特許 5718692 埋設金属パイプラインのカソード防食方法及びカソード防食システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5718692

(24)【登録日】2015年3月27日

(45)【発行日】2015年5月13日

(54)【発明の名称】埋設金属パイプラインのカソード防食方法及びカソード防食システム

(51)【国際特許分類】

   C23F 13/00 20060101AFI20150423BHJP

【ＦＩ】

   C23F13/00 C

【請求項の数】6

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2011-58609(P2011-58609)

(22)【出願日】2011年3月16日

(65)【公開番号】特開2012-193414(P2012-193414A)

(43)【公開日】2012年10月11日

【審査請求日】2013年3月21日

(73)【特許権者】

【識別番号】000220262

【氏名又は名称】東京瓦斯株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000626

【氏名又は名称】特許業務法人 英知国際特許事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100118898

【弁理士】

【氏名又は名称】小橋 立昌

(72)【発明者】

【氏名】梶山 文夫

【審査官】 深草 祐一

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−００１５４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−２５０７７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２９２３６０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ２３Ｆ１３／００−１３／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

プラスチック被覆鋼管とコーティングの無い鋳鉄管が絶縁継手を介して接続された埋設金属パイプラインが交流誘導の影響を受けている状況下でのカソード防食方法であって、
前記プラスチック被覆鋼管に当該プラスチック被覆鋼管と前記鋳鉄管の両方にカソード防食電流を供給する流電陽極を接続し、当該プラスチック被覆鋼管と前記流電陽極とを少なくとも非極性容量素子を介して接続し、
前記プラスチック被覆鋼管と前記鋳鉄管との間に、前記絶縁継手を挟んで前記鋳鉄管から前記プラスチック被覆鋼管へ向けた流れを順方向とする整流素子を含むボンド電流調整器を接続し、
交流誘導によって前記流電陽極から流出する接地電流をカソード防食電流として、前記プラスチック被覆鋼管と前記鋳鉄管をカソード防食し、
前記プラスチック被覆鋼管のクーポン流入直流電流密度及びクーポン交流電流密度がクーポン電流密度を指標としたカソード防食管理基準に合格していると共に、
前記ボンド電流調整器をオフすることで計測される前記鋳鉄管のインスタントオフ電位が自然電位から少なくとも１００ｍＶマイナス側にシフトしていることを特徴とする埋設金属パイプラインのカソード防食方法。

【請求項2】

前記ボンド電流調整器の電圧−電流特性は、前記整流素子の順電圧より高い電圧で電圧の上昇に対して電流の上昇が抑制されていることを特徴とする請求項１に記載された埋設金属パイプラインのカソード防食方法。

【請求項3】

プラスチック被覆鋼管とコーティングの無い鋳鉄管が絶縁継手を介して接続された埋設金属パイプラインが交流誘導の影響を受けている状況下でのカソード防食システムであって、
前記プラスチック被覆鋼管に接続される流電陽極と、
前記プラスチック被覆鋼管と前記流電陽極との間に設けられ、前記プラスチック被覆鋼管と前記流電陽極とを少なくとも非極性容量素子を介して接続する交流誘導低減器と、
前記絶縁継手を挟んで前記プラスチック被覆鋼管と前記鋳鉄管との間に接続され、前記鋳鉄管から前記プラスチック被覆鋼管へ向けた流れを順方向とするボンド整流素子を含むボンド電流調整器とを備え、
前記ボンド電流調整器の電圧−電流特性は、前記ボンド整流素子の順電圧より高い電圧で電圧の上昇に対して電流の上昇が抑制されており、
前記ボンド電流調整器をオフすることで計測される前記鋳鉄管のインスタントオフ電位が自然電位から少なくとも１００ｍＶマイナス側にシフトするのに十分なように設定されることを特徴とする埋設金属パイプラインのカソード防食システム。

【請求項4】

前記交流誘導低減器は、前記非極性容量素子と並列に接続されて前記プラスチック被覆鋼管から前記流電陽極へ向けた流れを順方向とする逆流防止整流素子を含むことを特徴とする請求項３に記載された埋設金属パイプラインのカソード防食システム。

【請求項5】

前記交流誘導低減器は、前記非極性容量素子及び前記逆流防止整流素子と並列に接続されたサージ防護素子を含むことを特徴とする請求項４に記載された埋設金属パイプラインのカソード防食システム。

【請求項6】

前記ボンド電流調整器は、前記ボンド整流素子と並列接続されたコイル素子を含むことを特徴とする請求項５に記載された埋設金属パイプラインのカソード防食システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、埋設金属パイプラインのカソード防食方法及びカソード防食システムに関するもので、詳しくは、プラスチック被覆された鋼管とコーティングの無い鋳鉄管とが絶縁継手を介して接続された埋設金属パイプラインにおいて、鋼管が交流誘導を受けている状況下でなされるカソード防食方法及びカソード防食システムに関する。

【背景技術】

【0002】

鋳鉄管は継手に溶接を必要としないため配管工事が容易であり、長年にわたり我が国及び欧米等で水道，ガス等のパイプラインとして用いられている。この鋳鉄管は低強度材料であるため、埋設箇所の地上環境が変化して、例えば埋設箇所が大きな輪荷重のかかる幹線道路の交差点下や鉄道輸送力の増大した直流電気鉄道軌条下になった場合には、そこに埋設されたパイプラインに強度上の問題が生じる。このような埋設箇所の地上環境変化に対しては、既設の鋳鉄管に換わって延性特性を有し高強度の鋼管を新設することが行われており、この場合には鋳鉄管に部分的に鋼管が接続されることになる。

【0003】

このように既設の鋳鉄管に対して新設の鋼管を接続する場合には、既設の鋳鉄管はコーティングの無いいわゆる裸管であり、鋼管はプラスチック被覆が施されている。この場合に、仮に両パイプラインを電気的に接続したとすると、既設の鋳鉄管はその表面に鉄酸化物の生成物が形成されることで管対地電位がプラス側にシフトしており（管対地電位は−０．５Ｖ_CSE（飽和硫酸銅電極ＣＳＥ基準電位）程度）、鋼管の管対地電位（プラスチック被覆に欠陥が有る場合、−０．８Ｖ_CSE程度）に比べてプラスの位になるので、鋼管のプラスチック被覆に欠陥部が生じると、既設の鋳鉄管がカソードで鋼管がアノードになり、大きなカソードと小さなアノードの組み合わせになって、鋼管の被覆欠陥部で腐食が進行することになる。

【0004】

このような腐食を防止するためには、鋳鉄管と鋼管との間に絶縁継手を挿入し、更に鋼管の防食を万全なものにするために、鋼管に対してカソード防食を施すことが求められる。カソード防食の方式としては外部電源方式と流電陽極方式があるが、一般に距離の短い鋼管の両端が絶縁継手になる場合には、流電陽極方式が採用される。

【0005】

一方、絶縁継手によって埋設パイプラインを接続する場合には、雷害や電力事故等によるサージ（高電圧）が絶縁継手にかからないようにし、絶縁継手の焼損や火花発生、或いは感電事故等が起きないようにすることが必要になる。これに対しては、図１に示すように、絶縁継手Ｊ１を介して接続されるパイプラインＪ２，Ｊ３に、シリコンダイオードＤ，Ｄを逆並列接続することが行われている（下記非特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0006】

【非特許文献1】電気学会電食防止研究委員会編「新版 電食・土壌腐食ハンドブック」電気学会，１９７７年５月，ｐ．２６３〜２６４

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

プラスチック被覆鋼管とコーティングの無い鋳鉄管（以下単に鋳鉄管という）が絶縁継手を介して接続された埋設金属パイプラインが、高圧交流送電線や交流電気鉄道輸送路と並行している等して交流誘導の影響を受けている場合には、プラスチック被覆鋼管に交流腐食リスクが生じることになる。絶縁継手を介して接続されるプラスチック被覆鋼管と鋳鉄管を従来技術で示したようにシリコンダイオードで逆並列接続すると、シリコンダイオードの順電圧Ｖｆ（動作電圧）以上の交流電圧で両パイプラインに交流電流が流れることになり、プラスチック被覆鋼管の被覆に欠陥があると、その欠陥部の面積が小さいほど交流腐食リスクは高くなる。

【0008】

これに対しては、プラスチック被覆鋼管にアース電極としての流電陽極（Ｍｇ陽極）を接続することで、プラスチック被覆鋼管の交流誘導を低減させることが行われている。しかしながら、様々な迷走電流が存在する状況下では、接続された流電陽極からプラスチック被覆鋼管内に迷走電流が流入し、これがダイオードを介して鋳鉄管側に流れ込み、鋳鉄管の接地抵抗の低い箇所で流出することがあり、これによって鋳鉄管側に腐食リスクが生じる問題がある。これを回避するには、プラスチック被覆鋼管と流電陽極とを接続する電線に逆流防止器を挿入することが考えられるが、これによると、プラスチック被覆鋼管から流電陽極に向けた一方向の電流しか流れなくなるので、大地に逃がす交流電流が半波整流されてアース電極としての機能が半減することになり、流電陽極を接続したことによる交流誘導低減効果が十分に得られなくなる問題がある。

【0009】

一方、鋳鉄管側の腐食リスクを解消するために、鋳鉄管側を別途カソード防食することが考えられ、鋳鉄管にも流電陽極を接続することが行われているが、これによると、プラスチック被覆鋼管に接続された流電陽極や鋳鉄管に接続された流電陽極から流出するカソード防食電流の大半が接地抵抗の低い鋳鉄管に流入することになり、プラスチック被覆鋼管を適正にカソード防食することができない問題が生じる。

【0010】

本発明は、このような問題に対処することを課題の一例とするものである。すなわち、プラスチック被覆鋼管とコーティングの無い鋳鉄管が絶縁継手を介して接続された埋設金属パイプラインが交流誘導の影響を受けている場合に、プラスチック被覆鋼管の交流腐食リスクを効果的に低減することができること、発生したカソード防食電流を接続されたプラスチック被覆鋼管と鋳鉄管の両方に適正に供給することで、両方のパイプラインを良好なカソード防食状態にすること、カソード防食電流の一部を鋳鉄管側に流し、その残りの一部で鋼管側をカソード防食するに際して、両管の防食状態を個別に把握して、両管の防食状態が適正になるようにカソード防食システムの条件を適正に設定すること、等が本発明の目的である。

【課題を解決するための手段】

【0011】

このような目的を達成するために、本発明による埋設金属パイプラインのカソード防食方法及びカソード防食システムは、以下の構成を少なくとも具備する。

【0012】

プラスチック被覆鋼管とコーティングの無い鋳鉄管が絶縁継手を介して接続された埋設金属パイプラインが交流誘導の影響を受けている状況下でのカソード防食方法であって、前記プラスチック被覆鋼管に当該プラスチック被覆鋼管と前記鋳鉄管の両方にカソード防食電流を供給する流電陽極を接続し、当該プラスチック被覆鋼管と前記流電陽極とを少なくとも非極性容量素子を介して接続し、前記プラスチック被覆鋼管と前記鋳鉄管との間に、前記絶縁継手を挟んで前記鋳鉄管から前記プラスチック被覆鋼管へ向けた流れを順方向とする整流素子を含むボンド電流調整器を接続し、交流誘導によって前記流電陽極から流出する接地電流をカソード防食電流として、前記プラスチック被覆鋼管と前記鋳鉄管をカソード防食し、前記プラスチック被覆鋼管のクーポン流入直流電流密度及びクーポン交流電流密度がクーポン電流密度を指標としたカソード防食管理基準に合格していると共に、前記ボンド電流調整器をオフすることで計測される前記鋳鉄管のインスタントオフ電位が自然電位から少なくとも１００ｍＶマイナス側にシフトしていることを特徴とする埋設金属パイプラインのカソード防食方法。

【0013】

プラスチック被覆鋼管とコーティングの無い鋳鉄管が絶縁継手を介して接続された埋設金属パイプラインが交流誘導の影響を受けている状況下でのカソード防食システムであって、前記プラスチック被覆鋼管に接続される流電陽極と、前記プラスチック被覆鋼管と前記流電陽極との間に設けられ、前記プラスチック被覆鋼管と前記流電陽極とを少なくとも非極性容量素子を介して接続する交流誘導低減器と、前記絶縁継手を挟んで前記プラスチック被覆鋼管と前記鋳鉄管との間に接続され、前記鋳鉄管から前記プラスチック被覆鋼管へ向けた流れを順方向とするボンド整流素子を含むボンド電流調整器とを備え、前記ボンド電流調整器の電圧−電流特性は、前記ボンド整流素子の順電圧より高い電圧で電圧の上昇に対して電流の上昇が抑制されており、前記ボンド電流調整器をオフすることで計測される前記鋳鉄管のインスタントオフ電位が自然電位から少なくとも１００ｍＶマイナス側にシフトするのに十分なように設定されることを特徴とする埋設金属パイプラインのカソード防食システム。

【発明の効果】

【0014】

本発明は、このような特徴を有することで、プラスチック被覆鋼管とコーティングの無い鋳鉄管が絶縁継手を介して接続された埋設金属パイプラインが交流誘導の影響を受けている場合に、プラスチック被覆鋼管の交流腐食リスクを効果的に低減することができる。また、本発明は、発生したカソード防食電流を接続されたプラスチック被覆鋼管と鋳鉄管の両方に適正に供給することで、両方のパイプラインを良好なカソード防食状態にすることができる。また、本発明は、カソード防食電流の一部を鋳鉄管側に流し、その残りの一部で鋼管側をカソード防食するに際して、両管の防食状態を個別に把握して、両管の防食状態が適正になるようにカソード防食システムの条件を適正に設定することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】従来技術の説明図である。

【図2】本発明の一実施形態に係る埋設金属パイプラインのカソード防食方法及びカソード防食システムを説明する説明図である。

【図3】本発明の実施形態における交流誘導低減器とボンド電流調整器の具体的な回路構成を示した説明図である（図２（ａ）が交流誘導低減器を示しており、図２（ｂ）がボンド電流調整器を示している）。

【図4】本発明の実施形態におけるボンド電流調整器の電圧−電流特性を示した説明図である。

【図5】クーポン電流密度を指標としたカソード防食基準を示す線図であって、横軸がクーポン流入直流電流密度Ｉ_DCで縦軸がクーポン交流電流密度Ｉ_ACを示している。

【図6】鋳鉄管におけるインスタントオフ電位の計測方法を説明する説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。図２は本発明の一実施形態に係る埋設金属パイプラインのカソード防食方法及びカソード防食システムを説明する説明図である。ここでの防食対象は、鋳鉄管Ｐ１の一部に鋼管Ｐ２が接続された埋設金属パイプラインである。鋳鉄管Ｐ１はコーティングの無いいわゆる裸管であり、鋼管Ｐ２にはポリエチレン被覆などのプラスチック被覆が施されている。鋳鉄管Ｐ１と鋼管Ｐ２は絶縁継手１を介して接続されている。そして、この埋設金属パイプラインは、高圧交流送電線Ｌ_ACや交流電気鉄道輸送路と並行している等して交流誘導の影響を受けている。

【0017】

このような状況下で鋳鉄管Ｐ１及び鋼管Ｐ２に対して設置されるカソード防食システムは、鋼管Ｐ２に接続される流電陽極（例えば、Ｍｇ陽極）２と、鋼管Ｐ２と流電陽極２との間に設けられる交流誘導低減器３と、絶縁継手１を挟んで鋳鉄管Ｐ１と鋼管Ｐ２との間に接続されるボンド電流調整器４を備えている。交流誘導低減器３は電線ｗ１によって流電陽極２に接続されると共に電線ｗ２によって鋼管Ｐ２に接続されている。ボンド電流調整器４は電線ｗ３によって鋼管Ｐ２に接続されると共に電線ｗ４によって鋳鉄管Ｐ１に接続されている。

【0018】

また、鋳鉄管Ｐ１には、鋳鉄管Ｐ１のカソード防食状況を把握するために、電線ｗ５を介して照合電極（例えば、飽和硫酸銅電極）５が接続されており、この電線ｗ５に鋳鉄管Ｐ１の管対地電位を計測する電圧計６が設置されている。一方、鋼管Ｐ２には、鋼管Ｐ２のカソード防食状況を把握するために、電線ｗ６を介して鋼管Ｐ２の近傍に設置されたクーポン７が接続されており、この電線ｗ６に鋼管Ｐ２のクーポン電流密度（クーポン流入直流電流密度Ｉ_DC及びクーポン交流電流密度Ｉ_AC）を計測するための直流・交流電流計８が設置されている。

【0019】

ここで流電陽極２は、高圧交流送電線Ｌ_ACや交流電気鉄道輸送路などによって鋼管Ｐ２に印加される交流電圧Ｖ_ACを低減するアース電極として機能するだけでなく、接地電流として鋼管Ｐ２を流れる交流電流を大地に逃がし、これをカソード防食電流Ｉｃとして鋳鉄管Ｐ１と鋼管Ｐ２に供給している。

【0020】

図３は、本発明の実施形態における交流誘導低減器３とボンド電流調整器４の具体的な回路構成を示した説明図である（図３（ａ）が交流誘導低減器３を示しており、図３（ｂ）がボンド電流調整器４を示している）。図３（ａ）に示される交流誘導低減器３は、少なくとも鋼管Ｐ２と流電陽極２との間に非極性容量素子（コンデンサ）３０を挿入したものである。鋼管Ｐ２と流電陽極２は非極性容量素子３０を介して接続されているので、交流の接地電流を効果的に大地に逃がすことができると共に、直流の迷走電流が流電陽極２から鋼管Ｐ２に向けて流れるのを阻止することができる。

【0021】

また、交流誘導低減器３は、非極性容量素子３０と並列に接続されて鋼管Ｐ２から流電陽極２へ向けた流れを順方向とする逆流防止整流素子３１（ダイオード）を含み、更には、非極性容量素子３０及び逆流防止整流素子３１と並列に接続されたサージ防護素子３２を含む。ここでのサージ防護素子３２は、コイル素子３２ａ，アレスタ３２ｂ，バリスタ３２ｃなどを備える。また、必要に応じて、交流誘導低減器３の接続線には鋼管Ｐ２と流電陽極２との接続を電気的に遮断するスイッチ素子３３やヒューズを設けることができる。

【0022】

図３（ｂ）に示されるボンド電流調整器４は、少なくとも、絶縁継手１を挟んで鋳鉄管Ｐ１と鋼管Ｐ２との間に接続され、鋳鉄管Ｐ１から鋼管Ｐ２へ向けた流れを順方向とするボンド整流素子（ダイオード）４０を含み、更には、ボンド整流素子４０と並列に接続されたサージ防護素子４１を含む。ここでのサージ防護素子４１は、コイル素子４１ａ，アレスタ４１ｂ，バリスタ４１ｃなどを備える。また、必要に応じて、ボンド電流調整器４の接続線には鋳鉄管Ｐ１と鋼管Ｐ２との接続を電気的に遮断するスイッチ素子４２やヒューズを設けることができる。

【0023】

図４は、本発明の実施形態におけるボンド電流調整器４の電圧−電流特性を示した説明図である。ボンド電流調整器４の電圧−電流特性は、基本的にはボンド整流素子４０の特性によって特定されており、順方向（矢印方向）に印加された電圧Ｖに対しては順電圧（Ｖｆ）を超えると電流Ｉを流し、順方向（矢印方向）と逆極性の電圧Ｖに対してはある程度の大きさの電圧までは電流Ｉを流さない特性を備えている。そして、ボンド電流調整器４はコイル素子４１ａを備えることで、ボンド整流素子４０の順電圧（Ｖｆ）より高い電圧で電圧の上昇に対して電流の上昇が抑制されている。すなわち、図示の破線で示す特性がボンド整流素子４０の電圧−電流特性であるとすると、コイル素子４１ａの機能によって、これを実線で示すように調整している。これによると、鋳鉄管Ｐ１と鋼管Ｐ２間の順方向電圧が高くなってもそれに伴って順方向に流れる電流の大きさをある程度の大きさに制限することができる。

【0024】

以下に、前述した埋設金属パイプラインにおけるカソード防食システムの機能及びカソード防食方法を説明する。

【0025】

先ず、鋼管Ｐ２と流電陽極２との間に設置された交流誘導低減器３は、第１に、鋼管Ｐ２に印加された交流電圧に対して効果的に接地電流を流して接地効果（交流誘導低減効果）を高める機能を有し、第２に、直流迷走電流が流電陽極２から鋼管Ｐ２に流入するのを阻止する効果を有する。また、流電陽極２は、第１に、アース電極として鋼管Ｐ２の交流誘導を低減する機能を有し、第２に、出力する接地電流によって鋳鉄管Ｐ１と鋼管Ｐ２にカソード防食電流Ｉｃを供給する機能を有する。

【0026】

そして、ボンド電流調整器４は、交流迷走電流が流電陽極２に流入し、鋼管Ｐ２の対地電位が鋳鉄管Ｐ１の対地電位よりもプラスになった場合に、鋼管Ｐ２から鋳鉄管Ｐ１の方向に流れる電流を阻止することにより、鋳鉄管Ｐ１の腐食リスクを回避する機能を有する。更には、前述したボンド電流調整器４の電圧−電流特性により、流電陽極２から出力されたカソード防食電流Ｉｃが過剰に鋳鉄管Ｐ１に流れ込まないようにしており、これによって鋼管Ｐ２側に供給されるカソード防食電流が極端に少なくならないようにしている。

【0027】

このようなカソード防食システムによると、鋳鉄管Ｐ１の一部に鋼管Ｐ２が絶縁継手１を介して接続された埋設金属パイプラインが高圧交流送電線Ｌ_ACなどによって交流誘導の影響を受けている状況下で、鋼管Ｐ２の交流腐食リスクを排除し、且つ鋳鉄管Ｐ１と鋼管Ｐ２を良好なカソード防食状態にすることができる。

【0028】

ここで、鋼管Ｐ２のカソード防食状況は、クーポン電流密度（クーポン流入直流電流密度Ｉ_DC及びクーポン交流電流密度Ｉ_AC）を指標としたカソード防食基準に合格するように管理される。図５は、クーポン電流密度を指標としたカソード防食基準を示す線図であって、横軸がクーポン流入直流電流密度Ｉ_DCで縦軸がクーポン交流電流密度Ｉ_ACを示している。線図の太線枠内が適正なカソード防食状況の範囲であり、直流・交流電流計８の計測値から求められるクーポン流入直流電流密度Ｉ_DCとクーポン交流電流密度Ｉ_ACがこの枠内に入るようにカソード防食状況を管理する。

【0029】

一方、鋳鉄管Ｐ１は、１００ｍＶカソード分極基準を適用し、鋳鉄管Ｐ１の管対地電位が自然電位から少なくとも１００ｍＶマイナス側にシフトするようにカソード防食状態を管理する。ここでの管対地電位は電圧計６で計測され、ボンド電流調整器４の接続線をオフすることで計測されるインスタントオフ電位を用いることが好ましい。

【0030】

本発明の実施形態に係るカソード防食方法では、鋳鉄管Ｐ１のインスタントオフ電位を計測し、鋳鉄管Ｐ１の自然電位と計測されたインスタントオフ電位との差が基準値（１００ｍＶ）以上であるか否かで、鋳鉄管Ｐ１のカソード防食状態を把握する。鋳鉄管Ｐ１の自然電位と計測されたインスタントオフ電位との差は、流電陽極２から出力されるカソード防食電流が鋳鉄管Ｐ１に流入したことによる鋳鉄管Ｐ１のカソード分極量になるから、このカソード分極量が基準値（１００ｍＶ）以上であれば、鋳鉄管Ｐ１のカソード防食状態が適正であることを把握することができる。鋳鉄管Ｐ１の自然電位と計測されたインスタントオフ電位との差が１００ｍＶ以上であるということは、鋳鉄管Ｐ１の腐食速度が自然腐食速度よりも一桁小さくなっていることを指す。

【0031】

図６は、鋳鉄管Ｐ１におけるインスタントオフ電位の計測方法を説明する説明図である。同図は、縦軸が鋳鉄管Ｐ１の管対地電位を示し、横軸が経過時間を示したグラフであって、鋳鉄管Ｐ１の管対地電位の経時的な変化を示している。図において、Ａの電位は鋳鉄管Ｐ１がカソード防食されていない状態の電位（自然電位）、Ｂの電位は、前述したカソード防食システムを構築して、時間Ｔ１にボンド電流調整器４の接続をオン状態にした直後の電位、Ｃの電位はボンド電流調整器４をオン状態にした後十分にカソード分極が進んだ状態の電位、Ｄの電位はＣの電位状態で時間Ｔ２にスイッチ素子４２によってボンド電流調整器４の接続をオフにした直後の電位をそれぞれ示している。

【0032】

図示のＡの電位からＢの電位に至る電位差或いはＣの電位からＤの電位に至る電位差は、照合電極５を地上に設置して埋設管の管対地電位を計測していることによって生じるＩＲドロップであり、カソード防食電流Ｉｃと土壌抵抗Ｒの積からなる電位差である。インスタントオフ電位は、カソード分極が十分に進んだ状態の管対地電位（Ｃの電位）からＩＲドロップを差し引いた電位（Ｄの電位）として定義することができる。図示のＢの電位からＣの電位に至る電位差がカソード防食電流Ｉｃによる鋳鉄管Ｐ１のカソード分極量であるが、ＩＲドロップを計測すること無しに鋳鉄管Ｐ１のカソード分極量を求めるために、十分にカソード分極が進んだＣの状態でボンド電流調整器４をオフにして、Ｄの電位で示されるインスタントオフ電位を計測し、既知のＡの電位（自然電位）と計測されたＤの電位（インスタントオフ電位）との差によって、鋳鉄管Ｐ１のカソード分極量を求めている。

【0033】

鋳鉄管Ｐ１と鋼管Ｐ２が適正なカソード防食状況になるためのシステム上の設定は、交流誘導低減器３による接地電流の設定とボンド電流調整器４における電圧−電流特性の設定によって行われる。ボンド電流調整器４の電圧−電流特性は、鋳鉄管Ｐ１のインスタントオフ電位が自然電位から少なくとも１００ｍＶマイナス側にシフトするのに十分なように設定され、この条件を満たすように電圧の上昇に対する電流の上昇が抑えられる。これによって流電陽極２から出力されるカソード防食電流Ｉｃが過剰に鋳鉄管Ｐ１に流入するのを抑えることができ、鋼管Ｐ２側を適正にカソード防食することが可能になる。

【0034】

以上説明したように、本発明の実施形態に係る埋設金属パイプラインのカソード防食方法及びカソード防食システムによると、プラスチック被覆が施された鋼管Ｐ２とコーティングの無い鋳鉄管Ｐ１が絶縁継手１を介して接続された埋設金属パイプラインが交流誘導の影響を受けている場合に、鋼管Ｐ２の交流腐食リスクを効果的に低減することができる。また、発生したカソード防食電流Ｉｃを鋳鉄管Ｐ１と鋼管Ｐ２の両方に適正に供給することで、両方のパイプラインを良好なカソード防食状態にすることができる。また、カソード防食電流Ｉｃの一部を鋳鉄管Ｐ１側に流し、その残りの一部で鋼管Ｐ２側をカソード防食するに際して、両管の防食状態を個別に把握して、両管の防食状態が適正になるようにカソード防食システムの条件を設定することができる。

【符号の説明】

【0035】

Ｐ１：鋳鉄管，Ｐ２鋼管，
１：絶縁継手，２：流電陽極（Ｍｇ陽極），
３：交流誘導低減器，３０：非極性容量素子（コンデンサ），
３１：逆流防止整流素子，３２：サージ防護素子，
３２ａ：コイル素子，３２ｂ：アレスタ，３２ｃ：バリスタ，
３３：スイッチ素子，
４：ボンド電流調整器，４０：ボンド整流素子，４１：サージ防護素子，
４１ａ：コイル素子，４１ｂ：アレスタ，４１ｃ：バリスタ，
４２：スイッチ素子，
５：照合電極（飽和硫酸銅電極），６：電圧計，
７：クーポン，８：直流・交流電流計，
ｗ１〜ｗ６：電線，Ｉｃ：カソード防食電流，Ｌ_AC：高圧交流送電線，
Ｖ_AC：交流電圧

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】