NAKABOHREPORT

第 46 号№46 2006

NAKABOHREPORT

2006 年 12 月

NAKABOH REPORT第 46 号－目

2006 年

次－●巻頭言受け継ぐもの············································································································ 1
取締役技術統括部長

山田哲也

●技術報告
《施工事例１》
山口県大島大橋被覆防食工事 ······················································································ 2（大口径鋼管杭の被覆防食事例）

中国支店

多田太

《施工事例２》滋賀県琵琶湖大橋（旧橋）基礎鋼管杭防食工事 ······························································ 7（淡水中鋼材の電気防食事例）

大阪支店

石井辰弥●研究報告
Ｃ／Ｓマクロセル腐食速度評価法の検討 ····································································· 11【第 53 回材料と環境討論会（2006）にて発表】
技術研究所

蛯名晋太郎
望月紀保

東北支店

宇津野伸二

NAKABOH

巻頭

REPORT

第 46 号

2006 年 12 月

言取締役技術統括部長
山田哲也

受け継ぐもの
当社が生まれて５５年が経ちました。知的精神文化資産として創業者中川雅央の「中川防蝕工業の生い立ち」を読み返すたびに起業家の情熱・決断力には驚かされます。５５年の間に受け継がれてきたものは、“腐食は現場で起きている”という意識を常にもち、各種現場で起こっている腐食に対して材料実験および現場試験を行いながら、それぞれの現場に適切な商品と工事を提供することであります。
この間、防食技術は発展し、当社の商品の中にはコモディティー化してきたものもみられます。
今や耐食材料や表面処理技術そして海外製品との総合的な競争の中で、電気防食技術および被覆防食技術は、この水準のものを作るという絶対目標とともに競合品を意識した相対目標を持ち、機能の差だけでなく、お客様が期待する価格追求をテーマにした開発も重要であると認識しており、施工方法の問題も含めて大きな技術テーマであります。
今回発行する“NAKABOHREPORT”では、過酷な環境に置かれた構造物に対する電気防食工事および被覆防食工事を現場に携わる多くの技術者の協力を得て、材料および施工方法の工夫を行いながら完成した施工事例を報告いたします。過酷な環境、防食しにくい環境は腐食が激しい環境でもあり、適切な材料選定と施工方法が要求されます。失敗と試行の繰り返しが成功への道であり、今後とも皆様のご指導、ご協力をお願い申し上げます。

1

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山口県大島大橋被覆防食工事（大口径鋼管杭の被覆防食事例）
中国支店
1．はじめに多田太

2．工事概要2.1 工事目的

大島大橋は山口県柳井市神代と大島郡周防大島町を結ぶ大島大橋で、その周辺は重要な船舶の航路

本工事は一般国道 437 号大島大橋橋梁下部工外であり、有数の好漁場であるため多くの漁船等が往装鋼管杭（φ3500）の飛沫・干満部から海中部の来する区域である。この海域は大畠瀬戸と呼ばれ最腐食を軽減・防止するため、ペトロラタムライニン

大流速 10 ノット（5.2m/sec）で日本三大潮流の一グ（PTC 工法）による防食工事を行ったものであつとして知られており、四季を通じて渦潮が見られる。

る。
本工事の施工箇所である一般国道 437 号大島大2.2 工事対象

橋（橋長 L=1020m、総幅員 B=9.8m、昭和 51 年竣

橋梁下部工外装鋼管杭を対象とした。表１に工事工）の橋梁下部工多柱式鋼管杭基礎（外装鋼管杭φ

対象の一覧、図１に橋梁概略図を示す。

3500）には竣工時塗装が施されていたが、長年厳表 1 工事対象

しい環境に曝されてきたため塗膜は劣化し、基礎杭、防衝杭等の鋼材部では激しい腐食が生じていた。

対象

施主受注先
対象

P3 橋脚

（旧山口県大島土木事務所）
大林組・井森 大成建設・井 大成建設・井工業 JV

森工業 JV

森工業 JV

φ3500mm

φ3500mm

φ3500mm

9本

12 本

12 本

-2.61～+1.87m

（m）
（ｍ2）

590.8

2005.12.16

2004.12.05

2003.06.30

2006.12.28

2005.09.30

2004.01.31～

590.8～

443.1～

防食面積

P5 橋脚

山口県柳井土木建築事務所

防食範囲

写真 1 大島大橋全景（上空から）

P4 橋脚

工事期間

写真 2 P3 橋脚と付近の渦潮

図 1 橋梁概略図
2

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3．設計概要3.1 防食方式
海洋環境の既設鋼構造物に対する防食方法としてペトロラタムライニングは数多くの実績がある。
しかしながら大島大橋のような激しい潮流下にある大口径鋼管杭の防食工事の施工実績は殆どない。
橋梁下部工外装鋼管杭の施工環境を考慮した本現場特有の課題について社内検討を行い、さらにはJV 専門技術者との詳細な検討を経た結果、設計および施工を決定した。標準被覆図を図 2 に、また課題と対策の一覧を表 2 に示す。

図 2 標準被覆図
写真 3 鋼管杭施工前

表 2 課題と対策課

題1

潮流が激しく作業に危険を伴う

2

FRP カバーが大きく（φ3500×4480）
施工性が悪い3

口径が大きいことにより FRP カバーの杭表面への密着が悪い

4水中作業時間が潮止りのみであるので、作業時間が限られる

5

保護カバーの長期耐久性と漂流物の衝突対策

対策

・ 潜水作業は満潮時および干潮時の潮止り（40～50 分）に行った。
・ 鋼製水中ステーションを設置して、作業の安全性および効率を高めた。
・ FRP カバーを円周方向に 3 分割、縦方向に 4 分割することで作業性を向上させた。
・ FRP カバーフランジ部（8 箇所/枚）、スタッド部（6 箇所/枚）をボルト・ナットで締付け、全てをトルク管理（10N･m～15N･m）することで十分な密着を確保した。
・ 作業タイムスケジュール（30 分毎工程表）を作成して、作業時間を無駄の無いようにして、工期短縮に努めた。
・ 一般には 2～3mm 厚の FRP を保護カバーに用いるが、厳しい環境において長期の供用を図り、また漂流物の衝突対策も兼ね、6.0mm 厚の FRP とした。

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3.2 防食仕様
防食仕様を表 3 に示す。
表 3 防食仕様
工素種
地下調
塗品

名仕整 手 工 具 ・ エ ア ー 工 具

ISO St2 以上り ペトロラタム系防食ペースト

0.5kg／m2

様防食被覆 ペトロラタム系防食シート

ｔ2.2 ㎜

保護

被膜 Ｆ

FRP 6.0 ㎜＋発泡ﾎﾟﾘｴﾁﾚﾝ 15 ㎜

被覆固定 ス ト ッ パ ー バ ン ド∟40×40×5

端部

処

理 水中硬化型エポキシ樹脂

上端および下端ＲＰ

カバー1.4kg／m

４．施工概要鋼管杭 1 本当たりの被覆長さ 4.48m を 4 分割1) 準備工
港で資機材を 50t 吊クレーン台船に積込み、現地し、各層ごとに施工を行った。
円周方向は大口径（φ3500）の鋼管杭であるへ運搬し橋脚上に搬入した。

ため 3 分割とした。
被覆長さ 4.48m の内、上部 2.24m は干潮時の潮待ちによる気中作業とし、下部 2.24m については、小潮の干潮時の潮待ちによる水中作業とした。
施工手順を図 3 に示す。
準 備 工

水中ステーション設置（作業用足場）

素地調整

ペトロラタム系防食材取付

FRP カバー取付

写真 4 水中ステーション搬入

スタッドボルト部の固定

2) 水中ステーション（作業用足場）設置

ストッパーバンド取付

作業場となる水中ステーションを 50t 吊クレーン
台船に積込み現地へ運搬し、潜水士にて設置した。

端 部 処 理施 工 完 了

図3 施工

手順
4

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FRP カバーの取付概要図を図 4 に示す。

写真 5 水中ステーション
3) 素地調整防食施工範囲表面に付着している海洋生物および浮錆をエアー工具により除去し、素地調整は ISOSt2 以上とした。
4) ペトロラタム系防食材取付
FRPカバー裏面のペトロラタム系防食シート上にペトロラタム系防食ペーストをむら無く均一に塗布し、使用量を 0.5kg/ｍ2とした。

図 4 FRP カバー取付概要図
6) スタッドボルト部の固定
FRP 固定用スタッドボルトを FRP カバー1 枚当り 6 本を溶接により取付け、FRP ワッシャーおよび SUS316 ボルトナットにて締付けた。

写真 6 防食層＋FRP カバー
5) FRP カバー取付
ペトロラタム系防食ペーストを塗布した FRP カバーを作業用足場上より吊下げ、鋼管杭に仮固定して、フランジ部に FRP 当板を挿入した。
3 方向のフランジ部から同時に締付けた。

写真 8 スタッドボルト固定部
7) ストッパーバンド取付
FRP カバー最下端に円形状のストッパーバンドを溶接にて取付けた。

写真 7 FRP カバー取付

5

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8) 端部処理

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6．結言

FRP カバー上端および下端には、水中硬化型エ

本工事は延べ約３年間を要する大規模な防食工

ポキシ樹脂を円周方向に充填する。使用量を事であった。貴重な社会資本である大島大橋の防食1.4kg/m とした。

工事を完了したことは、防食技術者としても大きな喜びを覚える。同時に、このような厳しい施工条件の中の長期間工事にもかかわらず、無事に工事を完了できたことは、山口県柳井土木建築事務所ならびにＪＶ各社の熱心なご協力があったからこそ成し得た事である。改めて山口県柳井土木建築事務所ならびにＪＶ各社の関係各位に心から御礼を申し上げたい。

写真 9 FRP カバー取付完了
5．まとめ
本工事において、通常のペトロラタムライニング工事と異なる最も大きな点は下記の 2 点である。
① 海中部の作業を安全かつ効率良く進めるために、鋼製の移動式水中ステーションを設けたこと。
② 周方向に 3 分割した保護カバーの密着性を維持するため、スタッドボルトによる固定を併用したこと。
①については外径 5.9m 全質量が約 4.6t にもおよぶステーションであることから、クレーン台船による現場搬入を行った。杭への取付けは 1/2 分割で行った。水中作業であることから潮流の影響を受け易かったが、ブイに用いたエアーバルーンの空気量を調整しながら潜水士 6 人により取付作業を行った。
また②については、保護カバーの密着性が比較的緩くなると予測されたフランジ近傍およびフランジとフランジの中央部に開口部を設け、その部分に保護カバー設置後スタッドボルトを溶接し、ナットで固定することにより保護カバーの密着性の改善を図った。このような作業は、本現場のように保護カバーが 6mm と厚く剛性が強いことおよび大口径鋼管への３分割構造ということで、フランジ部の締めだけでは部分的な密着不足を生じる可能性があると判断されたことから行ったものである。

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滋賀県琵琶湖大橋（旧橋）基礎鋼管杭防食工事（淡水中鋼材の電気防食事例）
大阪支店

石井辰弥

1.はじめに琵琶湖大橋は滋賀県の湖東と湖西を連絡し県勢の琵琶湖のように電気抵抗が大きい淡水水域では電均衡のとれた発展と琵琶湖観光の開発を図るため、流が流れ難く電流分布が悪くなる。また、前回（1975

琵琶湖の東と西を結ぶ夢の架け橋として 1964 年に年）よりも塗膜の剥離率も増大している可能性があ竣工された。

ることから流電陽極の間隔を狭め、密に設置した。

琵琶湖大橋（橋長 L=1.4km）の橋脚には塗装が施以下にその防食工事の概要を報告する。

してあるが、大気や日光に晒されている部分はもちろん湖水に没している部分においても塗膜の経年劣

2.工事概要化が進んでいくことが予想されることから、適切な2.1 工事目的

腐食対策を行うことで、橋梁の延命を図る必要があ

琵琶湖大橋は 100 年間の供用を計画しており、現った。そのため、滋賀県道路公社殿では基礎鋼管杭在 40 年経過している。本工事は、今後 60 年間本施の腐食対策として表１の防食工事を行ってきた。

設を維持するために流電陽極（設計耐用年数 30 年）設置およびペトロラタムライニングを行ったもので

表 1 基礎鋼管杭防食経歴
施工年

防 食 方 法ある。
部位

1975 年

電気防食

没水部、土中部

1981 年

ペトロラタムライニング

大気暴露部

2005 年

電気防食+ペトロラタムライニング

没水部、土中部

2.2 工事対象
琵琶湖大橋（旧橋）基礎鋼管杭（図 1 参照）
P1～P26 橋脚：鋼管杭 φ1200 ㎜ 75 本 1701 ㎡
鋼管杭 φ1500 ㎜ 79 本 967 ㎡

今回、電気防食の更新時期を迎え、これまでの電2.3 工事期間

気防食効果および構造物の現況を調査した。この調2005 年 6 月 23 日～2006 年 3 月 10 日

査から、基礎鋼管杭において防食基準電位に達していない箇所が散見され、同時に陽極が大きく消耗し2.4 施主、受注先ていることも確認された。また塗膜については広範

滋賀県道路公社殿囲において剥離やふくれ等の劣化が見受けられた。
これらの結果を踏まえて新たに防食方法を検討した。

図1 琵琶湖大橋概略図

7

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3.設計概要4.施工概要3.1 防食方式、防食仕様

4.1 事前調査（１） P1～P4 橋脚、P22～P26 橋脚

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水深測量、鋼材表面状況等を事前に調査し、鋼管［ペトロラタムライニングによる被覆防食工法］

杭への陽極設置方法、足場組み立て等の施工計画を鋼材表面をペトロラタム系防食材（ペースト＋テ立案した。

ープ）により被覆し、この防食材を保護するためにFRP 製カバー（緩衝材付き）でさらに被覆した。

4.2 被覆防食工

これらの橋脚は水深が浅く、これまではマグネシ

ペトロラタムライニングを湖底に 300ｍｍ以上根ウム合金陽極を横たえるように取り付けていたが、入れさせるため、サンドポンプやバックホー台船を所定数量の陽極を取り付けるスペースが不足してい用いて、杭周辺を 500ｍｍ程度浚渫した。浚渫土はることと湖底面付近の確実な防食を目的として、ペ汚濁防止シート（10ｍ×10ｍ）の中へ送り込んだ。

トロラタムライニングが採用された。

P1～P4、P22～P26 の基礎鋼管杭にペトロラタムラ（２） P5～P21 橋脚

イニングを下記の手順で行った。

［マグネシウム合金陽極を使用した流電陽極方式］

1. 鋼管杭素地調整

陽極耐用年数：30 年（湖水抵抗率：7,000Ω・cm 時）

2. ペトロラタム系防食ペースト塗布

陽極設置本数：

3. ペトロラタム系防食テープ巻き付け

マグネシウム合金陽極

Ｌ＝900mm

16,926 個

Ｌ＝450mm2,416 個4. ＦＲＰ製カバー取付け

今回の電気防食装置設計の特徴は、竣工後 40 年経

4.3 電気防食工

過し、塗膜の損傷が進行していることが想定できる既設マグネシウム合金陽極を撤去し（水中切断）ために、必要な防食電流を前回（1975 年施工）の 2作業台船に回収した後、新規マグネシウム合金陽極倍に設定した点である。

を設置した。マグネシウム合金陽極はブレスレットタイプに溶接加工した。

一例として P8 橋脚の陽極取付け状況を図２、図３に示す。前回はマグネシウム合金陽極を鉛直方向に

新規陽極は鋼製台船に資材ヤードで積み込み、各上下 2 段に取付けたが、今回は 4 段とし陽極の個数

橋脚へ船上運搬しクレーンにて湖面へ吊下げ、エアを増加させ防食電流を供給した。

ーバックなどを用い浮力を利用して所定設置深度に仮設した後、ボルト締めおよび水中溶接にて強固に取付けた。

図2
8P8 橋脚の陽極取付け図

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写真 1 陽極加工品（ブレスレットタイプ）

図 3 マグネシウム陽極取付け状況

表２

杭№深度

電位測定結果P16 杭 4P16 杭 5

施工前 施工後 施工前 施工後

0.0m-736-920-785-963-0.5m-1174-1188-1220-1227-1.0m-1236-1009-1221-1146-1.5m-753-1016-1016-1069-2.0m-1019-1239-1052-1251-2.5m-981-1125-1014-1201-3.0m-1182-1017-1215-1036-3.5m-613-1080-1042-1029-4.0m-927-1170-942-1214-4.5m-898-1093-901-1166-5.0m-858-1229-854-1244

施工前にはＰ16 橋脚の杭 4 の一部分のように防食-5.5m-812-973-827-983

電位を満足していない箇所も見受けられた。これは、湖底面-764-966-795-990

写真 2 陽極取付完了
5.電位測定潜水士により、海水塩化銀電極を鋼管杭表面まで近付け、水平方向に東西南北の 4 方向、かつ鉛直方向にペトロラタムライニング下端から湖底面までの50cm ピッチで電位測定を行った。
測定結果の一例としてＰ16 橋脚杭 4、杭 5 の施工
前と施工後の電位測定結果を表 2 に示す。

集中的に塗膜損傷が発生しているために防食電位に到達できなかったためと推測できる。今回陽極の取付個数を増加したことにより電位が卑化し、防食効果の改善が確認された。電位分布のコンター図を図４に示す。

9NAKABOH- 1 .0 m- 1 .0 m- 1 .5 m- 1 .5 m- 2 .0 m- 2 .0 m

北東

測定深度- 0 .5 m- 3 .0 m

西0m- 0 .5 m- 2 .5 m

南杭4- 2 .5 m- 3 .0 m

P16

第 46 号-380--280-480--380-580--480-680--580-780--680-880--780-980--880- 3 .5 m- 3 .5 m-1080--980- 4 .0 m- 4 .0 m-1180--1080- 4 .5 m- 4 .5 m-1280--1180- 5 .0 m- 5 .0 m- 5 .5 m- 5 .5 m- 5 .7 m
南南西北東2006 年 12 月

杭5測定深度

0m P16REPORT- 5 .7 m
南

測定方向

測定方向

図 4 Ｐ16 橋脚の杭 4、杭 5 の電位測定結果
6.まとめ

今後、これまで施工実績が少なかった高抵抗環境の鋼製構造物に対しても電気防食が広く普及するこ

本施工事例から、電流が流れ難い高抵抗環境の水域でも防食対象物に対して流電陽極を密に取り付け、とを期待している。

塗装との相乗効果により良好な防食状態が得られる謝辞ことが確認できた。このような環境において電気防本施工に対して、関係各位のご協力をいただき心

食を適用する場合、電流分布を均一化し安定した防から感謝申し上げます。

食効果を得るためには塗装との併用が必要となるが、電気防食により施設の維持、延命を図ることが可能となる。
弊社ではかねてより流電陽極用マグネシウム合金の性能向上を目的として種々の研究を重ねてまいりました。その結果、ＪＩＳに規定されている従来陽極よりも低電位でかつ高効率の陽極の開発に成功し、現在その商品化を計画しております。この開発陽極では従来陽極に比較し、本現場のような高抵抗環境においても陽極取付け個数の低減が可能であることから、今後積極的に適用を図る予定にしております。
この開発陽極は既に特許を出願しております。

10NAKABOHREPORT

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C/S マクロセル腐食速度評価法の検討
蝦名晋太郎*，宇津野伸二*，望月紀保** 株式会社ナカボーテック

1. 緒言
地中埋設配管に発生する激しい腐食の原因の一つとしてコンクリート/土壌間のマクロセル腐食(以下，C/Sマクロセル腐食と記述する)が挙げられる．C/Sマクロセル腐食の腐食速度は，埋設配管の埋設状況などにより 2～3 mm/ yにも達するという報告1)もある．そのためC/Sマクロセル腐食の発生を検知し，必要な対策を施すことは，腐食による経済的損失防止や安全確保という観点から非常に重要である．
マクロセル腐食の発生及び腐食速度を評価する方法としてプローブを用いた手法などが提案されているが，経験則に基づく評価法で，電気化学的測定法を直接適用することについての検討はほとんどなされていいない．
本報告は，代表的な電気化学測定法として交流インピーダンス法と電気化学ノイズイ
ンピーダンス及びノイズ抵抗を用いたノイズ解析法2),3)の 2 種類の測定法を取り上げ，それぞれの手法より導出した分極抵抗値Rpから算出した腐食速度と試験片の質量減より算出した平均腐食速度を比較し，C/Sマクロセル腐食系に用いる電気化学的モニタリング手法の可能性について検討を行ったものである．
２. 試験方法
2.1 交流インピーダンス法
FrequencyResponse
本試験は，弊社敷地内においてReference
Analyzer
採取した土壌及び天然海水中にて
electrode : SSE
Electrode : Pt/ Ti測定を行った．図 1 に示すように，
Potentiostat
Electrode : SS400
試験セル内に含水率が 30 wt％となるように調製した土壌を敷き，Soil
その中にC/Sマクロセルを模擬し(water content : 30 wt%)たガルバニックセルを埋設した．
orSea water
ガルバニックセルは、炭素鋼(SS400) と ス テ ン レ ス 鋼 (SUS304
Electrode : SUS304鋼)を短絡させたもので，それぞれ表面積は 10 cm2および 577 cm2である．埋設した炭素鋼近傍には，参照極として飽和塩化カリウム銀
図 1 交流インピーダンス法試験/塩化銀電極(以下，SSEと記述す
11

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2006 年 12 月る)を設置した． 交流インピーダンス測定用の対極として白金めっきチタン電極を設置し，ガルバニックセルを試料極として 10ｋHz～10mHzまでの交流インピーダンスの周波数特性を測定し，RPを算出した．測定は、(1)短絡状態(2)短絡状態より 100 mVアノード分極した状態(3)短絡状態より 100 mVカソード分極した状態の 3 条件で行い，測定結果から評価されるマクロアノードの腐食速度とガルバニックセルに流れる短絡電流より評価されるマクロアノードの腐食速度を比較した．また，同様の測定を海水環境においても行った．
2.2 ノイズ解析法
試験構成図を図２に示す．交流Zero
Referenceresistance
インピーダンス法と同様，C/Sマク
ammeter
Electrode : SUS304
Electrode : SSE
ロセルを模擬した炭素鋼
Digital(SS400)とステンレス鋼(SUS304
voltmeter
Electrode : SS400鋼)のガルバニックセルを土壌中に埋設した．表面積は，両試料とも 10 cm2とし，炭素鋼近傍には，参照極としてSSE電極を設置した．試験期間中，ガルバニックセル（炭素鋼近傍）の電位Soilおよび短絡電流をサンプリング間隔 10minで測定を行った．
試験期間中の短絡電位および
図 2 ノイズ解析法試験構成図
短絡電流の経時変化よりそれぞれの標準偏差を計算することによりノイズ抵抗RNを算出した．また，各測定データに対して高速フーリエ変換を行い，各周波数における電位・電流の振幅（スペクトルデータ）より，特定周波数（100μHz，500μHz）におけるノイズインピーダンスを算出した．フーリエ変換時の窓関数としては，ハニング窓及びフラットトップ窓を用いた．
3. 結果及び考察
3.1 交流インピーダンス法の結果
土壌および海水中における交流インピーダンス測定結果を図 3，図 4 に示す．図中には交流インピーダンスの測定結果から求めたマクロアノードの腐食速度と短絡電流から算出したマクロアノードの腐食速度の対比を併記した．Rpの腐食速度（icorr）への換算（icorr=K/Rp）は，Rpが炭素鋼アノード反応の電荷移動抵抗を表していると考え，K値は26mV4)とした．

12

インピーダンス, Z/Ω･cm2

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P

10 2
101

＊1○：マクロセル状態△： 100 ｍ V アノード分極□： 100 ｍ V カソード分極

110 -110 -26010インピーダンス(*1)

9.0 μA/ cm2

短絡電流7.4 μA/ cm2○：マクロセル自然状態△： 100mV アノード分極□： 100mV カソード分極

3＊210 2101160腐食速度，icorr

300-30-60-90 -31010 4位相差, φ位相差, φPインピーダンス, Z/ kΩ･cm2NAKABOH

腐食速度，icorr
インピーダンス(*2)

203 μA/ cm2

短絡電流157 μA/ cm2300-30-60

10 -2

10 -1

110110 210 3-90 -3
1010 4周波数, f/ Hz

10 -210 -1

110110 210 310 4周波数, f/ Hz

図 3 土壌中におけるガルバニックセルのインピーダンス測定結果

図 4 海水中におけるガルバニックセルのインピーダンス測定結果

電位, E/ mV vs.SSE

土壌，海水環境とも，交流インピーダンスの周波数特性から求められた腐食速度は，短絡電流より求められた腐食速度に近似した値を示した．しかしながら，電位変化に対する分極抵抗の変化は，海水環境では電位の上昇に伴い分極抵抗は低下（電気化学反応速度は増加）する傾向を示しているのに対し，土壌環境は逆の相関を示している．これは，測定された分極抵抗が，海水環境の場合，マクロアノード部（炭素鋼）の分極抵抗を表しているのに対し，土壌環境ではマクロカソード部（ステンレス鋼）の分極抵抗が反映されたためであると考えられる．
こうした現象は，マクロカソードの面積がマクロアノード部の面積に対して大きいこと，環境抵抗率の大小に伴って生じる測定電流分布の不均一さに起因したものと思われる．このような状況を考慮した場合，マクロセル腐食系，とりわけ，高抵抗率である土壌環境においてマクロアノード部の腐食速度を交流インピーダンス-400
法で評価することは，現場的には一般に1 ヶ月試験
3 ヶ月試験困難であると思われる．
-450
3.2 ノイズ解析法の結果-500
測定した電位及び短絡電流の経時変化をそれぞれ図 5，図 6 に示す．電位・電-550
6 ヶ月試験
流とも微細な変動を繰り返しながら，マク-600
ロ的には電位は貴方向，電流は減少方
0123456向に推移した．
時間, t/ month

図 5 ガルバニックセルにおけるマクロアノード電位経時変化
13i/ μA/ cm21525REPORT第 46 号

2006 年 12 月

1 ヶ月試験

203 ヶ月試験
6 ヶ月試験

10501234時間, t/ month56

図 6 マクロアノード電流密度
経時変化

μA/ cm25

食速度, icorr/

ノイズ抵抗によるマクロセル腐食速度の評価は，マクロアノード部の電流と電位の変動を大規模な装置を必要とせずに計測できるため，現場技術としての適用が期待できる．

300ZN及びRNから算出した腐図 5，図 6 の経時変化データをもとに導出したノイズ抵抗RNおよびノイズインピーダン
スZNより得られたマクロアノード部の腐食速度を腐食減量から求められた腐食速度と比較した相関図を図 7 に示した．ZN、ZFから腐食速度への換算は，前項の交流インピーダンス法と同様，換算定数は 26mV4)とした．ZNから求められた腐食速度は，窓関数の有無に関わらず腐食減量から求めた腐食速度との対応にばらつきが大きく，正しい評価が行われているとは考え難い．
一方， RNより求められた腐食速度は，腐食減量から求めたマクロアノード部の腐食速度と比較的よい対応を示しており，本系のマクロセル腐食速度の推定方法として有望であることを示唆している．

電流密度,NAKABOH○: ZN(窓関数，矩形窓)□:ZN(窓関数，フラットトップ窓
4△: ZN(窓関数，ハニング窓)
3 ◇: RN

210012345
質量減から算出した腐食速度, icorr/ μA/ cm2

図 7 質量減から算出した腐食速度とZN及びRNから算出した腐食速度との相関図

4. 結言C/S マクロセル腐食環境を異種金属マクロセルで模擬し，電気化学的測定によるマクロアノードの腐食速度評価を試みた．以下に得られた知見を記す．
(1) 交流インピーダンス法より算出した分極抵抗値は，幾何学的および電気化学的境界条件により電気化学的意味合いが異なる場合があり，現場への適用は容易ではないと思われる．
(2) ノイズ抵抗から求められる腐食速度は，質量減から得られる平均腐食速度と比較的良い相関を示した．測定が非常に簡便であるため，現場技術への適用が期待できる．
5.参考文献1)岡本勝群 : 防食技術，30, 300 (1984) .
2)水流徹, 柳沼基 : 材料と環境, 52, 488 (2003).
3)井上博之 : 材料と環境, 52, 444 (2003).
4)小林浩之, 望月紀保 : 防錆管理, 48, 209 (2004).

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REPORTNAKABOH REPORT№46，2006 年 12 月 19 日発行
編集発行人 山田 哲也（非売品，無断転載を禁ず）
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第 46 号

2006 年 12 月