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JP2018141215A - Measurement and evaluation method for DC stray current corrosion risk - Google Patents

Measurement and evaluation method for DC stray current corrosion risk Download PDF

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JP2018141215A
JP2018141215A JP2017037199A JP2017037199A JP2018141215A JP 2018141215 A JP2018141215 A JP 2018141215A JP 2017037199 A JP2017037199 A JP 2017037199A JP 2017037199 A JP2017037199 A JP 2017037199A JP 2018141215 A JP2018141215 A JP 2018141215A
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Abstract

【課題】埋設金属体における直流迷走電流腐食リスクを、過剰でも過小でも無く、適確に評価できる直流迷走電流腐食リスクの計測評価方法を提供する。【解決手段】プローブ電流を計測することで埋設金属体の直流迷走電流腐食リスクを計測評価する方法であって、サブ単位時間の間に複数計測されるプローブ電流の瞬時値からサブ単位時間毎にプローブ直流電流密度Id.c.を求め、サブ単位時間を複数連ねた単位時間毎に、プローブ直流電流密度Id.c.の最小値Id.c.minと平均値Id.c.aveを求め、単位時間において、最小値Id.c.minと平均値Id.c.aveが共にマイナス値であった場合には、最小値Id.c.min×サブ単位時間+平均値Id.c.ave×(単位時間−サブ単位時間)を単位時間毎の評価値とし、単位時間において、最小値Id.c.minがマイナス値で平均値Id.c.aveがプラス値の場合には、最小値Id.c.min×サブ単位時間を単位時間毎の評価値とする。【選択図】図2The present invention provides a method for measuring and evaluating the risk of DC stray current corrosion in buried metal objects, capable of accurately evaluating the risk of DC stray current corrosion in buried metal objects without overestimating or overestimating the risk. [Solution] A method for measuring and evaluating the risk of DC stray current corrosion of buried metal objects by measuring a probe current, in which a probe DC current density Id.c. is calculated for each sub-unit time from instantaneous values of the probe current measured multiple times during a sub-unit time, and a minimum value Id.c.min and an average value Id.c.ave of the probe DC current density Id.c. are calculated for each unit time consisting of multiple consecutive sub-unit times, and if the minimum value Id.c.min and the average value Id.c.ave are both negative values in the unit time, the evaluation value for each unit time is the minimum value Id.c.min x sub-unit time + average value Id.c.ave x (unit time - sub-unit time), and if the minimum value Id.c.min is negative and the average value Id.c.ave is positive in the unit time, the evaluation value for each unit time is the minimum value Id.c.min x sub-unit time. [Selected Figure] Figure 2

Description

本発明は、カソード防食管理されているパイプラインのような埋設金属体の直流迷走電流腐食リスクを計測評価する方法に関するものである。   The present invention relates to a method for measuring and evaluating a direct current stray current corrosion risk of a buried metal body such as a pipeline that is managed for cathodic protection.

電解質である地中に埋設されている金属体は、地中を流れる迷走電流による腐食リスクに曝されている。迷走電流の発生原因は様々であるが、直流電気鉄道などの直流電気設備からの漏れ電流である直流迷走電流は、電流値や変動幅が大きく且つ高速の変動を示すため、腐食リスクを管理する上で詳細な計測評価が必要となる。直流迷走電流は、これが埋設金属体に流入すると、対電解質電位のプラスよりのところで埋設金属体から再び地中に流出することになり、その流出箇所で高い腐食リスクが発生する。   Metal bodies buried in the ground that are electrolytes are exposed to the risk of corrosion due to stray currents flowing in the ground. There are various causes of stray current, but DC stray current, which is leakage current from DC electric facilities such as DC electric railways, has a large current value and fluctuation range and shows high-speed fluctuation, so the corrosion risk is managed. Detailed measurement evaluation is required above. When the direct current stray current flows into the buried metal body, it flows out of the buried metal body again into the ground at a position higher than the potential of the electrolyte, and a high corrosion risk occurs at the outflow site.

埋設金属パイプラインのように、表面に絶縁性能の高いプラスチックコーティングが施されている埋設金属体では、埋設金属体の周囲にコーティング欠陥を模擬したプローブ(クーポンとも呼ばれる)を配置し、このプローブと埋設金属体とを電気的に接続し、その接続電線を流れる電流(プローブ電流)を計測することで、埋設金属体の腐食リスクを評価することが知られている(下記非特許文献1参照)。   In a buried metal body that has a plastic coating with high insulation performance on its surface, such as a buried metal pipeline, a probe (also called a coupon) that simulates a coating defect is placed around the buried metal body. It is known that the corrosion risk of the buried metal body is evaluated by electrically connecting the buried metal body and measuring the current (probe current) flowing through the connecting wire (see Non-Patent Document 1 below). .

また、プローブ電流を用いた腐食リスクの具体的な計測評価方法としては、プローブ電流の瞬時値I(t)を0.1ms毎に計測し、商用交流周波数(例えば、50Hz又は60Hz)の1周期を一つのサブ単位時間(50Hzの場合は20ms)として、このサブ単位時間で計測されたプローブ電流の瞬時値I(t)から1つのプローブ直流電流密度Id.c.と1つのプローブ交流電流密度Ia.c.を求め、所定の単位時間(例えば、10s)毎に、プローブ直流電流密度Id.c.とプローブ交流電流密度Ia.c.の平均値(Id.c. ave,Ia.c. ave)、最大値(Id.c. max,Ia.c. max)、最小値(Id.c. min,Ia.c. min)を求めて、計測時間(例えば、24h)内で求められる平均値(Id.c. ave,Ia.c. ave)、最大値(Id.c. max,Ia.c. max)、最小値(Id.c. min,Ia.c. min)を、プローブ直流電流密度Id.c.とプローブ交流電流密度Ia.c.を指標とするカソード防食基準と比較することが提案されている(下記特許文献1参照)。 In addition, as a specific measurement and evaluation method for corrosion risk using the probe current, the instantaneous value I (t) of the probe current is measured every 0.1 ms, and one cycle of the commercial AC frequency (for example, 50 Hz or 60 Hz) is measured. As one sub unit time (20 ms for 50 Hz), one probe DC current density I dc and one probe AC current density I ac are obtained from the instantaneous value I (t) of the probe current measured in this sub unit time. The average value (I dc ave , I ac ave ) and maximum value (I dc max , I ac max ) of the probe DC current density I dc and the probe AC current density I ac are obtained every predetermined unit time (for example, 10 s). ), Minimum values (I dc min , I ac min ), average values (I dc ave , I ac ave ) and maximum values (I dc max , I ac max ) obtained within the measurement time (for example, 24 h) ), the minimum value (I dc min, I ac min), the probe DC current density I dc and the probe alternating current density I ac indicative Caso Be compared to a de corrosion criteria it has been proposed (see Patent Document 1).

特開2006−145492号公報JP 2006-145492 A

「Protection against corrosion by stray current from direct current systems」BRITISH STANDARD EN 50162:2004 P25-26`` Protection against corrosion by stray current from direct current systems '' BRITISH STANDARD EN 50162: 2004 P25-26

直流迷走電流は、直流電気鉄道の運行状態や雨天などによる周辺土壌(電解質)の水分状態など、時々刻々と変化する状況に応じて短時間で変化し、且つその変化に規則性(周期性)がないことが特徴である。このため、直流迷走電流による腐食リスクを精緻に把握するには、0.1ms毎に計測されるプローブ電流I(t)が、アノード電流(プローブから電解質に向けて流出する電流)であるのか、カソード電流(電解質からプローブに流入する電流)であるのかを常時確認し、アノード電流となったプローブ電流の瞬時値I(t)の時間積分を求めることが考えられる。   The DC stray current changes in a short time according to the situation that changes every moment, such as the operating state of the DC electric railway and the moisture state of the surrounding soil (electrolyte) due to rain, etc., and regularity (periodicity) to the change There is no feature. For this reason, in order to accurately grasp the corrosion risk due to DC stray current, whether the probe current I (t) measured every 0.1 ms is the anode current (current flowing out from the probe toward the electrolyte) or the cathode It is conceivable to always check whether the current (current flowing from the electrolyte into the probe) and to obtain the time integral of the instantaneous value I (t) of the probe current that has become the anode current.

しかしながら、短時間で変化する直流迷走電流の影響を把握するには、プローブ電流の測定間隔は、少なくとも0.1ms程度に間隔を短くする必要があり、この間隔で24時間計測し続けると、多大なデータ量を記憶又は処理する必要があるので、現場での計測評価を前提にすると、ハード負担が大きくなりすぎる。   However, in order to grasp the influence of the DC stray current that changes in a short time, the measurement interval of the probe current needs to be shortened to at least about 0.1 ms. Since it is necessary to store or process the amount of data, the hardware burden becomes too great if measurement evaluation in the field is assumed.

これに対して、前述した従来技術のように、単位計測時間毎に求められるプローブ直流電流密度Id.c.の平均値Id.c. aveで腐食リスクを評価すると、アノード電流のピーク値を見逃すことになり、腐食リスクが過小に評価される虞がある。また、単位時間毎に求められるプローブ直流電流密度Id.c.の最小値Id.c. minの時間変化からアノード電流の発生状況を把握しようとすると、1つの最小値Id.c. minがマイナス値(アノード電流)になった場合には、そのマイナス値が単位時間内で継続されているように評価されることになり、腐食リスクを過剰に評価してしまう問題があった。 On the other hand, when the corrosion risk is evaluated with the average value I dc ave of the probe DC current density I dc obtained for each unit measurement time as in the conventional technique described above, the peak value of the anode current is overlooked, Corrosion risk may be underestimated. In addition, when trying to determine the generation status of the anode current from the time change of the minimum value I dc min of the probe DC current density I dc obtained per unit time, one minimum value I dc min becomes a negative value (anode current). In such a case, the negative value is evaluated as being continued within the unit time, and there is a problem that the corrosion risk is excessively evaluated.

本発明は、このような事情に対処することを課題としている。すなわち、本発明は、埋設金属体における直流迷走電流腐食リスクを、過剰でも過小でも無く、適確に評価できる直流迷走電流腐食リスクの計測評価方法を提供することにある。   This invention makes it a subject to cope with such a situation. That is, the present invention is to provide a measurement and evaluation method for DC stray current corrosion risk that can accurately evaluate the DC stray current corrosion risk in the buried metal body without being excessive or too small.

このような課題を解決するために、本発明は、以下の構成を具備するものである。   In order to solve such a problem, the present invention has the following configuration.

プローブ電流を計測することで埋設金属体の直流迷走電流腐食リスクを計測評価する方法であって、サブ単位時間の間に複数計測されるプローブ電流の瞬時値から前記サブ単位時間毎にプローブ直流電流密度Id.c.を求め、前記サブ単位時間を複数連ねた単位時間毎に、前記プローブ直流電流密度Id.c.の最小値Id.c. minと平均値Id.c. aveを求め、前記単位時間において、前記最小値Id.c. minと前記平均値Id.c. aveが共にマイナス値であった場合には、前記最小値Id.c. min×前記サブ単位時間+前記平均値Id.c. ave×(前記単位時間−前記サブ単位時間)を前記単位時間毎の評価値とし、前記単位時間において、前記最小値Id.c. minがマイナス値で前記平均値Id.c. aveがプラス値の場合には、前記最小値Id.c. min×前記サブ単位時間を前記単位時間毎の評価値とすることを特徴とする直流迷走電流腐食リスクの計測評価方法。 A method for measuring and evaluating the DC stray current corrosion risk of a buried metal body by measuring a probe current, wherein the probe DC current is measured at each sub unit time from the instantaneous values of the probe currents measured during the sub unit time. The density I dc is obtained, and for each unit time in which a plurality of the sub unit times are connected, the minimum value I dc min and the average value I dc ave of the probe DC current density I dc are obtained, and the minimum value I in the unit time is obtained. When both dc min and the average value I dc ave are negative values, the minimum value I dc min × the sub unit time + the average value I dc ave × (the unit time−the sub unit time) When the minimum value I dc min is a negative value and the average value I dc ave is a positive value in the unit time, the minimum value I dc min × the sub unit time is set as the evaluation value for each unit time. The evaluation value per unit time is used. Measurement method for evaluating the DC stray current corrosion risk to.

このような特徴を備えた本発明は、時々刻々と変化する直流迷走電流による埋設金属体の腐食リスクを、過大でも過小でも無く、適確に評価することが可能になり、埋設金属体の保安性を高めることができる。   The present invention having such a feature makes it possible to accurately evaluate the risk of corrosion of a buried metal body due to a DC stray current that changes from moment to moment, without being too large or too small. Can increase the sex.

プローブ電流と管対地電位を計測するためのシステム構成を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the system configuration | structure for measuring a probe electric current and a tube ground potential. 直流迷走電流の腐食リスク計測方法を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the corrosion risk measuring method of direct current stray current.

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下の説明では、計測評価対象となる埋設金属体として、埋設金属パイプラインを例示して説明するが、本発明の計測評価対象は特にパイプラインに限定されるものではない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, a buried metal pipeline will be described as an example of a buried metal body to be measured and evaluated. However, the measurement and evaluation object of the present invention is not particularly limited to a pipeline.

図1に示すように、計測対象となる埋設金属パイプライン(以下、パイプライン)1は、表面が絶縁性の高いコーティング2で被覆されており、電解質である土壌Sに埋設されている。パイプライン1は、カソード防食されていることが前提であり、パイプライン1の周囲には、図示省略した外部電源装置などの埋設電極から流出される防食電流が供給されている。   As shown in FIG. 1, a buried metal pipeline (hereinafter referred to as a pipeline) 1 to be measured is covered with a coating 2 having a high insulating property, and is buried in soil S as an electrolyte. It is assumed that the pipeline 1 is cathodic-proofed, and a corrosion-proof current flowing out from a buried electrode such as an external power supply device (not shown) is supplied around the pipeline 1.

パイプライン1近傍の土壌S中には、プローブ(或いはクーポン)3が設置される。プローブ3は、パイプライン1におけるコーティング2の欠陥部を模擬するものであり、パイプライン1と同じ材質の金属で所定の表面積(例えば、10cm2)を有している。プローブ3はパイプライン1及び照合電極(例えば、飽和硫酸銅電極)4と電気的に接続され、プローブ3とパイプライン1との間には、プローブ電流を計測するためのシャント5とスイッチ(通常オン)6とが直列接続される。また、プローブ3と照合電極4との間には、ブローブ電位を計測するための電圧計7が接続される。 A probe (or coupon) 3 is installed in the soil S in the vicinity of the pipeline 1. The probe 3 simulates a defective portion of the coating 2 in the pipeline 1 and has a predetermined surface area (for example, 10 cm 2 ) made of the same material as that of the pipeline 1. The probe 3 is electrically connected to the pipeline 1 and a reference electrode (for example, saturated copper sulfate electrode) 4. Between the probe 3 and the pipeline 1, a shunt 5 and a switch (usually for measuring the probe current) ON) 6 are connected in series. Further, a voltmeter 7 for measuring the probe potential is connected between the probe 3 and the verification electrode 4.

プローブ電流は、シャント5を流れる電流であり、プローブ3から土壌Sに流出する方向の電流(アノード電流)をマイナス、土壌Sからプローブ3に流入する方向の電流(カソード電流)をプラスとする。プローブ電流は、パイプライン1のコーティング2に欠陥部が有る場合に、欠陥部におけるアノード電流によって生じる腐食リスクを定量的に評価することができる。   The probe current is a current flowing through the shunt 5, and a current flowing in the direction from the probe 3 to the soil S (anode current) is negative, and a current flowing in the direction from the soil S to the probe 3 (cathode current) is positive. The probe current can quantitatively evaluate the corrosion risk caused by the anode current in the defective portion when the coating 2 of the pipeline 1 has the defective portion.

プローブ電位は、プローブ3と電解質である土壌Sとの電位を計測することで、パイプライン1のコーティング2に欠陥部が有る場合に、カソード防食によって、その欠陥部の対電解質電位が防食電位以下に保たれているかを定量的に評価することができる。プローブ電位は、スイッチ6がオン状態の電位をプローブオン電位Eonといい、スイッチ6をオフにして計測される電位をプローブインスタントオフ電位Eoffという。 The probe potential is measured by measuring the potential between the probe 3 and the soil S as an electrolyte. When the coating 2 of the pipeline 1 has a defective portion, the potential of the electrolyte against the defective portion is less than the anticorrosion potential due to cathodic protection. Can be quantitatively evaluated. Regarding the probe potential, the potential when the switch 6 is in the on state is referred to as the probe on potential E on, and the potential measured with the switch 6 turned off is referred to as the probe instant off potential E off .

プローブインスタントオフ電位Eoffは、パイプライン1がカソード防食されている状態で、スイッチ6をオフにして計測される。図1に示すように照合電極4を地表面に設置すると、地中に埋設されたプローブ3と照合電極4間の電圧には、電解質(土壌S)を流れる電流によるIRドロップが含まれる。プローブインスタントオフ電位Eoffは、プローブ3とパイプライン1との電気的な接続を一時的に遮断してプローブ3と照合電極4間の電圧を計測することで、IRドロップを除いた真のプローブ対電解質電位を求めることができるものであり、パイプライン1のカソード分極状態を把握する上で重要な評価値になる。 The probe instant off potential E off is measured with the switch 6 turned off in a state where the pipeline 1 is cathodic protected. As shown in FIG. 1, when the verification electrode 4 is installed on the ground surface, the voltage between the probe 3 embedded in the ground and the verification electrode 4 includes an IR drop due to a current flowing through the electrolyte (soil S). The probe instant-off potential E off is a true probe excluding IR drop by temporarily cutting off the electrical connection between the probe 3 and the pipeline 1 and measuring the voltage between the probe 3 and the reference electrode 4. The potential to the electrolyte can be obtained, which is an important evaluation value for grasping the cathode polarization state of the pipeline 1.

パイプライン1におけるプローブ電流とプローブ電位は、図2に示すように計測される。   The probe current and probe potential in the pipeline 1 are measured as shown in FIG.

シャント5で計測されるプローブ電流の瞬時値I(t)と電圧計7で計測されるプローブ3の電位の瞬時値E(t)は、0.1ミリ秒(ms)毎にサンプリングされる。このようなサンプリング間隔は、直流迷走電流の高速変動を精緻に把握する上で有効になる。   The instantaneous value I (t) of the probe current measured by the shunt 5 and the instantaneous value E (t) of the potential of the probe 3 measured by the voltmeter 7 are sampled every 0.1 milliseconds (ms). Such a sampling interval is effective in accurately grasping high-speed fluctuations in the DC stray current.

0.1ms毎にサンプリングされる瞬時値I(t),E(t)は、設定されたサブ単位時間(Sub1,Sub2,Sub3,…)毎の複数値から下記式(1)〜(4)によって評価値(プローブ直流電流密度Id.c.,プローブ交流電流密度Ia.c.,プローブオン電位Eon,プローブインスタントオフ電位Eoff,)を求めることで、保存すべきデータ容量の削減を図っている。なお、下記式において、Aは、プローブ3の表面積であり、Eon(t)は、スイッチ6がオン状態で計測される瞬時値E(t)であり、Eoff(t)は、スイッチ6がオフ状態で計測される瞬時値E(t)である。 Instantaneous values I (t) and E (t) sampled every 0.1 ms are calculated by the following formulas (1) to (4) from a plurality of values for each set sub unit time (Sub1, Sub2, Sub3,...). By obtaining evaluation values (probe DC current density I dc , probe AC current density I ac , probe on potential E on , probe instant off potential E off ), the data capacity to be stored is reduced. In the following formula, A is the surface area of the probe 3, E on (t) is an instantaneous value E (t) measured when the switch 6 is on, and E off (t) is the switch 6 Is the instantaneous value E (t) measured in the off state.

Figure 2018141215
Figure 2018141215

サブ単位時間(Sub1,Sub2,Sub3,…)は、商用交流周波数の1周期(例えば、商用交流周波数が50Hzの場合には、20msであり、商用交流周波数が60Hzの場合には、約16.67ms)とすることが好ましい。これは、直流迷走電流に対する交流誘導の影響を相殺し、プローブ交流電流密度Ia.c.を求めることで、交流腐食対策として別途評価するためである。前述した式(1)〜(4)では、サブ単位時間を20msに設定して、0.1ms毎にサンプリングされる200個の瞬時値(I(1)〜I(200),EON(1)〜E(200),EOFF(1)〜E(200))から各値を求めている。 Sub unit time (Sub1, Sub2, Sub3, ...) is one cycle of commercial AC frequency (for example, when commercial AC frequency is 50Hz, it is 20ms, and when commercial AC frequency is 60Hz, it is about 16.67ms. ) Is preferable. This is because the influence of the AC induction on the DC stray current is offset and the probe AC current density I ac is obtained to separately evaluate the AC corrosion countermeasure. In the above formulas (1) to (4), the sub unit time is set to 20 ms and 200 instantaneous values (I (1) to I (200), E ON (1) sampled every 0.1 ms. to E (200), seeking the value from E OFF (1) ~E (200 )).

1つの連続した計測時間(例えば、24時間の計測時間)を設定すると、その中に、スイッチ6をオンにした状態で計測するオン時間とスイッチ6をオフにして計測するオフ時間とを組み合わせて単位計測時間(Unit1,Unit2,…,Unit43200)を設定する。図示の例では、単位計測時間を2sに設定し、その中で1.7sをオン時間にし、残りの0.3sをオフ時間にしている。   When one continuous measurement time (for example, a measurement time of 24 hours) is set, the on time measured with the switch 6 turned on and the off time measured with the switch 6 turned off are combined. Set the unit measurement time (Unit1, Unit2, ..., Unit43200). In the example shown in the figure, the unit measurement time is set to 2 s, of which 1.7 s is the on time and the remaining 0.3 s is the off time.

オン時間では、サブ単位時間を複数連ねた単位時間毎に、プローブ直流電流密度Id.c.の平均値Id.c. ave,最大値Id.c. max,最小値Id.c. min、プローブ交流電流密度Ia.c.の平均値Ia.c. ave,最大値Ia.c. max,最小値Ia.c. min、プローブオン電位Eonの平均値Eon ave,最大値Eon max,最小値Eon minをそれぞれ求める。図示の例では、80個のサブ単位時間を連ねた1.6sの単位時間を設定し、80個のId.c.,Ia.c.,Eonから、それぞれ平均値,最大値,最小値を求めている。そして、オフ時間では、その中で1つのサブ単位時間を設定して、インスタントオフ電位Eoffを求めている。 In the ON time, the average value I dc ave , the maximum value I dc max , the minimum value I dc min , and the probe AC current density I ac of the probe DC current density I dc for each unit time in which a plurality of sub unit times are connected. I ac ave , maximum value I ac max , minimum value I ac min , average value E on ave , maximum value E on max , and minimum value E on min of probe-on potential E on are obtained. In the illustrated example, a unit time of 1.6 s obtained by connecting 80 sub unit times is set, and an average value, a maximum value, and a minimum value are obtained from 80 I dc , I ac , and E on , respectively. In the off time, one sub-unit time is set, and the instant-off potential E off is obtained.

直流迷走電流の腐食リスクを評価する際には、計測評価対象であるパイプライン1の対電解質電位が防食電位以下であることが前提になる。この前提を確認するにために、単位計測時間毎にオフ時間を設けて、そこでプローブインスタントオフ電位Eoffを求めている。スイッチ6のオン状態で計測されるプローブ直流電流密度Id.c.とスイッチ6のオフ状態で計測されるプローブインスタントオフ電位Eoffとを同時に計測することはできないが、単位計測時間を2sと短時間に設定することで、頻繁に変化する状況の中でほぼ同じ時刻で起きている状況に対して、プローブインスタントオフ電位EoffによるIRドロップを除いた正確な対電解質電位の評価と、プローブ直流電流密度Id.c.による直流迷走電流腐食リスクの評価を行うことが可能になる。 When evaluating the corrosion risk of the DC stray current, it is assumed that the potential of the pipeline 1 to be measured and evaluated is less than the anticorrosion potential. In order to confirm this premise, an off time is provided for each unit measurement time, and the probe instant off potential E off is obtained there. Although the probe DC current density I dc measured when the switch 6 is on and the probe instant-off potential E off measured when the switch 6 is off cannot be measured simultaneously, the unit measurement time is as short as 2 s. By setting, for the situation that occurs at almost the same time in the situation that changes frequently, the evaluation of the potential to the electrolyte correctly without the IR drop due to the probe instant off potential E off and the probe DC current density It becomes possible to evaluate the DC stray current corrosion risk by I dc .

各単位計測時間(Unit1,Unit2,…,Unit43200)においては、単位時間1.6sの間は、サブ単位時間(Sub1,Sub2,Sub3,…)毎の瞬時値I(t),E(t)(Eon(t)とEoff(t))のデータは保存されている。そして、各単位計測時間のオン時間で、平均値(Id.c. ave,Ia.c. ave,Eon ave),最大値(Id.c. max,Ia.c. max,Eon max),最小値(Id.c. min,Ia.c. min,Eon min)を求めた後は、これらの値を保存して、プローブオン電位の最大値Eon maxを示したサブ単位時間の瞬時値Eon(t)と、プローブ直流電流密度の最小値Id.c. minを示したサブ単位時間の瞬時値I(t)とを保存し、他の瞬時値データは消去する。 In each unit measurement time (Unit1, Unit2, ..., Unit43200), the instantaneous values I (t), E (t) (for each sub-unit time (Sub1, Sub2, Sub3, ...) for a unit time of 1.6s ( E on (t) and E off (t)) data are stored. The average value (I dc ave , I ac ave , E on ave ), maximum value (I dc max , I ac max , E on max ), minimum value (I dc min , After obtaining I ac min and E on min ), these values are stored, the instantaneous value E on (t) of the sub unit time indicating the maximum value E on max of the probe on potential, and the probe DC current The instantaneous value I (t) of the sub unit time indicating the minimum density value I dc min is stored, and the other instantaneous value data is deleted.

そして、計測時間(24h)が終了すると、以下のようにして、パイプライン1の直流迷走電流腐食リスクを評価する。   When the measurement time (24h) ends, the DC stray current corrosion risk of the pipeline 1 is evaluated as follows.

[1]1つの単位計測時間(2s)に設定される単位時間(1.6s)において、プローブ直流電流密度の最小値Id.c. minと平均値Id.c. aveが共にマイナス値であった場合には、最小値Id.c. min×サブ単位時間+平均値Id.c. ave×(単位時間−サブ単位時間)を単位計測時間(単位時間)毎の評価値として、直流迷走電流腐食リスクを評価する。すなわち、サブ単位時間が20msの場合には、最小値Id.c. minが20ms続き、平均値Id.c. aveが1980ms続いたものとして、直流迷走電流腐食リスクを評価する。 [1] When the minimum value I dc min and the average value I dc ave of the probe DC current density are both negative in the unit time (1.6 s) set to one unit measurement time (2 s), The DC stray current corrosion risk is evaluated using the minimum value I dc min × sub unit time + average value I dc ave × (unit time−sub unit time) as an evaluation value for each unit measurement time (unit time). That is, when the sub unit time is 20 ms, the DC stray current corrosion risk is evaluated on the assumption that the minimum value I dc min continues for 20 ms and the average value I dc ave continues for 1980 ms.

[2]1つの単位計測時間(2s)に設定される単位時間(1.6s)において、プローブ直流電流密度の最小値Id.c. minがマイナス値で、平均値Id.c. aveがプラス値の場合には、最小値Id.c. min×サブ単位時間を単位計測時間(単位時間)毎の評価値として、直流迷走電流腐食リスクを評価する。すなわち、サブ単位時間が20msの場合には、最小値Id.c. minが20ms続いたものとして、直流迷走電流腐食リスクを評価する。 [2] When the minimum value I dc min of the probe DC current density is negative and the average value I dc ave is positive in the unit time (1.6 s) set for one unit measurement time (2 s) Using the minimum value I dc min × sub unit time as an evaluation value for each unit measurement time (unit time), the DC stray current corrosion risk is evaluated. That is, when the sub unit time is 20 ms, the DC stray current corrosion risk is evaluated assuming that the minimum value I dc min continues for 20 ms.

このような評価方法によると、プローブ3から電解質である土壌Sに流れるアノード電流の状況を短時間の単位計測時間(例えば2s)毎に、精度良く把握することができる。この際、プローブ直流電流密度の最小値Id.c. minと平均値Id.c. aveの正負で、アノード電流の状況を把握するので、過剰な瞬時値データの保存を行うこと無く、精緻に状況を把握することができる。また、1つの単位計測時間をプローブ電流密度の最小値Id.c. minで評価する場合と比較して、過剰なリスク評価を避けることができる。 According to such an evaluation method, it is possible to accurately grasp the state of the anode current flowing from the probe 3 to the soil S as the electrolyte every short unit measurement time (for example, 2 s). At this time, since the anode current status is grasped by the positive / negative of the minimum value I dc min and average value I dc ave of the probe DC current density, the situation is precisely grasped without storing excessive instantaneous value data. be able to. Further, it is possible to avoid excessive risk evaluation as compared with the case where one unit measurement time is evaluated by the minimum value I dc min of the probe current density.

なお、カソード防食されたパイプライン1の防食管理は、ISO 15589-1:2015において、カソード防食基準範囲が維持されているのであれば、直流迷走電流によって誘起されるアノードシフトは許容されると定められている。カソード防食基準範囲の維持は、プローブインスタントオフ電位Eoffがカソード防食基準に合格していることを確認することによってなされる。前述した計測方法では、プローブインスタントオフ電位Eoffは、短時間の単位計測時間(2s)毎に頻繁に求められており、直流迷走電流による頻繁な状況変化に対して、パイプライン1がカソード防食基準範囲にあるか否かを適正に把握することができる。 In addition, the anticorrosion management of the pipeline 1 with cathodic protection is defined in ISO 15589-1: 2015 that the anode shift induced by the DC stray current is allowed if the cathodic protection standard range is maintained. It has been. The cathodic protection standard range is maintained by confirming that the probe instant-off potential E off has passed the cathodic protection standard. In the measurement method described above, the probe instant-off potential E off is frequently obtained every short unit measurement time (2 s), and the pipeline 1 is cathodic-proofed against frequent changes due to DC stray current. Whether or not it is within the reference range can be properly grasped.

1:埋設金属パイプライン(パイプライン),2:コーティング,
3:プローブ(クーポン),4:照合電極,5:シャント,
6:スイッチ,7:電圧計,S:土壌(電解質)
1: buried metal pipeline (pipeline), 2: coating,
3: probe (coupon), 4: reference electrode, 5: shunt
6: Switch, 7: Voltmeter, S: Soil (electrolyte)

埋設金属体とプローブ間に流れるプローブ電流を計測することで埋設金属体の直流迷走電流腐食リスクを計測評価する方法であって、プローブから流出する方向の電流をマイナスとし、プローブに流入する方向の電流をプラスとして、サブ単位時間の間に複数計測されるプローブ電流の瞬時値から前記サブ単位時間毎にプローブ直流電流密度Id.c.を求め、前記サブ単位時間を複数連ねた単位時間毎に、前記プローブ直流電流密度Id.c.の最小値Id.c. minと平均値Id.c. aveを求め、前記単位時間において、前記最小値Id.c. minと前記平均値Id.c. aveが共にマイナス値であった場合には、前記最小値Id.c. min×前記サブ単位時間+前記平均値Id.c. ave×(前記単位時間−前記サブ単位時間)を前記単位時間毎の評価値とし、前記単位時間において、前記最小値Id.c. minがマイナス値で前記平均値Id.c. aveがプラス値の場合には、前記最小値Id.c. min×前記サブ単位時間を前記単位時間毎の評価値とすることを特徴とする直流迷走電流腐食リスクの計測評価方法。 This is a method for measuring and evaluating the DC stray current corrosion risk of the buried metal body by measuring the probe current flowing between the buried metal body and the probe . Assuming that the current is positive , the probe DC current density I dc is obtained for each sub unit time from the instantaneous value of the probe current measured a plurality of times during the sub unit time, and for each unit time in which a plurality of the sub unit times are connected, When the minimum value I dc min and the average value I dc ave of the probe DC current density I dc are obtained and the minimum value I dc min and the average value I dc ave are both negative values in the unit time, The minimum value I dc min × the sub unit time + the average value I dc ave × (the unit time−the sub unit time) is an evaluation value for each unit time, and the minimum value I dc min in the unit time. Is In the case where the average value I dc ave is a positive value with a negative value, the minimum value I dc min × the sub unit time is used as an evaluation value for each unit time. Evaluation method.

Claims (4)

プローブ電流を計測することで埋設金属体の直流迷走電流腐食リスクを計測評価する方法であって、
サブ単位時間の間に複数計測されるプローブ電流の瞬時値から前記サブ単位時間毎にプローブ直流電流密度Id.c.を求め、
前記サブ単位時間を複数連ねた単位時間毎に、前記プローブ直流電流密度Id.c.の最小値Id.c. minと平均値Id.c. aveを求め、
前記単位時間において、前記最小値Id.c. minと前記平均値Id.c. aveが共にマイナス値であった場合には、前記最小値Id.c. min×前記サブ単位時間+前記平均値Id.c. ave×(前記単位時間−前記サブ単位時間)を前記単位時間毎の評価値とし、
前記単位時間において、前記最小値Id.c. minがマイナス値で前記平均値Id.c. aveがプラス値の場合には、前記最小値Id.c. min×前記サブ単位時間を前記単位時間毎の評価値とすることを特徴とする直流迷走電流腐食リスクの計測評価方法。
A method for measuring and evaluating the DC stray current corrosion risk of buried metal bodies by measuring the probe current,
Obtain the probe DC current density I dc for each sub unit time from the instantaneous value of the probe current measured multiple times during the sub unit time,
For each unit time in which a plurality of the sub unit times are connected, the minimum value I dc min and the average value I dc ave of the probe DC current density I dc are obtained,
When the minimum value I dc min and the average value I dc ave are both negative values in the unit time, the minimum value I dc min × the sub unit time + the average value I dc ave × (the above Unit time-the sub unit time) as an evaluation value for each unit time,
In the unit time, when the minimum value I dc min is a negative value and the average value I dc ave is a positive value, the minimum value I dc min × the sub unit time is set as an evaluation value for each unit time. A method for measuring and evaluating DC stray current corrosion risk.
前記サブ単位時間は、商用交流周波数の1周期であり、前記プローブ電流の瞬時値を0.1ミリ秒毎に計測することを特徴とする請求項1に記載された直流迷走電流腐食リスクの計測評価方法。   The method for measuring and evaluating DC stray current corrosion risk according to claim 1, wherein the sub-unit time is one period of a commercial AC frequency, and an instantaneous value of the probe current is measured every 0.1 milliseconds. . 前記単位時間の後にプローブインスタントオフ電位Eoffを求めるためのオフ時間を加えて、1つの単位計測時間とし、
当該単位計測時間を複数連ねて計測時間とすることを特徴とする請求項1又は2に記載された直流迷走電流腐食リスクの計測評価方法。
After adding the off time for obtaining the probe instant off potential E off after the unit time, to be one unit measurement time,
The method for measuring and evaluating a DC stray current corrosion risk according to claim 1 or 2, wherein a plurality of the unit measurement times are connected to form a measurement time.
前記単位時間を1.6秒とし、前記単位計測時間を2秒とし、前記計測時間を24時間とすることを特徴とする請求項4に記載された直流迷走電流腐食リスクの計測評価方法。   5. The DC stray current corrosion risk measurement and evaluation method according to claim 4, wherein the unit time is 1.6 seconds, the unit measurement time is 2 seconds, and the measurement time is 24 hours.
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