(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼から構成されて２つ以上の地層にまたがって地中に埋設された金属構造体と、
前記金属構造体と共に２つ以上の前記地層にまたがって地中に埋設され、前記金属構造体より自然電位が卑な金属から構成された導体と、
各々の前記地層において前記金属構造体と前記導体とを電気的に接続して周囲の地層とは絶縁された複数の導線と
を備えることを特徴とする腐食防止システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地中に埋設された鋼からなる金属構造体の腐食を防止する腐食防止システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
架空構造物の１つである電柱は，地上に存在し，通信線および送電線などを支持する設備であり、送電や通信サービスを提供するための基盤となる重要な産業基盤の設備である。この電柱においては、架設されている電線の張力が最も大きな荷重となる。このため、例えば、全下線を引き留める箇所の末端となる電柱には、電線の水平荷重や不平均荷重に耐えるために、周辺の地面に張られた支線が設けられている。
【０００３】
この支線は、鋼より線などから構成され、一端が電柱の上部に接続され、他端が周辺の地中に埋設されたアンカーに接続されている。従って、一部の支線は土中に埋設されることになる。このように土中に埋設して用いられる鋼から構成された金属構造体は、土中での腐食を抑制するために、亜鉛めっきなどにより表面を保護している。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】ＮＴＴ技術史料館ホームページ、http://www.hct.ecl.ntt.co.jp/library/E1/QS01-1.html
【非特許文献２】「腐食と防食の基礎」、須賀工業株式会社ホームページ２００２年１２月２６日掲載、http://www.suga-kogyo.co.jp/rqrd48wa/husyoku.html
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した亜鉛めっきなどの保護対策では、腐食が完全に防止できない場合があった。特に、地際直下，および土質が急激に変化する部分では、腐食が発生することがある。地際直下や土質が急に変化する部分では、支線に酸素濃淡電池が形成されて腐食が進行すると考えられる（非特許文献１参照）。
【０００６】
たとえば、地際直下では、地上で空気中の酸素濃度を有する部分と、地際下の土壌中で酸素が欠乏し酸素濃度が低くなっている部分とが存在する。このため、前者がカソード部となり酸素の還元反応が優勢に生じ、後者がアノード部となり金属の酸化反応が優勢に生じることになると考えられる。金属の酸化反応が腐食であり、このような状況における腐食はマクロセル腐食と呼ばれている。マクロセル腐食は、土中の礫層と粘土層の境界領域に金属が埋設されている場合、コンクリートの基礎に金属の一部が埋設された状態で、コンクリートと金属が共に土中に埋設されている場合などに発生する（非特許文献２）。
【０００７】
通信設備の支線を含めた金属の防食方法としては、流電陽極方法がある。流電陽極方法では、図２に示すように、防食対象の金属構造体２０１より自然電位が卑な金属よりなる導体２０２を陽極とし、これを防食対象の金属構造体２０１近傍に埋設し、これらを導線２０３で接続している。導線２０３には、被覆銅線などを用いる。このようにすることで、金属構造体２０１の電位を腐食反応が進行しない卑な電位にし、金属構造体２０１の腐食を抑制している。
【０００８】
しかし、金属構造体２０１が、土質が異なり導電率がより大きい地層２１１から導電率がより小さい地層２１２にまたがって埋設されている状態では、導体２０２から土中を経由して金属構造体２０１に向かう防食電流は、導電率の高い地層２１１に集中してしまう。具体的には、地層２１１を通過する防食電流は、金属構造体２０１から導線２０３を経由して導体２０２に環流する回路を形成し、金属構造体２０１の地層２１２に埋設されている部分の電位制御に利用されにくい。
【０００９】
また、地層２１２の導電率が低い上に、金属構造体２０１や導体２０２の内部抵抗も地層２１１を通過する電流に比べて大きいため、金属構造体２０１と導体２０２の電位差が地層２１１を含む回路のＩＲ電圧降下で消費されてしまう。このため、地層２１２を通過する防食電流は、金属構造体２０１の電位を卑な方向にシフトするために利用される割合が小さくなってしまう。このような状態では、地層２１２における金属構造体２０１の腐食が、効果的に抑制できない状態となる。
【００１０】
上述した問題に対し、導電率のより低い地層２１２に埋設されている金属構造体２０１の領域も十分に卑な電位とするためには、多数の導体２０２を埋設し、また、導体２０２に外部電源を接続して電流を流すなど、より多くの防食電流を流す必要が生じる。このような構成では、防食対策コストの増大を招くことになる。
【００１１】
金属構造体２０１が電柱の支線のように細長い形状をしている場合や、比較的導電率の低い金属により形成され、金属内の内部抵抗が無視できないような場合であり、導電率の低い地層が深い箇所にあり、この領域から金属構造体に導体が接続されている地点が遠い場合などは、上述した問題が特に顕著となる。
【００１２】
本発明は、以上のような問題点を解消するためになされたものであり、異なる複数の地層にまたがって埋設される金属構造体の腐食が、コストの増大を招くことなく抑制できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明に係る腐食防止システムは、鋼から構成されて２つ以上の地層にまたがって地中に埋設された金属構造体と、金属構造体と共に２つ以上の地層にまたがって地中に埋設され、金属構造体より自然電位が卑な金属から構成された導体と、各々の地層において金属構造体と導体とを電気的に接続して周囲の地層とは絶縁された複数の導線とを備える。
【発明の効果】
【００１４】
以上説明したことにより、本発明によれば、異なる複数の地層にまたがって埋設される金属構造体の腐食が、コストの増大を招くことなく抑制できるようになるという優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、本発明の実施の形態における腐食防止システムの構成を示す構成図である。
【図２】図２は、流電陽極方法による腐食防止システムの構成を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について図１を参照して説明する。図１は、本発明の実施の形態における腐食防止システムの構成を示す構成図である。このシステムは、鋼から構成されて２つ以上の地層にまたがって地中に埋設された金属構造体１０１の腐食を防止するものであり、まず、金属構造体１０１より自然電位が卑な金属から構成された導体１０２を、金属構造体１０１と共に２つ以上の地層にまたがって地中に埋設する。
【００１７】
例えば、金属構造体１０１は、電柱に設けられる支線であり、地表面より地層１１１および地層１１２にかけて埋設され、地層１１２でアンカー（不図示）に接続されている。地層１１１は、より深い箇所にある地層１１２に対して導電率が小さい状態である。この状態に対し、導体１０２も地層１１１および地層１１２にかけて埋設する。
【００１８】
加えて、地層１１１においては導線１０３ａにより金属構造体１０１と導体１０２とを電気的に接続し，地層１１２においては導線１０３ｂにより金属構造体１０１と導体１０２とを電気的に接続する。導線１０３ａ，導線１０３ｂは、周囲の地層とは絶縁された状態とする。例えば、被覆銅線から導線１０３ａ，導線１０３ｂを構成すればよい。このように、本実施の形態では、腐食防止対象の金属構造体が埋設されている各々の地層において、周囲の地層とは絶縁された複数の導線により、金属構造体と導体とを電気的に接続したところに特徴がある。
【００１９】
金属構造体１０１は、例えば、亜鉛めっき鋼のより線で構成されており、飽和塩化銀電極基準として水中で−１Ｖを示すものである。これに対し、例えば、飽和塩化銀電極基準として水中で−１．１Ｖを示すマグネシウムから導体１０２を構成すればよい。マグネシウムを直径１ｍｍの線材とした導体１０２を、金属構造体１０１が埋設されている箇所まで、もしくは金属構造体１０１が埋設されている箇所より深く到達させておけばよい。
【００２０】
上述した実施の形態によれば、より導電率の低い地層１１２に埋設された部分の金属構造体１０１においても、金属構造体１０１や導体１０２の内部抵抗の影響を受けずに金属構造体１０１と導体１０２を接続することが可能となり、地層１１２における防食電流がより多く流れるようになる。この結果、地層１１２における金属構造体１０１の電位も卑な方向にシフトする効果が高くなる。
【００２１】
一方、より導電率が高い地層１１１では、元来、防食電流が多く流れるため、金属構造体１０１などの内部抵抗による電圧降下の影響を受けやすい。このため、導電率の高い地層１１においても、金属構造体１０１と導体１０２を導体で接続することにより、金属構造体１０１の電位を卑な方向により効率的にシフトすることが可能となる。
【００２２】
更に、地層１１１を通過した防食電流の一部は、地層１１２に設置した導線１０３ｂにも振り向けられると考えられ、地層１１１を通過する防食電流が増加することが、金属構造体１０１の地層１１２に埋設された部分の電位を卑な方向にシフトするためにより有効に利用されるようになる。
【００２３】
以上に説明したように、本発明では、２つ以上の地層にまたがって埋設される金属構造体を流電陽極法により防食する際に、金属構造体とこれより自然電位が卑な導体とを、各地層で導線により電気的に接続する構成とした。これにより、金属構造体や導体の内部抵抗の影響を受けずに防食電流の回路を形成することが可能となり、金属構造体と導体の自然電位の差を、金属構造体の電位を卑な方向にシフトするために、より効率的に利用することが可能となる。また、異なる地層ごとに流れる防食電流の差を小さくし、マクロセル腐食をより効果的に抑制することが可能となる。
【００２４】
また、上述した本発明によれば、導体と金属構造体とを、地層毎に導線で接続すればよく、導体の埋設数量を増やす必要がないので、材料のコスト上昇を招くことがなく、また、多くの導体を埋設することによる作業コストの上昇を招くこともない。このように、本発明によれば、異なる複数の地層にまたがって埋設される金属構造体の腐食が、コストの増大を招くことなく抑制できるようになる。
【００２５】
なお、本発明は以上に説明した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想内で、当分野において通常の知識を有する者により、多くの変形および組み合わせが実施可能であることは明白である。例えば、導体は、マグネシウムに限るものではなく、金属構造体より、自然電位が卑な金属から構成されていればよい。また、導体は、断面積が円形の直径１ｍｍの線材に限るものではなく、断面は、楕円形としてもよく、また、多角形としてもよい。なお、導体は、周囲の地層との接触面積が大きい方がよいことは言うまでもない。
【００２６】
また、地層毎に設ける導線は、金属構造体との接続箇所および導体との接続箇所が、対象となる地層においてなされていればよく、導線の全てが対象となる地層内に収まっている必要はない。例えば、導線の中間部分が、他の地層に埋設されていてもよく、また、導線の中間部分が地表より上に配置されていてもよい。
【００２７】
また、金属構造体と導線の接続箇所、および導体と導線の接続箇所は、対象となる地層内であれば特に限定されないが、防食電流は地層の全域にわたって流れていると考えられるため、内部抵抗を低減するという観点からは、対象となる地層の深さ方向中央部で接続されている方が好ましいものと考えられる。
【００２８】
また、対象となる地層としては、土のみで構成されるものに限らず、セメントやモルタルなど建築要素が含まれていてもよい。また、２つの地層が同一の土質から構成されてるが、一方の地層が地下水位より低い場合であっても、本発明の適用範囲である。また、金属構造体は、支線に限るものではなく、地中に埋設して用いられる鋼管柱などであっても同様である。
【符号の説明】
【００２９】
１０１…金属構造体、１０２…導体、１０３ａ，１０３ｂ…導線、１１１，１１２…地層。
【図１】
0005658181.tif 000002
【図２】
0005658181.tif 000003