第 3 章 港湾鋼構造物に適用した電気防食システムの維持管理
3.2 流電陽極法を適用した港湾鋼構造物の維持管理
3.2.2 試験方法
（ 1） 大 井 埠 頭 新 5 バ ー ス に お け る 電 気 防 食 試 験 の 詳 細
実 際 の 港 湾 鋼 構 造 物 で 実 施 し た 試 験 デ ー タ を も と に ， 陽 極 消 耗 量 の 推 定 に 関 す る 検 討 を 行 っ た ． 今 回 利 用 し た の は ， 東 京 港 の 大 井 埠 頭 新 5 バ ー ス （J1 ジ ャ ケ ッ ト No.3 杭 ） で 実 施 し て い る 電 気 防 食 試 験 の デ ー タ で あ る ．
防 食 設 計 仕 様 を 図-3.2.1 に 示 す ． 本 施 設 は ジ ャ ケ ッ ト 式 桟 橋 構 造 （ 写 真-3.2.1） で あ り ， 防 食 工 と し て 飛 沫 ・ 干 満 部 に は 汎 用 ス テ ン レ ス 鋼 に 比 べ て 耐 食 性 の 高 い 耐 海 水 性 ス テ ン レ ス 鋼 （PRE=41） に よ る 被 覆 防 食 ， 海 中 部 に は ア ル ミ 陽 極 に よ る 電 気 防 食 が 施 さ れ て い る ． 耐 海 水 性 ス テ ン レ ス 鋼 の 化 学 成 分 を 表-3.2.1，ア ル ミ 陽 極 の 仕 様 を 表-3.2.2 に 示 す ．設 計 防
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食 電 流 密 度 に 関 し て は ， 当 該 海 域 が 汚 染 海 域 （ 表-3.2.3）1 )- 2 )で あ る こ と を 考 慮 し ， 海 中 部 は 130mA/m2， 海 底 土 中 部 は 30mA/m2で 設 計 さ れ て い る ． な お ， 耐 海 水 性 ス テ ン レ ス 鋼 被 覆 へ も 防 食 電 流 が 流 入 す る た め ， 無 効 電 流 と し て M.S.L.～L.W.L.間 を 防 食 対 象 面 積 に 加 え て 設 計 さ れ て い る ．
図 -3.2.1 J1 ジ ャ ケ ッ ト の 防 食 設 計 仕 様
写 真 -3.2.1 大 井 埠 頭 ジ ャ ケ ッ ト 式 桟 橋 の 外 観 （ 下 部 工 ）
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表 -3.2.1 耐 海 水 性 ス テ ン レ ス 鋼 の 化 学 成 分 (mass%)
C Si Mn P S Ni Cr Mo Cu N Fe
許 容
範 囲
0.020 以 下
0.80 以 下
1.00 以 下
0.030 以 下
0.015 以 下
17.00
~15.00
16.00
~21.00
5.50
~6.50
0.50
~1.00
0.16
~0.24 残
代 表 値 0.01 0.55 0.57 0.017 0.001 17.98 20.19 6.26 0.67 0.22 残
表 -3.2.2 ア ル ミ 陽 極 の 仕 様
表 -3.2.3 大 井 埠 頭 の 水 質 汚 染 判 定 1 ) - 2 )
電 気 防 食 試 験 装 置 の 概 要 を 図-3.2.2 に 示 す ． 構 造 物 の 防 食 状 態 （ 被 防 食 体 の 電 位 ） を 確 認 す る た め ，-1.5m と-12m の 2 箇 所 の 位 置 に 照 合 電 極 （ 海 水 塩 化 銀 電 極 ） を 設 置 し た ． 特 に 耐 海 水 性 ス テ ン レ ス 鋼 被 覆 の 近 傍 に 位 置 す る-1.5m は ， 普 通 鋼 よ り 貴 電 位 で あ る 耐 海 水
定 格 電 流 3.5A
耐 用 年 数 50 年
型 式 H-356A142
形 状 (255+300)×280×1420mm
正 味 質 量 295.6kg
製 品 質 量 312.0kg
表 面 積 17412.5cm2
水 質 項 目 測 定 値 し き い 値 判 定
Cl-濃 度(mg/dm3) 16849 ＜17800ppm ○
汚 染 海 域
DO(mg/dm3) 5.4 ＜6.0 ○
NH4-濃 度(mg/dm3) 0.5 ＞0.1 ○
※1 港 空 研 調 べ
※2 水 質 項 目 の う ち ，2項 目 が し き い 値 を 満 足 し た 場 合 に 「 汚 染 海 域 」 と 判 定 さ れ る ．
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性 ス テ ン レ ス 鋼 被 覆 の 電 気 防 食 に 及 ぼ す 影 響 を 詳 細 に 捉 え る こ と が ね ら い で あ る ． ま た ， ア ル ミ 陽 極 か ら 発 生 す る 電 流 （ 以 後 ， ア ノ ー ド 電 流 ） は ， 図-3.2.3 に 示 す 電 流 計 測 装 置 を 用 い ， 電 圧 降 下 法 に よ っ て 計 測 し た ． 本 装 置 は 芯 金 と 一 体 構 造 を 成 し て お り ， ボ ッ ク ス 内 部 に は シ ャ ン ト 抵 抗 （50mV-5A） を 内 蔵 し て い る ． 通 常 は デ ー タ ロ ガ ー に て シ ャ ン ト 抵 抗 の 端 子 電 圧 を 計 測 し ， こ の 端 子 電 圧 を シ ャ ン ト 抵 抗 値 （10mΩ ） で 除 す る こ と に よ っ て 電 流 値 に 換 算 し た ．
被 防 食 体 の 電 位 （ 以 後 ， カ ソ ー ド 電 位 ） と ア ノ ー ド 電 流 の 連 続 計 測 に は デ ー タ ロ ガ ー
（HIOKI 製 ，PL-03）を 用 い ，10分 イ ン タ ー バ ル で 記 録 し た ．本 ジ ャ ケ ッ ト は 2002 年 3 月 に 設 置 さ れ た が ， 電 気 防 食 モ ニ タ リ ン グ を 開 始 し た の は 設 置 か ら 約 半 年 後 の 2002 年 10 月 で あ る ．現 時 点 で 約 10 年 が 経 過 し て お り ，こ の 間 に 動 作 不 良 の た め 照 合 電 極 を 2 回（2007 年 9 月 ，2012 年 6月 ）交 換 し て い る ．ま た ，2012年 2月 か ら は ，ア ル ミ 陽 極 近 傍 に 照 合 電 極 を 設 置 し ， ア ル ミ 陽 極 の 電 位 （ 以 後 ， ア ノ ー ド 電 位 ） の 連 続 モ ニ タ リ ン グ を 開 始 し た ．
図 -3.2.2 大 井 埠 頭 新 5 バ ー ス の 電 気 防 食 試 験 装 置 の 概 要
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図 -3.2.3 電 位 ・ 電 流 計 測 装 置 の 詳 細
（ 2） ア ル ミ プ ロ ー ブ を 用 い た ア ノ ー ド 電 流 の 推 定 方 法
実 構 造 物 に 設 置 さ れ て い る ア ル ミ 陽 極 の 発 生 電 流 （ ア ノ ー ド 電 流 ） を 測 定 す る た め ， ア ル ミ プ ロ ー ブ を 用 い た 測 定 方 法 （ 以 下 ， ア ル ミ プ ロ ー ブ 法 ） を 考 案 し ， 実 構 造 物 に お い て 適 用 し た ． ア ル ミ プ ロ ー ブ 法 は 点 検 コ ス ト を 低 く 抑 え る た め ， 現 地 で 簡 便 に 計 測 で き る こ と を 目 的 と し て 考 案 さ れ た も の で あ る ．
装 置 は ア ル ミ プ ロ ー ブ ， ゼ ロ 抵 抗 電 流 計 （ 東 方 技 研 製 ，7635）， デ ー タ ロ ガ ー （HIOKI 製 ，デ ー タ ミ ニ LR5042）か ら 構 成 さ れ る ．ア ル ミ プ ロ ー ブ は ，現 地 で 設 置 さ れ て い る ア ル ミ 陽 極 と 同 組 成 の 電 気 防 食 用 ア ル ミ ニ ウ ム 合 金（(株)ナ カ ボ ー テ ッ ク 社 製 ALAP-K，表-3.1.4 参 照 ） で あ り ， 金 型 鋳 造 で φ20×150mm に 成 形 し た 後 ， リ ー ド 線 を 取 り 付 け ， 供 試 面 を 除 く 部 分 を シ リ コ ン シ ー ラ ン ト お よ び テ フ ロ ン テ ー プ で 被 覆 し た （ 図-3.2.4）． ア ル ミ プ ロ ー ブ の 供 試 面 積 は ， 電 気 防 食 系 に 及 ぼ す 影 響 を 抑 制 す る た め に で き る だ け 小 さ い こ と が 望 ま し く ， ま た ， ア ル ミ プ ロ ー ブ の ア ノ ー ド 分 極 に よ る 影 響 を 極 力 抑 え る た め に 60cm2（ 定 格 出 力 時 で 0.2mA/cm2） と し た ．
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表 -3.2.4 ア ル ミ プ ロ ー ブ の 化 学 成 分 （ mass%）
Zn Mg Si In Al
3.2 1.5 0.2 0.02 残
図 -3.2.4 ア ル ミ プ ロ ー ブ 法 の 装 置 図
プ ロ ー ブ 電 流 の 測 定 方 法 は 図-3.2.5 に 示 す と お り で あ る ． ロ ー プ を 取 り 付 け た ア ル ミ プ ロ ー ブ を 海 中 部 の ア ル ミ 陽 極 付 近 ま で 吊 り 降 ろ し ， ア ル ミ プ ロ ー ブ か ら の リ ー ド 線 を ゼ ロ 抵 抗 電 流 計 の マ イ ナ ス 入 力 端 子 ， 鋼 管 杭 （ 電 位 測 定 用 端 子 ） か ら の リ ー ド 線 を プ ラ ス 入 力 端 子 に 接 続 し て 電 流 計 測 を 行 っ た ． な お ， ゼ ロ 抵 抗 電 流 計 の 出 力 端 子 に デ ー タ ロ ガ ー を 接 続 し ，10s イ ン タ ー バ ル で 電 流 値 を 記 録 し た ．
本 計 測 値 か ら ， ア ノ ー ド 電 流 を 推 定 す る た め に は ， 計 測 し た 電 流 値 に 換 算 係 数 （ 実 構 造 物 試 験 で 得 ら れ た ア ノ ー ド 電 流/プ ロ ー ブ 電 流 比 ）を 乗 じ て 得 ら れ る 値 を 推 定 ア ノ ー ド 電 流 と し た ． 詳 細 は 3.2.3(3)に 示 す ．
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図 -3.2.5 プ ロ ー ブ 電 流 の 測 定 方 法
ア ル ミ プ ロ ー ブ 法 の 確 認 試 験 は ，大 井 埠 頭 新 5 バ ー ス ，東 京 国 際 空 港 D 滑 走 路 連 絡 誘 導 路 （ 羽 田 空 港 ）， 南 本 牧 埠 頭 MC-3 ブ ロ ッ ク で 実 施 し た ．
南 本 牧 埠 頭 MC-3 ブ ロ ッ ク で 実 施 し て い る 電 気 防 食 試 験 の 概 要 を 図-3.2.6 に 示 す ．MC-3 ブ ロ ッ ク は セ ル 式 岸 壁（ 築 造 中 ）で あ り ，飛 沫・干 満 部（L.W.L.-1.0m 以 上 ）は コ ン ク リ ー ト 被 覆 工 ， 海 中 部 は 電 気 防 食 工 と な っ て い る ． な お ， 電 気 防 食 工 に は ， ア ル ミ 陽 極 に よ る 流 電 陽 極 方 式 が 採 用 さ れ て い る ．2011 年 10 月 頃 に ア ル ミ 陽 極 が 設 置 さ れ た が ， セ ル 式 岸 壁 の 電 気 防 食 特 性 を 確 認 す る た め に ア ノ ー ド 電 流 計 測 用 の ア ル ミ 陽 極（2 箇 所 ），ア ノ ー ド 電 位 計 測 用 の 照 合 電 極 （2箇 所 ）， カ ソ ー ド 電 位 計 測 用 の 照 合 電 極 （2箇 所 ） も 同 時 に 設 置 し ， デ ー タ ロ ガ ー を 用 い て 連 続 モ ニ タ リ ン グ を 実 施 し て い る ． な お ， プ ロ ー ブ 電 流 の 計 測 状 況 を 写 真-3.2.2 に 示 す ．
羽 田 空 港 で 実 施 し て い る 電 気 防 食 試 験 の 概 要 に つ い て は ， 図-3.2.6 に 示 す ．
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図 -3.2.6 南 本 牧 埠 頭 MC-3 で 実 施 し て い る 電 気 防 食 試 験 の 概 要 図
写 真 -3.2.2 プ ロ ー ブ 電 流 の 計 測 状 況
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