(57)【要約】      （修正有）【課題】シンプルな装置構成で一軸方向に長い鋼材全体を電気防食する方法を提供する。【解決手段】橋梁６のプレートガーダ７の表面に絶縁塗膜を設ける。絶縁塗膜の表面に、腹板７ａの片面の上下方向中間部に配設したプレートガーダ７の長手方向の全長に亘るステンレステープ１６を塗り込めるようにして導電性塗膜を設ける。ステンレステープ１６に取り付けてあるリード線１７と、プレートガーダ７に通電可能に取り付けたリード線１４を、直流電源４ａに接続した制御ユニット１２ａの正極と負極にそれぞれ接続して電気防食装置１５を形成する。制御ユニット１２ａよりステンレステープ１６をアノードとしてプレートガーダ７との間に３Ｖ程度の電圧を印加させるときに、ステンレステープ１６より導電性塗膜へ上下方向に電圧が伝えられるようにすることで伝送路の距離を短くし、過大な電圧降下を防いで、プレートガーダ７全体を防食電位に保持させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼構造物の鋼材の表面に絶縁塗膜を設け、該絶縁塗膜の表面に、リード線付きの線電極を取り付けて、上記絶縁塗膜の表面に線電極を埋めるように導電性塗膜を設け、且つ上記線電極をアノード、鋼材をカソードとして該鋼材にリード線を接続し、上記線電極に接続したリード線と、上記鋼材に接続したリード線を、電圧供給手段に接続して、該電圧供給手段により上記線電極を介し通電する導電性塗膜と、上記鋼材との間に所要の電圧を印加できるようにした構成を有すること特徴とする鋼構造物の電気防食装置。
【請求項２】
鋼材表面に設けた導電性塗膜に取り付ける線電極を、上記鋼材の腹板の中間位置に、該鋼材の長手方向に沿わせて配設するようにした請求項１記載の鋼構造物の電気防食装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼構造物の電気防食に用いるための電気防食装置に関するもので、特に、橋梁や水門等の一軸方向に長い鋼材を用いた鋼構造物の防食を行うのに適した電気防食装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、陸上構造物の防食対策を図る手法の１つとして、防食塗装に替わり、導電性塗料を使用した電気防食が開発されてきている。
【０００３】
この種の鋼構造物の電気防食を実施するための基本的な装置構成は、図３に示す如く、鋼構造物１の表面に、下塗りとなる絶縁塗料を塗布して絶縁塗膜２を形成し、該絶縁塗膜２の外面に、導電性塗料による導電性塗膜３が設けてある。更に、上記鋼構造物１と導電性塗膜３に、鋼構造物１をカソード（陰極）とし、且つ導電性塗膜３をアノード（陽極）とするように直流電源４を接続して、該直流電源４により、上記鋼構造物１と導電性塗膜３との間に、所要の電圧、たとえば、３Ｖ程度の電圧を印加する構成としてある。
【０００４】
更に、必要に応じて、上記導電性塗膜３の表面に、外観を向上させるための上塗りとして、化粧用塗膜５を設ける構成となっている。
【０００５】
以上の構成としてある鋼構造物の電気防食装置によれば、上記導電性塗膜３の内面に常時電気を待機させて、絶縁塗膜２を介してその内方に位置する上記鋼構造物１の鋼材の電位を不活性領域（防食電位）に保つことで、該鋼材からの発錆を未然に防止できるようにしてある（たとえば、特許文献１参照）。
【０００６】
なお、図示してないが、上記鋼構造物の電気防食装置では、鋼構造物１の表面に絶縁塗膜２を介在させて設ける導電性塗膜３をアノードとするために、通常は、上記導電性塗膜３に、上記直流電源４の正極にリード線を介し接続してある角型や短いバー形状の定型サイズのアノード電極部材を取り付けて、上記直流電源４の正極より該定型サイズのアノード電極部材を介して上記導電性塗膜３に通電させるようにしてある。
【０００７】
【特許文献１】特許第３４０２９５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところが、上記鋼構造物の電気防食装置で用いられている導電性塗膜３は、比較的大きな電気抵抗を有しているため、該導電性塗膜３に直流電源４に接続した上記定型サイズのアノード電極部材を取り付けて所定の電圧をかける場合、該導電性塗膜３では、アノード電極部材取付位置から離れて伝送路が長くなるにしたがって該導電性塗膜３の内部における電圧降下が生じてしまうため、このアノード電極部材取付位置からの伝送路の距離が或る所定寸法よりも長くなって電圧降下が過大になると、鋼構造物１を構成している鋼材の電位が不活性領域（防食電位）に達しなくなってしまう。
【０００９】
したがって、上記直流電源４に接続した角型や短いバー形状の定型サイズのアノード電極部材を使用する場合、鋼構造物１における電気防食の効果が及ぶ有効範囲は、最大で上記アノード電極部材取付位置を中心とする半径数メートル、たとえば、半径７ｍ程度のほぼ円形の領域となる。
【００１０】
そのために、橋梁や水門等のように一軸方向に長い鋼材を使用する鋼構造物として、たとえば、図４（イ）（ロ）に示す如く、橋長方向に延びる左右一対の鋼材としてのプレートガーダ（主桁）７の上側に床版８を設け、且つ上記各プレートガーダ７の腹板（ウェブ）７ａの橋幅方向内側面におけるプレートガーダ７の長手方向の所要間隔個所同士を、左右橋幅方向に延びる鋼材としての連結部材９を介して連結してなる構成を有する橋梁６にて、たとえば、一軸方向に長い鋼材である上記各プレートガーダ７の電気防食を図る場合は、該各プレートガーダ７の表面に絶縁塗膜２と導電性塗膜３を順に設け（図３参照）、更に、上記各プレートガーダ７の腹板７ａの部分の導電性塗膜３に対し、直流電源４に接続した上記定型サイズのアノード電極部材１０を、プレートガーダ７の長手方向に所要間隔で、多数配列して取り付けるようにすればよいと考えられる。しかし、この場合、上記各アノード電極部材１０の配列間隔を、図４（ロ）に示すように、導電性塗膜３にて各アノード電極部材１０の取付位置を中心として図４（ロ）に二点鎖線で示す如き所要半径の円形に形成される電気防食効果の及ぶ有効範囲１１が隣接するもの同士で互いに接するような間隔となるように設定したのでは、図４（ロ）にハッチングで示すように、上記プレートガーダ７の上下両端部で且つ隣接するアノード電極部材１０の取付位置の中間付近となる個所に、上記各アノード電極部材１０のいずれからも電気防食の効果が及ばずに、該プレートガーダ７の電位を不活性領域（防食電位）に到達させることができなくなる個所が部分的に生じる虞がある。
【００１１】
したがって、上記橋梁６の各プレートガーダ７の全体に亘る電気防食を図るためには、該プレートガーダ７の長手方向に、直流電源４に接続した上記定型サイズのアノード電極部材１０を、１つのアノード電極部材１０の取付位置を中心として円形に形成される電気防食効果が及ぶ有効範囲の直径よりも大幅に短い配列間隔で設ける必要が生じるため、各プレートガーダ７に設置すべきアノード電極部材１０の数が非常に多くなってしまうというのが実状である。
【００１２】
更に、上記各アノード電極部材１０は、それぞれの電位を個別に制御できるようにする必要があることから、たとえば、所要の電源４ａに接続して所定の直流電圧を出力できるようにしてある制御ユニット１２の正極（＋）側の接続チャンネル（ｃｈ１，ｃｈ２，ｃｈ３・・・）に、各アノード電極部材１０を個別に接続する必要があるが、１つの制御ユニット１２の正極側接続チャンネルの数には限界があるため、上記各プレートガーダ７に設置する多数のアノード電極部材１０を接続するためには、多数の制御ユニット１２が必要になってしまう。しかも、上記各制御ユニット１２の各正極側接続チャンネルと、上記プレートガーダ７の長手方向に配列して設ける多数のアノード電極部材１０とを個別に接続するためのリード線１３の数も非常に多くなるため、その配線が煩雑になるという問題もある。なお、１４は上記制御ユニット１２の負極（−）側の端子と、１つのプレートガーダ７の所要個所とを接続したリード線を示す。
【００１３】
そこで、本発明は、鋼構造物における一軸方向に長く延びる鋼材を全面に亘り効率よく電気防食でき、しかも、所要の電源に接続して所定の直流電圧を出力できるようにしてある制御ユニットの数や、該制御ユニットの正極側と上記鋼材に取り付けるアノード電極となる部材とを接続するためのリード線の数を低減させることができて、装置構成をシンプルなものとすることができる鋼構造物の電気防食装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、上記課題を解決するために、請求項１に対応して、鋼構造物の鋼材の表面に絶縁塗膜を設け、該絶縁塗膜の表面に、リード線付きの線電極を取り付けて、上記絶縁塗膜の表面に線電極を埋めるように導電性塗膜を設け、且つ上記線電極をアノード、鋼材をカソードとして該鋼材にリード線を接続し、上記線電極に接続したリード線と、上記鋼材に接続したリード線を、電圧供給手段に接続して、該電圧供給手段により上記線電極を介し通電する導電性塗膜と、上記鋼材との間に所要の電圧を印加できるようにした構成とする。
【００１５】
又、上記構成において、鋼材表面に設けた導電性塗膜に取り付ける線電極を、上記鋼材の腹板の中間位置に、該鋼材の長手方向に沿わせて配設するようにした構成とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の鋼構造物の電気防食装置によれば、以下の如き優れた効果を発揮する。  
（１）鋼構造物の鋼材の表面に絶縁塗膜を設け、該絶縁塗膜の表面に、リード線付きの線電極を取り付けて、上記絶縁塗膜の表面に線電極を埋めるように導電性塗膜を設け、且つ上記線電極をアノード、鋼材をカソードとして該鋼材にリード線を接続し、上記線電極に接続したリード線と、上記鋼材に接続したリード線を、電圧供給手段に接続して、該電圧供給手段により上記線電極を介し通電する導電性塗膜と、上記鋼材との間に所要の電圧を印加できるようにした構成としてあるので、上記線電極では、長手方向の全長に亘りほとんど電圧降下を生じることなく上記電圧供給手段より伝えられる電圧を導くことができるため、上記一軸方向に長い鋼材の表面に絶縁塗膜を介して設けてある導電性塗膜に対しては、上記線電極より上記鋼材の長手方向の全長に亘り均一な電圧を印加することができる。よって、上記一軸方向に長い鋼材に設けてある導電性塗膜内では、該鋼材の長手方向の全長に亘り上記線電極と接する個所より鋼材の長手方向と直交する方向へ電圧を伝えることで、上記鋼材の長手方向のいずれの個所に設けられている導電性塗膜であっても上記線電極からの伝送路の距離を短くすることができることから、上記導電性塗膜に、上記線電極より伝えられる電圧の電圧降下が過大になる個所が部分的に生じる虞を解消でき、このため、上記一軸方向に長い鋼材にて電位が不活性領域に達しなくなる個所が部分的に生じる虞を解消することが可能となる。したがって、上記一軸方向に長い鋼材全体の電位を不活性領域に保つことができて、該鋼材の発錆を効率よく、且つ確実に防止することができる。  
（２）更に、上記一軸方向に長い鋼材では、導電性塗膜に取り付けるアノード側電極として、その長手方向に延びる線電極を設けるのみでよいため、該線電極に所要の電圧を印加するための電圧供給手段の数を削減することができる。又、上記線電極と電圧供給手段とを接続するリード線の数を、上記線電極と同数とすることができるため、使用する線電極の数を従来に比して削減することができる。よって、装置構成をシンプルなものとすることが可能となる。  
（３）鋼材表面に設けた導電性塗膜に取り付ける線電極を、上記鋼材の腹板の中間位置に、該鋼材の長手方向に沿わせて配設するようにした構成とすることにより、上記導電性塗膜全体に亘り、線電極取付位置からの伝送路の長さ寸法を短くして線電極より伝えられる電圧の電圧降下を抑制するのに有利な構成とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面を参照して説明する。
【００１８】
図１（イ）（ロ）及び図２は本発明の鋼構造物の電気防食装置の実施の一形態として、一軸方向に長い鋼材を用いた鋼構造物としての橋梁の電気防食に適用する場合を示すもので、以下のようにしてある。
【００１９】
すなわち、図４（イ）（ロ）に示したと同様に、一軸方向に長い鋼材としての橋長方向に延びる左右一対のプレートガーダ（主桁）７の上側に床版８を設け、且つ上記各プレートガーダ７の腹板（ウェブ）７ａの橋幅方向内側面の所要個所同士を、左右橋幅方向に延びる鋼材としての連結部材９を介して連結してなる構成を有する橋梁６において、上記鋼材としての各プレートガーダ７及び各連結部材９の表面に、下塗りとなる絶縁塗膜２を設ける。上記各鋼材７，９の腹板７ａ，９ａの片面における上記絶縁塗膜２の表面の所要個所には、該各鋼材７，９の長手方向に延びる線電極としてのリード線１７，１９付きのステンレステープ１６，１８をそれぞれ取り付け、且つ上記各鋼材７，９の絶縁塗膜２の表面に、導電性塗膜３を、上記ステンレステープ１６，１８を塗り込めるようにして設ける。更に、上記各鋼材７，９ごとに、上記各ステンレステープ１６，１８に接続してあるリード線１７，１９の上記導電性塗膜３の外方へ導いた端部と、上記各鋼材７，９の所要個所に通電可能に一端部を接続したリード線１４の他端部とを、電圧供給手段としての所要の電源４ａに接続して所定の直流電圧を出力できるようにしてある制御ユニット１２ａの正極（＋）と負極（−）にそれぞれ接続して、該各制御ユニット１２ａより、上記各鋼材７，９と、対応するステンレステープ１６，１８をアノードとして通電させる上記導電性塗膜３との間に、所要の電圧、たとえば、３Ｖ程度の電圧を印加できるようにして電気防食装置１５を構成する。
【００２０】
なお、本明細書にて、一軸方向に長い鋼材とは、導電性塗膜３の有する電気抵抗に起因して、角型や短いバー形状の定型サイズのアノード電極部材を上記導電性塗膜３に取り付けた場合に、該定型サイズの１つのアノード電極部材の取付位置を中心として最大で半径数メートルの円形の領域として形成される電気防食の及ぶ有効範囲ではカバーしきれないような長さ寸法を有する鋼材を示すものとする。
【００２１】
詳述すると、上記各プレートガーダ７は、腹板７ａの橋幅方向外側の側面に設けた絶縁塗膜２の表面で、且つ該腹板７ａの上下方向の中間部と対応する位置に、プレートガーダ７の長手方向の全長に亘って延びるステンレステープ１６を取り付けるようにしてある。これにより、上記各ステンレステープ１６取付位置からそれぞれ対応する各プレートガーダ７の上端部と下端部までの距離、すなわち、上記各ステンレステープ１６より上記各プレートガーダ７の上端部と下端部まで導電性塗膜３を介して電圧を伝えるための伝送路の距離を、上記各プレートガーダ７の長手方向の全長に亘り均等にすることができるようにしてある。
【００２２】
又、上記各連結部材９は、腹板９ａの橋長方向の片側の側面（図１（イ）では手前側の側面として示してある）に設けた絶縁塗膜２の表面で、且つ該腹板９ａの上下方向中間部と対応する位置に、連結部材９の長手方向の全長に亘って延びるステンレステープ１８を取り付けるようにしてある。これにより、上記各ステンレステープ１８取付位置からそれぞれ対応する各連結部材９の上端部と下端部までの距離、すなわち、上記各ステンレステープ１８より上記各連結部材９の上端部と下端部まで導電性塗膜３を介して電圧を伝えるための伝送路の距離を、上記各連結部材９の長手方向の全長に亘り均等にすることができるようにしてある。
【００２３】
更に、上記各プレートガーダ７及び各連結部材９に設けた導電性塗膜３の表面には、図２に示すように、外観を向上させるための上塗りとして、化粧用塗膜５を設けてなる構成としてあるものとする。なお、図１（イ）（ロ）では、図示する便宜上、上記化粧用塗膜５の記載は省略してある。
【００２４】
その他の構成は図３、図４（イ）（ロ）に示したものと同様であり、同一のものには同一の符号が付してある。
【００２５】
以上の構成としてある電気防食装置１５を装備した橋梁６にて、上記所要の電源４ａに接続してある所定の制御ユニット１２ａを介して上記橋梁６の各プレートガーダ７と、その腹板７ａの上下方向中間部と対応する個所に設けてあるステンレステープ１６との間に３Ｖ程度の電圧を印加すると、該ステンレステープ１６では、長手方向の全長に亘りほとんど電圧降下を生じることなく上記電圧が伝えられるようになる。よって、上記各プレートガーダ７に設けてある導電性塗膜３に対しては、該導電性塗膜３における上記各プレートガーダ７の腹板７ａの上下方向中間部と対応する位置に、上記ステンレステープ１６より、プレートガーダ７の長手方向の全長に亘りほぼ均一な電圧が伝えられるようになる。
【００２６】
よって、上記プレートガーダ７に設けてある導電性塗膜３内では、プレートガーダ７の長手方向の全長に亘り上記ステンレステープ１６と接する個所より上下方向へ電圧が伝えられるようになるため、上記プレートガーダ７の上下両端部と対応する位置に設けてある導電性塗膜３であっても、上記ステンレステープ１６からの伝送路の距離が長くなることに起因して該ステンレステープ１６より伝えられる電圧の電圧降下が過大になる個所が部分的に生じる虞を解消できるため、上記プレートガーダ７の上下両端部に、電位が不活性領域（防食電位）に達しなくなる個所が部分的に生じる虞は解消されるようになる。
【００２７】
したがって、上記各プレートガーダ７全体の電位を不活性領域（防食電位）に保持することができるため、該各プレートガーダ７の発錆が効率よく、且つ確実に防止されるようになる。
【００２８】
又、上記所要の電源４ａに接続してある別の制御ユニット１２ａを介して上記橋梁６の各連結部材９と、その腹板９ａの上下方向中間部と対応する個所に設けてあるステンレステープ１８との間に３Ｖ程度の電圧を印加すると、該ステンレステープ１８では、長手方向の全長に亘りほとんど電圧降下を生じることなく上記電圧が伝えられるようになる。よって、上記各連結部材９に設けてある導電性塗膜３に対しては、該導電性塗膜３における上記各連結部材９の腹板９ａの上下方向中間部と対応する位置に、上記ステンレステープ１６より、連結部材９の長手方向の全長に亘りほぼ均一な電圧が伝えられるようになる。
【００２９】
よって、上記連結部材９に設けてある導電性塗膜３内では、連結部材９の長手方向の全長に亘り上記ステンレステープ１８と接する個所より上下方向へ電圧が伝えられるようになるため、上記連結部材９の上下両端部と対応する位置に設けてある導電性塗膜３であっても、上記ステンレステープ１８からの伝送路の距離が長くなることに起因して該ステンレステープ１８より伝えられる電圧の電圧降下が過大になる個所が部分的に生じる虞を解消できるため、上記連結部材９の上下両端部に、電位が不活性領域（防食電位）に達しなくなる個所が部分的に生じる虞は解消されるようになる。
【００３０】
したがって、上記各連結部材９全体の電位を不活性領域（防食電位）に保持することができるため、該各連結部材９の発錆が効率よく、且つ確実に防止されるようになる。
【００３１】
このように、本発明の鋼構造物の電気防食装置によれば、鋼構造物としての橋梁６を構成している鋼材である上記各プレートガーダ７や各連結部材９について、それぞれの鋼材全体の電位を効率よく不活性領域に保持させることができて、上記各プレートガーダ７や各連結部材９の電気防食を図ることができる。
【００３２】
しかも、各プレートガーダ７、及び、各連結部材９では、導電性塗膜３に接続するアノード電極部材として、その長手方向の全長に亘るステンレステープ１６を１本設けるのみでよいため、このステンレステープ１６，１８を、直流電源４に接続した個別の制御ユニット１２ａの正極（＋）側に接続するリード線１７，１９も１本ずつとすることができる。よって、図４（イ）（ロ）に示したような従来の定型サイズのアノード電極部材１０を用いて電気防食を図る場合に比して、上記各プレートガーダ７や各連結部材９に設置すべきアノード電極部材自体の数を大幅に低減させることができるため、該アノード電極部材を接続する制御ユニットの数や、該制御ユニットの正極側と上記各プレートガーダ７や各連結部材９に取り付けるアノード電極部材とを接続するためのリード線の数を大幅に低減させることができて、装置構成をシンプルなものとすることができると共に、上記リード線の配線を容易なものとすることができる。
【００３３】
なお、本発明は上記実施の形態のみに限定されるものではなく、上記実施の形態では、線電極としてステンレステープ１６，１８を用いるものについて示したが、電気防食を図るべき鋼材の長手方向に沿って延びるようにしてあれば、棒状や綱状等、テープ以外の形状としてもよい。又、線電極の材質は、線電極自体の腐食を抑制するという観点からするとステンレス製とすることが好ましいが、電気防食を図るべき鋼材の長手方向に電圧降下をあまり生じさせることなく通電できるような電気伝導率を備えていれば、銅やアルミニウム等、ステンレス以外の金属（合金）を用いるようにしてもよい。
【００３４】
一軸方向に延びる鋼材の長手方向と直交する方向の幅寸法が広い場合は、該鋼材の表面に絶縁塗膜２を介して設ける導電性塗膜３に対し、鋼材の長手方向の全長に亘って延びる線電極を、該鋼材の幅方向に所要間隔で複数本設けるようにしてもよい。
【００３５】
電圧供給手段は、鋼材と、その表面に絶縁塗膜２を介在させて設けた導電性塗膜３との間に、上記鋼材の電位を不活性領域に保持できるようにするための所要の直流電圧を印加できるようにしてあれば、いかなる形式の電圧供給手段を採用してもよい。
【００３６】
一軸方向に長い鋼材を構成要素として用いた鋼構造物であり、且つ上記一軸方向に長い鋼材の電気防食を所望する鋼構造物であれば、橋梁、水門以外のいかなる鋼構造物の電気防食に適用してもよい。
【００３７】
その他本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の鋼構造物の電気防食装置の実施の一形態として橋梁の鋼材の電気防食に適用した場合を示すもので、（イ）は橋梁の切断正面図、（ロ）は（イ）のＡ−Ａ方向矢視図である。
【図２】図１の電気防食装置を設けた鋼材の表面部分の該鋼材の長手方向に垂直な断面を拡大して示す図である。
【図３】従来提案されている電気防食装置を示す概要図である。
【図４】定型のアノードを用いた電気防食装置を橋梁の鋼材の電気防食に適用する場合に考えられる構成例を示すもので、（イ）は橋梁の切断正面図、（ロ）は（イ）のＢ−Ｂ方向矢視図である。
【符号の説明】
【００３９】
２  絶縁塗膜
３  導電性塗膜
４ａ  電源（電圧供給手段）
６  橋梁（鋼構造物）
７  プレートガーダ（鋼材）
７ａ  腹板
９  連結部材（鋼材）
９ａ  腹板
１２  制御ユニット（電圧供給手段）
１４  リード線
１６  ステンレステープ（線電極）
１７  リード線
１８  ステンレステープ（線電極）
１９  リード線
【図１】
2009287075.tif 000003
【図２】
2009287075.tif 000004
【図３】
2009287075.tif 000005
【図４】
2009287075.tif 000006