(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
パワー電源に接続されるアノードの本数及び構造物鋼体の防食皮膜処理を行うべき面積をもとにパワー電源から出力される電流値を決定し、電解液に没水させたアノードに前記パワー電源から出力される所定の電流を加えて電解液の電解によりＣａ２＋やＭｇ２＋といった陽イオンを析出させて構造物鋼体に防食皮膜を形成させ、防食皮膜を形成させる際に、アノードから防食皮膜処理を行う構造物鋼体へ流れる電流、参照電極と構造物鋼体間に加わる電位差、電解液の温度を計測することにより防食皮膜処理が良好に行われているか否かの監視を行なうことを特徴とする構造物の防食方法。
【請求項２】
パワー電源に接続されるアノードの本数及び構造物鋼体の防食皮膜処理を行うべき面積をもとにパワー電源から出力される電流値を決定し、電解液に没水させたアノードに前記パワー電源から出力される所定の電流を加えて電解液の電解により構造物鋼体に防食皮膜を形成させる第１のステップと、
防食皮膜処理を行う構造物鋼体よりもイオン化傾向の高い犠牲アノードを電解液に没水させて電解液の電解により構造物鋼体に防食皮膜を形成させる第２のステップとを経ると共に、
第１のステップにおいて防食皮膜を形成させる際には、アノードから防食皮膜処理を行う構造物鋼体へ流れる電流、参照電極と構造物鋼体間に加わる電位差、電解液の温度を計測することにより防食皮膜処理が良好に行われているか否かの監視を行ない、
第２のステップにおいて防食皮膜処理を行う際には、犠牲アノードから防食皮膜処理を行う構造物鋼体へ流れる電流、参照電極と構造物鋼体間に加わる電位差、電解液の温度を計測することにより防食皮膜処理が良好に行われているか否かの監視を行なうことを特徴とする構造物の防食方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、構造物の防食方法に関し、詳しくは、低電流定電圧方式により少い電力で広い面積の防食皮膜処理をできるようにした構造物の防食方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば船舶のバラストタンクは、内部に海水を注入するため厳しい腐食環境のもとに置かれており、構造部材に生じる損傷の多くが、その腐食、衰耗に起因している。
【０００３】
このため、バラストタンクの防食対策としては、図８に示すごとく、バラストタンクａのタンク内壁ｂに塗料を塗布して塗膜ｃを形成させることにより、タンク内壁ｂを塗膜ｃで覆って基本的な防食性を持たせると共に、何等かの理由で塗膜ｃに欠陥が生じた場合に塗膜ｃの欠陥部に海水が接触して腐食を生じることを防止するために、タンク内壁ｂに部分的に塗料の未塗布部ｄを形成し、該未塗布部ｄに亜鉛やアルミニューム片等のバックアップアノードｅを溶接固定し、鋼板製のタンク内壁ｂとバックアップアノードｅとの電位差を利用して塗膜ｃの欠陥部の腐食を防止している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述の従来手段では、作業員がバラストタンクａ内に入って人手により塗装作業を行うが、この場合、塗装を全体に均一に行うのは難しく、従って技術の一貫性を保持するのが困難であるうえ、塗膜ｃの品質の安定性が難しく、延いては事業化も困難であるという問題がある。
【０００５】
本発明は、上述の実情に鑑み、塗装作業を行う必要をなくして、技術の一貫性を保持し得るようにすると共に、構造物の表面に施された皮膜の品質が安定するようにし、しかも事業化をも可能ならしめた構造物の防食方法を提供することを目的としてなしたものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本方法に関する発明は、パワー電源に接続されるアノードの本数及び構造物鋼体の防食皮膜処理を行うべき面積をもとにパワー電源から出力される電流値を決定し、電解液に没水させたアノードに前記パワー電源から出力される所定の電流を加えて電解液の電解によりＣａ２＋やＭｇ２＋といった陽イオンを析出させて構造物鋼体に防食皮膜を形成させ、防食皮膜を形成させる際に、アノードから防食皮膜処理を行う構造物鋼体へ流れる電流、参照電極と構造物鋼体間に加わる電位差、電解液の温度を計測することにより防食皮膜処理が良好に行われているか否かの監視を行なうものである。
【０００７】
【０００８】
本方法に関する他の発明は、パワー電源に接続されるアノードの本数及び構造物鋼体の防食皮膜処理を行うべき面積をもとにパワー電源から出力される電流値を決定し、電解液に没水させたアノードに前記パワー電源から出力される所定の電流を加えて電解液の電解により構造物鋼体に防食皮膜を形成させる第１のステップと、
防食皮膜処理を行う構造物鋼体よりもイオン化傾向の高い犠牲アノードを電解液に没水させて電解液の電解により構造物鋼体に防食皮膜を形成させる第２のステップとを経ると共に、
第１のステップにおいて防食皮膜を形成させる際には、アノードから防食皮膜処理を行う構造物鋼体へ流れる電流、参照電極と構造物鋼体間に加わる電位差、電解液の温度を計測することにより防食皮膜処理が良好に行われているか否かの監視を行ない、
第２のステップにおいて防食皮膜を形成させる際には、犠牲アノードから防食皮膜処理を行う構造物鋼体へ流れる電流、参照電極と構造物鋼体間に加わる電位差、電解液の温度を計測することにより防食皮膜処理が良好に行われているか否かの監視を行なうものである。
【０００９】
【００１０】
【００１１】
【００１２】
本方法発明では、技術の一貫性を保持することができると共に構造物鋼体に施された防食皮膜の品質が安定し、しかも低電流定電圧方式により少い電力で広い面積を防食皮膜処理できるため事業化も容易である。
【００１３】
本方法の発明で第１のステップ、第２のステップに分けて防食皮膜処理を行う場合において構造物が船の場合には、第２のステップにおいては船を就航させながら防食皮膜を形成させることができる。
【００１４】
本方法発明では、防食皮膜を形成させる際に、アノード若しくは犠牲アノードから防食皮膜処理を行う構造物鋼体へ流れる電流、参照電極と構造物鋼体間に加わる電位差、電解液の温度を計測することにより防食皮膜処理が良好に行われているか否かの監視を行なっているため、良好な防皮膜を得ることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照しつつ説明する。
【００１６】
図１〜図７は本発明の実施の形態の一例で、図１〜図４は第１のステップの手段を示し、図５〜図７は第２のステップの手段を示している。
【００１７】
先ず、第１のステップの手段について図１〜図４により説明する。
【００１８】
図２中、１は船舶２に搭載された４４０Ｖの一次電源、３は一次電源１から供給された電力により作動するようにした制御装置、４は制御装置３と電気的に接続された複数の分岐ボックス、５は分岐ボックス４からの給電により船舶２のバラストタンク２ａ内を防食皮膜処理するためバラストタンク２ａ内に配置されたアノードである。
【００１９】
なお、分岐ボックス４は図２では２台示しているが、実際には６台あり、１台の分岐ボックス４に対しアノード５は６４本まで接続可能である。
【００２０】
図１に示すごとく、制御装置３内には、一次電源１（図２参照）からの電気を受電して２００Ｖと１００Ｖに変圧し、給電し得るようにした受電盤６、受電盤６からの１００Ｖの電気により作動し防食皮膜処理時の各種データを設定したり、計測された各種データを取込むためのパソコン７、受電盤６からの２００Ｖの電力により作動すると共にパソコン７と電気的に接続された制御盤８、制御盤８からの指令により作動し、制御盤８、分岐ボックス４を介しアノード５へ給電を行うための定電流動作を行う複数のパワー電源９を備えている。なお、図１ではパワー電源９は２台図示しているが実際は６台であり、分岐ボックス４の個数に１対１で対応している。
【００２１】
又、図１中、１０は海水の入っているバラストタンク２ａ（図２参照）内に収納されてアノード５からタンク鋼板１１（図３参照）へ流れる電流を計測するための電流検出器、バラストタンク２ａ内に収納された海水の温度を検出する温度検出器等のデータ検出器、５ａはバラストタンク２ａ内に収納されてタンク鋼板１１との間の電位差を計測するための参照電極である。
【００２２】
次に、図１、２の装置を使用して図２に示す船舶２のバラストタンク２ａ内に防食皮膜処理を行う第１のステップの方法について図３、４をも参照しつつ説明する。
【００２３】
図３に示すように、バラストタンク２ａの構造部材であるタンク鋼板１１には、船舶２の建造期間中の腐食を防止するためにショッププライマ１２が塗布されている。このショッププライマ１２は、組立段階のタンク鋼板１１の切断、溶接等で欠損すると共に長期間の暴露によって一部に錆が発生する。
【００２４】
そこで、船体の組立が終了し、進水後の艤装工事期間中に、バラストタンク２ａ内に海水を入れ、図１のパワー電源９から所定の強さの電流を与えることにより、アノード５からの電流１３を発生させ、海水の電解によりショッププライマ１２の欠損部及び発錆部に防食皮膜１４を生成、付着させる作業を行うことになる。
【００２５】
すなわち、一次電源１から受電盤６を介してパソコン７及び制御盤８へ所定の電圧の給電を行い、先ずパソコン７を立上げ、防食皮膜処理に必要な各種のデータをパソコン７に設定する。設定するデータは、例えば次のような項目である。
ｉ．蓄積データを保存するファイル名
ｉｉ．パワー電源９ごとのアノード５接続本数
ｉｉｉ．図４に示すブロックごとのコーティング面積（ｍ２）
ｉｖ．パワー電源９の所属するブロックのＮｏ．
ｖ．運転時間（ｍｉｎ．）
ｖｉ電位差測定ポイント（最大３点）
ｖｉｉ．電流測定ポイント（最大３点）
ｖｉｉｉ．温度測定ポイント（最大４点）
【００２６】
斯かるｉ．〜ｖｉｉｉに示す事項をパソコン７に入力して運転を開始するとパソコン７では、１台当りのパワー電源９に接続されるアノード５の本数及び防食皮膜処理を行うべきタンク鋼板１１の面積から、パワー電源９の１台当りの電流出力設定値（電流量）が［数１］により計算され、該電流出力設定値は制御盤８を介してパワー電源９に与えられる。
【００２７】
【数１】
Ｉ＝ＩＴ／６＝ＣＴ×（Ｓ／ｔ）×（１／６）
【００２８】
ただし、［数１］が成立するのは、アノード本数をＭとすると、Ｍ≧ＩＴ／５の場合であり、又Ｉはパワー電源９の１台当りの電流量（Ａ）、ＩＴはトータル電流量（Ａ）、ＣＴはトータル通電量（Ａ・ｄａｙ／ｍ２）、Ｓはコーティング面積（ｍ２）、ｔは通電時間（ｄａｙ）である。
【００２９】
而して、パワー電源９は、制御盤８からの電流出力設定値の指令に沿った定電流動作を行い、所定の出力電圧、電流値が制御盤８に返送され、制御盤８からの電流は分岐ボックス４を介してアノード５へ与えられる。このためアノード５からはカソードとして機能するタンク鋼板１１に向い図３に示すごとく電流１３が流れ、而して、海水からＣａ２＋やＭｇ２＋等の陽イオンが析出してタンク鋼板１１のショッププライマ１２のない部分に付着し、防食皮膜１４が形成される。
【００３０】
一方、データ検出器１０で検出された、電流、バラストタンク２ａ内に収納されている海水の温度等の各種データ及び参照電極５ａにより計測されたタンク鋼板１１との間の電位差は、分岐ボックス４から制御盤８を通りパソコン７へ与えられ、フロッピーディスク等にデータとして蓄積される。これらのデータは、防食皮膜処理が良好に行われているか否かの監視資料として用いられると共に他の場所を防食皮膜処理する際の資料として使用される。又、プリンタを設けておくことによりこれらのデータは、適宜、表或いはグラフとしてプリントアウトしても良い。
【００３１】
更に、パワー電源９からの出力電圧、電流値も制御盤８からパソコン７へ与えられ、フロッピーディスク等にデータとして蓄積されるが、このデータは、アノード５の亜鉛（Ｚｎ）の積算消費量の算出に用いられる。
【００３２】
Ｚｎ積算消費量の計算は［数２］により行われる。
【００３３】
【数２】
Ｚｎ積算消費量（ｇ／ｍ２）
＝［１．２２（ｇ／Ａ・ｈｒ）×電流値（Ａ）×時間（ｈｒ）］／防食皮膜処理を行う該当ブロックの面積（ｍ２）
【００３４】
なお、［数２］で１．２２はシステム定数、電流値は、所定のブロック（図４参照）内のパワー電源９の出力電流値の総和、時間は防食皮膜処理を行っている経過時間である。
【００３５】
積算されたＺｎ積算消費量もパソコン７のフロッピーディスクに取込まれる。
【００３６】
当初に設定した時間が経過すると、パワー電源９からのアノード５への出力電圧、電流の供給、延いては防食皮膜処理が終了する。
【００３７】
上述のようにパワー電源９から所定の出力電圧、電流値をアノード５へ供給して防食皮膜処理することで、低電圧定電流方式により防食皮膜処理を行うことができ、船の就航時には、バラストタンク２ａ内面は、防食皮膜１４とショッププライマ１２により無保護表面がない状態になる。
【００３８】
又、低電圧定電流方式とすることにより、パワートランスが不要となるためパワー電源９の小型化（０〜１５Ｖ，２００Ａ）が可能となり、少い電力で広い面積を防食皮膜処理することができ、従って事業化も容易に行うことができる。
【００３９】
なお、パワー電源を低電圧定電流方式としないと、パワートランスが必要となるため、パワー電源が大型化し、しかも、数１０００アンペアの電流を必要とするため、電圧を高くしなければならず、変電所が必要となる、等の問題がある。
【００４０】
次に第２のステップの手段について図５〜図７により説明する。
【００４１】
図５中、１５は船内の電源により立上げられるようにしたパソコン、１６はパソコン１５と電気的に接続された制御盤、１７は制御盤１６と電気的に接続された分岐ボックス、１８は、海水の入っているバラストタンク内に収納されて犠牲アノード１９からタンク鋼板１１へ流れる電流を計測するための電流検出器、バラストタンク内に収納された海水の温度を検出する温度検出器等のデータ検出器、１９ａはバラストタンク内に収納されてタンク鋼板との間の電位差を計測するための参照電極である。又、犠牲アノード１９及び参照電極１９ａはバラストタンク内に配置、固定されている。
【００４２】
次に、疑性アノード１９を使用して図６に示す船舶２のバラストタンク２ａ内に防食皮膜処理を行う第２のステップの方法について説明する。
【００４３】
バラストタンク２ａのタンク鋼板１１は厳しい腐食環境に晒されているため、タンク鋼板１１に塗布されているショッププライマは時間の経過と共に徐々に失われて行くが、タンク鋼板１１のショッププライマが失われた箇所には、本実施の形態の第２ステップの方法を適用する。
【００４４】
すなわち、先ず、パソコン１５を立上げ、防食皮膜処理を行う際に必要な各種のデータをパソコン１５に設定する。設定するデータは、例えば次のような項目である。
ｉ．蓄積データを保存するファイル名
ｉｉ．電位測定ポイントの名称
ｉｉｉ．電流測定ポイントの名称
ｉｖ．電流測定点の所属ブロック
ｖ．ブロックごとのコーティング面積（ｍ２）
ｖｉ温度測定ポイント名
ｖｉｉ．運転時間
【００４５】
第２のステップは亜鉛製等の犠牲アノード１９を使用しているため、犠牲アノード１９とタンク鋼板１１との間のイオン化傾向の違いにより、犠牲アノード１９からタンク鋼板１１に向って電流２０が流れ、バラストタンク２ａ内に収納されている海水からＣａ２＋やＭｇ２＋等の陽イオンが析出し、バラストタンク２ａを構成するタンク鋼板１１に付着し、防食皮膜１４が形成される。
【００４６】
而して、測定スタート指示により、データ検出器１８からは、電流、温度等の各種のデータが分岐ボックス１７、制御盤１６を介してパソコン１５に取込まれ、フロッピーディスクにデータとして蓄積され、又参照電極１９ａからの電位差も各種データと同様にしてパソコン１５に取込まれ、フロッピーディスクにデータとして蓄積される。これらのデータは、第１のステップの場合と同様、防食皮膜処理が良好に行われているか否かの監視資料として用いられると共に、他の場所を防食皮膜処理する際の資料として使用される。なお、運転時間と測定時間は等しいと考え、皮膜の形成状態が安定する時間を目安として運転を行う。
【００４７】
又、蓄積されたデータからは、Ｚｎ積算消費量が［数２］により求められ、パソコン１５のフロッピーディスクに蓄積される。ただし、第２のステップの場合、［数２］中の電流値は、該当ブロック内の流電陽極電流の総和である。
【００４８】
第２のステップの方法により、ショッププライマの失われた箇所の防食皮膜処理はもとより、初期皮膜も補強される。
【００４９】
又、第２のステップでは、疑性アノード１９を用いているため、本船就航後においても、バラストタンク２ａ内に海水を貯留することにより、防食皮膜処理を行うことができる。
【００５０】
本発明の実施の形態例によれば、電解を利用してタンク鋼板１１に防食皮膜１４を形成させるようにしており、塗装を行う必要がないため技術の一貫性を保持することができ、且つ形成された防食皮膜の品質も安定し、容易に事業化が可能である。
【００５１】
又、本実施の形態例によれば、第１のステップではパワー電源９からアノード５へ給電を行って防食皮膜１４を形成させ、第２のステップでは簡単な装置となる疑性アノード１９を用いて防食皮膜１４を形成させている。このため、船の就航までは迅速に防食皮膜処理を行うことができ、船の就航後には、船を航行させながら、時間をかけてゆっくりと防食皮膜処理を行うことができる。
【００５２】
なお、本実施の形態に用いるアノードや犠牲アノードとして亜鉛製のものを用いる場合について説明したが、アルミ製のものを用いるようにしても実施できること、船舶に限らず、水内、橋架、海洋構造物、ダム等にも適用できること、電解液は海水の他に硬水等を使用することもできること、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々変更を加え得ること、等は勿論である。
【００５３】
【発明の効果】
本発明の構造物の防食方法によれば、請求項１、２の何れにおいても、技術の一貫性を保持することができると共に構造物に施された防食皮膜の品質が安定し、しかも低電圧定電流方式により少い電力で広い面積を防食皮膜処理できるため事業化も容易であり、又、防食皮膜処理時に得られた種々のデータから防食皮膜が良好に形成されているかどうかの監視をも行うことができるため、良好な防皮膜を得ることができ、請求項２の場合は、構造物が船の場合は、第２のステップにおいては、船を就航させながら防食皮膜を形成させることができる、等種々の優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の構造物の防食方法において、第１のステップに用いる装置の概略ブロック図である。
【図２】  本発明の防食方法に適用する装置を船舶に搭載して防食皮膜処理を行う概要側面図である。
【図３】  図１に示す装置により防食皮膜処理を行う際の原理を説明するための側面図である。
【図４】  図１の装置におけるパワー電源とアノードをブロック化した一例を示す概念図である。
【図５】  本発明の構造物の防食方法において、第２のステップに用いる装置の概略ブロック図である。
【図６】  図５に示す装置を船舶に搭載して防食皮膜処理を行う概要側面図である。
【図７】  図５に示す装置により防食皮膜処理を行う際の原理を説明するための側面図である。
【図８】  従来例を説明するためのタンク鋼板の部分的側断面図である。
【符号の説明】
５ アノード
５ａ，１９ａ 参照電極
７ パソコン（制御データ設定監視装置）
８ 制御盤
９ パワー電源
１０，１８ データ検出器
１１ タンク鋼板（構造物鋼体）
１４ 防食皮膜
１９ 犠牲アノード
【図１】
0003799679.tif 000002
【図２】
0003799679.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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