提案する更新設計法の考え方

本 文 で 提 案 す る 更 新 設 計 法 （ 新 設 計 法 ） の 概 念 図 を 図-3.3.2 に 示 す ． な お ， 電 流 低 減 率 は 0.50 と し ， 本 文 お よ び 図 中 に 出 て く る 電 位 は ， 海 水 銀/塩 化 銀 電 極 基 準 （Ag/AgCl[sw]） で 示 し て い る ． 流 電 陽 極 方 式 を 適 用 し た 海 水 中 の 鋼 材 に 対 す る 電 気 防 食 で は ，(3.2.2)式 が 成 立 す る ．陽 極 の ア ノ ー ド 分 極 が 小 さ い こ と か ら ，一 つ の 設 計 条 件 が 決 ま る と Ea，Sc，Rs a

は ほ ぼ 一 定 と み な す こ と が で き ， 適 用 さ れ て い る 電 気 防 食 特 性 を カ ソ ー ド 電 流 密 度 と カ ソ ー ド 電 位 か ら 構 成 さ れ る 平 面 上 に お い て 1 本 の 直 線 （(3.3.3)式 ） で 示 す こ と が で き る （1 つ の 設 計 条 件 に 対 し て 1 本 の 直 線 式 が 対 応 す る ）^{10 )}．

𝐸c− 𝐸a= 𝐼 ∙ 𝑅sa (3.3.2)

𝐸c= 𝑖c∙ 𝑅sa+ 𝐸a 𝑖𝑐= 𝐼

𝑆_𝑐 (3.3.3)

Ec： カ ソ ー ド 電 位 ，Ea： ア ノ ー ド 電 位 ，I： 発 生 電 流 ， R_{s a}： ア ノ ー ド 接 水 抵 抗 ，i_c： カ ソ ー ド 電 流 密 度 ，S_c： カ ソ ー ド 表 面 積

カ ソ ー ド 電 位 と カ ソ ー ド 電 流 密 度 は ，Ec-icプ ロ ッ ト 上 を 時 間 の 経 過 と と も に 卑 電 位 ， 低 電 流 密 度 方 向 （ 左 下 方 向 ） に 移 動 す る 。 更 新 前 の 電 気 防 食 の 直 線 が 図-3.3.2 の b 線 と し て 得 ら れ る が ，カ ソ ー ド 電 位 が-800mV（ ア ノ ー ド 電 位 と の 電 位 差 250mV）の 時 の 電 流 密 度（i_{c b}） が 設 計 防 食 電 流 密 度 で あ り ，ic b の 1/2（ 電 流 低 減 率 ） に 相 当 す る 電 流 密 度 が 平 均 電 流 密 度 ic 1（ 定 常 カ ソ ー ド 電 流 密 度 ） と し て 設 計 さ れ て い る ． し た が っ て ， 平 均 電 流 密 度 に 対 応 す る カ ソ ー ド 電 位 Ec 1は 設 計 上 は-925mVと な り ，こ の 電 位 よ り 貴 電 位 で あ れ ば 流 れ て い る カ ソ ー ド 電 流 密 度 は 設 計 上 の 平 均 カ ソ ー ド 電 流 密 度 （ic 1） よ り 大 き く ， 卑 電 位 で あ れ ば 小 さ い こ と に な る ． 本 文 で は Ec1（-925mV） に 相 当 す る 電 位 を 維 持 管 理 電 位 と 称 す る ． 陽 極 更 新 時 に 設 計 防 食 電 流 密 度 が 低 減 す る の は ， カ ソ ー ド 電 位 が-925mV よ り 卑 と な っ て い る 場 合 で あ り ， 以 下 の よ う な 設 計 法 が 考 え ら れ る ．

電 気 防 食 に お い て カ ソ ー ド 電 位 が-925mV（ 図-3.3.2 の ◇ ） よ り 卑 電 位 で あ る 場 合 ， そ の 時 の ic2で カ ソ ー ド 電 位 が-925mV と な る よ う に ア ル ミ 陽 極 を 設 計 す る こ と と し ，点（0，ア ノ ー ド 電 位 ） と 点 （ic2，-925） を 結 ん だ 直 線 式 （a 線 ） で 示 さ れ る 新 た な Ec-icプ ロ ッ ト を 更 新 後 の 電 気 防 食 特 性 と す る も の で あ る ． こ の 直 線 の-800mV に 対 応 す る カ ソ ー ド 電 流 密

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度 （ica） が 更 新 後 の 設 計 防 食 電 流 密 度 と な り ， 更 新 時 の カ ソ ー ド 電 流 密 度 （ic2） を 2 倍 し た 値 と な る ．

な お ， カ ソ ー ド 電 位 が-925mV よ り も 貴 電 位 で あ る 場 合 に は 現 行 の 設 計 法 を 適 用 す る こ と に な り ， 電 流 低 減 率 と ア ノ ー ド 形 状 の 見 直 し を 行 う 必 要 が あ る ． ま た ， 耐 用 年 数 に 達 す る 前 に ア ル ミ 陽 極 の 寿 命 を 迎 え る た め ， 定 期 点 検 に よ っ て 防 食 状 態 と 陽 極 寿 命 を 把 握 し ， 更 新 計 画 を 立 て る 必 要 が あ る ．

図 -3.3.2 新 し い 更 新 設 計 法 の 概 念 図

ア ル ミ 陽 極 の 更 新 の 流 れ は 図-3.3.3 に 示 す 通 り で あ る ．は じ め に 対 象 施 設 の 詳 細 調 査（ 施 設 の カ ソ ー ド 電 位 の 計 測 と ア ル ミ 陽 極 の 消 耗 量 調 査 ）^11）に よ っ て 電 気 防 食 シ ス テ ム の 状 態 確 認 を 行 い ， 施 設 の カ ソ ー ド 電 位 と ア ル ミ 陽 極 の 残 寿 命 を 考 慮 し て 陽 極 更 新 の 実 施 が 判 断

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さ れ る ． こ こ で ， ア ル ミ 陽 極 を 更 新 す る こ と に な っ た 場 合 ， 現 行 の 設 計 法 と 新 設 計 法 の ど ち ら を 適 用 す る か の 判 定 が 行 わ れ ， 詳 細 調 査 時 に 測 定 し た 施 設 の カ ソ ー ド 電 位 （Ec） が 設 計 上 の 維 持 管 理 電 位（-925mV）よ り も 貴 電 位 を 示 す 時 に は 現 行 の 設 計 法 ，卑 電 位 を 示 す 時 に は 新 設 計 法 が 適 用 さ れ る ． い ず れ の 設 計 方 法 に お い て も ， ア ル ミ 陽 極 の 消 耗 量 調 査 よ り 平 均 発 生 電 流 密 度 を 求 め ， 現 行 の 設 計 法 に お い て は こ の 電 流 密 度 を も と に 電 流 低 減 率 を 決 定 し な け れ ば な ら な い ． ま た ， 現 行 の 設 計 方 法 を 適 用 す る 際 ， 施 設 の 陽 極 寿 命 が 設 計 寿 命 を 下 回 っ て い た 場 合 に は ， 設 計 防 食 電 流 密 度 の 見 直 し も 必 要 と な る ．

図 -3.3.3 陽 極 更 新 設 計 の フ ロ ー チ ャ ー ト

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