特開 2024-175794 腐食抑制方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024175794

(43)【公開日】2024-12-19

(54)【発明の名称】腐食抑制方法

(51)【国際特許分類】

   C23F 15/00 20060101AFI20241212BHJP

   C23F 13/02 20060101ALI20241212BHJP

【ＦＩ】

C23F15/00

C23F13/02 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023093808

(22)【出願日】2023-06-07

(71)【出願人】

【識別番号】000213297

【氏名又は名称】中部電力株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】520320446

【氏名又は名称】中部電力パワーグリッド株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001036

【氏名又は名称】弁理士法人暁合同特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】榊 嘉範

(72)【発明者】

【氏名】小川 友也

(72)【発明者】

【氏名】主谷 遼

(72)【発明者】

【氏名】田崎 惟

【テーマコード（参考）】

4K060

4K062

【Ｆターム（参考）】

4K060AA02

4K060BA12

4K060BA39

4K060DA01

4K060EA20

4K060EB01

4K062AA05

4K062CA10

4K062DA07

4K062EA08

(57)【要約】

【課題】金属からなる部材の腐食を抑制する。
【解決手段】支持金具３０と、支持金具３０よりもイオン化傾向が大きい金属からなるクリート２１の腐食を抑制する腐食抑制方法は、支持金具３０とクリート２１の間に絶縁シート４０を介在させて、支持金具３０とクリート２１の異種金属接触を避けるとともに、絶縁シート４０は、クリート２１の台座２２Ｂより大きく、台座２２Ｂの外周部から突出するシート外縁部４０Ａにより、支持金具３０からクリート２１に対してシート外縁部４０Ａを迂回して流れる迂回電流を抑制する。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１金属部材と、前記第１金属部材よりもイオン化傾向が大きい金属からなる第２金属部材の腐食を抑制する腐食抑制方法であって、
前記第１金属部材と前記第２金属部材の間に絶縁シートを介在させて、前記第１金属部材と前記第２金属部材の異種金属接触を避けるとともに、
前記絶縁シートは、前記第２金属部材より大きく、前記第２金属部材の外周部から突出するシート外縁部により、前記第１金属部材から前記第２金属部材に対して前記シート外縁部を迂回して流れる迂回電流を抑制する、腐食抑制方法。

【請求項2】

請求項１に記載の腐食抑制方法であって、
前記第１金属部材と前記第２金属部材の両方を貫通するボルトと、前記ボルトに螺合するナットにより、前記第１金属部材と前記第２金属部材を固定し、
「前記ボルトの頭部と前記第１金属部材との間」および「前記ナットと前記第２金属部材との間」のうち、少なくともいずれか一方に介挿した絶縁ワッシャにより、前記ボルトの頭部と前記第１金属部材の第１界面に流れる第１電流、および、前記ナットと前記第２金属部材の第２界面に流れる第２電流のうち、少なくともいずれか一方の電流を遮断する、腐食抑制方法。

【請求項3】

請求項２に記載の腐食抑制方法であって、
前記ボルトの軸部を被覆する絶縁スリーブにより、前記第１金属部材から前記第２金属部材への、前記軸部を介した第３電流を遮断する、腐食抑制方法。

【請求項4】

請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の腐食抑制方法であって、
前記第２金属部材は、前記第２金属部材よりもイオン化傾向の大きな犠牲陽極により防食されている、腐食抑制方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、腐食抑制方法に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１で開示されているように、人孔（マンホール）内でケーブルを固定する場合、ケーブルを拘束する支持部材（クリート）や、クリートを支持する支持架台（支持金具）が用いられる。支持部材と支持架台が異種金属からなる場合、異種金属接触により、腐食が発生する。

【0003】

特許文献１には、人孔内に２以上の異なる金属からなる部材が配置される場合において、異なる金属からなる部材同士が接触する部分、および異なる金属からなる部材のうちイオン化傾向の相対的に小さい方の部材の間、のうち少なくとも一方を縁切りする工程を備える、人孔内部の腐食防止方法が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００７－２０５０２６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、上記特許文献１の腐食防止方法では、マンホール内に水が流入して各部材が水没した場合、水を介して部材間に電流が流れ、腐食が進行する可能性がある。

【0006】

本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、金属からなる部材の腐食を抑制する腐食抑制方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

（１）第１金属部材と、前記第１金属部材よりもイオン化傾向が大きい金属からなる第２金属部材の腐食を抑制する腐食抑制方法は、前記第１金属部材と前記第２金属部材の間に絶縁シートを介在させて、前記第１金属部材と前記第２金属部材の異種金属接触を避けるとともに、前記絶縁シートは、前記第２金属部材より大きく、前記第２金属部材の外周部から突出するシート外縁部により、前記第１金属部材から前記第２金属部材に対して前記シート外縁部を迂回して流れる迂回電流を抑制する。

【0008】

上記（１）のようにすると、第２金属部材の外周部から突出したシート外縁部により、水没時に第１金属部材から第２金属部材に流れる電流（イオン化傾向の相違により流れる電流）の迂回経路が長くなり、迂回経路の抵抗値が大きくなる。迂回経路の抵抗値が大きくなることで、迂回電流が流れにくくなり、迂回電流に起因する腐食を抑制できる。

【0009】

なお、本明細書において、迂回経路とは、第１金属部材から第２金属部材に流れる電流の経路であって、金属部材同士の接触箇所以外の経路をいう。また、迂回電流とは、迂回経路を通って、第１金属部材から第２金属部材に流れる電流をいう。

【0010】

（２）上記（１）に記載の腐食抑制方法において、前記第１金属部材と前記第２金属部材の両方を貫通するボルトと、前記ボルトに螺合するナットにより、前記第１金属部材と前記第２金属部材を固定し、「前記ボルトの頭部と前記第１金属部材との間」および「前記ナットと前記第２金属部材との間」のうち、少なくともいずれか一方に介挿した絶縁ワッシャにより、前記ボルトの頭部と前記第１金属部材の第１界面に流れる第１電流、および、前記ナットと前記第２金属部材の第２界面に流れる第２電流のうち、少なくともいずれか一方の電流を遮断してもよい。

【0011】

上記（２）のようにすると、第１金属部材から第２金属部材への、ボルトおよびナットを介した電流が遮断されるため、腐食を抑制できる。

【0012】

（３）上記（２）に記載の腐食抑制方法において、前記ボルトの軸部を被覆する絶縁スリーブにより、前記第１金属部材から前記第２金属部材への、前記軸部を介した第３電流を遮断してもよい。

【0013】

上記（３）のようにすると、第１金属部材から第２金属部材への、軸部を介した電流が遮断されるため、腐食を抑制できる。

【0014】

（４）上記（１）から（３）のいずれかに記載の腐食抑制方法は、前記第２金属部材は、前記第２金属部材よりもイオン化傾向の大きな犠牲陽極により防食されていてもよい。

【0015】

上記（４）のようにすると、第１金属部材と、第２金属部材と、犠牲陽極のうち、最もイオン化傾向の大きな犠牲陽極から先に腐食するため、第１金属部材と第２金属部材の腐食を抑制できる。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、金属からなる部材の腐食を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】ケーブル固定具の側面図

【図2】ケーブル固定具の平面図

【図3】ボルトおよびナットの分解図

【図4】ケーブル固定具の部分拡大図

【発明を実施するための形態】

【0018】

１．発明の実施の形態
図１は、本発明の実施形態に係る腐食抑制方法を適用したマンホールＭＨ内を示す側面図である。地中に設けられたマンホールＭＨ内には、立金物１１が立設されている。立金物１１には、ケーブル１０を固定するケーブル固定具２０が取り付けられている。図１中の上下方向は、マンホールＭＨ内における上下方向を示している。また、ケーブル１０は、図１の紙面に垂直な方向に延在している。

【0019】

ケーブル１０は、地中およびマンホールＭＨ内に敷設される地中線ケーブルである。ケーブル固定具２０は、ケーブル１０を拘束するクリート（特許請求の範囲の「第２金属部材」の一例）２１と、クリート２１を下方から支持する支持金具（特許請求の範囲の「第１金属部材」の一例）３０と、クリート２１と支持金具３０との間に介在する絶縁シート４０と、を有している。

【0020】

クリート２１は、下部フレーム２２と、上部フレーム２３とを有している。下部フレーム２２と上部フレーム２３とは、ボルト２４の締付により、導通した状態で固定されている。下部フレーム２２は、台座２２Ｂと、台座２２Ｂの上方において上端が上向きに開いた半円状の凹部２２Ａと、を有している。上部フレーム２３は、下端が下向きに開いた半円状の凹部２３Ａを有している。ケーブル１０は、凹部２２Ａと凹部２３Ａとの間で挟み込まれることにより、クリート２１に拘束される。

【0021】

台座２２Ｂは平面視で略六角形の板状をしている（図１、図２参照）。台座２２Ｂは、座面２２Ｃにおいて絶縁シート４０と接している。クリート２１を構成する下部フレーム２２と上部フレーム２３の材質は同一であり、その材質は、例えばアルミニウムまたはアルミニウム合金である。台座２２Ｂの平面視形状は略六角形のほか、六角形以外の多角形、円形、楕円形等の他の形状であってもよい。

【0022】

支持金具３０は、全体として矩形板状の形状をしている。支持金具３０は、立金物１１の側方において、板面が上下方向を向く姿勢で固定されている。支持金具３０の上側の板面である上面３０Ａは、凹凸のない平面状に形成されており、下部フレーム２２の座面２２Ｃとは絶縁シート４０を挟んで対向している。支持金具３０は、クリート２１とは異なる種類の金属からなり、クリート２１よりもイオン化傾向が小さい。支持金具３０の素材としては、ステンレス、または、亜鉛メッキされたスチールを例示できる。

【0023】

下部フレーム２２と上部フレーム２３とを固定している２つのボルト２４のうちの一方には、Ｌ字形の取付金具６１が共締めされている。取付金具６１には、犠牲陽極６０が取り付けられており、下部フレーム２２と犠牲陽極６０とは、取付金具６１を介して電気的に接続されている。犠牲陽極６０は、下部フレーム２２よりもイオン化傾向が大きい金属からなる。犠牲陽極６０の素材として、マグネシウム合金を例示できる。

【0024】

クリート２１と、支持金具３０と、犠牲陽極６０の３つの部材のうち、イオン化傾向が最も大きい部材は、犠牲陽極６０である。２番目にイオン化傾向が大きい部材は、クリート２１である。イオン化傾向が最も小さい部材は、支持金具３０である。クリート２１は、犠牲陽極６０と電気的に接続されているため、クリート２１と犠牲陽極６０では、イオン化傾向の大きな犠牲陽極６０から先に腐食する。これにより、クリート２１を防食して腐食を抑制できる。

【0025】

絶縁シート４０は、下部フレーム２２の座面２２Ｃと、支持金具３０の上面３０Ａとの間に設けられている。絶縁シート４０は、樹脂などの絶縁材料からなる平面視矩形のシートである。具体的な絶縁シート４０の素材としては、ＰＴＦＥ（polytetrafluoroethylene）や、ＦＲＰ（Fiber Reinforced Plastics：繊維強化プラスチック）を例示できる。絶縁シート４０の上面は座面２２Ｃに接しており、絶縁シート４０の下面は、支持金具３０の上面３０Ａに接している。絶縁シート４０が、クリート２１と支持金具３０との間に介在することにより、クリート２１と支持金具３０の異種金属接触を回避している。

【0026】

図２は、絶縁シート４０と台座２２Ｂの、相対的な大きさ及び位置関係を示す平面図である。図２では、台座２２Ｂより上方の構造物や、後述するボルト５０、ナット５１等は図示省略している。

【0027】

図２に示すように、支持金具３０の上面３０Ａは平面視で略長方形である。絶縁シート４０は、上面３０Ａの中央付近を上方から覆うように配置されている。支持金具３０の表面（上面３０Ａだけでなく、側面や下面も含む）のうち、絶縁シート４０で覆われていない部分は、金属が露出している。

【0028】

図２に示すように、絶縁シート４０は、台座２２Ｂよりも大きいサイズに形成されている。台座２２Ｂは、絶縁シート４０よりも外側にはみ出さないように、絶縁シート４０の外縁であるシート外縁部４０Ａよりも内側に載置される。シート外縁部４０Ａは、台座２２Ｂの外周部のどの部分よりも外側に突出している。台座２２Ｂの外周部と、支持金具３０の表面のうち金属が露出している部分との間は、絶縁シート４０で覆われている。

【0029】

支持金具３０の上面３０Ａと台座２２Ｂ（クリート２１）との間に絶縁シート４０が介在しているため、異種金属接触を避けることができる。しかし、異種金属接触していなくても、例えばマンホールＭＨに水が侵入した場合には、支持金具３０からクリート２１に水を介して迂回電流が流れ、クリート２１が腐食する可能性がある。特に、侵入した水が電気伝導率の高い海水であれば、迂回電流が流れる懸念が高まる。

【0030】

本実施形態の構成では、支持金具３０と台座２２Ｂの間には、図４に示す迂回経路Ａ１が形成される可能性がある。迂回経路Ａ１は、支持金具３０の上面３０Ａのうち、絶縁シート４０で覆われていない部分と、台座２２Ｂとを結ぶ経路である。迂回経路Ａ１は、台座２２Ｂの外周部から突出したシート外縁部４０Ａを越える経路である。

【0031】

なお、絶縁シート４０のシート外縁部４０Ａが台座２２Ｂの外周部から突出していない場合、言い換えると、台座２２Ｂの外周部の直下に、絶縁シート４０の端部が位置する場合の迂回電流の経路は、迂回経路Ａ２になる。迂回経路Ａ１は、シート外縁部４０Ａを越える分、迂回経路Ａ２よりも経路長が長くなるため、迂回経路Ａ２よりも抵抗値が大きい。迂回経路Ａ１の抵抗値が大きいと、迂回電流が流れにくくなり、迂回電流に起因する腐食を抑制できる。

【0032】

図２に示すように、台座２２Ｂ、絶縁シート４０、支持金具３０には、平面視で重なる位置に、それぞれ上下方向に貫通する孔が空けられており、各孔を重ねた状態で１つの貫通孔５２を形成する。図１に示すように、貫通孔５２に挿通されたボルト（特許請求の範囲の「ボルト」の一例）５０と、ボルト５０と螺合したナット（特許請求の範囲の「ナット」の一例）５１によって、支持金具３０に対してクリート２１が固定される。

【0033】

支持金具３０に対してクリート２１を固定するボルト５０及びその周辺構造について図３、図４を参照して説明する。図３は、ボルト５０と、ナット５１と、それらの間に配置される部材の配置を示す分解図である。図４は、図１のボルト５０周辺を拡大した図である。

【0034】

図３に示すように、ボルト５０の軸部５０Ａには、軸部５０Ａの側面を被覆する筒状の絶縁スリーブ６２が装着される。絶縁スリーブ６２は電流を通さない絶縁材料からなる。絶縁スリーブ６２の素材としては、ＰＴＦＥやナイロンを例示できる。

【0035】

図４に示すように、ボルト５０を用いて支持金具３０に台座２２Ｂ固定した状態では、絶縁スリーブ６２は、軸部５０Ａと、貫通孔５２の内壁との間に介在している。絶縁スリーブ６２は、貫通孔５２内において、軸部５０Ａと台座２２Ｂの間、および、軸部５０Ａと支持金具３０との間を、それぞれ電気的に絶縁している。

【0036】

絶縁スリーブ６２によって、支持金具３０から台座２２Ｂ（クリート２１）への、軸部５０Ａを介した第３電流Ｉ３を遮断することができる。これにより、クリート２１の腐食を抑制できる。

【0037】

図３に示すように、絶縁スリーブ６２が装着された軸部５０Ａには、第１絶縁ワッシャ（特許請求の範囲の「絶縁ワッシャ」の一例）６４と、第１絶縁ワッシャ６４を挟み込むように金属ワッシャ６３、６５が挿通される。第１絶縁ワッシャ６４は絶縁材料からなるワッシャである。第１絶縁ワッシャ６４の素材としては、ＰＴＦＥやＦＲＰ等を例示できる。

【0038】

図４に示すように、支持金具３０とクリート２１を固定した状態では、ワッシャ群６３～６５は、ボルト５０の頭部５０Ｂと支持金具３０の間で挟み込まれている。頭部５０Ｂと支持金具３０との間に介挿された第１絶縁ワッシャ６４により、頭部５０Ｂと支持金具３０の間の第１界面７１に流れる第１電流Ｉ１は遮断される。

【0039】

図３に示すように、ナット５１と、台座２２Ｂとの間の軸部５０Ａには、第２絶縁ワッシャ（特許請求の範囲の「絶縁ワッシャ」の一例）６６、金属ワッシャ６７が挿通される。第２絶縁ワッシャ６６は、第１絶縁ワッシャ６４と同様に、ＰＴＦＥやＦＲＰ等の絶縁材料からなる。

【0040】

図４に示すように、支持金具３０とクリート２１を固定した状態では、ワッシャ群６６～６７は、ナット５１と台座２２Ｂとの間で挟み込まれている。ナット５１と台座２２Ｂとの間に介挿された第２絶縁ワッシャ６６により、ナット５１と台座２２Ｂの間の第２界面７２に流れる第２電流Ｉ２は遮断される。

【0041】

第１電流Ｉ１または第２電流Ｉ２のうち、少なくとも一方の電流を遮断することにより、支持金具３０からクリート２１に流れる電流を抑制して、腐食を抑制できる。

【0042】

金属ワッシャ６３、６５は、第１絶縁ワッシャ６４の上下両側に配置されている。また、金属ワッシャ６７は、ナット５１と第２絶縁ワッシャ６６との間に配置されている。金属ワッシャ６３、６５、６７は、例えばステンレス製であり、一般的なワッシャの役割（食い込み防止、緩み止め等）のほか、絶縁ワッシャ６４、６６を傷や変形から保護する役割を有している。

【0043】

２．効果
本発明によれば、クリート２１の台座２２Ｂの外周部から突出したシート外縁部４０Ａにより、水没時に支持金具３０からクリート２１に流れる電流（イオン化傾向の相違により流れる電流）の迂回経路Ａ１が長くなり、迂回経路Ａ１の抵抗値が大きくなる。迂回経路Ａ１の抵抗値が大きくなることで、迂回電流が流れにくくなり、迂回電流に起因する腐食を抑制できる。

【0044】

＜他の実施形態＞
（１）上記実施形態では、クリート２１に防食のための犠牲陽極６０が取付けられている場合を例示したが、犠牲陽極６０は取り付けられていなくてもよい。

【0045】

（２）上記実施形態では、マンホールＭＨ内のケーブル固定具２０を例示して説明したが、ケーブル固定具２０は、マンホールＭＨ以外の場所に取り付けられていてもよい。

【0046】

（３）上記実施形態では、第１部材（支持金具３０）よりも第２部材（クリート２１）の方がイオン化傾向が大きい場合を例示して説明したが、イオン化傾向の大小は逆であってもよい。

【0047】

（４）上記実施形態では、ボルト５０の頭部５０Ｂが支持金具３０側に、ナット５１が台座２２Ｂ側にある場合について例示したが、ボルト５０とナット５１の位置は入れ替えてもよい。

【0048】

（５）上記実施形態では、第１絶縁ワッシャ６４と第２絶縁ワッシャ６６の両方を介挿した場合を例示したが、介挿する絶縁ワッシャはいずれか一方であってもよい。

【0049】

（６）上記実施形態では、絶縁シート４０が矩形である場合を例示したが、絶縁シート４０の形状は矩形に限られない。例えば、円形や楕円形、矩形以外の多角形でもよいし、台座２２Ｂと相似形であってもよい。

【符号の説明】

【0050】

２１：クリート、２２Ｂ：台座、２２Ｃ：座面、３０：支持金具、３０Ａ：上面、４０：絶縁シート、４０Ａ：シート外縁部、５０：ボルト、５０Ａ：軸部、５０Ｂ：頭部、５１：ナット、５２：貫通孔、６２：絶縁スリーブ、６３、６５、６７：金属ワッシャ、６４：第１絶縁ワッシャ、６６：第２絶縁ワッシャ、７１：第１界面、７２：第２界面、Ａ１：迂回経路、Ａ２：迂回経路、Ｉ１：第１電流、Ｉ２：第２電流、Ｉ３：第３電流

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】