(57)【要約】【課題】局部的に直流迷走電流の影響を受ける高抵抗率塗覆装パイプラインに対して、良好なカソード防食状況を維持しつつ、直流迷走電流腐食リスクを回避する。【解決手段】電解質中に敷設されて金属体表面が高抵抗率塗覆装で覆われたパイプライン１を防食対象として、直流迷走電流が局部的に影響するパイプライン１上の地点Ｓから設定距離Ｒだけ離れたパイプライン１の接続部に絶縁継手２を設け、絶縁継手２から地点Ｓまでの間のパイプライン１の金属体に、絶縁継手２の近傍の接続箇所で最も接地抵抗が低く、その近傍の接続箇所から所定間隔毎に設けられた複数の接続箇所で絶縁継手２から離れる毎に徐々に接地抵抗が高くなるように、接続箇所毎に接地抵抗がそれぞれ異なる複数の流電陽極３，４，５を接続し、地点Ｓの近傍には流電陽極の接続を行わない。【選択図】図１
2008144247.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電解質中に敷設されて金属体表面が高抵抗率塗覆装で覆われたパイプラインを防食対象として、前記パイプラインに直流迷走電流が局部的に影響する場合のカソード防食システムであって、
直流迷走電流が局部的に影響する前記パイプライン上の地点から設定距離だけ離れた前記パイプラインの接続部に絶縁継手を設け、
前記絶縁継手から前記地点までの間の前記パイプラインの金属体に、前記絶縁継手の近傍の接続箇所で最も接地抵抗が低く、その近傍の接続箇所から所定間隔毎に設けられた複数の接続箇所で前記絶縁継手から離れる毎に徐々に接地抵抗が高くなるように、前記接続箇所毎に前記接地抵抗がそれぞれ異なる複数の流電陽極を接続し、前記地点の近傍には流電陽極の接続を行わないことを特徴とするカソード防食システム。
【請求項２】
前記設定距離を１ｋｍ前後に設定し、前記接続箇所を前記パイプラインの監視用ターミナルボックス毎に設けることを特徴とする請求項１に記載されたカソード防食システム。
【請求項３】
前記絶縁継手は、前記地点から前記設定距離だけ離れた両端の接続部に設けられることを特徴とする請求項１又は２に記載されたカソード防食システム。
【請求項４】
前記絶縁継手を挟んだ両側の前記パイプラインの金属体を互いに逆方向の並列したダイオードで接続したことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載されたカソード防食システム。
【請求項５】
前記地点が踏切部の中心であり、前記パイプラインは前記踏切部下を横断して敷設されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載されたカソード防食システム。
【請求項６】
電解質中に敷設されて金属体表面が高抵抗率塗覆装で覆われたパイプラインを防食対象として、前記パイプラインに直流迷走電流が局部的に影響する場合のカソード防食方法であって、
直流迷走電流が局部的に影響する前記パイプライン上の地点から設定距離だけ離れた前記パイプラインの接続部に絶縁継手を設け、
前記絶縁継手から前記地点までの間の前記パイプラインの金属体に、所定間隔毎に接地抵抗がそれぞれ異なる複数の流電陽極を接続し、
前記地点から前記絶縁継手間で前記流電陽極に流入する直流迷走電流を前記複数の流電陽極から分散流出させることで、前記パイプラインの前記地点から前記絶縁継手までの区間の管対地電位を防食電位よりマイナス側に維持することを特徴とするカソード防食方法。
【請求項７】
前記複数の流電陽極は、前記絶縁継手の近傍の接続箇所で最も接地抵抗が低く、その近傍の接続箇所から所定間隔毎に設けられた複数の接続箇所で前記絶縁継手から離れる毎に徐々に接地抵抗が高くなるように接続されることを特徴とする請求項６に記載されたカソード防食方法。
【請求項８】
前記絶縁継手は、前記地点から前記設定距離だけ離れた両端の接続部に設けられることを特徴とする請求項６又は７に記載されたカソード防食方法。
【請求項９】
前記絶縁継手を挟んだ両側の前記パイプラインの金属体を互いに逆方向の並列したダイオードで接続したことを特徴とする請求項６〜８のいずれかに記載されたカソード防食方法。
【請求項１０】
前記地点が踏切部の中心であり、前記パイプラインは前記踏切部下を横断して敷設されていることを特徴とする請求項６〜９のいずれかに記載されたカソード防食方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、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し、特に、電解質中に敷設されて金属体表面が高抵抗率塗覆装で覆われたパイプライン（以下、高抵抗率塗覆装パイプラインという）を防食対象にした流電陽極方式によるカソード防食システム及びカソード防食方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電解質中に存在するパイプラインは、電解質中を流れる迷走電流による腐食リスクに曝されている。迷走電流がパイプラインに流入する箇所では、パイプラインの金属体表面はカソード反応を起こして防食状態になるが、パイプラインに流入した電流がパイプラインから周辺電解質（土壌等）に流出する箇所では、パイプラインの金属体表面はアノード反応を起こして腐食状態になる。
【０００３】
土壌等の電解質中に存在する金属体の腐食を防止するためには、金属体表面を高抵抗率塗覆装で覆って金属体表面と電解質とを隔絶することに加えて、金属体表面に電流（防食電流）を流入させてアノード反応を起こさせないようにする（金属体表面全体にカソード反応を起こさせる）カソード防食法が最も有効な方法であることが知られている。
【０００４】
現在、土壌埋設パイプライン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。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。一方、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陽極が用いられることが多い。
【０００５】
カソード防食が施されている土壌埋設パイプラインが適正な防食状況にあるか否かを評価する指標の一つには、パイプラインの金属体表面と電解質に接触する照合電極によって計測される電位差（管対地電位）があり、これが基準値である防食電位（例えば、飽和硫酸銅電極基準で−８５０ｍＶ（非特許文献１参照））以下であれば防食状況は良好である、と判断することが一般に行われている。
【０００６】
土壌埋設パイプラインにとって、最も影響が高い迷走電流は直流電気鉄道車両の通過に伴って発生するレール漏えい電流とレール流入電流である。土壌埋設パイプラインは直流電気鉄道車両のレールに近接して並行しているか、或いはこのレールと交差していることが多いことから、特に、都市部の土壌埋設パイプラインは、輸送力増強に対応する観点から、直流電気鉄道レールの過密化、変電所の新設或いは定格アップ、車両本数の増加、等によって、レール漏えい電流及びレール流入電流からなる直流迷走電流による腐食リスクが高くなっており、これに対しては、十分な監視体制及びそれに基づく対策が必要になっている。
【０００７】
このような直流迷走電流による腐食リスクの対策を考える場合に、踏切部，車両基地，変電所近傍といったレール漏えい電流やレール流入電流が局部的に大きくなる箇所への対策が特に重要である。
【０００８】
踏切部では、踏切部のレール上を電車の他に自動車等の一般車両が通過できるように、レール頭部を道路面と同一レベルにしてレール下部を地下に埋設しており、また構造上排水が悪いので、対地漏れ抵抗が踏切部以外のレールに比べてかなり低くなっている。したがって、踏切部のレールからはレール漏えい電流が土壌等の電解質に流出し易くなっており、パイプラインが踏切部を横断して埋設されている場合、或いは踏切部に近接して埋設されている場合には、そのパイプラインは大きなレール漏えい電流の影響を受ける可能性が高い。このようなパイプラインの健全性を維持するためには、直流迷走電流腐食リスクを低減又は回避することが必要不可欠である。
【０００９】
踏切部の地下をパイプラインが横断している場合のように、パイプラインに対して局部的に大きな直流迷走電流が横断している場合の対策の一例としては、その踏切部周辺に局部的に電気容量の小さい外部電源方式を適用することが行われている（下記非特許文献２参照）。
【００１０】
【非特許文献１】INTERNATIONAL STANDARD,Petroleum and natural gas industries−Cathodic protection of pipeline transportation systems − Part 1:On-land pipeline,ISO 15589-1,2003年,p.5
【非特許文献２】A.W.Peabody「PEABODY'S CONTROL OF PIPELINE CORROSION」，SECOND EDITION,NACE INTERNATIONAL,2001,p.232-233
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
踏切部に局部的に作用する外部電源方式を採用した場合には、踏切部には一般に防食対象のパイプラインの他に様々な埋設構造物が存在するので、外部電源方式のアノードから発生される防食電流は他の埋設構造物にとっては直流迷走電流になり、他の埋設構造物にこれが流入して流出する箇所で腐食リスクが発生する、所謂直流干渉が問題になる。
【００１２】
また、防食対象パイプラインの表面が高抵抗率塗覆装で覆われている場合、踏切部の近傍で塗覆装欠陥部が発生したとすると、レール流入電流による塗覆装欠陥部での腐食リスクは、踏切部周辺に設置した外部電源方式による防食電流で回避できるが、レール漏えい電流がこの塗覆装欠陥部から流入した場合には、その近くに塗覆装欠陥部が無いとすると、塗覆装が高抵抗率であることから、流入地点からかなり遠方に存在する塗覆装欠陥部又はメタルタッチ箇所（防食対象パイプラインと他のパイプライン等の金属体との接触箇所）で電解質に流出することになるので、これらの箇所で直流迷走電流腐食が発生し得る。
【００１３】
このような踏切部からかなり遠方に存在する箇所での直流迷走電流腐食リスクに対しては、踏切部周辺に設けた電気容量の小さい外部電源方式の局部的な適用では対処できない。そこで、電気容量の大きい外部電源方式を適用すると、特に都市部のように踏切部に複数の埋設構造物が輻輳する場合、他の埋設構造物の直流干渉を誘起することになる。また逆の見方をすると、定期点検で踏切部からかなり遠方の塗覆装欠陥部やメタルタッチ箇所で直流迷走電流腐食の兆候が察知された場合、その原因が踏切部でのレール漏えい電流にあるという特定はそこからの距離が離れていることから非常に困難であり、原因追及に基づく根本的な腐食リスク対策が取り難いという問題がある。
【００１４】
踏切部に対して十分な高抵抗率塗覆装パイプラインの直流迷走電流腐食リスクの対策は、外部電源方式よりも流電陽極方式を適用してなされる場合がある。
【００１５】
本発明は、このような事情に対処することを目的とするものである。すなわち、電解質中に敷設された高抵抗率塗覆装パイプラインが局部的に直流迷走電流の影響を強く受ける場合に有効なカソード防食システム及びカソード防食方法を提供するものであって、防食対象パイプライン以外の埋設構造物への直流干渉を避けることができ、局部的な直流迷走電流の影響を局部的な地点から所定の範囲内に限定し、その箇所から離れた遠方での腐食リスクを回避すること、更には、直流迷走電流が影響する局部的な地点から所定範囲内で良好なカソード防食状況を維持することができること、等が本発明の目的である。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
このような目的を達成するために、本発明のカソード防食システムは、電解質中に敷設されて金属体表面が高抵抗率塗覆装で覆われたパイプラインを防食対象として、前記パイプラインに直流迷走電流が局部的に影響する場合のカソード防食システムであって、直流迷走電流が局部的に影響する前記パイプライン上の地点から設定距離だけ離れた前記パイプラインの接続部に絶縁継手を設け、前記絶縁継手から前記地点までの間の前記パイプラインの金属体に、前記絶縁継手の近傍の接続箇所で最も接地抵抗が低く、その近傍の接続箇所から所定間隔毎に設けられた複数の接続箇所で前記絶縁継手から離れる毎に徐々に接地抵抗が高くなるように、前記接続箇所毎に前記接地抵抗がそれぞれ異なる複数の流電陽極を接続し、前記地点の近傍には流電陽極の接続を行わないことを特徴とする。
【００１７】
また、本発明のカソード防食方法は、電解質中に敷設されて金属体表面が高抵抗率塗覆装で覆われたパイプラインを防食対象として、前記パイプラインに直流迷走電流が局部的に影響する場合のカソード防食方法であって、直流迷走電流が局部的に影響する前記パイプライン上の地点から設定距離だけ離れた前記パイプラインの接続部に絶縁継手を設け、前記絶縁継手から前記地点までの間の前記パイプラインの金属体に、所定間隔毎に接地抵抗がそれぞれ異なる複数の流電陽極を接続し、前記地点から前記絶縁継手間で前記流電陽極に流入する直流迷走電流を前記複数の流電陽極から分散流出させることで、前記パイプラインの前記地点から前記絶縁継手までの区間の管対地電位を防食電位よりマイナス側に維持することを特徴とする。
【００１８】
このような特徴によるカソード防食システム及びカソード防食方法によると、防食対象のパイプラインに対して、直流迷走電流が局部的に影響する地点から設定距離だけ離れたところに絶縁継手を設けているので、直流迷走電流が局部的に影響する地点から絶縁継手までの間で直流迷走電流がパイプライン内に流入することがあっても、流入した電流は絶縁継手を超えて遠方に流れることがない。これによって、局部的な直流迷走電流の影響を絶縁継手で区画する区間内に限定することができ、その地点から離れた遠方での直流迷走電流腐食リスクを回避することができる。
【００１９】
また、直流迷走電流が局部的に影響する地点から最も近い位置に接続された流電陽極には直流迷走電流が流入することになるが、この流電陽極からパイプラインに流入した電流はその流電陽極の隣の流電陽極或いは更に隣の流電陽極から分散されて電解質に流出され、更にその大部分は、絶縁継手の近傍に接続された最も接地抵抗の低い流電陽極から電解質に流出されることになる。
【００２０】
そして、直流迷走電流が局部的に影響する地点から離れたエリア内を発生源とする直流迷走電流がパイプラインの周辺電解質を流れている場合には、この直流迷走電流は絶縁継手の近傍に接続された最も接地抵抗の低い流電陽極からパイプラインに流入することになり、流入した電流は一部その隣に接続した流電陽極から電解質に流出され、更に隣の流電陽極からも電解質に流出されることになり、複数の流電陽極から分散されて電解質に流出されることになる。
【００２１】
このようにパイプラインの金属体の複数個所に接続された流電陽極からは、直流迷走電流がパイプラインに流入した場合に、流入した電流が分散されて流出することになる。
【００２２】
また、各流電陽極から電解質に分散して電流が流出され、各流電陽極の接地抵抗の違いによって、各流電陽極はアノード分極量（流電陽極対地電位がプラス方向にシフトする）の極小化が図られることになり、パイプラインに流入した電流が流電陽極から流出する状況下においても、直流迷走電流が局部的に影響する地点から絶縁継手までの区間で管対地電位を防食基準よりマイナス側に維持することができ、カソード防食基準を達成することができる。
【００２３】
更に、各流電陽極のアノード分極量の極小化によって、流電陽極の消耗度の極小化を図ることができるので、流電陽極の長寿命化を達成することが可能になる。
【００２４】
そして、直流迷走電流が局部的に影響する地点から絶縁継手までの区間に塗覆装欠陥部が存在している場合であっても、各流電陽極の接地抵抗は塗覆装欠陥部の接地抵抗より低いので、パイプラインに流入した電流は塗覆装欠陥部から流出することなく流電陽極から流出することになり、この区間の直流迷走電流腐食リスクを回避することができる。
【発明の効果】
【００２５】
以上説明したように、本発明のカソード防食システム及びカソード防食方法によると、直流電気鉄道踏切部のような対地漏れ抵抗の低い特定地点の近傍に敷設され、局部的に直流迷走電流の影響を受ける高抵抗率塗覆装パイプラインに対して、良好なカソード防食状況を維持しつつ、直流迷走電流腐食リスクを回避することが可能になる。また、流電陽極方式の採用によって他の埋設構造物への直流干渉を回避することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の実施形態に係るカソード防食システム及びカソード防食方法を図面に基づいて説明する。図１及び図２は、本発明の実施形態に係るカソード防食システム及びカソード防食方法を説明する説明図（概念図）である。なお、ここでは、パイプラインに直流迷走電流が局部的に影響する場合の一例として、土壌埋設パイプラインが踏切部を横断する場合を例に挙げて説明するが、本発明の実施形態としては、これに限定されるものではなく、同様の状況で、電解質中に敷設されたパイプラインが局部的に直流迷走電流の影響を受ける場合の全てを含むものである。また、本発明の実施形態で防食対象となるのは、金属体表面が高抵抗率塗覆装で覆われたパイプライン（高抵抗率塗覆装パイプライン）である。
【００２７】
図１及び図２において、直流電気鉄道レールの踏切部を横断するパイプライン１に対して、直流迷走電流が局部的に影響するパイプライン上の地点（踏切部の中心地点）Ｓから、設定距離Ｒだけ離れたパイプライン１の接続部に絶縁継手２を設ける。ここでは、地点Ｓの両側に絶縁継手２を設けているが、直流迷走電流の影響が一方側に集中する場合などは、片側のみに絶縁継手２を設けても良い。
【００２８】
そして、絶縁継手２から地点Ｓまでの間のパイプライン１の金属体に、絶縁継手２の近傍の接続箇所で最も接地抵抗が低く、その近傍の接続箇所から所定間隔毎に設けられた複数の接続箇所で絶縁継手２から離れる毎に徐々に接地抵抗が高くなるように、接続箇所毎に接地抵抗がそれぞれ異なる複数の流電陽極３，４，５を接続している。また、地点Ｓの近傍には流電陽極の接続を行わない。
【００２９】
ここでの設定距離Ｒは、局部的に影響する直流迷走電流（レール漏えい電流）の影響が無くなる最小限の範囲が設定される。直流電気鉄道踏切部におけるレール漏えい電流の影響範囲は経験的に１ｋｍ前後であるとされており、これに応じて踏切部を対象とする場合に設定距離Ｒを１ｋｍ前後とする。
【００３０】
また、パイプライン１には、ある間隔（例えば、２５０ｍ間隔）で、パイプライン１の防食状況を監視するために、管対地電位を計測する監視用ターミナルボックスＡ〜Ｈが設けられているので、このターミナルボックスを利用して、流電陽極３，４，５の接続箇所にする。ただし、踏切部の近傍（例えば踏切部中心から半径２５０ｍ以内）のターミナルボックス（図中のＤ，Ｅ）には、レール漏えい電流が大量にパイプライン１に流入することを防止するために流電陽極は設置しない。地点Ｓから半径２５０ｍを超え、半径１ｋｍ以内の範囲内の各ターミナルボックスには、それぞれ接地抵抗の異なる流電陽極３，４，５を接続する。
【００３１】
流電陽極３，４，５の接地抵抗は、地点Ｓから遠ざかるにつれて低くなるようにする。すなわち、図示の例では、ターミナルボックスＡ，Ｈに接続された流電陽極３が最も接地抵抗が低く、ターミナルボックスＢ，Ｇに接続された流電陽極４がその次に接地抵抗が低く、ターミナルボックスＣ，Ｆに接続された流電陽極５の接地抵抗が最も高いように設定している。流電陽極３，４，５の総電気容量は、点接地電流による地表面電位勾配計測からレール漏えい電流を求め、レール漏えい電流、レール漏えい電流の流れる時間、及び流電陽極の設計寿命を考慮して決定する。地表面電位勾配計測は、レールの対地漏れ抵抗が最も低くなる雨天時に行う。踏切部のようにレール漏えい電流が局部的に集中した場合には、図１のように点接地から電流が二次元的に広がるものとして計算できる。図１で地点Ｓよりｒ1及びｒ2の距離の点の地表面電位差Ｖは、レール漏えい電流をＩ、電解質の電気抵抗率をρ（Ωｃｍ）とすれば、下記式（１）で求められる。Ｖとρの計測によってレール漏えい電流Ｉを求め、これに基づいて、総電気容量を設定する。
【００３２】
【数１】
2008144247.tif 000003
【００３３】
なお、流電陽極３，４，５の接地抵抗は、流電陽極の本数で設定することができ、ターミナルボックスＡ，Ｈに接続する流電陽極３の本数を最も多くし、ターミナルボックスＢ，Ｇに接続する流電陽極４の本数をその次に多くし、ターミナルボックスＣ，Ｆに接続する流電陽極５の本数を最も少なくする。ちなみに、流電陽極を鉛直方向に埋設した場合の流電陽極１本当たりの接地抵抗ＲV（Ω）は下記式（２）で求めることができ、鉛直方向に埋設の流電陽極をｓｃｍ離して平行に設置した場合の流電陽極Ｎ本の総接地抵抗ＲNV（Ω）は下記式（３）で求めることができる。なお、鋼製パイプラインに対して一般に用いる流電陽極はＭｇ陽極で、バックフィル形状は２００φ×１０００（単位：ｍｍ）である。
【００３４】
【数２】
2008144247.tif 000004
【００３５】
このように地点Ｓから絶縁継手２までの区間に流電陽極３，４，５を分散設置することによって、以下に示す作用を得ることができる。
【００３６】
すなわち、図１に示すように、踏切部よりレール漏えい電流が流れている場合には、踏切部及びその周辺の直流電気鉄道レールから発生したレール漏えい電流は、踏切部から最も近い接続箇所（ターミナルボックスＣ，Ｆ）に接続されている流電陽極５に流入し、流電陽極５からパイプライン１に流入した電流は、一部その隣のターミナルボックスＢ，Ｇに接続されている流電陽極４から電解質に流出し、更に、パイプライン１に流入した電流の大部分は最も接地抵抗の低い流電陽極３から電解質に流出することになる。
【００３７】
一方、図２に示すように、踏切部からはレール漏えい電流が流れていないが、踏切部から離れたエリア内を発生源とするレール漏えい電流が流れている場合には、そのレール漏えい電流は、最も接地抵抗の低い流電陽極３に流入し、流電陽極３からパイプライン１に流入した電流は、一部流電陽極４から電解質に流出し、更に、一部流電陽極５から電解質に流出することになる。
【００３８】
これによると、踏切部及びその周辺の直流電気鉄道レールから発生したレール漏えい電流がパイプライン１に流入したとしても、絶縁継手２で区画された区間内で分散設置された流電陽極から電解質に流出させてしまい、パイプライン１に流入した電流が絶縁継手２を超えて流れることはないので、大量のレール漏えい電流が発生する可能性がある踏切部での影響を絶縁継手２で区画した区間内に限定することができる。これによって、地点Ｓから離れた遠方での直流迷走電流腐食リスクを回避することができる。
【００３９】
また、パイプライン１の金属体の複数個所に接続された流電陽極３，４，５からは、レール漏えい電流がパイプライン１に流入した場合に、流入した電流が分散されて流出することになる。
【００４０】
そして、各流電陽極３，４，５から電解質に分散して電流が流出されると、各流電陽極３，４，５の接地抵抗の違いによって、各流電陽極３，４，５はアノード分極量（流電陽極対地電位がプラス方向にシフトする）の極小化が図られることになり、パイプライン１に流入した電流が流電陽極３，４，５から流出する状況下においても、地点Ｓから絶縁継手２までの区間で管対地電位を防食基準よりマイナス側に維持することができ、カソード防食基準を達成することができる。
【００４１】
更に、各流電陽極３，４，５のアノード分極量の極小化によって、流電陽極３，４，５の消耗度の極小化を図ることができるので、流電陽極３，４，５の長寿命化を達成することが可能になる。
【００４２】
そして、地点Ｓから絶縁継手２までの区間に塗覆装欠陥部が存在している場合であっても、各流電陽極３，４，５の接地抵抗は塗覆装欠陥部の接地抵抗より低いので、パイプライン１に流入した電流は塗覆装欠陥部から流出することなく流電陽極３，４，５から流出することになり、この区間の直流迷走電流腐食リスクを回避することができる。
【００４３】
ちなみに、パイプライン１の塗覆装が接する電解質の電気抵抗率と流電陽極３，４，５のバックフィル材料の電気抵抗率が同じ１５００Ωｃｍであるとすると、塗覆装欠陥部の接地抵抗は、塗覆装欠陥部面積が１ｃｍ2で６６４Ω、１０ｃｍ2で２１０Ωである。一方、流電陽極１本当たりの接地抵抗は一般に６．５Ω、２本当たりの接地抵抗は流電陽極の離間距離を５０ｃｍとすると４．５Ωである。このように流電陽極の本数にもよるが、流電陽極の接地抵抗は塗覆装欠陥部の接地抵抗の数％以下であるから、仮に塗覆装欠陥が発生したとしても流電陽極３，４，５は、レール漏えい電流の流出入機能を十分有する設計が可能である。ただし、定期点検時に、直流電気鉄道が運行していない時間帯で管対地電位が安定した流電陽極対地電位を示さない場合には、塗覆装欠陥検知検査を別途実施する。
【００４４】
ここで、レール漏えい電流が流入する踏切部に最も近い流電陽極５は、レール漏えい電流の流入によって、そこではカソード防食が達成されるが、そこでの接地抵抗が低いと、レール漏えい過電流がこの流電陽極５に流入することになり、パイプライン１のこの地点がカソード分極し、過防食及び他埋設金属構造物の直流干渉が誘起されることになる。これを避けるために、流電陽極３，４，５の接地抵抗を踏切部から遠ざかるにつれて低くなるように設定している。
【００４５】
また、本発明の実施形態では、必要に応じて、絶縁継手２を挟んだ両側のパイプライン１の金属体を互いに逆方向の並列したダイオード６で接続している。ダイオード６はある閾値を超えないと作動しないので、良好な管対地電位の状態では、地点Ｓから絶縁継手２までの区間でパイプライン１に流入した電流は絶縁継手２を超えて流れることはない。しかしながら、その区間の管対地電位が大きな電位差を示した場合、ジャンピング作用によって絶縁継手２を飛び超えて電流が流れることがあるため、これを防止するためにダイオード６を設置する。また、絶縁継手２の近傍に接続される流電陽極３を十分に低い接地抵抗にすることで、パイプライン１に流入した電流が区間内で確実に電解質に流出するようにしている。
【００４６】
また、ダイオード６の設置は、雷害或いは電力事故の異常時において、高電圧により絶縁継手２の損傷事故，感電事故，火花発生等が起きないようにする目的もある。
【００４７】
以上説明したように、本発明の実施形態に係るカソード防食システム及びカソード防食方法によると、直流電気鉄道踏切部のような対地漏れ抵抗の低い特定地点の近傍に敷設され、局部的に直流迷走電流の影響を受ける高抵抗率塗覆装が施されたパイプライン１に対して、良好なカソード防食状況を維持しつつ、直流迷走電流腐食リスクを回避することが可能になる。また、流電陽極方式の採用によって他の埋設構造物への直流干渉を回避することができる。
【実施例】
【００４８】
図１に示す実施形態の具体的な実施例を以下に説明する。高抵抗率塗覆装が施されたパイプライン１が直流電気鉄道踏切部を横断している場合であり、このパイプライン１がＭｇ陽極を用いた流電陽極方式によりカソード防食されている。
【００４９】
単線の踏切部を中心として設定距離Ｒ（レール漏れ電流の影響半径）を１ｋｍとする。設定距離Ｒの末端には絶縁継手２とダイオード６が設けられている。２個の絶縁継手２間のターミナルボックスはＡ〜Ｈの８個であり、踏切部に最近接のターミナルボックスＤ，Ｅは、管対地電位計測用のリード線のみでＭｇ陽極は設置されていない。踏切部から遠ざかるにつれてＭｇ陽極の本数は多くなっており、Ｍｇ陽極の本数は、ターミナルボックスＡ，Ｈが１５本、ターミナルボックスＢ，Ｇが５本、ターミナルボックスＣ，Ｆが３本にしている。
【００５０】
図３及び図４は、計測時間における各ターミナルボックス（図示ではＴＢと示す）の管対地電位及びＭｇ陽極発生電流の経時変化を示したものである。Ｍｇ陽極発生電流は、Ｍｇ陽極から電解質に流出する方向をプラスの極性としている。
【００５１】
計測時間において、１２時２２分５６秒と１２時３０分２０秒の計２回直流電気鉄道車両が踏切部を通過した。踏切部最近接のターミナルボックスＥが計測時間において最も管対地電位の変動が大きかった。全てのターミナルボックスの管対地電位はＭｇ陽極対地電位の値である−１５００ｍＶCSEをベースとした。このことは、ターミナルボックスＡ〜Ｈ区間のパイプライン１が良好なカソード防食状態にあり、かつ塗覆装欠陥がないことを示している。
【００５２】
１２時２２分５６秒において、ターミナルボックスＥの管対地電位はベースの−１５００ｍＶCSEからマイナスよりにシフトし、最もマイナスよりの−２０５０ｍＶCSEを示した。この時、両隣の管対地電位も同様にマイナスよりにシフトし、ターミナルボックスＦが−１７３３ｍＶCSE、ターミナルボックスＤが−１７００ｍＶCSEの値を示した。以上の現象は、ターミナルボックスＦのＭｇ陽極に１６．０ｍＡのレール漏えい電流が流入したことによるものであることがわかる。このレール漏えい電流は、絶縁継手２に最も近接するターミナルボックスＨのＭｇ陽極から１０．２ｍＡ、ターミナルボックスＡのＭｇ陽極から５．０ｍＡの電流（計１５．２ｍＡ）がそれぞれ電解質に流出した。ターミナルボックスＡ，Ｈは、Ｍｇ陽極が１５本も設置されており十分に接地抵抗が低いことから、ターミナルボックスＡ，Ｈの管対地電位は、Ｍｇ陽極発生電流によるアノード分極の影響を受けず、計測時間において安定したＭｇ陽極対地電位の値である−１５００ｍＶCSEを示した。
【００５３】
１２時３０分２０秒において、ターミナルボックスＥの管対地電位はベースの−１５００ｍＶCSEからプラスよりにシフトし、最もプラスよりの−１０３３ｍＶCSEを示した。この時、両隣の管対地電位も同様にプラスよりにシフトし、ターミナルボックスＦが−１２６７ｍＶCSE、ターミナルボックスＤが−１２５０ｍＶCSEと同様にプラス側にシフトした。以上の現象は、ターミナルボックスＦのＭｇ陽極発生電流が１８．１ｍＡであることによるものであることがわかる。この電流は、ターミナルボックスＨのＭｇ陽極流入電流５．０ｍＡ、ターミナルボックスＡのＭｇ陽極流入電流２．１ｍＡ、ターミナルボックスＢのＭｇ陽極流入電流３．０ｍＡ、及びターミナルボックスＣのＭｇ陽極流入電流５．０ｍＡ（計１５．１ｍＡ）が電解質に流出したものとみなされる。
【００５４】
以上のように、レール漏えい電流影響半径を設定距離として、その末端にダイオード６及び絶縁継手２を設置し、Ｍｇ陽極の設置本数を適切に設置することで、局部的に作用するレール漏えい電流がパイプライン１のカソード防食に及ぼす影響度を回避することができる。すなわち、流電陽極方式の適用によって直流干渉を誘発することなく、絶縁継手２間の区間で良好なカソード防食状況を維持することができ、その区間での直流迷走電流腐食リスクを回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の実施形態に係るカソード防食システム及びカソード防食方法を説明する説明図である。
【図２】本発明の実施形態に係るカソード防食システム及びカソード防食方法を説明する説明図である。
【図３】本発明の実施例を説明する説明図である。
【図４】本発明の実施例を説明する説明図である。
【符号の説明】
【００５６】
１    パイプライン
２    絶縁継手
３，４，５    流電陽極
６    ダイオード
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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