクを発生させる。本発明の実施形態に係るカソード防食方法では、選択排流器Ｄの稼働時であっても流電陽極Ｍと周辺電解質との間で直流迷走電流の流出入が生じないようにすることで、埋設パイプラインＰの近傍に位置する埋設金属体Ｐ１の直流干渉リスクを回避し、更には埋設パイプラインＰが防食管理上健全であるか否かを監視している。
【００３７】
このために、本発明の実施形態に係るカソード防食方法では、埋設パイプラインＰと流電陽極Ｍとを電気的に接続する接続線Ｌに埋設パイプラインＰから流電陽極Ｍに向けて順方向のダイオード１０を挿入し、ダイオード１０の端子間電圧Ｖが防食電位から流電陽極Ｍの対地電位（Ｍｇ／Ｓ）を差し引いた値を超えたときに又はダイオード１０の順方向に対して逆方向のマイナスの値になったときにダイオード１０を動作させ、ダイオード１０の端子間電圧Ｖがダイオード１０の順方向に対してプラスで且つ防食電位から流電陽極Ｍの対地電位（Ｍｇ／Ｓ）を差し引いた値以下のときに流電陽極発生電流Ｉを定電流値ＩCに制御する。
【００３８】
そして、流電陽極発生電流Ｉが定電流値ＩCを維持しない状況を検知して埋設パイプラインＰの防食状況を異常と判定する。埋設パイプラインＰにレール漏れ電流などの直流迷走電流が流入すると、埋設パイプラインＰの管対地電位（Ｐ／Ｓ）が流電陽極Mの対地電位（Ｍｇ／Ｓ）よりもプラスのケースとマイナスのケースの両方のケースがあるが、これらのいずれのケースであっても流電陽極発生電流Ｉのモニタによって埋設パイプラインＰ或いは他埋設金属体Ｐ１の防食状態の異常とダイオード１０の動作状態を把握することができる。以下にケース毎の具体例を説明する。
【００３９】
（Ｐ／Ｓ）＞（Ｍｇ／Ｓ）のケース；
０≦Ｖ＜ＶFの場合
ＶF＝｛（防食電位）−（Ｍｇ／Ｓ）｝に設定し、防食電位を−１２００ｍＶCSE（飽和硫酸銅電極基準）、（Ｍｇ／Ｓ）を−１５００ｍＶCSEとすると、ＶF＝３００ｍＶになる。０≦Ｖ＜ＶFの場合には、前述したように（Ｐ／Ｓ）は防食電位よりもマイナスの値になっており、埋設パイプラインＰは良好なカソード防食状態にある。（Ｐ／Ｓ）は防食電位よりもマイナスの値であるが、（Ｍｇ／Ｓ）よりもプラスの値であるためパイプライン近傍の埋設金属体Ｐ１の直流干渉リスクは発生しない。この状態において、定電流制御を行い定電流値ＩCの電流を埋設パイプラインＰから流電陽極Ｍに流す。この定電流値ＩCの維持状態を検知することで、ダイオード１０がどのような動作領域に入っているかを把握することができる。
【００４０】
定電流値ＩCは例えば１ｍＡに設定する。この場合、定電流制御回路２２のバッテリ電源２２は、アルカリ乾電池単１形２本とする。単１形電池の電気容量を１００００ｍＡｈとすると、８７６０時間である１年は電池寿命内にあり、バッテリ電源２２は１年に１回の定期点検時に交換することで継続性を維持することができる。１ｍＡの定電流値で消費される電気容量８７６０ｍＡｈの残り１２４０ｍＡｈは、異常検知信号の送信等に当てることができる。
【００４１】
ＶF≦Ｖの場合
この場合には、埋設パイプラインＰの塗覆装に欠陥が発生するか、或いは埋設パイプラインＰと他の埋設金属体との間にメタルタッチ（金属的な接触）が発生する等して、（Ｐ／Ｓ）がプラスよりの値を示し、埋設パイプラインＰが適正なカソード防食状態にないことを示している。この場合には、定電流制御回路Ｐが接続線Ｌから切断されるので、定電流値ＩCを維持することはできなくなる。端子間電圧Ｖが大きくなるほどダイオード１０を流れる主電流Ｉは大きくなり、これによって埋設パイプラインＰ近傍の埋設金属体Ｐ１の直流干渉リスクを誘発することになるので、このような状態が連続して例えば２４時間継続したら、異常検知信号送信手段３２を動作させ、遠隔地にある管理サーバに異常状態を送信する。
【００４２】
（Ｐ／Ｓ）≦（Ｍｇ／Ｓ）のケース；
ＶZ＜Ｖ＜０の場合
ここで、ＶZは、図３に示したように、ダイオード１０の逆方向電圧がかかった場合に逆方向電流が流れ始めるツエナー電圧である。ＶZ＜Ｖ＜０の場合には、ダイオード１０の動作領域にあり、ダイオード１０の逆流防止機能が働いて流電陽極発生電流Ｉはゼロに保たれる。ここでツエナー電圧ＶZができるだけマイナス側に大きい値となるダイオード１０を用い、（Ｐ／Ｓ）≦（Ｍｇ／Ｓ）の状況においても適正な逆流防止機能が働くようにする。この場合は、流電陽極発生電流Ｉはゼロであるが、この状態が連続して２４時間発生したら、埋設パイプラインＰ近傍の埋設金属体Ｐ１の直流干渉リスクの誘起と、選択排流器Ｄが導通破壊している可能性があるので、この状態が継続すると、異常検知信号送信手段３２を動作させ、遠隔地にある管理サーバに異常状態を送信する。
【００４３】
Ｖ≦ＶZの場合
この場合端子間電圧Ｖがツエナー電圧ＶZよりもマイナス側になるので、直流迷走電流が流電陽極Ｍに流入し、接続線Ｌを通って埋設パイプラインＰから選択排流器Ｄへと流れる。このときには、流電陽極Ｍが直流迷走電流を吸い上げる作用をするので、埋設パイプラインＰ近傍の埋設金属体Ｐ１の直流干渉リスクを誘発することになる。また、大きな逆流電流が流れるということは、選択排流器Ｄのダイオードや可変抵抗器の故障が考えられる。このような状態が連続して２４時間継続したら、やはり異常検知信号送信手段３２を動作させ、遠隔地にある管理サーバに異常状態を送信する。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】選択排流器の近くに流電陽極を設置した状態を示した説明図である。
【図２】本発明の実施形態に係る流電陽極方式による埋設パイプラインのカソード防食システムを説明する説明図である。
【図３】本発明の実施形態に係る流電陽極方式による埋設パイプラインのカソード防食システムを用いた場合の端子間電圧Ｖと流電陽極発生電流Ｉとの関係を示した説明図である。
【図４】本発明の実施形態に係る流電陽極方式による埋設パイプラインのカソード防食システムのより具体的な例を示した説明図である。
【符号の説明】
【００４５】
Ｐ：埋設パイプライン，Ｐ１：埋設金属体，Ｍ：流電陽極，Ｌ：接続線，
１０：ダイオード，１１：シャント抵抗，１２，１３：耐雷手段，
２０：定電流制御回路，２１：スイッチング素子，２２：バッテリ電源，２３：可変抵抗，３０：モニタ制御手段，３１：異常検知信号出力手段，３２：異常検知信号送信手段，Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３，Ｅ４：接点
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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