(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｚｎ＞９９．９９％の高純度亜鉛またはこれに０．１〜０．５％のＡｌを含有した亜鉛合金からなり、鋳造または圧延加工で作製されたブロック状、スラブ状または板状の材料を切削・切断加工することによって得られる、厚さ０．０５〜０．３ｍｍの長方形断面で、長さが厚さに比して十分に長くかつ可撓性を有し、長さ方向にカールしたカール状流電陽極。
【請求項２】
鋼管内に前記陽極が該鋼管内径より小さい塊状に丸められて投入され、前記陽極の可撓性に起因する反発復元力により前記塊状陽極の少なくとも１箇所が該鋼管内面と接触するよう配設された請求項１記載のカール状流電陽極を内蔵した鋼管。
【請求項３】
前記鋼管が送電用鉄塔支持鋼管である請求項２記載のカール状流電陽極を内蔵した鋼管。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カール状流電陽極およびそれを内蔵した鋼管に関するものであり、このカール状流電陽極は、各種鋼管内面、特に高圧送電用鉄塔支持鋼管等の防食に好適である。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、橋梁、桟橋、橋脚、鋼管杭等の大型固定鋼構造物の腐食防止対策として、これら構造物材料である鋼材よりも電気化学的に卑な電位を有する所謂犠牲陽極を用いた流電陽極による電気防食が周知である。これら流電陽極は、通常、亜鉛、アルミニウム、マグネシウムあるいはこれらの合金で形成され、ブロック、スラブあるいは板状とし、予め該ブロック、スラブ等中に挿入した芯金あるいはボルトを介して被防食対象物との電気的導通を図ることにより適用されるものである。そして、流電陽極を適用するためには、腐食媒体（水分）が常に存在し、該腐食媒体中に陰極となる被防食対象物に陰極電流（防食電流）を供給することが必要である。しかるに、鋼構造物の特に鋼管内面の防食用として流電陽極を用いる場合、通常は管内面は腐食媒体である水分が薄膜状あるいは乾湿繰返しであること、ブロック、スラブあるいは板状のものでは適用が困難であること、取付施工及び保守管理が難しいこと等の問題を有するものであった。特に被防食対象物が高圧送電用鉄塔支持鋼管である場合等では、山地、田園地帯、工業地帯、海岸地帯等広範な地域、場所であってその高さはゆうに数十メートルに達する高さに設置されるため、塗装による防食効果が十分でない場合の流電陽極の設置及びその保守管理が極めて困難を伴い、しかも近時においては各種粉塵埃による大気汚染や酸性雨といった腐食要因が加わり、構造物材料の腐食の進行を加速している現状にある。
【０００３】
従来、被防食対象物に接する水分が薄膜状で間歇的に浸される構造物の電気防食用流電陽極については、特公昭52-16854号公報や特公昭50-23365号公報等に記載されている。前者はテープ状の流電陽極で防食対象物の壁面に導電性接着剤を介して貼付することにより適用するものである。この前者記載の陽極は鋼管の外面には貼付することはできるものの、管内面特に内径が100〜200mm程度の細い鋼管には適用することはできないものであった。また後者はストランド径0.3mm以下の繊維からなる流電陽極材をロープ、織布等に金属繊維加工したものであるため、経済的に極めて負担が大きく、ロープあるいは織布等が絡まるのを防止する手段や電気導通を確保する手段が不明であり、複雑な形状の防食対象物や防食電流の到達しにくい狭隘部、湾曲部あるいは乾湿繰返箇所への流電陽極による電気防食には満足できるものではなく、実用的ではなかった。
【０００４】
【発明が解決しようとする問題点】
本発明は上記した従来の流電陽極とは異なり、被防食対象物に接する水分が薄膜状で間歇的に浸される構造物の電気防食用流電陽極、例えば各種鋼管内面あるいは高圧送電用支持鋼管等のように、管径200mmφ以下、100〜150mmφであって長尺の鋼管を長期に亘り、安定して防食でき、僻地や高地等の敷設場所の悪条件や取付新規敷設が極めて困難な場所における前記構造物に簡単に適用できかつ保守管理の容易な流電陽極を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
これら課題のもと、本発明者らは種々検討の結果、本発明をなすに至ったものである。すなわち本発明は前記従来公報等に記載された接着剤等による特別な防食対象物への適用あるいは繊維状とする等の複雑な処理工程を省略するためになされたもので、その特徴とするところは、Ｚｎ＞９９．９９％の高純度亜鉛またはこれに０．１〜０．５％のＡｌを含有した亜鉛合金からなり、鋳造または圧延加工で作製されたブロック状、スラブ状または板状の材料を切削・切断加工によって得られる、厚さ０．０５〜０．３ｍｍの長方形断面で長さが厚さに比して十分に長くかつ可撓性を有し、長さ方向にカールしたカール状流電陽極により前記課題を解決したものである。本発明に係るカール状流電陽極は鋼管内に前記陽極が該鋼管内径より小さい塊状に丸められて投入されて前記陽極の可撓性に起因する反発復元力により前記塊状陽極の少なくとも１箇所が該鋼管内面と接触するよう配設されたものであることが好ましく、さらには前記鋼管は送電用鉄塔支持鋼管とすることができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明に係る流電陽極は、Ｚｎ＞９９．９９％の高純度亜鉛またはこれに０．１〜０．５％のＡｌを含有した亜鉛合金からなる。このような組成に調整した亜鉛もしくは亜鉛合金を鋳造及び圧延加工で製作したブロック状、スラブ状または板状の材料を切削・切断加工により厚さ０．０５〜０．３ｍｍの長方形断面で長さが厚さに比して十分に長いカール状とすることにより得られる。本発明には流電陽極として、陽分極が小さく、陽極性能が安定しており、しかも切削、切断加工によってカール状に容易に成形し得るものであることが必要である。例えば、従来の流電陽極として使用されているマグネシウムもしくはその合金では厚さを上記のように極く薄く加工することにより酸化が激しくなり、またＺｎ−Ｍｇ、Ｚｎ−Ｐｂ、Ｚｎ−Ｃｕ合金等ではカール状に加工することが困難であったり、硬くて可撓性に乏しく種々の形状に変形可能な塊状にすることが容易ではなかったり、あるいは流電陽極としての性能に問題がある等の理由から好ましいものではなく、いずれも本発明には不適当である。本発明カール状流電陽極において、陽極の幅は特に制限されないが、防食対象物の大きさ（鋼管径）等により適宜設定すればよく、加工手段にもよるが通常は２〜１０ｍｍ程度とする。本発明陽極は高純度亜鉛もしくは少量のアルミニウムを含有させただけの亜鉛合金とすることが必要であり、これにより厚さ０．０５〜０．３ｍｍの長方形断面で長さが厚さに比して十分に長くかつ可撓性を有し、長さ方向にカールしたカール状流電陽極を得ることができるのである。
【０００７】
本発明に係るカール状流電陽極を鋼管の内面等に適用するには、単一カール状流電陽極を複数本集合し、丸めることによって網目状に絡まった種々の形状にされた塊状体とする。この塊状体は適当な大きさにして対象支持鋼管等の開口端部から管内面に押し込み挿入する。カール状流電陽極は網目状に絡まった形状に変形可能な塊状体であるので、該鋼管内に挿入することによって該陽極の可撓性と相俟って、該鋼管内面壁のどこかで互いに金属的に接触し、電気的導通が確保される。しかも網目上に絡まった塊状であるから、比表面積が大きく且つ空隙が多くその中に入った水溶液は該塊状体に取り込まれ、容易に系外に排出されない。従って、該流電陽極と該鋼管とは該塊状流電陽極内に閉じ込められた水分を電解液として電池を構成し、水分が存在するかぎり該鋼管の内面を電気防食する。
【０００８】
前記塊状体はその形状、大きさを自由に変形することができるため、各種形状の異なる被防食対象物に的確に対応させて適用でき、例えば管内面に適用する場合は管径の大小如何に拘らず簡単に挿入適用でき、従来のスラブ、ブロック状等の流電陽極が全く適用できなかった鋼管内面等も容易に防食することができる。特に防食対象物が前述したような送電用鉄塔の支持鋼管等のように設置場所や高所作業を伴うような施工においても安全、容易に、しかも維持管理が容易であり、さらには点検、補修作業時に該管の端部から押し込み挿入するのみで適用できることは実際の施工において極めて有用であり、コスト的にも十分満足し得るものである。
【０００９】
【実施例１】
純度99.99％（Fe<0.0005、Cu<0.0004、Pb<0.001、Cd<0.0002）の高純度亜鉛、該高純度亜鉛に0.2％Al，0.1％Mg，0.06％Pbをそれぞれ含有させた４種類の亜鉛及び亜鉛合金を調製し、これらを溶解、鋳造し、30mmT×400mmW×600mmLのブロックを得た。各鋳造ブロックは切削機で表面切削した。次いでカール状への加工として、まず0.2〜0.3mmT×3〜4mmWのカール状になるように切削した。この結果、高純度亜鉛及びこれに0.2％Alを含有させた亜鉛合金は連続したカール状を呈し、任意の長さに容易に切断できるものであったが、MgやCuを含有させた合金を用いた場合は連続したカール状ではなく、サラサラした数10mm長さで切削中に破断してしまった。これから本発明に適するカール状流電陽極を得るには高純度亜鉛もしくはこれに0.2％Alを含有させた合金から切削で製作することが適していることがわかる。Al以外の他のMg,Pb等の合金は技術的に可能であるとしても取扱いや製造等のコストから見て不適当であることがわかった。
【００１０】
【実施例２】
実施例１で製作したカール状流電陽極の電気防食効果につき屋外供試テストを行った。テストは管の開口一端部に高さ15mmの堰（該堰と管との間に管水が水滴となって滴下する程度の空間を設けてある）を設けた管長1.2ｍの150A配管用裸鋼管を、屋外の架台も堰を設けた側の管端が下向きにおよそ５°の傾斜で設置した。実施例１で製作したカール状流電陽極600ｇを塊状陽極として堰近傍の管内に挿入した。他端から天然海水を水道水で10倍に薄めた水溶液を注入した。開口管であるから大半の水分は排出されるが、下端に堰があるので管内底部に溜水として一部残る。該塊状陽極は溜水中に静置され管内壁に接触しているので、電気防食作用を発揮する。テストに供した陽極の種類は、高純度亜鉛、0.2％Al-Zn合金、0.15％Mg-Zn合金、0.1％Pb-Zn合金を塊状体とし、さらにアルミニウム箔を裁断して作成した塊状体について実施するとともに、裸鋼管を設置し、それぞれについて実施した。
【００１１】
テストに供した４種の亜鉛系の塊状体は、水分の存在する部分では明らかに電気防食の効果を発揮し、アルミニウム箔の塊状体を用いた場合あるいは裸鋼管では明らかな侵食による孔食が発生したのとは異なり、汚れや均一な赤錆は見られたものの、侵食による孔食は殆ど見られなかった。管内の塵埃等の溜りが多く見られたが、亜鉛系の塊状体とした場合には保水効果が加味されるので、電気防食作用に有効に働くものであった。４種の亜鉛系の塊状体については、高純度亜鉛及び0.2％Al-Zn合金のものは個々のカール状陽極が絡まり合い適度な塊状体をなし管内への挿入が容易に行えたが、0.15％Mg-Zn合金及び0.1％Pb-Zn合金のものでは実施例１にも記載したようにカール状陽極として脆く十分に長くに成形できず塊状体としても互いに分散しやすく本発明の実施例として不適当であることがわかった。これら一連のテストより、本発明のカール状陽極の長さは厚さの約100倍以上とすることが好ましいことがわかった。すなわち、長さが厚さの100倍より短いと塊状体とした時に互いに分散しやすくなった。
【００１２】
【発明の効果】
以上のような本発明によれば、各種鋼管内面、特に高圧送電用鉄塔支持鋼管等の防食に好適なカール状流電陽極およびそれを用いた鋼管が得られる。とくに本発明のカール状流電陽極は、その設置適用が容易であり、特に高圧送電用鉄塔支持鋼管等の防食に際しては、山間僻地、海上、工場地帯といった種々様々な環境にさらされ、補修点検も容易でない場所等に設置される送電鉄塔の支持鋼管内面の防食用として極めて好適なものである。