(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼材の表面を防食する電気防食装置であって、
当該電気防食装置は、
前記鋼材の表面と間隔をあけて配置される棒状の犠牲陽極と、
前記犠牲陽極に沿って延びる第１補助電極と、
前記犠牲陽極に沿って延び、かつ、少なくとも表面が、前記第１補助電極よりも卑な自然電位を有する材質、または、前記第１補助電極と同じ自然電位を有する材質からなる第２補助電極と、
前記第１補助電極と前記第２補助電極を電気的に接続する接続部と、を備え、
前記犠牲陽極から前記第１補助電極までの距離は、前記犠牲陽極から前記第２補助電極までの距離より短く、
前記鋼材の表面から前記第１補助電極までの距離は、前記鋼材の表面から前記第２補助電極までの距離より長く、
前記鋼材の表面の法線方向および前記犠牲陽極の長手方向のいずれにも直交する方向において、前記第２補助電極は、前記犠牲陽極の外側に位置する、電気防食装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電気防食装置であって、
前記第１補助電極は、板状であり、前記第１補助電極の幅方向と前記鋼材の表面とが平行となる状態で前記鋼材の表面と前記犠牲陽極との間に配置され、
前記第１補助電極と前記犠牲陽極との隙間が、１４５ｍｍ以下である、電気防食装置。
【請求項３】
請求項１に記載の電気防食装置であって、
前記第１補助電極は、板状であり、前記第１補助電極の幅方向と前記鋼材の表面とが平行となるように配置され、
前記犠牲陽極は、前記第１補助電極と前記鋼材の表面との間に位置し、
前記第１補助電極と前記犠牲陽極との隙間が、１４５ｍｍ以下である、電気防食装置。
【請求項４】
請求項２に記載の電気防食装置であって、
前記第１補助電極の幅Ｌ１（ｍｍ）は、下記（１）式を満足し、
前記犠牲陽極の外面から前記第１補助電極の前記幅方向の端部までの前記幅方向の距離が、２５〜２００ｍｍである、電気防食装置。
Ｌ１＞Ａ  ・・・（１）
ここで、Ａは前記犠牲陽極の太さ（ｍｍ）である。
【請求項５】
請求項２に記載の電気防食装置であって、
前記第１補助電極の幅Ｌ１（ｍｍ）は、下記（１）式を満足し、
前記犠牲陽極の外面から前記第１補助電極の前記幅方向の端部までの前記幅方向の距離が、２５〜２００ｍｍであり、
前記第１補助電極には、前記鋼材の表面の法線方向に前記第１補助電極を貫通する貫通部が形成されている、電気防食装置。
Ｌ１＞Ａ  ・・・（１）
ここで、Ａは前記犠牲陽極の太さ（ｍｍ）である。
【請求項６】
請求項５に記載の電気防食装置であって、
前記鋼材の表面の法線方向に見て、前記第１補助電極における前記貫通部の面積率が６０％未満である、電気防食装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の電気防食装置であって、
前記第２補助電極は、板状であり、前記第２補助電極の幅方向と前記鋼材の表面とが平行となるように配置され、
前記第２補助電極と前記鋼材の表面との隙間が、５〜９５ｍｍである、電気防食装置。
【請求項８】
請求項７に記載の電気防食装置であって、
前記第２補助電極の幅が２５０ｍｍ以下である、電気防食装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の電気防食装置であって、
複数の前記犠牲陽極を備え、
前記複数の犠牲陽極は、互いに平行となるように並べて配置され、
前記第１補助電極は、前記犠牲陽極ごとに配置され、
前記第２補助電極は、隣り合う前記犠牲陽極の間に１本配置され、前記隣り合う前記犠牲陽極とそれぞれ対となる２本の前記第１補助電極と前記接続部を介して接続される、電気防食装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、海水と接触する鋼材の表面を電気防食する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
護岸等に設けられる構造物は、鋼矢板、鋼管等の鋼材を備える。この鋼材は、海水中に配置されることがある。この場合、海水と接触する鋼材の表面で、腐食が進行する。この腐食の進行を防止するために、流電陽極方式の電気防食方法が使用される。
【０００３】
図１Ａおよび図１Ｂは、流電陽極方式の電気防食装置の構成例を示す模式図である。図１Ａは側面図であり、図１Ｂは図１ＡのＡ−Ａ位置の断面図である。図１Ａおよび図１Ｂには、板状の鋼材１０と、電気防食装置が備える犠牲陽極３０とを示す。犠牲陽極３０は、棒状であり、鉛直方向（水平面に対して垂直である方向；図１Ｂにおいて紙面に垂直な方向）に延びる。ここで、棒状とは、長さが幅および厚さに比して大きい形状をいい、横断面の形状が矩形（例えば、正方形）のもの、円形のもの等を含む。鋼材１０は鉛直方向と平行に配置される。鋼材１０は海水に浸漬されているので、鋼材１０の表面は海水２０と接触する。
【０００４】
流電陽極方式の電気防食方法では、犠牲陽極３０が、鋼材１０の表面と間隔をあけた状態で海水２０中に配置される。その犠牲陽極３０は鋼材１０と導線等（図示なし）で電気的に接続される。犠牲陽極３０は、イオン化傾向の大きい金属、具体的には、アルミニウム、亜鉛、またはマグネシウム等からなる。このように構成すると、犠牲陽極３０から海水２０を経由して鋼材１０へカソード電流が流れ、鋼材１０の表面がカソード分極する。その結果、鋼材１０の表面でアノード溶解反応が抑制される。これに伴い、犠牲陽極３０および鋼材１０によって回路が形成される。このような電気防食方法において、犠牲陽極３０は、アノード溶解反応によって消耗することから、定期的に交換する必要がある。
【０００５】
犠牲陽極３０は、一般的に鋼材１０の表面に溶接によって固定される。また、磁石の吸引力により、犠牲陽極３０が鋼材１０の表面に取り付けられる場合がある。
【０００６】
電気防食装置は、例えば特許文献１に記載されている。この電気防食装置では、犠牲陽極は磁石の吸引力により鋼材の表面に取り付けられる。特許文献１に記載される電気防食装置は、犠牲陽極と、その犠牲陽極を鋼材表面に固定するための磁極分散型磁気吸着装置とを備える。この磁極分散型磁気吸着装置は、複数の永久磁石と、これらの永久磁石を配列して収容するトレー状の凹形ヨークと、永久磁石の間隔を保つための中仕切りヨークとを備える。このような構成を採用することにより、この磁極分散型磁気吸着装置は、量産品の永久磁石を用いて安価に製造できるとともに、十分な磁気吸引力を発揮できるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１２−３１４７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
前述の通り、犠牲陽極は、消耗することから、定期的に交換する必要がある。犠牲陽極の交換作業は、海中で行う必要があることから、多大なコストを要する。このため、犠牲陽極の消耗を抑えることにより、犠牲陽極の使用可能な期間、すなわち、犠牲陽極の耐用年数を長くすることが望まれる。犠牲陽極の耐用年数を長くすれば、交換作業の頻度を低減でき、その結果、犠牲陽極の交換作業に要するコストを削減できる。
【０００９】
また、鋼材の表面において、１本の犠牲陽極によって電気防食が可能な領域は限られる。このため、防食対象となる鋼材表面の面積が大きい場合は、複数の犠牲陽極が互いに平行となるように並べて配置される場合がある。したがって、設備コストを削減する観点から、１本の犠牲陽極によって電気防食が可能な領域を広くし、犠牲陽極の設置本数を低減することが望まれる。
【００１０】
本発明の目的は、犠牲陽極の耐用年数を長くする電気防食装置を提供することである。
本発明の他の目的は、１本の犠牲陽極によって電気防食が可能な領域を広くすることができる電気防食装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の一実施形態による電気防食装置は、鋼材の表面を防食する電気防食装置である。当該電気防食装置は、前記鋼材の表面と間隔をあけて配置される棒状の犠牲陽極と、前記犠牲陽極に沿って延びる第１補助電極と、前記犠牲陽極に沿って延び、かつ、少なくとも表面が、前記第１補助電極よりも卑な自然電位を有する材質、または、前記第１補助電極と同じ自然電位を有する材質からなる第２補助電極と、前記第１補助電極と前記第２補助電極を電気的に接続する接続部と、を備える。前記犠牲陽極から前記第１補助電極までの距離は、前記犠牲陽極から前記第２補助電極までの距離より短いとともに、前記鋼材の表面から前記第１補助電極までの距離は、前記鋼材の表面から前記第２補助電極までの距離より長い。前記鋼材の表面の法線方向および前記犠牲陽極の長手方向のいずれにも直交する方向において、前記第２補助電極は、前記犠牲陽極の外側に位置する。
【００１２】
前記第１補助電極は、板状であり、前記第１補助電極の幅方向と前記鋼材の表面とが平行となるように配置してもよい。この場合、前記第１補助電極は、前記鋼材の表面と前記犠牲陽極との間に配置されてもよく、あるいは、前記第１補助電極と前記鋼材の表面との間に前記犠牲陽極が位置してもよい。前記第１補助電極が前記鋼材の表面と前記犠牲陽極との間に配置される場合、および、前記第１補助電極と前記鋼材の表面との間に前記犠牲陽極が位置する場合のいずれにおいても、前記第１補助電極と前記犠牲陽極との隙間が、１４５ｍｍ以下であることが好ましい。
【００１３】
前記第１補助電極が前記鋼材の表面と前記犠牲陽極との間に配置される場合、前記第１補助電極の幅Ｌ１（ｍｍ）は、下記（１）式を満足し、前記犠牲陽極の外面から前記第１補助電極の前記幅方向の端部までの前記幅方向の距離が、２５〜２００ｍｍであることが好ましい。
Ｌ１＞Ａ  ・・・（１）
ここで、Ａは前記犠牲陽極の太さ（ｍｍ）である。
【００１４】
前記第１補助電極が前記鋼材の表面と前記犠牲陽極との間に配置される場合、前記第１補助電極には、前記鋼材の表面の法線方向に前記第１補助電極を貫通する貫通部が形成されていてもよい。この場合、前記第１補助電極の幅Ｌ１（ｍｍ）は、上記（１）式を満足し、前記犠牲陽極の外面から前記第１補助電極の前記幅方向の端部までの前記幅方向の距離は、２５〜２００ｍｍである。
【００１５】
前記第２補助電極は、板状であり、前記第２補助電極の幅方向と前記鋼材の表面とが平行となるように配置してもよい。この場合、前記第２補助電極と前記鋼材の表面との隙間が、５〜９５ｍｍであることが好ましい。また、前記第２補助電極の幅が２５０ｍｍ以下であることが好ましい。
【００１６】
前記犠牲陽極は、互いに平行となるように並べて配置してもよい。この場合、前記第１補助電極は、前記犠牲陽極ごとに配置され、前記第２補助電極は、隣り合う前記犠牲陽極の間に１本配置され、前記隣り合う前記犠牲陽極とそれぞれ対となる２本の前記第１補助電極と前記接続部を介して接続されることが好ましい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の電気防食装置は、犠牲陽極に加え、第１補助電極、第２補助電極、および、第１補助電極と第２補助電極とを電気的に接続する接続部を備える。これにより、鋼材表面のうちで、従来は防食可能な電位より僅かに貴となった部位において、防食可能な電位より卑な電位にできる。このため、１本の犠牲陽極によって電気防食が可能な領域を広くできる。また、犠牲陽極と第１補助電極との間で電位が卑化することにより、犠牲陽極から海水を経由して鋼材へ流れる電流が減少する。このため、犠牲陽極の消耗を抑え、犠牲陽極の耐用年数を長くする。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１Ａ】図１Ａは、流電陽極方式の電気防食装置の構成例を模式的に示す側面図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、図１ＡのＡ−Ａ位置の断面図である。
【図２】図２は、本発明の電気防食装置の構成例を模式的に示す断面図である。
【図３Ａ】図３Ａは、本実施形態の電気防食装置で形成される第１の回路を模式的に示す断面図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、本実施形態の電気防食装置で形成される第２の回路を模式的に示す断面図である。
【図４Ａ】図４Ａは、スリットが形成された第１補助電極を備えた実施形態の電気防食装置の構成例を模式的に示す断面図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、図４Ａに示す第１補助電極を鋼材表面の法線方向に見た平面図である。
【図４Ｃ】図４Ｃは、貫通孔が形成された第１補助電極を鋼材表面の法線方向に見た平面図である。
【図５Ａ】図５Ａは、複数の犠牲陽極を並べて配置する場合に、犠牲陽極ごとに第２補助電極を配置する構成例を模式的に示す断面図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、複数の犠牲陽極を並べて配置する場合に、第２補助電極を共用する構成例を模式的に示す断面図である。
【図６】図６は、犠牲陽極からの距離と鋼材表面の電位との関係を示す図である。
【図７】図７は、犠牲陽極の外面から第１補助電極の端部までの距離の変化が防食可能範囲および犠牲陽極の耐用年数に与える影響を示す図である。
【図８】図８は、第１補助電極と犠牲陽極との隙間の変化が防食可能範囲および犠牲陽極の耐用年数に与える影響を示す図である。
【図９】図９は、第２補助電極の幅の変化が防食可能範囲および犠牲陽極の耐用年数に与える影響を示す図である。
【図１０】図１０は、第２補助電極と鋼材表面との隙間が防食可能範囲および犠牲陽極の耐用年数に与える影響を示す図である。
【図１１】図１１は、スリットの幅が防食可能範囲および犠牲陽極の耐用年数に与える影響を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の電気防食装置の実施形態ついて、図面を参照しながら、以下に説明する。
【００２０】
図２は、本発明の一実施形態に係る電気防食装置の構成例を模式的に示す断面図である。本実施形態の電気防食装置では、図１に示す電気防食装置と同様に、犠牲陽極３０が、鋼材１０の表面と間隔をあけて配置される。その犠牲陽極３０は、鋼材と導線等（図示なし）で電気的に接続される。図１に示す電気防食装置との差異として、本実施形態の電気防食装置は、第１補助電極４０、第２補助電極５０、および、第１補助電極４０と第２補助電極５０とを電気的に接続する接続部６０をさらに備える。
【００２１】
図２に示す第１補助電極４０は、板状であり、犠牲陽極３０に沿って、すなわち、犠牲陽極３０と平行に鉛直方向に延びる。第１補助電極４０の幅方向は、鋼材１０の表面と平行である。また、第２補助電極５０も、板状であり、犠牲陽極３０と平行に鉛直方向に延びる。第２補助電極５０の幅方向も、鋼材１０の表面と平行である。第２補助電極５０は、少なくとも表面が、第１補助電極４０よりも卑な自然電位を有する材質、または、第１補助電極４０と同じ自然電位を有する材質からなる。
【００２２】
本実施形態の電気防食装置では、鋼材１０表面の法線方向に関して、犠牲陽極３０から第１補助電極４０までの距離は、犠牲陽極３０から第２補助電極５０までの距離より短い。鋼材１０の表面から第１補助電極４０までの距離は、鋼材１０の表面から第２補助電極５０までの距離より長い。
【００２３】
このような本実施形態の電気防食装置では、２種類の回路が形成される。この２種類の回路について、図面を参照しながら説明する。
【００２４】
図３Ａおよび図３Ｂは、本実施形態の電気防食装置で形成される回路を模式的に示す断面図である。図３Ａは第１の回路を示し、図３Ｂは第２の回路を示す。図３Ａおよび図３Ｂでは、ハッチングを施した矢印によって海水中の電流を示す。また、図３Ａでは、図面の理解を容易にするため、接続部６０の図示を省略する。
【００２５】
図３Ａに示すように、第１の回路は、図１に示す電気防食装置と同様に、犠牲陽極３０、鋼材１０、導線７０、および海水２０によって形成される。電流は、犠牲陽極３０から海水２０を経由して鋼材１０へと流れる。
【００２６】
図３Ｂに示すように、第２の回路は、犠牲陽極３０、第１補助電極４０、第２補助電極５０、鋼材１０、および海水２０によって形成される。これにより、犠牲陽極３０から海水を経由して第１補助電極４０へ電流が流れる。また、第１補助電極４０から接続部６０を経由して第２補助電極５０へ電流が流れる。そして、第２補助電極５０から海水２０を経由して鋼材１０へ電流が流れる。
【００２７】
第１の回路および第２の回路による上述の電流に対応して、鋼材１０から導線７０を介して犠牲陽極３０へと電流が流れる。
【００２８】
また、鋼材１０表面の法線方向および犠牲陽極３０の長手方向（鉛直方向）のいずれにも直交する方向（以下、単に「鋼材表面方向」ともいう。図２に破線矢印で示す。）において、第２補助電極５０は、犠牲陽極３０の外側に位置する。すなわち、鋼材表面方向において、犠牲陽極３０の中心位置Ｏから第２補助電極５０までの距離Ｂ２は、犠牲陽極３０の中心位置Ｏから犠牲陽極３０の外面までの距離（Ａ／２）より大きい。このため、鋼材１０の表面において、防食可能な電位より卑となる領域を広くすることができる。その理由を、以下に詳述する。
【００２９】
図６は、後述の実施例における犠牲陽極からの距離と鋼材表面の電位との関係を示す図である。ここで、「犠牲陽極からの距離」とは、鋼材表面方向（図１Ｂおよび図２に破線矢印で示す。）の距離であり、鋼材表面方向の犠牲陽極３０の中心位置（図１Ｂおよび図２の符号Ｏ参照）を原点とする。また、鋼板表面において、ＳＣＥ（飽和カロメル電極）に対する電位が−０．７７Ｖ（以下、単に「Ｖ」とも表記する。）より卑であると、十分な防食が可能となる。
【００３０】
図６より、図１Ａおよび図１Ｂに示すような従来の電気防食装置（比較例）では、犠牲陽極３０の中心位置Ｏおよびその周辺で鋼材表面の電位が−０．７７Ｖより大幅に卑となる。また、犠牲陽極３０の中心位置Ｏから遠ざかるに従い、鋼材表面の電位が貴となる。
【００３１】
本実施形態の電気防食装置（本発明例）では、犠牲陽極３０の中心位置Ｏおよびその周辺において、従来（比較例）と同様に、鋼材表面の電位が−０．７７Ｖより卑である。ただし、本実施形態の電気防食装置では、従来（比較例）よりも鋼材表面の電位が貴となる。これは、本実施形態の電気防食装置では、犠牲陽極から海水を経由して流れる電流の一部が第１補助電極４０へと流れ、犠牲陽極３０の中心位置Ｏおよびその周辺で鋼材１０の表面に流れる電流が減少することによる。
【００３２】
また、本実施形態の電気防食装置（本発明例）では、従来（比較例）と比べ、鋼材表面の電位が−０．７７Ｖより卑となる範囲が広い。これは、第２補助電極５０を犠牲陽極３０の外側に配置することにより、従来は−０．７７Ｖより僅かに貴となった部位において電位を−０．７７Ｖより卑とできることによる（図６の二点鎖線で囲む部分参照）。したがって、本実施形態の電気防食装置は、１本の犠牲陽極によって電気防食が可能な範囲（領域）を広くできる。
【００３３】
本実施形態の電気防食装置は、後述の理由により、犠牲陽極３０の消耗を抑え、犠牲陽極３０の耐用年数を長くすることができる。
【００３４】
図２に示すように、第１補助電極４０は、板状とし、第１補助電極４０の幅方向が鋼材１０の表面と平行となるように配置してもよい。この場合、鋼材１０の表面と犠牲陽極３０との間に第１補助電極４０を配置してもよい（以下、この実施形態を特に「第１実施形態」ともいう）。あるいは、第１補助電極４０と鋼材１０の表面との間に犠牲陽極３０を配置してもよい（以下、この実施形態を特に「第２実施形態」ともいう）。
【００３５】
第１実施形態で犠牲陽極３０の耐用年数を長くすることができる主たる理由は、下記の通りである。
（１）第１実施形態では、犠牲陽極３０および鋼材１０によって形成される第１の回路において、図３Ａに示すように、犠牲陽極３０から海水を経由して鋼材１０の表面に電流が流れる。
（２）その際、第１補助電極４０が鋼材１０の表面と犠牲陽極３０との間に配置されていることから、第１の回路を流れる電流は第１補助電極４０を迂回する。
（３）このため、従来（比較例）と比べ、第１の回路の電気抵抗が大きくなり、第１の回路の電流が減少する。すなわち、犠牲陽極３０から海水２０を経由して鋼材１０へ流れる電流（第１の回路の電流）が減少する。犠牲陽極３０の消耗は、犠牲陽極３０から海水へと流れる電流量が小さいほど少ないので、犠牲陽極３０の耐用年数が長くなる。
【００３６】
第１実施形態では、犠牲陽極３０と鋼材１０との距離が同じであれば、第１補助電極４０と犠牲陽極３０との隙間Ｐ１が小さくなるほど、上述の迂回に伴い、犠牲陽極３０から鋼材１０の表面までの実質的な距離が長くなる。これにより、海水２０による電気抵抗がさらに大きくなる。このような効果によって第１の回路で電流量が減少するので、犠牲陽極３０の消耗がさらに抑えられ、犠牲陽極３０の耐用年数をさらに長くすることができる。犠牲陽極３０の耐用年数を長くする観点からは、第１補助電極４０と犠牲陽極３０との隙間Ｐ１が、１４５ｍｍ以下であることが好ましい。
【００３７】
第２実施形態では、第１補助電極４０と鋼材１０の表面との間に犠牲陽極３０を配置する。このため、第２実施形態では、第１実施形態とは異なり、上述の迂回は発生しない。しかし、図８を参照して後述するように、第２実施形態でも、従来の電気防食装置に比して犠牲陽極３０の耐用年数を長くすることができる。第２実施形態で犠牲陽極３０の耐用年数をさらに長くする観点からは、第１補助電極４０と犠牲陽極３０との隙間が、１４５ｍｍ以下であることが好ましい（図８参照）。
【００３８】
本願発明の上述の効果を得る観点からは、第１実施形態および第２実施形態のいずれでも、第１補助電極４０と犠牲陽極３０との隙間の下限はない。これは、第１補助電極４０と犠牲陽極３０との隙間が小さくても、前述の第２の回路が形成されるのに伴って電気防食が可能な領域を広くできるとともに、前述の第１の回路で、第１補助電極４０によって電流が減少するのに伴って犠牲陽極の使用可能な期間を長くできることによる。
【００３９】
ただし、第１補助電極４０が犠牲陽極３０と直接接触すると、第２の回路の一部が短絡し、犠牲陽極３０から海水を経由して第１補助電極４０へ流れた電流が、鋼材１０を経由することなく、犠牲陽極３０に直接流れる。このため、第１補助電極４０と犠牲陽極３０との隙間が小さい場合、その隙間にスペーサとして絶縁体を適宜配置すること等により、短絡を防止することが好ましい。
【００４０】
第１実施形態において、第１補助電極４０の幅Ｌ１（ｍｍ）は、下記（１）式を満足し、犠牲陽極３０の外面から第１補助電極４０の幅方向の端部までの距離Ｄ１は、２５〜２００ｍｍであることが好ましい。
Ｌ１＞Ａ  ・・・（１）
ここで、Ａは犠牲陽極３０の太さ（ｍｍ）である。
【００４１】
ここで、犠牲陽極３０の外面から第１補助電極４０の端部までの距離Ｄ１は、第１補助電極４０の幅方向（鋼材表面方向）の距離とする。また、犠牲陽極３０の太さＡは、鋼材表面方向（第１補助電極４０の幅方向）の長さとする。鋼材表面方向は、前述の通り、鋼材１０表面の法線方向および犠牲陽極３０の長手方向のいずれにも直交する方向である。第１補助電極４０の幅方向が鋼材１０の表面と平行となる場合、第１補助電極４０の幅方向と鋼材表面方向は、平行となる。
【００４２】
犠牲陽極３０の横断面が矩形で、この矩形の一辺が鋼材表面方向に沿う場合、犠牲陽極３０の太さＡはこの一辺の長さである。犠牲陽極３０の横断面が円形である場合、犠牲陽極３０の太さＡはこの円の直径である。
【００４３】
第１補助電極４０の幅Ｌ１の値を犠牲陽極３０の太さＡの値より大きく、かつ、犠牲陽極３０の外面から第１補助電極４０の端部までの距離Ｄ１が２５ｍｍ以上であれば、後述の図７で明らかにするように、犠牲陽極３０の耐用年数がより長くなる。ここで、距離Ｄ１は、鋼材表面方向の距離であり、犠牲陽極３０の中心位置Ｏに対して同じ側にある犠牲陽極３０の外面および第１補助電極４０の端部の距離とする。また、距離Ｄ１は、犠牲陽極３０の外面に対して、犠牲陽極３０の中心位置Ｏから離れる方向に第１補助電極４０の端部がある場合をプラスの値とし、その逆方向に第１補助電極４０の端部がある場合をマイナスの値とする。
【００４４】
第１補助電極の幅Ｌ１を広くすると、すなわち、犠牲陽極３０の外面から第１補助電極４０の端部までの距離Ｄ１を長くすると、後述の図７で明らかにするように、防食が可能な範囲が広くなるとともに、犠牲陽極３０の耐用年数が長くなる。この効果を得るため、犠牲陽極３０の外面から第１補助電極４０の端部までの距離Ｄ１は、５０ｍｍ以上とすることがより好ましく、７５ｍｍ以上とすることがさらにより好ましく、１２５ｍｍ以上とすることが最も好ましい。
【００４５】
しかし、第１補助電極の幅Ｌ１を広くし、犠牲陽極３０の外面から第１補助電極４０の端部までの距離Ｄ１が２００ｍｍを超えると、犠牲陽極３０の中心位置において、鋼材１０表面の電位が貴となり過ぎ、鋼材１０の表面が腐食するおそれがある。このため、犠牲陽極３０の外面から第１補助電極４０の端部までの距離Ｄ１を２００ｍｍ以下とすることが好ましい。
【００４６】
第１補助電極は、図２に示すように、穴等を有さないように実質的に密に形成されていてもよい。また、第１補助電極には、鋼材１０表面の法線方向に第１補助電極を貫通する貫通部が形成されていてもよい。この場合、貫通部は、スリットであってもよく、貫通孔であってもよい。
【００４７】
図４Ａは、貫通部が形成された第１補助電極を備えた電気防食装置の構成例を模式的に示す断面図である。図４Ａに示す電気防食装置では、図２に示す電気防食装置において、第１補助電極４０に代えて図４Ｂに示す第１補助電極４１が備えられている。図４Ｂは、図４Ａに示す第１補助電極を鋼材表面の法線方向に見た平面図である。図４Ａに示す第１補助電極には、貫通部としてスリットが形成されている。
【００４８】
図４Ｂを参照して、この第１補助電極４１には、幅方向中央部に長手方向（図４Ａに示す電気防食装置において高さ方向）に沿って延びるスリット４１ａが形成されている。スリット４１ａは、第１補助電極４１の長手方向一方端から他方端にわたって形成されている。したがって、第１補助電極４１は、スリット４１ａにより、２つの部分に分断されている。これらの２つの部分は、接続部６５により、電気的に接続されている。
【００４９】
鋼材１０表面の法線方向に見て、第１補助電極における貫通部の面積率を、以下、「貫通部面積率」という。貫通部面積率は、貫通部の面積を、貫通部が形成されていなかった場合の第１補助電極の面積で除した値の百分率である。貫通部面積率が６０％未満であれば、後述の図１１で明らかにするように、防食が可能な範囲を、貫通部（スリット４１ａ）が形成されていなかった場合に比して広くすることができる。
【００５０】
スリット４１ａ（貫通部）が形成されていない場合は、第１補助電極４１に流入する電流は、犠牲陽極３０と反対側の面（以下、「裏面」という。）では、犠牲陽極３０に対向する面に比してわずかである。これに対して、スリット４１ａが形成されている場合は、犠牲陽極３０からの電流で、スリット４１ａを通過して、第１補助電極４１の裏面に至るものが生じ、裏面に到達する電流が増大すると考えられる。このような電流により、犠牲陽極３０から第１補助電極４１へと流れる電流は、全体として、スリット４１ａが形成されていない場合に比して、スリット４１ａが形成されている場合の方が大きくなる。これにより、第１補助電極４１から第２補助電極５０へと流れる電流が大きくなる。これに伴い、第２補助電極５０から鋼材１０へと流れる電流の量が多くなり、鋼材１０の表面において、電位が−０．７７Ｖより卑となる範囲が広くなる。
【００５１】
図４Ｂに示す実施形態では、第１補助電極４１の幅方向に関して、スリット４１ａの中心は、第１補助電極４１の中心にある。しかし、スリットの中心は、第１補助電極４１の中心に対してずれていてもよい。このようなずれの大きさによっては、防食が可能な範囲は、実質的に変化しない。
【００５２】
スリットは、図４Ｂに示す実施形態では直線状に延びているが、屈曲していてもよく、分岐していてもよい。スリットは、図４Ｂに示す実施形態では、第１補助電極の長手方向に延びているが、これ以外の方向（例えば、第１補助電極の幅方向）に延びていてもよい。図４Ｂに示す実施形態では、１つのスリットのみが形成されているが、複数のスリットが形成されていてもよい。分岐したスリットおよび複数のスリットの少なくともいずれかにより、第１補助電極が複数の部分に分断されている場合は、これらの複数の部分は、直接的または間接的に、互いに電気的に接続されているものとする。いずれの場合も、貫通部面積率は６０％未満とする。
【００５３】
図４Ｃは、貫通部として貫通孔が形成された第１補助電極を鋼材表面の法線方向に見た平面図である。この第１補助電極４２には、複数の貫通孔５２ａが形成されている。この第１補助電極４２は、図４Ａに示す電気防食装置において、図４Ｂに示す第１補助電極４１に代えて用いることができる。
【００５４】
この第１補助電極４２を防食装置に用いた場合も、貫通部面積率が６０％未満であれば、貫通孔４２ａが形成されていなかった場合に比して、防食が可能な範囲を広くすることができる。これは、第１補助電極４１を用いた場合と同様に、貫通孔４２ａを通過した後、第１補助電極４２の裏面（犠牲陽極３０とは反対側の面）に到達する電流が増加することによると考えられる。
【００５５】
第１補助電極には、図４Ｃに示す実施形態では１１個の貫通孔が形成されているが、より多いまたはより少ない（例えば、１つの）貫通孔が形成されていてもよい。貫通孔は、図４Ｃに示す実施形態では円形であるが、楕円形、多角形（例えば、矩形）、不定形等の形状であってもよい。また、第１補助電極には、複数種類の形状の貫通孔が形成されていてもよく、スリットと貫通孔との双方が形成されていてもよい。図４Ｃに示す実施形態では、貫通孔は第１補助電極の幅方向の中心線および長さ方向の中心線に関して対称的に形成されている。しかし、貫通部は、このような対称性を有さないように形成されていてもよく、これ以外の対称性を有するように形成されていてもよい。いずれの場合も、貫通部面積率は６０％未満とする。
【００５６】
第１補助電極は、貫通部が形成されていることにより、貫通部が形成されていない場合に比して、軽量化することができる。これにより、海水中での第１補助電極の設置を容易にすることができる。
【００５７】
以上の実施形態の電気防食装置において、図２および図４Ａに示すように、第２補助電極５０は、板状とし、第２補助電極５０の幅方向と鋼材１０の表面とが平行となるように配置してもよい。この場合、第２補助電極５０と鋼材１０の表面との隙間は、５〜９５ｍｍであることが好ましく、５〜４５ｍｍとするのがより好ましい。この場合、第２補助電極５０と鋼材１０の表面との間の電気抵抗（海水２０の電気抵抗）が小さくなる。これにより、第２補助電極５０から海水を経由して鋼材１０の表面へ通電が促進され、電気防食が可能な領域をより広くできる。
【００５８】
第２補助電極５０を板状とし、第２補助電極５０の幅方向を鋼材１０の表面とが平行となるように配置する場合、第２補助電極５０の幅Ｌ２が広くなるのに伴い、第２補助電極５０によって鋼材１０表面の電位が卑となる領域が広くなる。一方、第２補助電極５０の幅Ｌ２が広くなるのに伴い、第２補助電極５０の周辺において、第２補助電極５０と鋼材１０との間の電流密度が減少し、鋼材１０表面の電位が貴となる傾向がある。このため、第２補助電極５０の周辺において、鋼材１０表面の電位を防食可能な電位よりも卑にしながら、電気防食が可能な領域をより広くする観点から、第２補助電極５０の幅Ｌ２は、２５０ｍｍ以下であることが好ましい。
【００５９】
第２補助電極５０の幅Ｌ２が狭すぎると、第２補助電極５０の周辺において、電流密度が過剰となり、電気防食が可能な領域が狭くなる。これを防止して電気防食が可能な領域をより広くする観点からは、第２補助電極５０の幅Ｌ２は、５０ｍｍ以上であることが好ましい。
【００６０】
前述の通り、鋼材１０表面の法線方向および犠牲陽極３０の長手方向のいずれにも直交する方向（鋼材表面方向）において、第２補助電極５０は、犠牲陽極３０の外側に位置する。鋼材表面方向における第２補助電極５０の位置（犠牲陽極３０の中心からの距離Ｄ２）は、鋼材１０表面の電位分布に基づいて適宜設定できる。例えば、以下の手順によって、第２補助電極５０の鋼材表面方向の位置を設定すればよい。
（１）図１Ａおよび図１Ｂに示すように、第１補助電極４０および第２補助電極５０を用いることなく、犠牲陽極３０のみを配置する場合（後述の比較例参照）において、鋼材１０表面の電位分布（図６参照）を求める。
（２）得られた電位分布において、防食可能な電位（図６では−０．７７Ｖ）となる位置を基準に、第２補助電極５０の鋼材表面方向の位置を設定する。より具体的には、鋼材表面の電位が防食可能な電位より僅かに貴な範囲に、第２補助電極５０を配置する。
【００６１】
犠牲陽極３０は、図２のように１本のみ配置してもよいが、図５Ａおよび図５Ｂに示すように複数の犠牲陽極３０を並べて配置してもよい。図５Ａおよび図５Ｂについては、以下に詳細に説明する。犠牲陽極３０を１本のみ配置する場合は、第２補助電極を１本のみ（鋼材表面方向に関して、犠牲陽極３０の中心位置に対して片側のみに）配置してもよい。しかし、電気防食が可能な領域を広くする観点から、犠牲陽極３０の両側に第２補助電極５０をそれぞれ配置することが好ましい。ここで、「犠牲陽極３０の両側に第２補助電極５０をそれぞれ配置する」とは、図２に示すように、鋼材表面方向において、２つの第２補助電極５０の間に、犠牲陽極３０が位置する状態を意味する。以下、第２補助電極について「両側」とは、鋼材表面方向に関して、犠牲陽極３０の中心位置に対して両側であることをいう。
【００６２】
図５Ａおよび図５Ｂは、複数の犠牲陽極を並べて配置する場合の構成例を模式的に示す断面図である。図５Ａは、犠牲陽極ごとに専用の第２補助電極を配置する場合を示す。図５Ｂは、隣り合う２つの犠牲陽極で第２補助電極を共用する場合を示す。図５Ａおよび図５Ｂに示す電気防食装置では、複数の犠牲陽極３０は、いずれも、鉛直方向（図５Ａおよび図５Ｂにおいて紙面に垂直な方向）に延び、したがって、互いに平行となるように並べて配置される。第１補助電極４０は、犠牲陽極３０ごとに配置する。すなわち、犠牲陽極３０および第１補助電極４０は、対にして配置する。
【００６３】
図５Ａに示す構成例では、犠牲陽極３０ごとに、その両側にそれぞれ第２補助電極５０を配置する。すなわち、隣り合う犠牲陽極３０の間に、２本の第２補助電極５０を配置してもよい。また、図５Ｂに示す構成例では、隣り合う犠牲陽極３０の間に、第２補助電極５０を１本のみ配置する。この場合、第２補助電極５０は、隣り合う犠牲陽極３０のそれぞれ対となる２つの第１補助電極４０の両方と、接続部６０を介して接続される。
【００６４】
第２補助電極５０の設置本数を低減する観点から、図５Ｂに示すように、隣り合う犠牲陽極３０の間に、第２補助電極５０を１本のみ配置することが好ましい。
【００６５】
鋼材１０の材質は、例えば、炭素鋼等の低合金鋼とすることができる。犠牲陽極３０の材質は、鋼材１０よりイオン化傾向の大きい金属、または、その金属を主成分とする合金とすることができる。例えば、アルミニウム、亜鉛もしくはマグネシウム等の金属、または、その金属を主成分とする合金とすることができる。
【００６６】
第１補助電極には、導電性を有する限り種々の材質を用いることができる。第１補助電極の材質は、例えば、炭素鋼等の低合金鋼、マグネシウム、亜鉛、アルミニウム、鉛、錫または銅とすることができる。また、第２補助電極は、前述の通り、少なくとも表面が、第１補助電極よりも卑な自然電位を有する材質、または、第１補助電極と同じ自然電位を有する材質からなる。第１補助電極が炭素鋼等の低合金鋼からなる場合、第２補助電極の材質は、例えば、炭素鋼等の低合金鋼、マグネシウム、亜鉛、アルミニウム、鉛、錫または銅とすることができる。
【００６７】
接続部は、例えば、導線とすることができる。接続部が腐食して断線するのを防止する観点から、接続部には、メッキまたは樹脂等による被覆防食処理を施すことが好ましい。
【００６８】
なお、第２補助電極の表面では、アノード反応によって第２補助電極が溶出し、さびが生成する。しかし、第２補助電極は海水中に浸漬されるので、第２補助電極の表面に緻密なさびが形成されることはない。このため、第２補助電極では、さびの生成に伴う電流の減少がほとんど発生することなく、長期間に亘って、第２補助電極から海水を経由して鋼材の表面に電流を流すことができる。したがって、前述の効果を維持できる。
【００６９】
犠牲陽極と鋼材の表面との間隔Ｐ０（図２参照）は、従来と同様に犠牲陽極の材質、および鋼材の材質に応じて適宜設定すればよい。犠牲陽極と鋼材の表面との間隔Ｐ０が小さいと、図６の比較例に示すような犠牲陽極からの距離と鋼材表面の電位との関係と比べても、犠牲陽極３０の中心位置Ｏで鋼材１０表面の電位が卑化するとともに、鋼材１０表面の電位が−０．７７Ｖより卑となる範囲が狭くなる。間隔Ｐ０を適度に大きくすると、図６の比較例のように、鋼材１０表面の電位が−０．７７Ｖより卑となる範囲が広くなり、犠牲陽極を効率よく運用することができる。間隔Ｐ０を過度に大きくすると、海水による電気抵抗が増大して電流量が小さくなることから、図６の比較例と比べ、鋼材１０表面の電位が全体的に貴となり、その結果、鋼材１０表面の電位が−０．７７Ｖより卑となる範囲が狭くなる。間隔Ｐ０は、例えば、１００〜５００ｍｍとすることができる。
【００７０】
鋼材は、例えば、鋼矢板、鋼板、形鋼または鋼管等とすることができる。鋼材が鋼管である場合は、鋼材の表面は、鋼管の外面（円筒面）となり、すなわち、曲面となる。このように鋼材の表面が曲面である場合にも、本実施形態の電気防食装置を適用できる。具体的には、鋼管の外面を電気防食する場合は、鋼管の長手方向と犠牲陽極の長手方向とが平行となるように犠牲陽極が配置される。この場合、上記説明で、「鋼材１０の表面と平行」とは、鋼管の外面の接面と平行とし、「鋼材１０の表面と平行な方向（鋼材表面方向）」とは、鋼管の外面の法線方向および鋼管の長手方向とそれぞれ直交する方向とする。
【実施例】
【００７１】
［基礎試験］
本発明の効果を確認するため、犠牲陽極を用いて鋼材表面を電気防食する試験を行い、その際に鋼材表面の電位分布および犠牲陽極の電流密度を求めた。本試験は、有限体積法を用いる解析によって行った。
【００７２】
本発明例として、図２に示す電気防食装置をモデル化したものを採用した。鋼材１０は、炭素鋼を模擬し、より具体的には、ＪＩＳ  Ｇ  ５５０１（１９９５）に規定されるねずみ鋳鉄のＦＣ２００を模擬した。海水２０は、塩分濃度が３質量％の海水を模擬した。鋼材表面方向における犠牲陽極３０の中心に、第１補助電極４０の幅方向の中央を位置させた。すなわち、犠牲陽極３０の外面から第１補助電極４０の端部までの距離Ｄ１は、第１補助電極４０の幅方向の両端で同じにした。
【００７３】
犠牲陽極３０の条件は、以下の通りとした。
材質：亜鉛
横断面形状：１００ｍｍ×１００ｍｍの正方形
犠牲陽極の太さＡ：１００ｍｍ
鋼材の表面との間隔Ｐ０：３５０ｍｍ
【００７４】
第１補助電極４０の条件は、以下の通りとした。
材質：ねずみ鋳鉄のＦＣ２００
犠牲陽極との隙間Ｐ１：４５ｍｍ
犠牲陽極の外面から第１補助電極の端部までの距離Ｄ１：２００ｍｍ
幅Ｌ１：５００ｍｍ
厚さＴ１：１０ｍｍ
【００７５】
第２補助電極５０の条件は、以下の通りとした。
材質：ねずみ鋳鉄のＦＣ２００
鋼材表面との隙間Ｐ２：５ｍｍ
幅Ｌ２：１００ｍｍ
厚さＴ２：１０ｍｍ
犠牲陽極の中心からの距離（鋼材表面方向）：１２５０ｍｍ
【００７６】
比較例では、図１Ａおよび図１Ｂに示す電気防食装置をモデル化したものを採用した。鋼材１０、海水２０および犠牲陽極３０の条件は、本発明例と同じにした。
【００７７】
図６は、犠牲陽極からの距離と鋼材表面の電位との関係を示す図である。「犠牲陽極からの距離」とは、鋼材の表面の法線方向および犠牲陽極の長手方向のいずれにも直交する方向（鋼材表面方向；図１Ｂおよび図２に破線矢印で示す。）の距離であり、犠牲陽極３０の中心位置（図１Ｂおよび図２に符号「Ｏ」で示す。）を原点とする。また、鋼材が炭素鋼からなる場合、鋼板表面において、電位が−０．７７Ｖより卑であると、十分な防食が可能となる。
【００７８】
図６より、比較例では、犠牲陽極からの距離が−１．０５〜＋１．０５ｍの範囲内であれば、鋼材１０表面の電位が−０．７７Ｖより卑となり、十分な防食が可能となった。また、犠牲陽極の全周について電流密度を求めたところ、その平均値が６．１４Ａ／ｍ２であった。なお、電流密度は、犠牲陽極が溶出する速度と比例するので、電流密度は、犠牲陽極の耐用年数に対して反比例する。
【００７９】
これに対し、本発明例では、犠牲陽極に加えて、第１補助電極および第２補助電極を用いた。その結果、犠牲陽極からの距離が−１．３３〜＋１．３３ｍの範囲内であれば、鋼材１０表面の電位が−０．７７Ｖより卑となり、十分な防食が可能となった。また、犠牲陽極の電流密度の平均値は、５．６５Ａ／ｍ２と、比較例に比して明確に低くなった。
【００８０】
つまり、本発明例では、比較例と比べ、防食可能な範囲が１．２倍大きい。また、本発明例では、比較例と比べ、犠牲陽極の電流密度の平均値が減少し、その結果、犠牲陽極の耐用年数が１．１倍長い。
【００８１】
［犠牲陽極の外面から第１補助電極の端部までの距離］
本試験では、第１補助電極の幅Ｌ１を１００〜１０００ｍｍの範囲で変化させることにより、犠牲陽極の外面から第１補助電極の端部までの距離Ｄ１を０〜４５０ｍｍの範囲で変化させた。それ以外の条件は、［基礎試験］の本発明例と同じにした。
【００８２】
図７は、犠牲陽極の外面から第１補助電極の端部までの距離の変化が防食可能範囲および犠牲陽極の耐用年数に与える影響を示す図である。図７に示す防食可能範囲は、［基礎試験］の比較例を基準（１）とする相対値で示す。また、犠牲陽極の耐用年数も、［基礎試験］の比較例を基準（１）とする相対値で示す。
【００８３】
図７より、犠牲陽極の外面から第１補助電極の端部までの距離が長くなるほど、耐用年数が長くなった。これは、鋼材の表面と犠牲陽極との間に第１補助電極が配置され、犠牲陽極および鋼材によって形成される第１の回路において、電流が第１補助電極を迂回して流れ、電気抵抗が大きくなることによる。
【００８４】
防食可能範囲は、犠牲陽極の外面から第１補助電極の端部までの距離が７５〜２００ｍｍの範囲内で極大値を示した。防食可能範囲が極大値を示す理由は、以下のように考えられる。
（１）第１補助電極の配置場所の電位は、第２補助電極の電位と比べて卑であるので、第１補助電極はカソード極として作用することが予想される。
（２）本試験のように第１補助電極の材質を鋼とする場合は、第１補助電極の表面で主として酸素の還元反応が進行する。
（３）このため、犠牲陽極の外面から第１補助電極の端部までの距離が長くなるほど、すなわち、第１補助電極の表面積が大きくなるほど、還元反応に伴う第１補助電極から第２補助電極への電流が増加する。その結果、第２補助電極から海水を経由して鋼材表面へ流れる電流も増加する。
（４）上記（１）〜（３）により、犠牲陽極の外面から第１補助電極の端部までの距離が長くなるほど、防食可能範囲は広くなる。
（５）犠牲陽極の外面から第１補助電極の端部までの距離が５００ｍｍを超えると、犠牲陽極の中心位置における鋼材表面の電位が−０．７７Ｖより貴となり、その周辺が腐食する。このため、防食可能範囲が狭くなる。
【００８５】
［第１補助電極と犠牲陽極との隙間］
本試験では、図２に示すように、鋼材の表面と犠牲陽極との間に第１補助電極を配置し、第１補助電極と犠牲陽極との隙間（間隔）を４５〜１４５ｍｍの範囲で変化させた。加えて、第１補助電極と鋼材の表面との間に犠牲陽極を位置させ、第１補助電極と犠牲陽極との隙間を４５〜１４５ｍｍの範囲で変化させた。それ以外の条件は、［基礎試験］の本発明例と同じにした。
【００８６】
図８は、第１補助電極と犠牲陽極との隙間の変化が防食可能範囲および犠牲陽極の耐用年数に与える影響を示す図である。図８に示す防食可能範囲および犠牲陽極の耐用年数は、［基礎試験］の比較例を基準（１）とする相対値で示す。第１補助電極と犠牲陽極との隙間は、鋼材の表面と犠牲陽極との間に第１補助電極を配置する場合を負の値とし、第１補助電極と鋼材の表面との間に犠牲陽極が位置する場合を正の値とした。
【００８７】
図８より、第１補助電極と鋼材の表面との間に犠牲陽極が位置する場合でも、防食可能範囲を広くできるとともに、犠牲陽極の耐用年数が長くなることが明らかになった。
【００８８】
また、鋼材の表面と犠牲陽極との間に第１補助電極を配置する場合、第１補助電極と犠牲陽極との隙間が小さいほど、犠牲陽極の耐用年数が長くなった。ここで、犠牲陽極および鋼材によって形成される第１の回路において、犠牲陽極から海水を経由して鋼材の表面に電流が流れる際に、電流は第１補助電極を迂回する（図３Ａ参照）。第１補助電極と犠牲陽極との隙間が小さくなるほど、上述の迂回に伴い、犠牲陽極から鋼材の表面までの実質的な距離が長く、すなわち、電気抵抗が大きくなる。これにより、電流量が小さくなり、犠牲陽極の消耗が遅く、すなわち、犠牲陽極の耐用年数が長くなった。また、第１補助電極と犠牲陽極との隙間が小さいほど、防食可能範囲が狭くなる。これは、犠牲陽極から海水を経由して第１補助電極に流れる電流が減少し、その結果、鋼材表面の電位が概して貴になり、防食可能範囲が狭くなるためと考えられる。
【００８９】
［第２補助電極の幅］
本試験では、第２補助電極の幅Ｌ２を、５０〜５００ｍｍの範囲で変化させた。それ以外の条件は、［基礎試験］の本発明例と同じにした。
【００９０】
図９は、第２補助電極の幅の変化が防食可能範囲および犠牲陽極の耐用年数に与える影響を示す図である。図９に示す防食可能範囲および犠牲陽極の耐用年数は、［基礎試験］の比較例を基準（１）とする相対値で示す。
【００９１】
図９より、第２補助電極の幅が２５０ｍｍ以下である場合、第２補助電極の幅が広いほど、防食可能範囲も広くなった。しかし、第２補助電極の幅が２５０ｍｍを超えると、防食可能範囲が減少した。これは、第２補助電極の幅が広すぎると、第２補助電極と鋼材との間の電流密度が小さくなり、鋼板表面のうちで第２補助電極の周辺領域の電位が−０．７７Ｖより貴となるからである。
【００９２】
［第２補助電極と鋼材表面との隙間］
本試験では、第２補助電極と鋼材表面との隙間Ｐ２を、５〜９５ｍｍの範囲で変化させた。それ以外の条件は、［基礎試験］の本発明例と同じにした。
【００９３】
図１０は、第２補助電極と鋼材表面との隙間が防食可能範囲および犠牲陽極の耐用年数に与える影響を示す図である。図１０に示す防食可能範囲および犠牲陽極の耐用年数は、［基礎試験］の比較例を基準（１）とする相対値で示す。
【００９４】
図１０より、第２補助電極と鋼材表面との隙間は、犠牲陽極の外面から第１補助電極の端部までの距離Ｄ１等と比べ、防食可能範囲および犠牲陽極の耐用年数への影響が小さいことが分かった。すなわち、第２補助電極と鋼材表面との隙間の大きさに拘わらず、防食可能範囲および犠牲陽極の耐用年数は良好であった。ただし、第２補助電極と鋼材表面との隙間が５０ｍｍを超えると、防食可能範囲が緩やかに減少する傾向が確認できた。
【００９５】
［第１補助電極のスリットの幅］
本試験では、第１補助電極として、幅方向中央部に長手方向に沿って延びるスリットが形成されたものを用いた。スリットの幅Ｐ３は、０〜５００ｍｍの範囲で変化させた。それ以外の条件は、［基礎試験］の本発明例と同じにした。スリットの幅Ｐ３が０であることは、スリットが形成されていないことを意味する。スリットの幅Ｐ３が５００ｍｍであることは、第１補助電極が設けられていないことを意味する。
【００９６】
図１１は、スリットの幅が防食可能範囲および犠牲陽極の耐用年数に与える影響を示す図である。図１１に示す防食可能範囲および犠牲陽極の耐用年数は、［基礎試験］の比較例を基準（１）とする相対値で示す。
【００９７】
図１１より、スリットを形成した場合は、スリットの幅Ｐ３によらず、防食可能範囲は、第１補助電極を設けない場合に比して長くなることが分かった。特に、スリットの幅Ｐ３が３００ｍｍ以下（貫通部面積率が６０％以下）のときは、スリットが形成されていない第１補助電極を用いる場合に比しても、防食可能範囲は広くなる。したがって、第１補助電極に貫通部（スリット、貫通孔等）を形成する場合は、貫通部面積率を６０％以下とすることが好ましい。
【００９８】
一方、犠牲陽極の耐用年数は、スリットを形成する（０＜Ｐ３）ことにより、スリットを形成しない（Ｐ３＝０）場合に比して短くなる。特に、スリット幅Ｐ３が２０ｍｍ以上になると、第１補助電極を設けない場合に比して、犠牲陽極の耐用年数は短くなる。しかし、犠牲陽極の耐用年数が最も短くなるときでも、第１補助電極を設けない場合に比して、耐用年数は４％程度短くなるだけである。したがって、防食可能範囲を広くすることを重視する場合、または、第１補助電極を軽量化することを重視する場合は、第１補助電極としてスリットが形成されたものを用いることは有効である。
【産業上の利用可能性】
【００９９】
本発明の電気防食装置は、１本の犠牲陽極によって電気防食が可能な領域を広くでき、また、犠牲陽極の耐用年数を長くすることができる。このため、護岸等に設けられる構造物が備える鋼材に適用すれば、犠牲陽極の交換作業に要するコストを削減できるとともに、犠牲陽極の設置本数を低減できる。
【符号の説明】
【０１００】
１０：鋼材、  ２０：海水  ３０：犠牲陽極、  ４０、４１、４２：第１補助電極、
４１ａ：スリット、  ４２ａ：貫通孔、  ５０：第２補助電極、  ６０：接続部、
７０：導線
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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