(57)【要約】【課題】本発明は、地下タンクが埋設された土壌の防食電流密度（電気防食装置から発せられた防食電流値による）を均一化することを課題とする。【解決手段】電気防食装置１０は、複数の電極８０１〜８０４と、直流電源装置９０と、電源供給回路系統１００と、モニタ回路系統１１０と、電極回路系統１２０１〜１２０４と、電流計１３０１〜１３０４と、スイッチ１４０１〜１４０４とを備える。防食電流測定モード時の電流計１３０１〜１３０４により土壌３０から電極８０１〜８０４に流れる防食電流が測定され、電気防食モード時には、電極８０１〜８０４から土壌３０に流れる防食電流が測定される。測定された各電流値の分布から各電極８０１〜８０４に印加すべき防食の電流比率を求める。この防食の電流比率に応じた各電極８０１〜８０４への電流配分は、電流設定器１５０１〜１５０４によって設定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
地中に埋設された地下タンク及び配管の周辺に埋設された複数の防食電極と、
該複数の防食電極に所定の電流を供給する電源装置と、
該電源装置の正極に接続される電源供給回路系統と、
前記電源装置の負極に接続されるモニタ回路系統と、
前記防食電極に接続された電極回路系統と、
該電極回路系統に設けられた電流測定器と、
前記電極回路系統を前記電源供給回路系統または前記モニタ回路系統の何れかと選択的に接続するスイッチと、
を備えたことを特徴とする電気防食装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電気防食装置であって、
前記地下タンク及び前記配管と前記防食電極との電位差を相殺する電位差相殺手段を前記モニタ回路系統に設けたことを特徴とする電気防食装置。
【請求項３】
請求項２に記載の電気防食装置であって、
前記防食電極に通電される電流を設定するための電流設定器を前記電極回路系統に設けたことを特徴とする電気防食装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電気防食装置に係り、通常の電気防食作用に加え、地中に埋設された地下タンク及び配管の周辺に点在する複数の測定ポイントの防食電流密度も測定可能に構成された電気防食装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、給油所の地下に埋設された地下タンクは、鋼鉄製のタンクの表面が絶縁性を有する塗覆装で覆われている。この塗覆装が劣化して破損すると、その破損箇所に腐食電流が流れ金属層が腐食するおそれがある。
【０００３】
さて、金属層の腐食を防止する手段として電気防食装置があるが、その一例として、外部電源方式電気防食装置の構造を説明する。この電気防食装置は、電源装置から防食用の電極に一定の電圧をかけ、被防食対象としての地下タンクや配管の周りに埋設された電極から、被防食対象に向けて防食電流を流し続けることで、被防食対象の埋設部分における電位を所望の値に維持して、防食を行うものである（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
このような電気防食装置を用いる場合には、その防食状況を評価する必要がある。その評価手段として、土壌における防食対象物の周りの防食電流密度を測定する方法がある。この測定方法は、地下タンクを形成する金属と同じ材質の金属片（「クーポン」または「擬似欠陥」と呼ばれている）を地中に埋設し、電気防食装置から発せられ、土壌を介して金属片に流れ込んだ電流を測定装置で測定する方法である。この場合、防食電流密度は、電流値を金属片の表面積で除算することで求められる。
【特許文献１】特開平６−１４６０３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の電気防食装置では、電気防食を行うための防食電極は埋設されているものの、防食電流測定用の電極は埋設されていない。電流密度を測定しようとした場合、別途、腐食電流を測定するための穴を設ける必要があり、さらに測定箇所をできるだけ多くすることにより測定精度が高められるが、電流の測定箇所を増やすと、それだけ給油所のコンクリート層に多数の穴を掘ることになるため、掘削工事に手間や時間がかかるという問題が生じる。
【０００６】
また、給油所においては、コンクリート層に多数本の鉄筋が張り巡らされており、しかも地中に多数の送液配管や通信回線等が埋設されているので、既存の設備に設ける場合には穴の位置が制限されてしまい、掘削工事が容易に行えない。
【０００７】
そこで、本発明は上記事情に鑑み、上記課題を解決した電気防食装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明は以下のような手段を有する。
【０００９】
本発明は、地中に埋設された地下タンク及び配管の周辺に埋設された複数の防食電極と、該複数の防食電極に所定の電流を供給する電源装置と、該電源装置の正極に接続される電源供給回路系統と、前記電源装置の負極に接続されるモニタ回路系統と、前記防食電極に接続された電極回路系統と、該電極回路系統に設けられた電流測定器と、前記電極回路系統を前記電源供給回路系統または前記モニタ回路系統の何れかと選択的に接続するスイッチと、を備えることにより、上記課題を解決するものである。
【００１０】
また、本発明は、請求項１に記載の電気防食装置であって、前記地下タンク及び前記配管と前記防食電極との電位差を相殺する電位差相殺手段を前記モニタ回路系統に設けることにより、上記課題を解決するものである。
【００１１】
また、本発明は、請求項２に記載の電気防食装置であって、前記防食電極に通電される電流を設定するための電流設定器を前記電極回路系統に設けることにより、上記課題を解決するものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、防食電極に接続され電流測定器が設けられた電極回路系統をスイッチにより電源供給回路系統またはモニタ回路系統の何れかと選択的に接続することができるため、電極を、腐食防止のための電流を出力する電極を防食電流密度測定用の電極に兼用することができ、もっぱら、防食電流密度測定用の電極を追加する必要がなく、測定用電極を土壌に埋設するための穴をコンクリート層及び土壌に設ける掘削工事数を削減して掘削工事にかかる時間を短縮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。
【実施例１】
【００１４】
図１は本発明による電気防食装置の一実施例を示すシステム構成図である。図１に示されるように、給油所では、防食対象物である地下タンク２０１〜２０４の周囲を土壌３０で覆い、さらにその表面を鉄筋４０で補強されたコンクリート層５０によって覆っている。尚、地下タンク２０の設置数は、４基に限らず、給油所の敷地面積の大きさなどによって４基未満または４基以上設置する場合がある。
【００１５】
さらに、地下タンク２０１〜２０４には、通気口６０が連通された通気配管６２と、油液を地上に設置された計量機７０に供給する給液配管７２とが接続されている。
【００１６】
ここで、電気防食装置１０の構成について説明する。
【００１７】
電気防食装置１０は、複数の電極８０１〜８０４と、直流電源装置９０と、電源供給回路系統１００と、モニタ回路系統１１０と、電極回路系統１２０１〜１２０４と、電流計１３０１〜１３０４と、可動片１７０１〜１７０４を有するスイッチ１４０１〜１４０４とを備える。
【００１８】
複数の電極８０１〜８０４は、地下タンク２０１〜２０４及び配管６２，７２の周辺に垂直に形成された電極用穴８２（図１中破線で示す）に埋設されている。この電極用穴８２は、上端がコンクリート層５０を貫通し、下端が地下タンク２０の設置深さ付近まで延在している。尚、電極用穴８２は、防食電極８０が挿入された後、土壌３０により埋めても良いし、あるいは、防食電極８０を交換できるように上端開口を蓋部材によって塞ぐようにしても良い。
【００１９】
図２に示されるように、複数の電極８０１〜８０４は、地下タンク２０１〜２０４の周囲を囲むエリアに埋設されている。現場の状況によっては、地下タンク２０１〜２０４の周囲には、例えば、電線管や配管が多数埋設されているため、複数の電極を均等間隔に配置することは難しい。そのため、被防食対象物としての地下タンク２０１〜２０４や配管６２，７２が埋設されている部分の電流密度が不均一になる要因を含んでいることが多い。本発明は、この点に鑑み、後述するように、複数の電極８０１〜８０４を防食電極として使用すると共に、防食電流測定用のモニタ電極としても使用し、モニタ電極を用いて得られた防食電流の分布状況を踏まえて各電極８０１〜８０４に与えるべき防食電流の比率を得、電流密度の均一化を図るものである。
【００２０】
直流電源装置９０は、複数の電極８０１〜８０４に所定の直流電圧を印加する定電圧印加手段であり、正極（＋）が電源供給回路系統１００と接続され、負極（−）がモニタ回路系統１１０と接続されている。また、モニタ回路系統１１０には、一端が通気配管６２に接続された電線１１２の他端が接続されている。従って、モニタ回路系統１１０は、地下タンク２０１〜２０４と同じ電位を有する。
【００２１】
モニタ回路系統１１０には、地下タンク２０１〜２０４及び配管６２，７２と電極８０との電位差を相殺する分極電圧相殺電源１６０１〜１６０４が設けられている。この分極電圧相殺電源１６０１〜１６０４は、電位差相殺手段に相当するものである。即ち、分極電圧相殺電源１６０１〜１６０４は、土壌３０の腐食電流を測定する際に対地電位が地下タンク２０１〜２０４の電位と同程度とすることで分極による電流が殆どゼロとなるようにして防食電源を印加したことによる電流増加分（通常の電気防食装置としての使用の継続に伴い増加した分）がより正確に捉えられるようにするための電流調整装置である。
【００２２】
電極回路系統１２０１〜１２０４は、夫々一端が電極８０１〜８０４に接続されており、他端がコンクリート層５０を貫通して地上に引き出されている。尚、電極回路系統１２０１〜１２０４は、コンクリート層５０に埋設された鉄筋４０と接触しないように配設されている。
【００２３】
電流計１３０１〜１３０４は、電流測定器であり、電極回路系統１２０１〜１２０４の他端側に接続されており、電極８０１〜８０４を介して流れる電流を測定する。電気防食モード時（可動片１７０がＡ側端子にある場合）には、電極８０１〜８０４から土壌３０に流れる防食電流が測定される。また、防食電流密度測定モード時（可動片１７０がＭ側端子にある場合）の電極回路系統１２０１〜１２０４には、土壌３０から電極８０１〜８０４に流れる防食電流が測定される。
【００２４】
また、電気防食モード時に電極回路系統１２０１〜１２０４に接続される電源供給回路系統１００には、電極８０１〜８０４に通電される電流を設定するための電流設定器１５０１〜１５０４が設けられている。電流設定器１５０１〜１５０４は、各々の電極８０１〜８０４に対し自由に防食電流値を設定することができる。
【００２５】
スイッチ１４０１〜１４０４は、可動片１７０がＡ側端子に接続されている時、電極８０１〜８０４は、防食電極として機能し、可動片１７０がＭ側端子に接続されている時、防食電流密度測定用のモニタ電極として機能する。
【００２６】
以下、防食電流密度測定時の操作手順を図３に従い説明する。
【００２７】
手順１：直流電源装置９０をオフとする。
【００２８】
手順２：スイッチ１４０１〜１４０４のすべての可動片１７０１〜１７０４をＭ側端子に接触させ、各電流計１３０１〜１３０４の値が「０」になるように、各分極電圧相殺電源１６０１〜１６０４を調整する。これにより、各電極８０１〜８０４を防食電極として使用する際に、電極自体の電位差により発せられる電流を「０」とすることができ、計測制度を高めることができる。
【００２９】
手順３：  スイッチ１４０１の可動片１７０１のみをＡ側端子に接続して電極８０１を防食電極として使用する。他の３つのスイッチ１４０２〜１４０４の可動片１７０２〜１７０４はＭ側端子のままとし、他の電極８０２〜８０４をモニタ電極として使用する。電極８０１に、直流電源装置９０をオンにして、防食電流として、例えば、「１アンペア」を供給する。他の電極８０２〜８０４をモニタ電極として使用し、接続された各電流計１３０２〜１３０４により、各電極８０２〜８０４に流れる防食電流値を測定する。さらに、防食電極を他の電極８０２→電極８０３→電極８０４と順次代えて、それ以外の残りの電極（モニタ電極）で防食電流値を測定する。つまり、電極８０２を防食電極とした場合、それ以外の電極８０１，８０３，８０４がモニタ電極として防食電流値を測定する。また、電極８０３を防食電極とした場合、それ以外の電極８０１，８０２，８０４がモニタ電極として防食電流値を測定する。また、電極８０４を防食電極とした場合、それ以外の電極８０１，８０２，８０３がモニタ電極として防食電流値を測定する。
【００３０】
手順４：４つの電極８０１〜８０４のすべての電流値を測定後、図４に示す表２００を作成する。表２００の縦欄軸は、電極８０１〜８０４から防食電流を発するアノードとして使用した場合（Ａ１）〜（Ａ４）を、横欄は、電極８０１〜８０４をモニタとして使用した場合（Ｍ１）〜（Ｍ４）としている。
【００３１】
手順５：図４の表２００における各電極８０１〜８０４のすべての防食電流測定値（Ｉ１２〜Ｉ４３）に対して、図５の表３００に示すように、係数（Ｋ１〜Ｋ４）を掛ける。係数に代入する数値として、例えば、「０．５１」「０．６４」「０．８」「１」「１．２５」「１．５６」「１．９５」の７個の変数を定め、各係数（Ｋ１〜Ｋ４）の値に、７個の変数を適宜代入して、縦列の和（Σ１〜Σ４）を求める。
【００３２】
手順６：和の平均値を（Σ１＋Σ２＋Σ３＋Σ４）／４＝ΣＡＶ・・・（１）とし、
下記の（２）式より二乗和Ｔが最小となる、係数Ｋ１〜Ｋ４を求める。
【００３３】
Ｔ＝（Σ１−ΣＡＶ）２＋（Σ２−ΣＡＶ）２＋（Σ３−ΣＡＶ）２＋（Σ４−ΣＡＶ）２・・・（２）
手順７：二乗和Ｔが最小値となるべく求められた係数（Ｋ１〜Ｋ４）を各防食電極８０１〜８０４に流す電流比として電流設定器１５０１〜１５０４に設定する。
【００３４】
これにより、電流設定器１５０１〜１５０４は、上記のようにして求められた係数Ｋ１〜Ｋ４に従い各防食電極８０１〜８０４に流す電流比を変化させることにより、各電極の設定場所における防食電流密度をほぼ一定にすることが可能となる。
【００３５】
なお、電流密度は、電流値を、電極の表面積で除算することにより求められる。また、上記スイッチ１４０１〜１４０４の切替え、防食電流値の測定、二乗和Ｔが最小となる係数Ｋ１〜Ｋ４を求めるための演算、及び電流設定器１５０１〜１５０４の設定は、制御装置により自動的に行なっても良いし、あるいは測定作業を行なう測定者が手動によって行なっても良い。
【００３６】
なお、上述の手順５では、各係数（Ｋ１〜Ｋ４）の値に、７個の変数を適宜代入して演算を行うようにしたが、変数の数は７個にこだわらず、増減は可能である。
【００３７】
また、実施例では、電極を４つ設けたものとして説明したが、電極の設置数は必要に応じて適宜増減しうるものであり、その数に従い、同様の演算を行えば、それぞれの電源に適した電流比率を求めることができる。また、モニタ用のクーポンを追加することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
尚、上記実施例では、油液を貯蔵する地下タンクの金属層を防食する装置について説明したが、これに限らず、油液以外の液体を貯蔵する地下タンクの防食装置にも適用することができるのは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明による電気防食装置の一実施例を示すシステム構成図である。
【図２】地下タンクと電極との埋設位置を模式的に示す平面図である。
【図３】電極毎の電流比率を得るための手順を説明するための図である。
【図４】電極８０１〜８０４の電流値を測定した結果を示す表である。
【図５】電極８０１〜８０４の電流値に係数Ｋ１〜Ｋ４を掛けた値の合計値を示す表である。
【符号の説明】
【００４０】
１０，１０Ａ，１０Ｂ  電気防食装置
２０１〜２０４  地下タンク
３０  土壌
５０  コンクリート層
７０  計量機
８０１〜８０４  電極
９０  直流電源装置
１００  電源供給回路系統
１１０  モニタ回路系統
１２０１〜１２０４  電極回路系統
１３０１〜１３０４  電流計
１４０１〜１４０４  スイッチ
１５０１〜１５０４  電流設定器
１７０１〜１７０４  可動切片
【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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