さび

第 134 号

平成 13 年目

1号

次

年頭ご挨拶‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥日本防蝕工業株式会社 社長 高橋 道也
日本防蝕工業株式会社
海水中におけるステンレス鋼の電気防食に及ぼす微生物の影響‥‥‥‥技術研究所 比嘉昌弘
須藤 光
技術総轄部 阿部三之日本防蝕工業株式会社
氷海域に適した電気防食用 Al 合金流電陽極‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 技術研究所 飯田知宏
田村祐一

3

4

8

日本防蝕工業株式会社
コンクリート用腐食センサの開発‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥新規事業開発部 山本 悟 12

平 成 1 3 年 1 月 1 日 発 行
発行所・日本防蝕工業株式会社「さび」編集室（非売品）

三 菱 商 事 株 式 会 社
東 京 都 千 代 田 区 丸 の 内 二 丁 目 6番3号
電 話 東 京 03 (3210) 2 1 2 1 番（郵便番号 1 0 0−8 0 8 6）
URL http://www.mitsubishi.co.jp/

三菱マテリアル株式会社
東 京 都 千 代 田 区 大 手 町 一 丁 目 5番1号
大 手 町 フ ァ ー ス ト ス ク エ ア
電 話 東 京 03 (5252) 5 2 0 0（郵便番号 1 0 0−8 1 1 7）
URL http://www.mmc.co.jp/

日本防蝕工業株式会社
東京都大田区南蒲田一丁目 21 番 12 号
電 話 東 京 03 (3737) 8 4 0 0
F A X 東 京 03 (3737) 8 4 7 9（郵便番号 1 4 4−8 5 5 5）
URL http://www.nitibo.co.jp/

昭和ビル

年頭ご挨拶

明けましておめでとうございます。
新世紀幕開のお正月を皆様方には夫々に例年にないフレッシュな気持ちでお迎えになったことと心からお慶び申し上げます。
さて、昨年の国内経済は、ＩＴ関連企業の伸びに加え、米国、アジア向の輸出が好調であったことから、９月中間期(上期)では、前年同期比で売上高４％増、純利益は 2.2 倍と好調でありました。
反面下期は米国景気の減速や国内の設備投資の頭打ちなどの懸念材料があり、上期に比べ増益ペー
スの鈍化が予想されています。一方、電気防食業
界に関しては、公共事業の抑制、顧客業界の競争力強化の為の工事費抑制等が重なり、需要減少の動きは未だ底を見ることができない一年間であったと言えましょう。
この様な状況の下、当社業績も大幅な売上減を余儀なくされたものの、一昨年来継続中の社員一丸となった原価削減努力と関係各位の御支援により、前７８期（'99/10〜'00/9）においても黒字決算を得ることができましたことは、偏に日頃当社を御愛顧頂いております皆様のお陰であり、厚く御礼申し上げます。
技術面の最近の動向と致しましては、先ず第一に、念願の ISO9001 の認証取得が挙げられましょう。これは一昨年 11 月の 9002 認証取得に引続き、約一年間取組んで参りましたが、昨年 12 月に最終審査会に画られ、本年１月中に認証を得られる予定です。今後も更に会社綜合力の充実とレベルアップを計り、今迄以上に「日本防蝕にまかせて良かった」と評価していただける仕事を目指します。
また、この処の傾向として、新規大型施設の防食工事主体から、既設施設の防食、補修へと仕事の性格が変り始めていると言えましょう。
これは、
港湾鋼構造物に限らず、埋設管、道路橋、鉄道、
鉄筋コンクリート構造物、下水道等、広い分野で既設施設の延命策強化のニーズが高まって来ていることによります。当社としても、これに積極的に対応、すなわち、迅速な腐食及び劣化の診断による健全度の評価に基づいた具体策を提案し、実行していく所存です。
当社は永年の経験を基に「コロージョンハンタ
ー」を始めとする劣化調査用の各種専用機器を開平成 13 年元旦

日本防蝕工業株式会社
代表取締役社長 高 橋 道 也

発しております。更に、同業者を始め、各業界と共同で各種防食補修工法の研究に取組み、実用に供しております。
次に当社の新規事業の展開状況ですが、農業集落排水脱臭装置の「メカセラ」は既に約 100 ヶ所に採用され好評を得ております。脱臭効果に併せて残査分の減少効果も期待され、今後はご採用いただいた各所のデータの解析を基に効果のグレー
ドアップを目指しております。「セサイルガード」
は、食品衛生上未処理海水による魚貝類の洗浄が規制される方向にある中、装置の手軽さと殺菌除去性能への評価が高まっております。更に昨年本誌にて御紹介致しました地下構造物向の鋼材の電解処理技術の実用化推進に加え、オイルタンク及び配管の防食から巾を広げた植物系洗剤によるタ
ンククリーニング工法や加熱配管用の断熱塗装工法を新たなコストダウン手法として御提案をさせて戴いている処です。
今年 2001年は新たな世紀の初頭でありますが、
２０世紀中の技術進歩の目覚しさをもっても、計り知れない大変革を予感させられるのは、皆様も同じだと思います。近年のＩＴ技術に代表される
様にハード、ソフト共にその中味はもとよりスピードの速さは、ドッグイヤーから最近ではラット
イヤーでも表現がにぶいと言われる程です。私共の担当しております電気防食技術に関しても、常に現状を打破する進歩、改善を求められ続けておりますが、新規事業と併せ、世の中の変化に置去りにされる事のない様、精一杯の努力を続ける覚悟であります。皆様方の一層のご支援をお願い致します。

海水中におけるステンレス鋼の電気防食に及ぼす微生物の影響
日本防蝕工業株式会社 技術研究所 比 嘉 昌 弘
須 藤光

技術総轄部 阿 部 三 之１．はじめに
海水中においてステンレス鋼を使用する場合、そのため、これらの腐食を防止するために電気防食法を適用するケースが多くなっています。しかし、近年、海水中においてステンレス鋼を電気防食した際に、防食電流密度（以後、電流密度と称す）
が異常に増加する現象が度々発生しています。

防食電流密度（mA/m2）

孔食や隙間腐食などの局部腐食が問題となります。

600
500
400
300
200 設計電流密度2（200mA/m ）その一例としてＡ発電所におけるステンレス鋼製

100

施設に対する電流密度の経時変化を図１に示します。長期的にみれば電流密度は低下する傾向がみ

0

られますが、全体に電流密度が設計値（200mA/m 2）よりも高くなっています。このような現象は私たちが今まで経験したことがないことであり、色々調査を行いましたが、原因を断定するには至っていません。
現在、私たちは次に示す電流密度増加現象が起こる場所の特徴から、原因として微生物による影響を考えています。
【特徴】
Ⅰ.軽度の汚染の海域で発生する。
Ⅱ.清浄海水や汚染のひどい場所では発生しない。
Ⅲ.夏場に電流密度が増加する。
Ⅳ.自然電位の貴化現象が起こる。
【上記特徴に対する推定原因】
Ⅰ.微生物にとっての栄養源が豊富であり溶存酸素もある。
Ⅱ.清浄海水：微生物の栄養源が乏しい。

防 食 対 象 ：SUS316L
設 定 電 位 ：- 900 mV(Ag･AgCl)
設計電流密度 ： 200 mA/m 2
流
速 ： 2 m/s

700

Jan Apr Jul Oct Jan Apr Jul Oct Jan Apr Jul Oct Jan Apr Jul Oct Jan Apr

測定日

図１ 実機における防食電流密度変化
２．MIC とは
微 生 物 に よ る 金 属 腐 食 へ の 影 響 は 、 MIC（Microbially Influenced Corrosion）といわれ、近年ステンレス鋼メーカーやプラントメーカー、
水処理メーカー等により研究がさかんに行われています。それによると、MIC のメカニズムは、次のように考えられています（１）。
・海水中で好気性の細菌が金属表面に付着して繁殖すると、海水中に含まれている栄養分を酵
素により分解し、過酸化水素を放出する（次式）。
C6H12O6 ＋ O2 酸化酵素（ｵｷｼﾀﾞｰｾﾞ）
C6H10O6＋ H2O2（過酸化水素）

汚染海水：栄養源は豊富だが酸欠状態である。

・過酸化水素の酸化力により、ステンレス鋼の不動態皮膜が過不動態となり、通常−200mV 程

Ⅲ.海水温度の上昇に伴って微生物が活発化する。
Ⅳ.近年、微生物による腐食（MIC）の研究がさか

度の自然電位が＋200mV 以上に貴化し、不動態の欠陥部に孔食やすきま腐食を発生する。

んに行われており、それによると微生物により自然電位が貴化する。

・微生物による腐食は、通常の腐食に比べて非常に激しく、数ヶ月で数 mm 厚のステンレス配管が貫通することもある。

Pt-Ti or
Pt-Ti＋電解用電極

PVC パイプ

SUS316L

絶縁被覆

50

50 50

1

2

3

50 50 50
26 27 28 294照合電極
図２ 二重管試験装置
３．試験方法討しました。

試験は防食電流密度の増加現象が発生している

３−２．定電位設定試験

発電所の取水口で行いました。海水は取水口より供試体として SUS316L（面積 10cm2）の板を用ポンプアップし、常に新しい海水を流速 2m/s でい、流速 2m/s の無処理海水中で電位を−600mV供給しました。

と−900mV に定電位設定した際の電流密度の経試験は、1999 年 4 月 19 日〜2000 年 2 月 23 日

時変化について調べました。

の約 10 ヶ月間行いました。
４．試験結果３−１．微生物の影響確認試験供試体として SUS316L 管（20A×2000mm）を

４−１．微生物の影響確認試験
二重管装置を用いた試験において海水電解塩素用い、試験装置は当社の花田が開発した二重管装処理により殺菌した海水を通水した場合（以降、置を使用しました。
図２に二重管装置を示します。
本装置は、試験用の内管と絶縁製の外筒から構成

塩素処理と称す）と、無処理の海水を通水した場
合（以後、無処理と称す）の、−900mV におけされ、内管と外管の間に試験水を流す構造となっています。本装置は片端から電流を流入させるこる電流密度の経時変化を図３に示します。
試験開始から 15 日目までは塩素処理を行ったとにより、試験用の管外面に防食状態から腐食状方が大きな電流密度を示していましたが、15〜40

態までを連続して再現することができます。外筒には等間隔（50mm）に照合電極が設置されてお日の間に、塩素処理において電流密度が減少し、無処理において電流密度が急激に増加し逆転しまり、これにより管軸方向に対する試験管の電位変化を測定できるようになっています。この測定結した。以降、試験終了まで塩素処理の方が無処理よりも小さな電流密度を示していました。その値

果から計算により各部位に流入した電流を求めることとができ、さらに、経時的な分極曲線を求めは、無処理の 16〜66％の電流密度でした。

今回は、照合電極 No.2 の電位が−1000mV（海水銀塩化銀電極基準、以下省略）となるようにポ

1.2

テンショスタットを用いて制御し、試験水として電解塩素処理海水を通水した場合と、無処理の海水を通水した場合について試験を行いました。塩素処理は計算上、
残留塩素濃度が 0.26ppm となるように行いました（実際測定すると 0.06ppm でした）。なお、結果では二重管装置によって求めた分極曲線から−900mV における電流密度の経時変防食電流密度（
A/㎡）

1.4

無処理
塩素処理

閉塞によりデータ削除

ることができます（２）。

1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0.0
4/1

6/1

8/1

10/1

12/1

2/1

試験期間

化を求め、それにより塩素処理の影響について検図３
化電解塩素処理の有無による電流変ここで、塩素が直接、電流密度に影響を及ぼす

４−２． 定電位設定試験

ことが懸念されます。そこで、室内試験において−600mV、−900mV に定電位設定した際の電流

塩素濃度を変えてカソード分極特性試験を行いま密度の経時変化を図５に示します。いずれの設定した。その結果を図４に示します。図４より、今電位においても電流密度は試験開始初期の段階に回試験を行った濃度範囲では、塩素は電流密度に減少傾向がみられますが、その後、−600mV で影響を及ぼさないことがわかります。従って、電は 100mA/m 2 前後であった電流密度が、20〜70

解塩素処理を行うことは、殺菌効果による電流密日（5 月上旬〜7 月）にかけて 750 mA/m2 まで急度への影響を知ることができると考えられます。

激に増加しており、また、−900mV では減少傾

よって、今回の試験結果は殺菌によって電流密度向にあった電流密度が 20 日（5 月 10 日）以降、を低く維持することが可能であることを示してい

500mA/m2 前後の値を維持しています。このようます。つまり、電流密度の増加に対し、微生物がにいずれの設定電位おいても非常に高い電流密度

関与していることを示唆するものと考えられます。 を示しています。
試験終了後（約 10 ヶ月後）に供試体を引き抜い

特に−600mV においては比較的小さい電流密てみると、無処理において、ヘドロ状や糸状の物

度を維持した後に、増加するという独特の傾向を質を主体とする厚みのある生物皮膜が全面に形成示しており、このような傾向は図３の無処理におされており、フジツボなどの付着も確認されました。また、電位を−1000mV に設定した位置（照いても確認できます。この傾向は微生物が原因であると考えられているステンレス鋼の自然電位貴合電極 No.2 の位置）から約 25cm の範囲（測定化現象とよく類似していることから次のように考

電位−1000〜−300mV）において、生物皮膜の下に若干の電解被覆（エレクトロコーティング）

えています。
試験開始初期の段階は、海水中から無機物や有が確認されました。一方、塩素処理においては、
生物皮膜の付着は全くみられず、塩素殺菌が効い

機物が供試体表面に付着するため電流密度は減少
するが、その後、供試体表面に付着した微生物のていたことが確認できました。
なお、今回、８〜９月のデータは配管内への生増殖に伴い、その影響を受けることにより電流密度が増加する。

物付着により、管内の流速が激しく変化したので次に設定電位で比較すると、図５から−600mV

結果より削除しました。

の電流密度は、試験開始当初、−900mV より小さい値を示していましたが、電流密度の増加傾向が現れ出した 5 月中旬以降は−900mV より大きい値を示していました。

3.02

防食電流密度（A/m ）電位（V vs.SCE)

-200
-400
-600
-800

試 験 片 ：SUS304
液
温 ：20℃
電位掃引速度 ：20mV/min

-1000
0.1

1

閉塞によりデータ削除

0ppm
0.18ppm
0.86ppm
5.00ppm

0

1.4
1.2
1.0
0.8
0.6
0.4

‑600mV‑900mV

0.2

10

100

1000

0.0
4/1

6/1

8/1

10/1

12/1

2/1

電流密度（mA/m )試験期間

図４ 各種塩素濃度でのカソード分極特性

図５ 定電位設定時の電流密度変化2ここで、試験終了直前（2000 年 2 月 22 日、約

５．まとめ

10 ヶ月後）に実施した通電停止後の電位（OFF

海水中においてステンレス鋼を電気防食した際電位）変化の結果を図６に示します。

にみられる防食電流密度増加現象に対して、微生−900mV では、電位が徐々に復極しているのに物の影響を考慮して試験を行った結果、次のよう対し、−600mV については、通電停止後、直ち

なことがわかりました。

に電位は貴化し、プラスの値を示しています。このように−600mV では、10 ヶ月間通電していた

1）電気防食の防食電流密度が数ヶ月後から異常のにも関わらず、OFF 電位が貴化していることがに増加する原因は微生物によるものであり、わかります。微生物には自然電位を貴化させる影

海水電解塩素処理による殺菌を行うことで電響が知られていることから、OFF 電位が貴化した

流密度を小さく維持することができます。

原因は微生物の影響によるものだと考えています。
この結果は、−900mV よりも−600mV の方が2）電気防食装置の設定電位が−600mV の方が−微生物による影響を強く受けることを示唆するも900mV より多くの電流密度が必要でした。このと考えられます。

れは−600mVの方が微生物の生息に適してい

試験後の表面観察では、−600mV、−900mV とるためと推定されます。− 900mV では表面のもに、糸状の物質を主体とする生物皮膜の付着が確認されました。また、水洗後の観察では、いず

アルカリ性が強くなり、微生物の影響が小さくなるためと考えられます。

れも部分的に電解被覆の形成が見られましたが、それはわずかであり防食性を有するにはほど遠いものでした。さらに、酸洗後の腐食調査ではいず

3）設定電位−600mV については、OFF 電位の貴化現象がみられました。

れも研磨跡が確認できるほど健全であり、腐食は認められませんでした。

今回の試験からは、ステンレス鋼の防食電流密度が増加する作用機構については不明ですが、上述の結果は、いずれも防食電流密度の増加現象に

通電停止

対して微生物が関与していることを示唆するもの

200
電位（mV vs. Ag/AgCl）と考えられます。
0
-200

参考文献

-400

（１） 天谷尚、幸英昭：日本金属学会誌，58［7］-600

775-781（1994）（２） 花田政明：配管と装置，12［４］22-27-600mV-900mV-800（1972）

-1000
0

20

40

60
80
時間（
min）

100

図６ 通電停止後の電位変化（約 10 ヶ月間通電後に実施）

120

氷海域に適した電気防食用 Al 合金陽極
日本防蝕工業株式会社
技術研究所 飯 田 知 宏
田 村 祐 一１．はじめにとにより算出しました。

近年、石油・天然ガス開発は北海やサハリンといった氷海域まで及んできています。海上に設置

2.2 アノード分極曲線測定

される石油掘削・生産用鋼構造物および海底に設供試陽極は現用陽極および氷海用陽極Ｂの２種類置される送油管の電気防食には Al 合金流電陽極を用いました。形状は 15φの丸棒で、試験面は#240が用いられていますが、常温海水中では優れた陽エメリー紙による研磨面１c ㎡として、試験面以極性能を示す市販陽極を低温海水中に適用した時、 外は塩化ゴム系塗料により絶縁被覆を施しました。
性能が低下する場合があることが知られています
1)。筆者の一人は以前、氷海域にて使用可能な Al2)試験溶液は流電陽極試験と同様に人工海水を用い、温度は 25 および０℃としました。

合金流電陽極を開発しました が、使用 Al 地金が高純度であったため、コストパフォーマンスが劣試験装置は容量 1L のガラスビーカーに人工海
水を 1L 満たし、供試陽極を中央に、線状陰極をりました。そこでこの度、汎用 Al 地金を用いてビーカー内壁に沿って配置し、低温恒温槽中に設

氷海域向けの Al 合金流電陽極を求めて種々の合金を溶製し、
０℃海水中で性能評価を行った結果、置しました。陽極の自然電位が安定した後、自動分極装置を用い、電位掃引速度 20mV/min で自然

高性能合 金を見出しました。本報では、開発合金の各種流電陽極試験結果について報告します。

電位からアノード分極させました。

２．試験項目

2.3 ガルバニックカップル試験
一般に、流電陽極試験は定電流を強制通電して2.1 流電陽極試験

行う試験法が主流で、これは品質管理試験や簡易

試験方法は腐食防食協会規格の流電陽極試験法(JSCE S-9301)3)に準拠しました。

に陽極性能を判定する試験として用いられていますが、実際に陽極が使用される状況とは異なりま

供試陽極は当社現用陽極、氷海域向けの開発合金である氷海用陽極ＡおよびＢとしました。ただす。よって、実用に則した使用条件で陽極性能を調べるために、０℃人工海水中で陽極(Al 合金流し、氷海用陽極Ａは高純度 Al 地金を使用した既

電 陽 極 )と 陰極(Fe)の面積比を１：40(=10ｃ㎡：

2)

報 の開発合金を、実用 Al 地金仕様に改良したもの、氷海用陽極Ｂは新たに開発したＢ(ホウ素)含400ｃ㎡)として両者を接触させました。供試陽極
は氷海用陽極ＡおよびＢの２種類で、各々２本ず

有合金 4)です。形状は 15φ×65 ㎜の丸棒で、試験面は側面 20ｃ㎡の鋳肌面として、試験面以外はつ行いました。日常測定として、陽極電位測定と無抵抗電流計によるガルバニックカップル電流の塩化ゴム系塗料にて絶縁被覆を施しました。
試験溶液は人工海水(ASTM D1141-90)とし、温測定を行いました。なお、試験期間は 60 日間で、試験開始から 30 日後に試験溶液の交換を行いま度は０℃としました。ただし、温度の影響を調べした。

る場合には、それ以外に 25、20、15、10、５および−2.8℃についても行いました。試験期間中の３．結果および考察

pH 調整や液の更新は行いませんでした。
陽極電位測定は、照合電極(飽和カロメル電極、

3.1 流電陽極試験
3.1.1 開発合金の陽極性能SCE)と高入力抵抗電圧計を用いて行い、最終陽極

現用陽極、氷海用陽極ＡおよびＢの陽極性能を表１に電位を代表値としました。有効電気量は銅電量計から求めた電気量を供試陽極の質量減で除するこ示します。現用陽極は25℃では卑な陽極電位と高い有効電気量を示し、全面溶解しましたが、０℃では陽極電位の貴化に伴い有効電気量も低下しました。０℃海水中10℃では卑化し得ないものが２本(−927 およびで現用陽極は写真１のように孔食溶解(内部では粒界−928mV)出現しましたが、卑化した１本も−腐食)を示しました。これに対して、氷海用陽極は共に1100mV に達したのは 96 時間後でした。また、

卑な陽極電位と高い有効電気量を示しました。溶解面も５℃以下の温度では全て貴な電位(−924〜−

共に全面溶解で、特に氷海用陽極Ｂは極めて平滑であ931mV)を示しました。これに対して、氷海用陽

りました。０℃海水中で流電陽極として機能するために

極Ｂは何れの温度においても試験開始 24 時間後は陽極表面の十分な活性化が必要とされますが、氷海用には全て−1100mV より卑化しました。

陽極は共にこの条件を満たしています。
陽極電位(mV vs.SCE)‑900

表１ 供試陽極の陽極性能
陽極性能
陽極名
現用陽極
氷海用陽極
Ａ
氷海用陽極
Ｂ

陽極電位
(mV vs. SCE)

有効電気量(A･h/kg)

25℃

０℃

25℃

０℃

−925

2750

2361

−1112

2726

2711

−1113

2736

2766

−
1109
−
1104
−
1106

○現用陽極
△氷海用陽極Ｂ

‑950
最大

‑1000

◇
最小

‑1050
‑1100
‑1150
‑5

0

5

10
15
温度(℃)

20

25

図1 温度と陽極電位の関係

現用陽極は 25℃のとき全面溶解して高い有効電気量(2740〜2760A･h/kg)を示しましたが、15℃では初期表面が残存する傾向があり、有効電気量も 25℃の時よりやや低下しました。10℃では孔食および粒界腐食のために有効電気量の低下(2116 および2109A･h/kg)が起こり、陽極電位が卑化した１本も初期表面が多く残存し、有効電気量も 15℃より劣りました。５℃以下の温度においては全て低い値(2239〜2429A･h/kg)でありました。溶解形態が孔食および粒界腐食となると、陽極電位は貴化し、有効電気量の低下も顕著となります。これに対して、

写真１ 供試陽極の溶解面(０℃)(上から現用陽極、氷海用陽極Ａ、Ｂ)

氷海用陽極Ｂは何れの温度でも全面的に溶解し、卑な陽極電位および高い有効電気量(2736〜

3.1.2 温度と陽極性能の関係
試験溶液温度を変えて、現用陽極および氷海用陽2784A･h/kg)を示しました。氷海用陽極Ｂは現用陽極に比べて活性であるため、低温海水中でも容易

極Ｂの各々につき３本(25℃の氷海用陽極Ｂは１に卑化し得る一方、自己腐食の影響が懸念されま本)ずつ流電陽極試験を行った結果を図１(陽極電位)および図２(有効電気量)に示します。

す。しかしながら、氷海用陽極Ｂは常温(25℃)に

25℃では 3 本が試験開始後 24 時間で−1100mV より卑化したのに対し、15℃では−1100mV に達するのに 48 時間を要したものが１本ありました。

有効電気量(A・h/kg)

現用陽極は 25 および 15℃のとき何れも卑な陽極電位(−1105〜−1113mV)を示しましたが、

2800
2600
○現用陽極
△氷海用陽極Ｂ

2400

最大

2200

◇
最小

2000
‑5

0

5

10
15
温度(℃)

20

図２ 温度と有効電気量の関係

25

おいても有効電気量の落ち込みは比較的小さくな

2737 A･h/kg)を示しました。

りました。さらに、温度が低ければ試験面の活性以上から、現用陽極は温暖な季節に施工できれ化がより抑えられて自己腐食が減少するため、低ば、冬期になって海水温度が低下しても陽極性能温であるほど氷海用陽極Ｂの陽極性能が発揮されの低下は小さいと思われます。氷海用陽極Ｂであたものと推察されます。

れば年間を通じての施工が可能であり、低温期間が長く続くほど有効電気量が増大することが示唆

3.1.3 試験開始温度の影響されました。

試験開始時の温度が陽極性能に与える影響を調べるために、温度を 1 週間毎に 0℃→20℃→0℃と変化させ

3.2 アノード分極曲線測定

た場合と20℃→0℃→20℃の場合とで、各々3 週間の流

現用陽極および氷海用陽極Ｂのアノード分極

電陽極試験を行った結果を図3 に示します。供試陽極は曲線を図4 に示します。25℃では両陽極共に自然電

現用陽極および氷海用陽極Ｂで、各々２本ずつ行いまし位からアノード分極させますと電流密度の増加がた。試験開始温度が０℃の時、現用陽極はやはりみられますが、現用陽極のアノード分極がやや大貴な陽極電位(−940 および−941mV)を示し、１

きいようです。０℃では現用陽極をアノード分極さ

週間後に温度を 20℃に上げても卑化することはせますと−1065mV 付近から電流密度が急激に減少し、ありませんでした(−938 および−940mV)。これに対して、氷海用陽極Ｂは温度に依らず、卑な陽不動態化が見受けられました。これに対して、氷海用
陽極Ｂは不動態化が起こらず、陽極として優れている

極電位で推移しました(−1098〜−1118mV)。現ことが判ります。また、測定終了後の溶解面は流電陽極

用陽極の有効電気量は陽極電位の貴化に伴い低く(2061 および 2091A･h/kg)、氷海用陽極Ｂは高い試験の結果と同様に、現用陽極は孔食溶解で、氷海用陽
極Ｂは全面溶解でありました。

値(2755 および 2745A･h/kg)を示しました。
次に、20℃から始めて０℃、20℃と変化させた‑800

場合では、現用陽極は卑な陽極電位(−1101 および−1103mV)を示し、１週間後に温度を０℃に下

‑900

25℃

‑1000

1107mV)を維持しました。氷海用陽極Ｂも同様に、
卑な陽極電位(−1096〜−1114mV)で推移しました。有効電気量はどちらも高い値(現用陽極：2719
および 2716 A･h/kg、氷海用陽極Ｂ：2747 および‑900

電位(mV vs.SCE)

げてもそのまま卑な傾向(−1109 および−

‑1100
‑1200
‑800

○現用陽極
△氷海用陽極Ｂ
０℃

‑900

‑950
‑1000

‑1000

20℃

陽極電位(mV vs.SCE)

０℃

０℃

‑1050

‑1100

‑1100
‑1150

‑1200
0.0001○現用陽極△氷海用陽極Ｂ

‑900
‑950

0.001

0.01
0.1
電流密度(mA/c㎡)

110

図４ アノード分極曲線

‑1000

20℃

０℃

20℃

‑1050

3.3 ガルバニックカップル試験
氷海用陽極ＡおよびＢの陽極電位と陽極電流

‑1100
‑1150
0

7

14
試験期間(日)図３ 試験開始温度の影響

21

密度の経時変化を各々図５および６に示します。
陽極電位は、両陽極共に試験開始直後から速やかに卑化し、60 日間常に卑な陽極電位(−1090〜−

1129mV)で推移しました。陽極電流密度について

気量を特徴とする性能低下を起こしました。

も試験開始直後から速やかに低減しましたが、再(2)一方、
氷海用陽極は低温海水中でも卑な陽極電位と全び増加し、その後徐々に減衰傾向を示しました。

面溶解および高い有効電気量を示しました。さらに、氷ガルバニックカップル電流値と質量減から有効電

海用陽極Ｂは温度が低いほど有効電気量が増加する傾気量を算出しましたところ、氷海用陽極Ａの１本向にありました。

がやや低い値(2660 および 2739A･h/kg)を示しま(3)アノード分極挙動から、０℃海水中で現用陽極は不動したが、氷海用陽極Ｂは２本とも高い値(2746 お態化を生じることが確認されました。

よび 2749 A･h/kg)を示しました。また、溶解形態
についてはどちらも全面溶解で、氷海用陽極Ｂの

なお、本報は「氷海域に適した電気防食用Al 合金流電

溶解面は極めて平滑でありました。なお、本試験陽極」と題して、(日本防蝕)飯田知宏，田村祐一，永田の平均陽極電流密度は氷海用陽極Ａで 0.42 およ利明，(新日鐵)大平尚，佐々木信博：第 20 回防錆防食技

び 0.91ｍA/c ㎡、
氷海用陽極Ｂで 0.84 および 0.83

術発表大会講演予稿集，205(2000)および「防錆管理」

ｍA/c ㎡でした。氷海用陽極Ｂはガルバニックカ

誌に投稿中のものと重複します。

ップル試験においても、定電流法の流電陽極試験とほぼ同等の陽極性能を示し、実環境に適用した

参考文献

場合も有効に機能するものと考えます。

1)Rolf E. Lye：Materials Performance,29,[5]陽極電位(mV vs.SCE)‑900○氷海用陽極Ａ●氷海用陽極Ａ△氷海用陽極Ｂ▲氷海用陽極Ｂ

‑950
‑1000

666(1991)
3)腐食防食協会規格 流電陽極試験法 (JSCE S9301)
4)特開 2000−273566

‑1050
‑1100
‑1150
0

20
30
40
50
60
試験期間(日)図５ 陽極電位の経時変化(ガルバニックカップル試験､０℃)

103.0
陽極電流密度(mA/c㎡)

1318 (1990)
2)玉田明宏,田村祐一：材料と環境,40,[10]661-○氷海用陽極Ａ●氷海用陽極Ａ△氷海用陽極Ｂ▲氷海用陽極Ｂ

2.5
2.0
1.5
1.0
0.5
0.0
0

10

20
30
40
50
60
試験期間(日)図６ 陽極電流密度の経時変化(ガルバニックカップル試験､０℃)

４．まとめ
現用陽極および氷海用陽極の陽極性能を各種試験法
によって調べ、以下の知見を得ました。
(1)流電陽極試験では、現用陽極は10℃以下の低温海水中において貴な陽極電位と孔食溶解および低い有効電コンクリート用腐食センサの紹介
日本防蝕工業株式会社
新規事業開発部 山 本

悟

２．腐食センサの原理

１．はじめに近年、我が国では一部の重要コンクリート構

塩分などを含まない正常なコンクリート中の造物の耐用年数が 100 年設計となっている。特鋼材は、表面の不働態皮膜によって保護されるに、海洋環境に置かれる構造物では、海水に含ので腐食しない。しかし、塩分や炭酸ガスなど

まれる塩分がコンクリートに浸透してその中のの腐食因子がコンクリート表面から浸透し、鋼鉄筋を腐食させ構造物が早期に劣化することを材表面に到達すると不動態皮膜が破壊されて腐防ぐ必要がある。この設計・施工がその性能を食する。本腐食センサは、これら腐食因子の検十分に発揮していることを確認・検証すること

知並びに構造物中鋼材への到達時期を予測するが重要となっている。この手法として、塩分な目的で開発した。

どの腐食性因子がコンクリート中へ浸透する状

腐食センサは、直径が 0.1mm の細い鉄線を況を調べるためのユニークなセンサを開発したのでここに紹介する。

円柱状のモルタル製支持体に巻き付け、鉄線がコンクリート表面から 5、15、30 および 45mmの深さに位置するようにコンクリート中に埋設腐食なしするものである。腐食因子が鉄線に到達すると腐食、切断するので、それらの浸透深さを検知

鉄線することができる。切断の有無は、各鉄線両端の電位差を測定することにより判定できる。す電圧 計(0mV ）Ｖ

なわち、切断していない場合は短絡状態にあり電位差はほぼ 0mV を示すが、切断すると両鉄

Cl ‑線間に数 mV 以上の電位差を生じる。電位差測ｺﾓﾝ

定は温度変化やケーブルの長さに影響されない
ので抵抗測定に比較して切断の明確な判定がでｺﾝｸﾘｰﾄきるという特長がある。腐食センサの原理を図１に、腐食センサの構造を図２に、腐食センサ

腐食あり
鉄線

溝の深さ
1.5

外観を写真１に示す。
60

5

15 30

側面 図
45
４

ｺﾓﾝ
No.1

電圧計

Ｖ

(絶対 値が
数mV)

Cl‑

ｺﾓﾝ
ｺﾝｸﾘｰﾄ

No.2
No.3

３
No.1
No.3
No.2
No.4

１

２

No.4

凡例
① 電線
② 電線保護 管③ 検 出部④ 検出部支持体

ビ ニル被覆コ ード
SUS 304
鉄線 φ0.1 ×4 本
早強 性ﾓﾙﾀﾙ

図１ 腐食センサの原理
図２ 腐食センサの構造

4Cｼｰﾙﾄﾞ付き３．２ 腐食センサの検知濃度
腐食センサをコンクリート供試体中に埋設し、３．１の実験と同様に、人工海水中に深さ30mm ほど浸漬した。供試体数は２体とした。
また、鉄線が切断した時期の塩化物イオン濃度（全塩分量）分布を調べるために同一配合のコ
ンクリート角柱も供試した。コンクリートは、
水セメント比を 0.45、低熱高炉セメントを使用した。塩化物イオン濃度分布と鉄線の切断結果を図４に示す。鉄線は深さ 5 および 15mm において腐食、切断し、この時の塩化物イオン濃度はそれぞれ 3.5 ならびに 1.3kg/m3 であった。これらの濃度は分析試料のばらつきならびに採取

写真１ 腐食センサの外観

時期の誤差などを含むので、本腐食センサの塩３．実験結果３．１ 電位差による切断検知
腐食センサの先端（鉄線 No.１方向）が型枠の内面に当たるようにモルタル中に埋設し、脱化物イオンに対する検知濃度は 1.5〜3.0kg/m3であると考えられる。

型後、人工海水中に腐食センサ先端から 20mm

6

人工海水浸漬日数

ほどの深さに浸漬した。モルタルは水セメント
比を 0.5、普通ポルトランドセメント：砂＝１：27日

塩化物イオン濃度(Cl-kg/m3)

5３とした。センサのリード線のコモンと各鋼線（No.１〜４）の間の電位差を電圧計で測定した
結果、図３に示すように約６ヶ月後に塩分の浸透によってかぶり 5mm の鋼線が切断し、電位

62日
4

135日

２供試体とも深さ5mmで切断3

2

１供試体の深さ15mmで切断

1差が生じた。センサをはつり出して鋼線を観察0した結果、鋼線 No.1 のみが腐食・断線していることを確認した。
この結果から、本腐食センサは鉄線の切断を電位差測定によって確実に検知できることが確

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

深さ(mm)

図４ 塩化物イオン濃度分布と鉄線の切断結果
４．今後の課題

認できた。

これまでの試験結果から本腐食センサの性能が確認できたが、今後は実構造物における施140

工実績を蓄積し、より実用性の高いものにする
予定である。
実構造物への取付例を図５に示す。

深さ 5mm
深さ 15mm
深さ 30mm
深さ 45mm120

電位差の絶対値（ｍＶ）

0

100

80

型枠

60

セン サ
(型枠 面に当 てる)

鉄線切断

40

鉄筋
ｱﾝｸﾞﾙ

20

0
0

1

2

3

4

5

6

7

電線管

-20

経過時間（月）Ｕﾎﾞﾙﾄ

図３ 電位差による切断確認結果
図５ 腐食センサの取付例

コンクリート鉄筋の電気防食に遠隔監視制御システム
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