(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気防食が施される対象物の防食状態を計測する装置であって、
低周波励磁信号を発生する信号発生器と、
信号発生器からの低周波励磁信号を、対象物の表面に、間隔をあけて印加する２つの接触子と、
２つの接触子間の対象物の表面で、低周波励磁信号に基づく磁界を計測する磁気センサと、
磁気センサによって計測される磁界の計測結果を表示する表示器とを含むことを特徴とする電気防食状態計測装置。
【請求項２】
前記信号発生器および前記表示器が収納される筺体と、該筺体に一体化され、照合電極を使用する防食電位計測と、防食電流計測とが可能で、計測結果を前記表示器に表示する電位電流計測器とを、さらに含むことを特徴とする請求項１記載の電気防食状態計測装置。
【請求項３】
前記信号発生器および前記表示器が収納される筺体と、該筺体に一体化され、前記計測結果に基づいて絶縁性能の良否を判定する絶縁性能判定手段と、
該筺体に一体化され、該計測結果および絶縁性能判定手段の判定結果をプリントアウトする印刷手段とをさらに含むことを特徴とする請求項１または２記載の防食状態計測装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気防食が施される地中埋設管などの対象物に対して、防食状態を調査し、良好な防食状態を維持するための情報を収集する電気防食状態計測装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
地中に埋設される金属、たとえば都市ガスの供給管などは、電気防食が施される。都市ガスを顧客に供給するためには、地中埋設管を建物敷地内に引込む必要がある。都市ガス配管などの地中埋設管では、マグネシウム（Ｍｇ）陽極などを用いて防食を行っていることが多く、防食効果は電位測定によって判断することができる。都市ガス供給用の地中埋設管を建物敷地内に引込む部分では、地中埋設管の端部が地上に露出したり、建物の鉄筋などに接触したりする可能性がある。都市ガス供給管が他の金属部分に接触すると、防食電位が充分に得られなくなったり、防食のために使用しているマグネシウムなどの犠牲陽極材料の消耗が激しくなったりする恐れがある。電気防食が施されている対象物が他の金属部分などと接触する部分には、一般に電気絶縁が施され、電気防食への悪影響がないようにしている。しかしながら、時間の経過とともに電気絶縁の性能が低下したり、電気防食の対象物ということを意識しないで他の金属部分を接触させてしまったりする可能性が生じる。このため、都市ガスの供給管などでは、建物敷地内での防食電位や防食電流を定期的に調査し、防食状態が悪いと判断した場合には、その原因となる地中埋設部と屋内配管部との間の絶縁不良箇所の特定を行って、対策を施すようにしている。
【０００３】
ただし電位から防食状態が不良と判断するときには、その原因調査に熟練した技能が要求される。建物内引込み管の絶縁状態は、管路を支持するフランジ継手などの絶縁箇所や、壁貫通部や屋内配管の架空管支持金具等を介して絶縁不良となるなど、様々なケースがあり得るからである。このため、防食状態の維持管理には、防食電位や防食電流を計測して防食状態が有効であるか否かを判断するための計測器や、不良時の原因調査用の絶縁抵抗計などの計測器を必要としている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
以上で説明したように、鉄筋集合住宅や病院、学校など、鉄筋コンクリート構造物へのガス供給配管設備では、地中埋設金属管を腐食から守るために、屋内配管部と地中埋設部との間を電気的に絶縁化し、効果的な地中埋設管の防食対策を行っている。しかし、建物構造物の改造や、配管系の変更など、状況の変化によって屋内配管部と地中配管部とが電気的に短絡しているケースが生じ得る。このような状況変化によって、地中埋設金属管の防食効果が悪くなっていることを確認し、悪くなった原因箇所を調査して特定し、対策を施すためには、多くの種類の計測器と熟練した技能が要求される。
【０００５】
本発明の目的は、地中埋設管など、電気防食が施される対象物の防食不良の原因調査を容易に行うことができる電気防食状態計測装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、電気防食が施される対象物の防食状態を計測する装置であって、
低周波励磁信号を発生する信号発生器と、
信号発生器からの低周波励磁信号を、対象物の表面に、間隔をあけて印加する２つの接触子と、
２つの接触子間の対象物の表面で、低周波励磁信号に基づく磁界を計測する磁気センサと、
磁気センサによって計測される磁界の計測結果を表示する表示器とを含むことを特徴とする電気防食状態計測装置である。
【０００７】
本発明に従えば、電気防食が施される対象物の防食状態を、信号発生器から発生される低周波励磁信号を対象物の表面に印加して、発生する磁界を磁気センサによって計測して表示する。信号発生器が発生する低周波励磁信号は、２つの接触子によって対象物の表面に間隔をあけて印加される。２つの接触子間に低周波励磁信号に基づく電流が流れれば、磁気センサによって計測される。絶縁箇所を挟んで２つの接触子を対象物の表面に接触させると、絶縁が不良であれば電流が流れ、磁気センサによって低周波励磁信号に基づく磁界の発生を計測することができる。
【０００８】
また本発明で前記信号発生器および前記表示器が収納される筺体と、該筺体に一体化され、照合電極を使用する防食電位計測と、防食電流計測とが可能で、計測結果を前記表示器に表示する電位電流計測器とを、さらに含むことを特徴とする。
【０００９】
本発明に従えば、照合電極を使用する防食電位計測と防食電流計測とが可能で、計測結果を表示器に表示する電位電流計測器をさらに含むので、防食電位の計測と防食電流の計測とを行って、対象物の防食状態が良好か否かの判断を容易に行うことができる。電位電流計測器と信号発生器および表示器とは筺体内に一体化されるので、絶縁状態の確認を、多くの場所に移動しながら容易に行うことができる。
【００１０】
また本発明は、前記信号発生器および前記表示器が収納される筺体と、該筺体に一体化され、前記計測結果に基づいて絶縁性能の良否を判定する絶縁性能判定手段と、
該筺体に一体化され、該計測結果および絶縁性能判定手段の判定結果をプリントアウトする印刷手段とをさらに含むことを特徴とする。
【００１１】
本発明に従えば、筺体には、計測結果に基づいて絶縁性能の良否を判定する絶縁性能判定手段と、計測結果および絶縁性能判定結果をプリントアウトする印刷手段とをさらに含むので、計測結果および判定結果を記録し、調査および判別のミスをなくすことができる。絶縁性能判定手段および印刷手段と信号発生器および表示器とは筺体内に一体化されるので、絶縁状態の確認を、多くの場所に移動しながら容易に行うことができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施の一形態としての電気防食状態計測装置１の概略的な電気的構成を示す。本実施形態の電気防食状態計測装置１は、筺体２と、必要に応じて筺体２に装着することができる磁気センサ３とを含む。磁気センサ３は、先端部分に磁界検出用のコイルを有し、対象物の表面を流れる電流によって発生する磁界を検出可能である。磁気センサとしては、磁気抵抗効果やホール効果などを利用するものも使用可能である。筺体２にはセンサ端子４が備えられ、磁気センサ３を接続することができる。磁気センサ３からセンサ端子４を介して入力される磁界の強さに対応する信号は、信号処理回路５で増幅やデジタル信号への変換などの信号処理が施される。筺体２には外部端子６，７も設けられ、外部端子６，７には２つの接触子８，９をそれぞれ接続することができる。外部端子６，７および接触子８，９は、種々の機能に切換えることができる。
【００１３】
筺体２内には、マイクロコンピュータなどを含む処理回路１０が設けられ、液晶表示装置（ＬＣＤ）などの表示器１１を用いて、種々の情報を表示することができる。筺体２内には、さらに信号発生器１２と電位電流計測器１３とが設けられ、信号発生器１２からの出力と、電位電流計測器１３への入力とは、切換回路１４を介して、外部端子６，７に接続される。筺体２内には、さらにプリントアウトを行うための印刷手段であるプリンタ１５も一体化され、筺体２の表面には複数の操作ボタン１６も設けられる。処理回路１０は、操作ボタン１６に対する入力操作に従って、切換回路１４を切換え、外部端子６，７を信号発生器１２の出力側に接続したり、電位電流計測器１３の入力側に接続したりすることができる。また、表示器１１で計測結果などの情報を表示したり、プリンタ１５から計測結果などをプリントアウトすることもできる。
【００１４】
磁気センサ３による計測は、地中埋設管２０と屋内配管２１との間の絶縁フランジ部２２での絶縁性能の良否判定に好適に用いることができる。地中埋設管２０の端部にはフランジ２０ａが設けられ、屋内配管２１の端部のフランジ２１ａと絶縁パッキン２３を介して接合される。フランジ２０ａ，２１ａ間の固定は、フランジ２０ａ，２１ａの周方向に間隔をあけて配置される複数組のボルト２４およびナット２５によって行われる。ボルト２４とナット２５の締結部分も、絶縁カバー２６および絶縁ワッシャ２７によってそれぞれ電気的に絶縁される。なお、図１では、１組のボルト２４およびナット２５等を示し、他は省略してある。
【００１５】
このような絶縁フランジ部２２は、絶縁パッキン２３や絶縁カバー２６、絶縁ワッシャ２７などの絶縁性能が良好であれば、複数のボルト２４は電気的に浮いた状態となる。ボルト２４と地中埋設管２０または屋内配管２１の一方との絶縁状態は、たとえばメガーと呼ばれる電気絶縁抵抗計を用いても計測することができる。ただし、地中埋設管２０と屋内配管２１との間での絶縁性能が劣化しているときには、絶縁抵抗計では絶縁フランジ部２２の絶縁不良による絶縁性能の劣化であるのか、他の部分の絶縁性能の劣化によるかを判別することができない。
【００１６】
図２は、本実施形態の電気防食状態計測装置１で絶縁不良箇所の特定を容易に行うことができる理由を示す。図２（ａ）は、図１に示すような絶縁フランジ部２２の両側に接触子８，９を介して低周波励磁信号を印加している状態を示す。図２（ｂ）は、接触子８，９の接触位置を両端とする区間内で、地中埋設管２０または屋内配管２１の表面に流れる励磁電流の分布を示す。図２（ａ）に示すように、接触子８，９の接触位置では励磁電流２８が集中し、接触位置から離れると地中埋設管２０や屋内配管２１の周方向に拡がるので、表面での電流密度は小さくなる。絶縁フランジ部２２での絶縁性能が劣化すると、図２（ｂ）に実線で示すように電流値は大きくなり、絶縁性能が良好であれば仮想線で示すように電流値は相対的に小さくなる。絶縁フランジ部２２以外の部分で絶縁性能が劣化しているときには、図２（ａ）に示すように、接触子８，９の接触位置間の区間の外側に流れる電流２９が増加する。磁気センサ３は、対象物である地中埋設管２０や屋内配管２１の表面に流れる電流の強度に従って起電力が発生するコイルを含んでいるので、検出出力に基づいて電流の計測を行うことができる。信号発生器１２は、低周波励磁信号として、たとえば４０Ｈｚの周波数の信号を発生する。この周波数の信号は、商用交流電源の周波数とは異なっているので、図１の信号処理回路５でノイズ除去などを容易に行うことができる。
【００１７】
図３は、都市ガスの配管網から顧客の建物内に引込まれる建物内引込み管３０に関連して、図１の電気防食状態計測装置１を用いて絶縁判定調査を行う要領を示す。建物内引込み管３０は、建物の支持工３１を壁貫通部３２で貫通して建物内部に導入される。支持工３１は、鉄筋コンクリート製であり、内部には鉄筋が埋め込まれ、これらの鉄筋は、対コンクリート電位であり、鉄対地電位に比べ貴な電位となる。建物内引込み管３０は、建物内部でも、架空管支持部３３によって絶縁状態で支持される。絶縁フランジ部２２で電気的に絶縁されてから、屋内配管２１に接続される。屋内配管２１は、架空管支持部３４によって支持される。架空管支持部３４は、特に電気的絶縁は施されておらず、このため屋内配管２１は支持工３１と同様に対コンクリート電位となる。
【００１８】
図３のＡで示すように、建物内引込み管３０に対して、壁貫通部３２付近の表面と、架空管支持部３３とに接触子８，９を接触させ、その間の区間で磁気センサ３によって低周波励磁電流の計測を行うと、架空管支持部３３の絶縁性能の良否を判別することができる。絶縁性能が劣化していると、磁気センサ３によってある程度大きな信号の検出を行うことができる。かりに壁貫通部３２側で絶縁性能が劣化しているとしても、架空管支持部３３での絶縁性能の劣化がなければ、磁気センサ３は充分な大きさの励磁電流を計測することができない。Ａに示すような状態で磁気センサ３が励磁電流を検出するときには、架空管支持部３３での絶縁性能が劣化していると判定することができる。
【００１９】
図３のＢは、Ａに示す架空管支持部３３とは別の架空管支持部３３と、建物内引込み管３０との間の絶縁性能の調査状態を示す。Ａに示す架空管支持部３３で絶縁性能が劣化し、この部分から支持工３１を介してＢの部分の架空管支持部３３に励磁電流が流れることはあっても、Ｂの部分の架空管支持部３３での絶縁性能が良好であれば、接触子８，９間の建物内引込み管３０では、磁気センサ３によって励磁電流を検出することができない。Ｃに示すように、絶縁フランジ部２２の部分の絶縁性能を判定する場合も、絶縁フランジ部２２やＢの部分の架空管支持部３３での電気絶縁が良好であれば、磁気センサ３は励磁電流を検出することはなく、絶縁性能は良好であると判定することができる。
【００２０】
図３のＡ，Ｂ，Ｃに示すような位置での絶縁性能の確認を、従来からの電気絶縁抵抗計を用いて行うと、Ａの部分の架空管支持部３３での絶縁性能の低下によって、Ａ，Ｂ，Ｃのどの位置でも絶縁抵抗値は低くなってしまい、絶縁不良箇所を特定することができなくなる。また、図３では、接触子８，９として単に先端を対象物の表面に接触させるだけの構成を示しているけれども、クリップなどで機械的に対象物の表面に固定したり、磁力や真空吸着、あるいは粘着剤などを用いて対象物の表面に固定することもできる。
【００２１】
図４は、図３に示す建物内引込み管３０について防食状態の調査を行う際の要領を示す。防食状態は、防食電位と防食電流とを計測して調査することができる。防食電位の計測のためには、電位の基準となる照合電極４０を地盤４１の表面の地面に設置する必要がある。１つの外部端子７を照合電極４０に接続し、他の外部端子６に１つの接触子、たとえば８を接続して、接触子８で対象物の表面の防食電位を計測することができる。建物内引込み管３０について絶縁不良が生じているときには、表面の防食電位が悪くなり、地中埋設管の防食状態が悪くなっていることが判る。あるいは、磁性陽極として地盤４１中に埋設されるＭｇ陽極４２から建物内引込み管３０に供給される防食電流も増加するので、防食電流の計測値からも防食状態の判定を行うことができる。なお、一般に建物内引込み管３０は、地盤４１内で、鋳・鋼絶縁継手４３を介して、都市ガス配管網を形成する鋳鉄管と接続されている。
【００２２】
図５は、図３や図４に示すような調査や計測の結果を、プリンタ１５で印刷したプリントアウト５０の一例を示す。プリントアウト５０には、防食電位計測結果５１や、防食電流計測結果５２など、図４に示すようにして計測される防食性能に関連する計測結果が印字されるとともに、図３に示すように計測される励磁電流に基づく絶縁判定結果５３も印刷される。このように計測結果や判定結果がプリントアウト５０に印刷されるので、判定のミスをなくし、計測結果の記録も容易に行うことを可能にしている。本実施形態の電気防食状態計測装置１は、必要な機能が筺体２に一体化されあるいは筺体２に装着して、携帯性が良好となるので、都市ガスの配管路などに沿って多くの場所で容易に防食性能の調査や防食不良原因の調査などを行うことができる。
【００２３】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、対象物で本来絶縁されているべき箇所を挟むように２つの接触子を接触させ、低周波励磁信号を印加し、２つの接触子間で低周波励磁信号によって生じる磁界を磁気センサが計測して計測結果を表示器が表示させることによって、簡易に絶縁性能の良否を判別することができる。
【００２４】
また本発明によれば、防食電位計測と防食電流計測とを行って、防食状態の確認に必要な機能を、絶縁性能の良否判定のための機能とともに同一の筺体内に一体化しているので、防食状態の確認から、防食不良時の原因調査まで、必要な計測器類を一体化して、原因調査時や対策後の確認調査等の便宜を図ることができる。
【００２５】
また本発明によれば、計測結果や判定結果のプリントアウト機能を有するので、調査および判別のミスを低減することができる。絶縁性能判別のために必要な構成要素は、筺体に一体化されて容易に携帯することができるので、対象物に沿って種々の場所に移動しながら、絶縁性能の良否の判定を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態としての電気防食状態計測装置１の概略的な電気的構成を示すブロック図である。
【図２】図１の電気防食状態計測装置で絶縁部分の絶縁性能を判定することができる理由を示す簡略化した側面図およびグラフである。
【図３】図１の実施形態の電気防食状態計測装置１を用いて建物内引込み管３０の絶縁判定調査を行う要領を示す図である。
【図４】図１の実施形態の電気防食状態計測装置１を用いて、建物内引込み管３０の電気防食状態を調査する要領を示す図である。
【図５】図１の電気防食状態計測装置１のプリンタ１５から得られるプリントアウトの例を示す図である。
【符号の説明】
１  電気防食状態計測装置
２  筺体
３  磁気センサ
４  センサ端子
５  信号処理回路
６，７  外部端子
８，９  接触子
１０  処理回路
１１  表示器
１２  信号発生器
１３  電位電流計測器
１５  プリンタ
２０  地中埋設管
２０ａ，２１ａ  フランジ
２１  屋内配管
２２  絶縁フランジ部
２３  絶縁パッキン
２８  励磁電流
３０  建物内引込み管
３１  支持工
３２  壁貫通部
３３，３４  架空管支持部
４０  照合電極
４２  Ｍｇ陽極
５０  プリントアウト
５１  防食電位計測結果
５２  防食電流計測結果
５３  絶縁判定結果
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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