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JP2002282810A - 防汚装置 - Google Patents

防汚装置

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Publication number
JP2002282810A
JP2002282810A JP2001090748A JP2001090748A JP2002282810A JP 2002282810 A JP2002282810 A JP 2002282810A JP 2001090748 A JP2001090748 A JP 2001090748A JP 2001090748 A JP2001090748 A JP 2001090748A JP 2002282810 A JP2002282810 A JP 2002282810A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
coating layer
pipe
power supply
electrode material
conductive
Prior art date
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Pending
Application number
JP2001090748A
Other languages
English (en)
Inventor
Tomomasa Murayama
智正 村山
Naokazu Kumagai
直和 熊谷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Daiki Engineering Co Ltd
Original Assignee
Daiki Engineering Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Daiki Engineering Co Ltd filed Critical Daiki Engineering Co Ltd
Priority to JP2001090748A priority Critical patent/JP2002282810A/ja
Publication of JP2002282810A publication Critical patent/JP2002282810A/ja
Pending legal-status Critical Current

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  • Prevention Of Fouling (AREA)
  • Protection Of Pipes Against Damage, Friction, And Corrosion (AREA)
  • Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)

Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 海水を輸送する配管の内部に海洋生物が付着
して生じる汚染を電気的に防止するための装置であっ
て、棒状の電極材(陰極)を使用することにより配管内
部の被覆層(陽極)各部の電位がほぼ同じであるように
した防汚装置において、配管が中小口径であっても管の
長さを短くする必要のない防汚装置を提供する。 【解決手段】 配管1の防汚を必要とする部分を導電性
の被覆層2で被覆し、この被覆層と接触しないよう海水
中に電極材3を配置し、直流電源5を設けた防汚装置で
あって、直流電源は陽極の電位が一定の範囲内になるよ
うに電流または電圧を調節するもので、被覆層を陽極、
電極材を陰極とするよう直流電源に接続してなる装置に
おいて、配管の両端の近くに電極リード導出管11を設
け、その中に電極材リード6を通し、リードの端を配管
内部の導電性被覆層の表面から僅かに離れた高さに位置
させ、この端に棒状の電極材3を接続して、電流を流
す。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、海水輸送用の配管に、
海洋生物が付着して汚染することを防止する防汚装置の
改良に関する。
【0002】
【従来の技術】たとえば発電所の冷却水用の海水を輸送
する配管のように、常に海水に接している配管の内部に
は、種々の海草やフジツボそのほかの貝のような海洋生
物が付着し、それによって取水量の減少などの問題が生
じる。このため、付着した海洋生物を定期的に取り除か
なければならないが、ほとんど不可能な作業である。
【0003】海洋生物の付着のメカニズムは、まず赤潮
菌などの微生物が付着して生物皮膜が形成され、それに
フジツボなどの大型生物の幼生が付着し成長するという
順序に従う。従って、微生物の付着を防止すること、お
よび大型生物の幼生が付着し成長するのを防止すること
が上記の問題の効果的な解決策であり、そのための技術
が種々提案されている。
【0004】在来の技術は、塩素系イオンまたは銅イオ
ンを被防汚体の周囲に発生させて、付着しようとする生
物を死滅させることを目的とした装置である。このよう
な技術は、実施の態様によっては重大な海洋汚染につな
がり好ましくない。
【0005】出願人は、被防汚体に導電性材料で被覆層
を設け、この被覆層と接触しないように海水中に、チタ
ンなどの電極材と照合電極を配置し、被覆層を陽極、電
極材を陰極として直流電圧を印加し、照合電極と陽極と
の電位差をある一定値に制御しながら微弱な電流を流
し、被覆層に触れた微生物に電気的なショックを与えて
その付着を防止する装置を提案した(特開平4−784
82号)。
【0006】この技術の実施に当って、陽極電位を制御
しているにもかかわらず、陽極で塩素が発生する場合が
あることを経験した。その原因を追及したところ、測定
される陽極の電位は、陰極から陽極への距離によって異
なり、陰極に最も近い部分が高く、陰極から遠くなるに
従って低くなることがわかった。たとえば陰極としてド
ーナツ状の電極材をフランジの間に配置した防汚装置で
は、鋼管中央部の陽極電位が電極材に近い部分のそれに
較べて卑になる。鋼管が長尺になるに従い、中央部の陽
極電位は大きく落ち込み、期待する防汚効果が得られな
くなる恐れがでてくる。
【0007】この問題に対処するため、発明者らは、配
管を構成する単位管ごとに、その全長にわたって、陰極
となる棒状または帯状の電極材を使用し、これを、被覆
層表面からの距離がほぼ同じである部分の面積が最大と
なる位置に配置した防汚装置を開発し、これも提案した
(特開平4−313379号)。
【0008】この防汚装置は、防汚という目的に関して
は期待どおりの性能を発揮するが、施工が容易なのは、
比較的大口径の管に限られるという問題がある。中小口
径の管では、施工可能な管の長さが短くなるため、どう
しても単位管を短くせざるを得ない。たとえば、100
A直管の施工可能な最大長さは2,000mmであり、定
尺5,500mmに適用するには、これを3分割しなけれ
ばならない。いうまでもなく、これは不経済であり、防
汚装置の建設および保守の費用を不相当に高いものにす
る。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、海水
を輸送する配管の内部を電気的に防汚する装置であっ
て、棒状の電極材(陰極)を使用することにより配管内
部の被覆層(陽極)各部の電位がほぼ同じであるように
した防汚装置に伴っていた上記の問題を解決して、配管
が中小口径であってもその長さを短くする必要のない防
汚装置を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明の装置は海水を輸
送する配管の内部を防汚するための装置であって、その
第一の態様は、図1および図2に示すように、配管
(1)の防汚を必要とする部分を被覆した導電性の被覆
層(2)、この被覆層と接触しないように海水中に配置
した電極材(3)および直流電源(5)から本質的に構
成される防汚装置において、直流電源は陽極の電位が一
定の範囲内に入るように電圧または電流を調整するもの
で、被覆層を陽極、電極材を陰極とするよう直流電源に
接続してなり、配管の両端の近くに電極リード導出管
(11)を設け、その中に電極材リード(6)を通し、
リードの端を、配管内部の導電性被覆層の表面から僅か
に離れた高さに位置させ、この端に棒状の電極材(3)
を接続し、かつ、図5に示すように、電極材の導電性被
覆層に直面しない露出部分(31)を残して絶縁性の被
覆(7)を施したことを特徴とする防汚装置である。
【0011】本発明に従う防汚装置の第二の、そしてよ
り有利な態様は、図3および図4に示すように、配管
(1)の防汚を必要とする部分を被覆した導電性の被覆
層(2)、この被覆層と接触しないように海水中に配置
した電極材(3)および直流電源(5)から本質的に構
成される防汚装置において、直流電源は陽極の電位が一
定の範囲内に入るように電圧または電流を調整するもの
で、被覆層を陽極、電極材を陰極とするよう直流電源に
接続してなり、接続された2本の配管(1)の相接する
フランジ(12)の間に、各フランジとは電気的に絶縁
された導電性のリング(8A,8B)を配置し、これら
リングの内側の周の一部を導電性被覆層の表面から僅か
に離れた高さまで突出させ、突出部(81)に棒状の電
極材(3)を接続し、かつ、図5に示すように、電極材
の導電性被覆層に直面しない露出部分(31)を残して
絶縁性の被覆(7)を施し、残った露出部分を通じて電
流が流れるようにしたことを特徴とする防汚装置であ
る。
【0012】
【発明の実施形態】本発明の防汚装置の被覆層について
いえば、海水の流れが速い管内は摩耗の心配があるとき
ので、導電性ゴムシートをライニングしたものが好まし
い。海水の流れが遅い管内であれば、導電性塗料の塗膜
で足りる。
【0013】陰極となる電極材としては、鉄やステンレ
ス鋼を用いることが、経済的であって有利である。陰極
である電極材と、陽極となる導電性の被覆層とは、直接
接触しないように配置する必要があることはもちろんで
ある。両者の間の絶縁を確保するには、電極材を絶縁材
のチューブやシートなどで被覆して、部分的に露出させ
るか、または絶縁性の塗料を塗布すればよい。図5はそ
の一例であって、電極材(3)の導電性の被覆層(2)
に直面しない部分を残して絶縁性の被覆(7)を施し、
電流がもっぱらこの露出部分(31)を通じて流れるよ
うにしたものである。
【0014】管の中に棒状の電極材を配置することは、
導電性被覆層の表面から電極材の表面に至る最大距離が
管の内径以下であることを意味し、この距離は管の全長
に較べて短いから、被覆層表面から電極材までの電流の
通路の長さが、被覆層のどの部分からも所定の範囲に入
っているということを意味する。具体的には、被覆層の
陽極電位が、その全面にわたって0.8〜1.5V(対
SCE)、好ましくは1.0〜1.2V(対SCE)の
範囲にコントロールされることである。このような条件
は、電極材が管の中心に近い位置にあれば容易に実現す
るが、電極材の被覆層からの距離を大きくすることは、
装置の製造および保守にとっては不都合であり、限界が
ある。場合によっては、電極材を2本またはそれ以上平
行して設けて、上記の条件を満たすこともあり得るが、
構造を複雑にすることは本発明の目的に添わない。通常
は、1本の電極材を適切な位置に置くことで、問題は解
決する。
【0015】定電流または定電圧直流電源を用いて、陽
極の電位を一定の範囲内にあるように制御するには、導
電性の被覆層として、電位−電流特性または電位−電圧
特性が知られているものを用いることで、電流または電
圧を調節することで電位の制御がおおむね可能である。
また、より正確に電位を制御する場合、図1に示すよう
に配管の照合電極の導入管(13)に照合電極(4)を
挿入して、電圧計で陽極と照合電極の電位差を測定し
て、この電位差が一定の範囲内に入るように、電流また
は電圧を調節する方法も選択できる。
【0016】もちろん、図3に示すように本発明の防汚
装置を構成する前記各部分に加えて照合電極(4)を設
け、これを基準とする一定電位差の範囲に陽極電位が来
るように制御する定電位制御直流電源を用いることが、
もっとも確実な手段である。この方法は、照合電極を設
けることと直流電源としてより高価な定電位制御直流電
源を使うことで経済的には不利である。
【0017】照合電極を用いる方法と用いない方法の2
者の選択は、防汚装置の形状・寸法・場所および当該装
置が設置される設備の重要性などを考慮して、経済性と
制御の確実性のどちらを優先するかによって決定され
る。
【0018】
【実施例】[実施例1] 第一の態様 口径125Aの鋼管(内径125mm、長さ5500mm)
で両端にフランジを有するものを、3本用意した。それ
ぞれの端から150mmの距離にある点に中心を置く電極
リード導出管を取りつけて、図1および図2に示す構造
の単位管を製造した。これらの単位管のうち1本に、照
合電極の導入管(13)を、フランジからの距離を電極
リード導出管(11)と同じくし、90度傾いた位置に
設けた。
【0019】各単位管の内面に、クロロプレンゴム10
0重量部にカーボンブラック30重量部、グラファイト
40重量部および加硫剤等を常法に従い配合し、混練し
て押し出した導電性ゴムシートをライニングして、導電
性の被覆層を設けた。加硫後のシートの厚さは3mmであ
る。鋼管のフランジ面や外周面など、導電性シートのラ
イニングのないすべての部分を、絶縁材で被覆した。
【0020】直径が6mm、長さは管の長さに等しい55
00mmのステンレス鋼の棒を電極材とし、これに、直径
6mmのステンレス鋼製の電極リードを溶接した。電極材
の導電性被覆層に面する部分に塗装を施し、管の中側か
ら、上記電極リードを、絶縁材を介して電極リード導出
管(11)に挿入した。このとき、電極材が被覆層の表
面から5mm離れた高さに位置するようにして固定した。
【0021】各鋼管をフランジ接合して試験用の配管と
し、定電流直流電源(51)の陽極端子、陰極端子は、
各鋼管に設けた接続端子、電極材リード(6)と、それ
ぞれ接続ケーブルで配線した。
【0022】この配管に、海水を1.0m/secの流速
で流した。鋼管1本あたり50〜300mAの直流電流
を通電し、時々円柱状の(銀−塩化銀)照合電極(4)
をその導入管(13)に挿入して、導電性の被覆層と照
合電極との電位差を電圧計によって測定して、電位差が
SCE換算値で約1.2Vとなるように電流を調節しつ
つ、配管の防汚を行なった。
【0023】約10カ月後、配管を解体して内部を観察
したところ、全面にわたって平均的に防汚効果が得られ
ていることが確認できた。
【0024】[実施例2] 第二の態様 口径125Aの鋼管(内径125mm、長さ5500mm)
で両端にフランジを有するものを、3本用意した。これ
らの単位管のうち1本に、照合電極挿入用の導入管を、
フランジからの距離が150mmの位置に設けた。各単位
管の内面に、実施例1と同様な、導電性ゴムシートの被
覆層を設けた。
【0025】別に、各管のフランジと同じ寸法である
が、一部に内側へ20mm突出した部分(81)をもつ電
極材固定リングを、ステンレス鋼で製造した。このリン
グ2個の突出部分に、実施例1で使用したものと同じ電
極材の一端をネジ止めにより固定した。この電極材付き
の電極材固定リングの両面を絶縁材のパッキンで挟ん
で、単位管をフランジで次々と接続した。1本接続する
たびに、陰極はリングの外周どうしを、陽極は管のフラ
ンジ同士を、それぞれ管の外で電気的に接続した。
【0026】照合電極は、導入管(13)に挿入して固
定した。電位制御直流電源(52)の陽極端子、陰極端
子および照合電極端子は、各鋼管に設けた接続端子、電
極材リード(6)および照合電極(4)と、それぞれ接
続ケーブルで配線して、本発明の防汚装置を完成した。
【0027】
【発明の効果】本発明の防汚装置は、配管の内部におい
て、被覆層の全面にわたってほぼ同等の陽極電位が保た
れるから、均一な防汚効果が得られるという、さきに提
案した発明の効果が得られる。
【0028】その上で、本発明の第一の態様によれば、
陰極となる電極材の固定を管の両端近くにおいて、開口
端からアクセスする作業として行なえるから、中小の口
径の管を対象とする場合も、単位となる管の寸法を短く
する必要がなく、定尺のまま加工でき、配管の建設およ
び保守の両面に関して有利である。
【0029】第二の態様によれば、第一の態様における
電極リード導出管に代えて導電性のリングを配置するだ
けであるから、防汚装置を備えた配管を建設する費用
が、第一の態様に比べて低廉で済む。この態様は、とく
に小径の配管を建設する場合に有利である。
【0030】第一の態様と第二の態様とを比較すると、
前者は、電極リード導出管を2カ所設けなければならな
いのに対し、後者は、電極固定リングを電極材の両端に
設けなければならない。電極リードの導出管は、管の口
径にかかわらず同一サイズとすることができるが、管へ
の取り付けには工数を要する。電極固定リングを採用す
れば、管への加工は不要であるが(照合電極を備える管
には必要)、管の口径にあわせてサイズを変えなければ
ならない。
【0031】このように、本発明の二つの態様は、それ
ぞれ一長一短がある。一般的にいえば、中小口径の配管
に適する本発明の中でも、第一の態様は口径が比較的大
きい場合に、そして第二の態様は比較的小さい場合に適
する。いずれにせよ、建設する配管の口径の大小や現場
における作業の都合など、種々の因子を考慮して、実施
する態様を選択すべきである。
【0032】導電性の被覆層として電位−電流特性また
は電位−電圧特性が知られているものを用いることで、
照合電極を設けることなしに、かつ安価な定電流または
定電圧直流電源を用いた経済的な制御が可能であり、ま
た、制御の確実性が重要な場合、照合電極を設けてこれ
を基準として定電位制御直流電源を用いることで、目的
を達成できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に従う防汚装置の第一の態様を説明す
るための、配管の縦断面図。
【図2】 図1のA−A方向の断面図。
【図3】 本発明に従う防汚装置の第二の態様を説明す
るための、図1と同様な配管の縦断面図。
【図4】 図3のB−B方向の断面図。
【図5】 図2および図4に示した防汚装置の電極材の
構造について、詳細を示す、図2および図4の一部の拡
大図。
【図6】 本発明に従う防汚装置の、照合電極を設けな
い場合の第二の態様を説明するための、図1と同様な配
管の縦断面図。
【符号の説明】
1 配管 11 電極リード導出管 12 フランジ 13 照合電極の導入管 2 導電性の被覆層 3 電極材 31 露出部分 4 照合電極 5 直流電源 51 定電流または定電圧直流電源 52 電位制御
直流電源 6 電極材リード 7 絶縁性の被覆 8A,8B 導電性のリング 81 突出部 9 電圧計
フロントページの続き Fターム(参考) 3B117 AA06 BA51 3H024 DA09 4D061 DA04 DA05 DB03 EA02 EB01 EB04 EB14 EB28 EB31 EB33 EB39 EB40 GC12 GC14

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 海水を輸送する配管の内部を防汚するた
    めの装置であって、防汚を必要とする部分を被覆した導
    電性の被覆層、この被覆層と接触しないように海水中に
    配置した電極材および直流電源から本質的に構成される
    防汚装置において、直流電源は陽極の電位が一定の範囲
    内にあるように電流または電圧を調節するもので、被覆
    層を陽極、電極材を陰極とするよう直流電源に接続して
    なり、配管の両端の近くに電極リード導出管を設け、そ
    の中に電極リードを通し、リードの端を配管内部の導電
    性被覆層の表面から僅かに離れた高さに位置させ、この
    端に棒状の電極材を接続して、かつ、電極材の導電性被
    覆層に直面する部分に絶縁性の被覆を施し、残った露出
    部分を通じて電流が流れるようにしたことを特徴とする
    防汚装置。
  2. 【請求項2】 海水を輸送する配管の内部を防汚するた
    めの装置であって、防汚を必要とする部分を被覆した導
    電性の被覆層、この被覆層と接触しないように海水中に
    配置した電極材および直流電源から本質的に構成される
    防汚装置において、直流電源は陽極の電位が一定の範囲
    内にあるように電流または電圧を調節するもので、被覆
    層を陽極、電極材を陰極とするよう直流電源に接続して
    なり、接続された2本の配管の相接するフランジの間
    に、各フランジとは電気的に絶縁された導電性のリング
    を配置し、このリングの内側の一部を導電性被覆層の表
    面から僅かに離れた高さまで突出させ、突出部に棒状の
    電極材を接続して、かつ、電極材の導電性被覆層に直面
    する部分に絶縁性の被覆を施し、残った露出部分を通じ
    て電流が流れるようにしたことを特徴とする防汚装置。
  3. 【請求項3】 被覆層が、導電性ゴムもしくは導電性樹
    脂のライニング層、または導電性塗料の塗膜である請求
    項1または2の防汚装置。
  4. 【請求項4】 前記構成部分に加えて照合電極を備え、
    直流電源が、陽極と照合電極との電位差を一定の範囲内
    にあるように制御する機能を有する定電位制御直流電源
    である請求項1または2の防汚装置。
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