JP2007186933A - Anti-fouling and corrosion protection device of structure contacting with seawater and anti-fouling and corrosion-proofing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、海水取水路や、船体などの海水に接する構造物の壁部に施されたチタン膜に直流電流を通電して海洋生物の前記構造物への付着を防止するとともに、近傍の構造物の防食を行う海水に接する構造物の防汚防食装置および防汚防食方法に関する。 The present invention prevents a sea creature from adhering to the structure by passing a direct current through a titanium film applied to a seawater intake channel or a wall of a structure in contact with seawater such as a hull, and a structure in the vicinity. The present invention relates to an antifouling and anticorrosion device and an antifouling and anticorrosion method for a structure in contact with seawater that performs anticorrosion of objects.
海水に接する構造物の代表例として、海水を冷却水として利用するために海岸近傍に設置される発電設備における取水設備が挙げられるが、この取水設備の取水路の内壁面には、カンザシゴカイ、フジツボ、その他の貝類などの海洋生物が付着する。取水路に海洋生物が付着して流路を閉塞すると冷却水の導入、排出に支障を来すことになる。それで、取水路への海洋生物の付着を防止するために、取水路の内面に導電塗膜を施し、この導電塗膜に直流電流を通電して電気分解反応により次亜塩素酸(ClO-)イオンを発生させ、そのClO-イオンにより海洋生物が取水溝の内面に付着するのを防止するようにした防汚装置も提案されている(特許文献1)。
A typical example of a structure in contact with seawater is a water intake facility in a power generation facility installed near the coast in order to use seawater as cooling water, but the inner wall of the intake channel of this water intake facility has Kansashigokai and Barnacles. Other marine organisms such as shellfish are attached. If marine organisms adhere to the intake channel and block the channel, the introduction and discharge of cooling water will be hindered. Therefore, in order to prevent marine organisms from adhering to the intake channel, a conductive coating film is applied to the inner surface of the intake channel, and a direct current is passed through the conductive coating film to conduct hypochlorous acid (ClO − ) by an electrolysis reaction. An antifouling device has also been proposed in which ions are generated and marine organisms are prevented from adhering to the inner surface of the intake channel due to the
かかる防汚装置を用いた電気化学的防汚方法においては、効果を長期的に維持するために、電位の設定時間の配分などの環境に対応して変更する必要があり、最適な配分が難しい。また、導電塗膜が過度に酸化された場合には、導電塗膜表面での電気抵抗値の増加が生じ、それに伴って電気化学反応速度の低下が生じ、導電塗膜全体に設定電位を均一に印加することが難しくなるといった場合もある。また、導電塗膜の表面は、構成される物質の劣化に伴って電極としての機能低下が起こる場合があるなど、様々な解決すべき問題点が指摘されている。 In the electrochemical antifouling method using such an antifouling device, in order to maintain the effect over the long term, it is necessary to change according to the environment such as the distribution of potential setting time, and it is difficult to optimally distribute . In addition, if the conductive coating film is excessively oxidized, the electrical resistance value on the surface of the conductive coating film increases, resulting in a decrease in the electrochemical reaction rate, and the set potential is made uniform throughout the conductive coating film. In some cases, it may be difficult to apply the voltage to the. In addition, various problems to be solved have been pointed out, such as the surface of the conductive coating film having a reduced function as an electrode with the deterioration of the constituent materials.
これに対して、従来、被防汚体の防汚面の防汚を必要とする部分を耐食性の導電性基材となし、この導電性基材を定電流制御することを特徴とする電子制菌防汚方法が提案されている(特許文献2)。 On the other hand, conventionally, the part that requires antifouling of the antifouling surface of the antifouling body is formed as a corrosion-resistant conductive base material, and the electronic control is characterized by constant current control of the conductive base material. A fungus antifouling method has been proposed (Patent Document 2).
海水に接する構築物、例えば、発電設備では、その取水路内には大小の各種ポンプ、各種スクリーン、梯子、金属配管などの腐食性材料製の各種機器、設備が多数ある。これらの各種機器、設備は、海水成分による腐食作用が働くため、何らかの防食対策が必要である。 In a structure that contacts seawater, for example, a power generation facility, there are many various devices and facilities made of corrosive materials such as various large and small pumps, various screens, ladders, and metal pipes in the intake channel. Since these various devices and facilities are affected by the corrosive action of seawater components, some anti-corrosion measures are required.
前記従来の耐食性の導電性基材を用いた電子制菌防汚方法では、電極部分の防食に耐食性金属材料を使用して対応しているが、その周辺の前記各種機器や設備を構成する腐食性材料の防食については考慮なされていない。したがって、この従来の耐食性の導電性基材を用いた電子制菌防汚方法を用いた場合でも、前記各種機器、設備には、塗料厚塗り処理や、防食専用電源および防食用アノードを設置したり、犠牲アノードの設置などによる防食対策を別途に施す必要があり、設備費およびメンテナンス費用が、防汚対策費に加えてさらに必要となる。また、このような別途の防食対策が施されていない状態で、前記従来の耐食性の導電性基材を用いた電子制菌防汚方法を用いた場合、通電によって、被防汚物以外の金属構造物(各種機器、設備)に、迷走電流が流れて、さらにその他の金属構造物の腐食を加速することになってしまう。 In the conventional antibacterial antifouling method using the conventional anticorrosive conductive substrate, the anticorrosion of the electrode part is supported by using an anticorrosive metal material. No consideration has been given to the corrosion protection of sexual materials. Therefore, even when this conventional antibacterial antifouling method using a corrosion-resistant conductive base material is used, the various equipment and facilities are provided with paint thickening treatment, a dedicated anticorrosion power source and an anticorrosion anode. In addition, it is necessary to separately take anti-corrosion measures such as by installing a sacrificial anode, and equipment costs and maintenance costs are further required in addition to anti-fouling measures costs. In addition, when the conventional antibacterial antifouling method using the conventional anticorrosive conductive base material is used in a state where such a separate anticorrosion measure has not been taken, a metal structure other than the antifouling material is energized. A stray current flows through the objects (various devices and equipment), and further accelerates the corrosion of other metal structures.
また、海水に接する構造物の表面の汚染の度合いは、海水の水質、温度、流速などの海水の化学的、物理的変化によって、大きく左右される。したがって、このような海水の化学的、物理的変化に対応して、防汚装置の印加電流、印加電圧を制御しなければ、効果的な防汚もできないし、経済的な運転もできず、場合によっては、電極の早期減耗を引き起こす場合もある。 In addition, the degree of contamination of the surface of a structure in contact with seawater greatly depends on chemical and physical changes in seawater such as seawater quality, temperature, and flow velocity. Therefore, if the applied current and applied voltage of the antifouling device are not controlled in response to such chemical and physical changes in seawater, effective antifouling cannot be achieved, and economical operation cannot be performed. In some cases, premature wear of the electrode may be caused.
しかしながら、従来の耐食性の導電性基材を用いた電子制菌防汚方法では、前記海水の化学的、物理的変化を考慮することなく、耐食性の導電性基材に20mA/m2以上の定電流を流している。この条件では、防汚性が実現されたとしても、前述した防食性を同時に実現することは難しい。 However, in the conventional antibacterial antifouling method using a corrosion-resistant conductive substrate, the corrosion-resistant conductive substrate has a constant value of 20 mA / m 2 or more without considering the chemical and physical changes of the seawater. Current is flowing. Under these conditions, even if the antifouling property is realized, it is difficult to realize the above-described anticorrosion property at the same time.
さらに、防汚の点に関しても、前記定電流を印加する防汚方法で防汚装置の運転を始めると、通電開始の初期に防汚効果を上げることが難しく、そのため使用初期に設備に海洋生物が付着し、定着して、その後の剥離が困難となる場合がある。 Further, regarding the point of antifouling, when the antifouling device is started to operate by the antifouling method applying the constant current, it is difficult to improve the antifouling effect at the beginning of energization. May adhere and fix, making subsequent peeling difficult.
本発明は、上記従来の問題に鑑みてなされたものであって、その課題は、長期間にわたって運転しても防汚効果を持続でき、装置の耐久性も長期に持続可能な海水に接する構造物の防汚防食装置および防汚防食方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and the problem is that the antifouling effect can be maintained even when operated for a long period of time, and the durability of the apparatus is also in contact with seawater that is sustainable for a long period of time. An object of the present invention is to provide an antifouling and anticorrosion device and an antifouling and anticorrosion method.
本発明者等は、前記課題を解決するために、従来の問題の原因を詳しく検討したところ、次のような知見を得るに至った。 In order to solve the above problems, the present inventors have examined the cause of the conventional problem in detail, and have obtained the following knowledge.
従来装置では電極として用いる導電性基材の性能低下程度をリアルタイムで知り、それに応じた通電パターンを更新する機能を持っていなかったので、設置から長期間経て導電性基材がある程度性能低下が進んだ場合では、装置としての耐久性が尽きる前に防汚特性が実用レベルを大きく下回ってしまうと考えられる。 In the conventional device, the degree of performance degradation of the conductive base material used as an electrode was known in real time, and it did not have the function of updating the energization pattern accordingly, so that the performance of the conductive base material deteriorated to some extent over a long period of time after installation. In such a case, it is considered that the antifouling property is significantly lower than the practical level before the durability of the device is exhausted.
従来装置では、電極として用いる導電性基材の状況や周辺環境の状況などから、それに応じた通電パターンを更新する機能を持っていなかった。その結果、設置初期から性能を発揮できなかったり、短期間にチタンが腐食する状態に到達し、装置としての耐久性が尽きる前に防汚特性が実用レベルを大きく下回るなど、実用的ではなかった。 The conventional apparatus does not have a function of updating the energization pattern according to the state of the conductive base material used as the electrode or the surrounding environment. As a result, performance was not demonstrated from the beginning of installation, or titanium reached a state of corrosion in a short period of time, and the antifouling properties were far below the practical level before the durability of the device was exhausted. .
したがって、導電性基材の表面電位をリアルタイムで計測し、表面電位が「防汚有効電圧値」に達してから「防汚有効時間期間」が経過するまで通電設定をを継続の範囲になるよう、適宜、通電量やパターンを更新すれば、通電量を必要最小限とできランニングコストを低減できるとともに、安定した防汚効果を得ることができる。また、防汚に必要最小限な電流しか通電しないため、電位の上昇度合いを低減可能であり、防汚有効電圧領域(4V以上、チタンの溶出電圧値以下)で、長期間通電を行うことが可能となる。長期に安定した防汚性能を発揮させる電流密度としては、0.05A/m2〜0.2A/m2程度であり、極性切替通電を行うことが望ましい。 Therefore, the surface potential of the conductive substrate is measured in real time, and the energization setting is kept within the range where the surface potential reaches the “antifouling effective voltage value” until the “antifouling effective time period” elapses. If the energization amount and the pattern are updated appropriately, the energization amount can be minimized, the running cost can be reduced, and a stable antifouling effect can be obtained. In addition, since only the minimum current necessary for antifouling is applied, the degree of increase in potential can be reduced, and energization can be performed for a long period of time in the antifouling effective voltage range (4 V or more and below the elution voltage value of titanium). It becomes possible. The current density that exhibits stable antifouling performance over a long period is about 0.05 A / m 2 to 0.2 A / m 2 , and it is desirable to perform polarity switching energization.
また、運転初期に防汚有効電位(チタンの電位:5V以下)で長期間維持した場合、適当な電流密度であったとしても、防汚効果が十分発揮されない。その状態で、4〜5週間維持されてしまった場合には、取水路などの構造物には多くの海洋生物が付着することとなる。 Further, when the antifouling effective potential (titanium potential: 5 V or less) is maintained for a long time in the initial stage of operation, even if the current density is appropriate, the antifouling effect is not sufficiently exhibited. In such a state, if it is maintained for 4 to 5 weeks, many marine organisms will adhere to structures such as intake channels.
また、海洋生物の付着について、検討したところ、チタンの電位が8〜9Vを超えた領域(チタンの腐食領域)では、チタンが局部的に腐食溶解し、腐食部に電流が集中するため、チタン膜全面の防汚効果の発揮が困難となることがわかった。 Moreover, when the adhesion of marine organisms was examined, in the region where the potential of titanium exceeded 8-9V (corrosion region of titanium), titanium locally corroded and dissolved, and current concentrated on the corroded portion. It has been found that it is difficult to exert the antifouling effect on the entire surface of the membrane.
さらに、海洋付着生物の多くが、構造物表面に食い込んだり、接着物質を介して付着したり、物理的にチタン膜表面に付着するが、チタン膜表面への付着初期ならば、通電を行うことで一旦付着した生物を剥離可能であることが明らかとなった。但し、チタン膜表面の生物が剥離しても、チタン膜面以外で、付着生物が強固に保持される程度に付着生物が大量に成長した場合は、剥離が困難となる。従って、付着生物が大量に成長しないような、例えば、3ヶ月程度無通電であっても、その後、通電することで、付着した生物を剥離・除去可能である。また、例えば、10日間運転/10日間停止でのサイクルで通電を行った場合は、外見上は、ほとんど付着生物の生長なしで、運転可能である。この場合は、連続運転の場合よりも、電流量を半分にできたこととなる。 In addition, many marine-adhering organisms bite into the structure surface, adhere via adhesive substances, or physically adhere to the titanium film surface. It became clear that organisms once attached could be detached. However, even if the organism on the surface of the titanium film is peeled off, if the attached organism grows in a large amount to the extent that the attached organism is firmly held on the surface other than the titanium film surface, peeling becomes difficult. Therefore, even if the energized organism does not grow in a large amount, for example, for about 3 months, the attached organism can be peeled off and removed by energization thereafter. Further, for example, when energization is performed in a cycle of 10 days operation / 10 days stop, it can be operated with almost no growth of attached organisms. In this case, the current amount can be halved as compared with the case of continuous operation.
また、海洋生物の付着について、さらに検討を進めたところ、海洋生物の付着の度合いは海水の温度、流速によって変動し、生体数に比例することが確認された。 Further investigations on the attachment of marine organisms have confirmed that the degree of attachment of marine organisms varies with the temperature and flow velocity of seawater and is proportional to the number of living organisms.
海洋生物は、海水温が20℃〜30℃にある場合、最も活動的になり、20℃以下でも30℃以上でも活動が低下する。海洋生物の取水路への付着の度合いは、海洋生物が活発に活動すればする程、高まる。海水温が30℃以上になることはほとんどないが、20℃を超えることは、夏期にはしばしば生じる。海水温が20℃を超えたときの防汚性を維持するために必要な実際の印加電流密度と、20℃以下の場合の同実際の印加電流密度とを実測してみると、20℃以下の場合は、20℃以上である場合に比べ、より低くて良いことが判明した。したがって、海水温を常時モニタしておき、所定温度、例えば20℃以下の場合と20℃を超えた場合とで印加電流密度が異なるように、もしくは一時的に電流の印加を停止するように設定することにより、防汚性を適正範囲に維持するための印加電流量を過不足なく設定することができることになる。そのような設定状態で年間を通しての印加電流量の総計をシミュレートしたところ、海水温の変動に伴って印加電流量の調整を行わない場合に比べて、年間を通しての総計印加電流量を大きく削減可能であることが判明した。印加電流の総量を削減できるということは、その分だけ導電性基材への負荷を減じることができることを意味し、そのことによって導電性基材の性能低下を遅らせることができる。なお、この電流密度を制御する替わりに「防汚有効時間」の制御に加えて、通電/無通電などの通電パターンを調整することによって、防汚性を適正に維持するための総計印加電流量を削減することも可能である。 Marine organisms are most active when the seawater temperature is between 20 ° C. and 30 ° C., and their activity decreases at temperatures below 20 ° C. and above 30 ° C. The degree of attachment of marine life to the intake channel increases as the marine life becomes more active. Seawater temperatures rarely exceed 30 ° C, but exceeding 20 ° C often occurs in summer. When the actual applied current density required to maintain the antifouling property when the seawater temperature exceeds 20 ° C. and the actual applied current density at 20 ° C. or less are measured, the actual applied current density is 20 ° C. or less. In the case of, it was found that the temperature may be lower than that in the case of 20 ° C. or higher. Therefore, the seawater temperature is constantly monitored, and the applied current density is different between a predetermined temperature, for example, 20 ° C. or less and when it exceeds 20 ° C., or the current application is temporarily stopped. By doing so, the applied current amount for maintaining the antifouling property in an appropriate range can be set without excess or deficiency. When the total amount of applied current throughout the year was simulated in such a setting, the total amount of applied current throughout the year was greatly reduced compared to when the applied current amount was not adjusted due to changes in seawater temperature. It turned out to be possible. The ability to reduce the total amount of applied current means that the load on the conductive substrate can be reduced by that amount, thereby delaying the performance degradation of the conductive substrate. In addition to controlling the current density, in addition to controlling the “antifouling effective time”, the total applied current amount to maintain the antifouling property properly by adjusting the energization pattern such as energization / non-energization It is also possible to reduce.
同様の関係が、海水の流速についても確認された。流れがない状態では海洋生物はより付着しやすくなり、海水の流速が高まれば高まる程、付着しにくくなることが、確認された。したがって、海水の流速が早くなった場合は、印加電流密度を低減するか、「防汚有効時間」を短縮することにより、防汚性を適正域に維持しつつ、総計の印加電流量を削減し、導電性基材の長寿命化を図ることができる。 A similar relationship was confirmed for the flow rate of seawater. It was confirmed that marine organisms were more likely to adhere in the absence of flow, and that the higher the seawater flow rate, the less likely it was to adhere. Therefore, when the flow rate of seawater increases, the applied current density is reduced or the total applied current amount is reduced while maintaining the antifouling property in an appropriate range by reducing the “antifouling effective time”. In addition, the life of the conductive substrate can be extended.
導電性基材の近傍に映像モニタを設置しておき、常時、海洋生物の生体数をカウントできるようにシステムを組めば、その画像情報を元に、印加電流密度や、印加時間を調整することができる。それによって、前記海水温や海水の流速のモニタによる制御と同様に、防汚性を維持しつつ導電塗膜導電性基材の長寿命化を図ることができる。 If a video monitor is installed in the vicinity of the conductive substrate and the system is configured so that the number of living organisms of marine organisms can be counted at all times, the applied current density and application time can be adjusted based on the image information. Can do. Thereby, the life of the conductive coating film conductive substrate can be extended while maintaining the antifouling property, similarly to the control by monitoring the seawater temperature and the flow rate of the seawater.
また、前記海洋生物の付着の機構を観察したところ、次のような経過を辿ってムラサキガイ、フジツボなどの海洋生物が構造物に付着することが判明した。すなわち、(1)まず、構造物の表面に蛋白質などの有機物が付着し、(2)この蛋白質を代謝するバクテリアが着生し、繁殖する。続いて(3)スライム層が形成され、(4)このスライム層を着床として藻類が付着し、最後に(5)ムラサキガイ、フジツボなどの海洋生物が付着する。 Moreover, when the mechanism of the attachment of the marine organisms was observed, it was found that marine organisms such as mussels and barnacles adhered to the structure following the following process. That is, (1) First, organic substances such as proteins adhere to the surface of the structure, and (2) bacteria that metabolize the proteins grow and propagate. Subsequently, (3) a slime layer is formed, (4) algae adheres using this slime layer as a landing, and finally (5) marine organisms such as mussels and barnacles adhere.
この連鎖的植生において、最後のムラサキガイなど海洋生物の付着が完了した場合には、それらの構造物から剥離は、防汚電流を流しても困難となるが、その前の段階、すなわちスライムや藻類、大型生物の子供が付着した段階で、すぐに防汚電流を印加すれば、藻類−スライム層−バクテリア層は容易に剥離することができる。 In this chained vegetation, when the attachment of marine organisms such as the last mussel is completed, peeling from those structures becomes difficult even if an antifouling current is passed, but the previous stage, i.e. slime or If an antifouling current is applied immediately at the stage where algae or a large organism child is attached, the algae-slime layer-bacteria layer can be easily detached.
本発明は、前述の知見に基づいてなされたものである。
すなわち、本発明の[請求項1]にかかる海水に接する構造物の防汚防食装置は、海水に接する構造物の壁面に絶縁膜を介して設けられたチタン膜と、該チタン膜に接続する直流電源装置と、直流の陽極と陰極との極性を切り替える極性切替装置と、前記チタン膜の表面電位を測定する電位センサと、該電位センサにより得た電圧値に基づいて通電パターンを更新して前記直流電源装置および切替装置に制御信号を送る制御手段とを有することを特徴とする。
The present invention has been made on the basis of the aforementioned findings.
That is, the antifouling and corrosion preventing apparatus for a structure in contact with seawater according to [Claim 1] of the present invention is connected to the titanium film provided on the wall surface of the structure in contact with seawater via an insulating film, and the titanium film. A DC power supply device, a polarity switching device that switches the polarity between the DC anode and cathode, a potential sensor that measures the surface potential of the titanium film, and an energization pattern that is updated based on the voltage value obtained by the potential sensor Control means for sending a control signal to the DC power supply device and the switching device.
本発明の[請求項2]にかかる海水に接する構造物の防汚防食装置は、前記[請求項1]に記載の海水に接する構造物の防汚防食装置において、前記チタン膜の電位が、防汚通電時には、4V(vs SCE:飽和カロメル電極)以上になっていることを特徴とする。 The antifouling and anticorrosion device for a structure in contact with seawater according to [Claim 2] of the present invention is the antifouling and anticorrosion device for a structure in contact with seawater according to [Claim 1], wherein the potential of the titanium film is It is characterized by being 4 V (vs SCE: saturated calomel electrode) or more during antifouling energization.
本発明の[請求項3]にかかる海水に接する構造物の防汚防食装置は、前記[請求項2]に記載の海水に接する構造物の防汚防食装置において、前記チタン膜の電位が、装置設置後短期間で必要な電位を超えるよう、通電開始初期に通常運転時よりも過剰な電流を前記チタン膜に印加することを特徴とする。 The antifouling and anticorrosion device for structures in contact with seawater according to [Claim 3] of the present invention is the antifouling and anticorrosion device for structures in contact with seawater according to [Claim 2], wherein the potential of the titanium film is: An excess current is applied to the titanium film at the initial stage of energization than in the normal operation so as to exceed a necessary potential in a short period of time after installation of the apparatus.
本発明の[請求項4]にかかる海水に接する構造物の防汚防食装置は、前記[請求項1]に記載の海水に接する構造物の防汚防食装置において、前記チタン膜の電位が、海水中でのチタンの溶出電位以下になるよう電流量を制御することを特徴とする。 The antifouling and corrosion preventing apparatus for a structure in contact with seawater according to [Claim 4] of the present invention is the antifouling and corrosion preventing apparatus for a structure in contact with seawater according to [Claim 1], wherein the potential of the titanium film is The amount of current is controlled to be equal to or lower than the elution potential of titanium in seawater.
本発明の[請求項5]にかかる海水に接する構造物の防汚防食装置は、前記[請求項1]に記載の海水に接する構造物の防汚防食装置において、前記チタン膜への一定期間の通電と無通電を繰り返すことを特徴とする。 The antifouling and anticorrosion device for structures in contact with seawater according to [Claim 5] of the present invention is the antifouling and anticorrosion device for structures in contact with seawater according to [Claim 1], in which the titanium film has a fixed period. It is characterized by repeating energization and non-energization.
本発明の[請求項6]にかかる海水に接する構造物の防汚防食装置は、前記[請求項1]〜[請求項5]のいずれか1項に記載の海水に接する構造物の防汚防食装置において、前記チタン膜近傍の海水中にさらに前記制御手段に接続された水質モニタが設けられ、前記制御装置には前記水質モニタから得た水質値に基づいて通電パターンを更新して前記直流電源装置および極性切替装置に制御信号を送るプログラムが記憶されていることを特徴とする。 The antifouling and corrosion preventing apparatus for structures in contact with seawater according to [Claim 6] of the present invention is the antifouling apparatus for structures in contact with seawater according to any one of [Claim 1] to [Claim 5]. In the anticorrosion device, a water quality monitor connected to the control means is further provided in the seawater in the vicinity of the titanium membrane, and the control device updates the energization pattern based on the water quality value obtained from the water quality monitor, and the DC A program for sending a control signal to the power supply device and the polarity switching device is stored.
本発明の[請求項7]にかかる海水に接する構造物の防汚防食装置は、前記[請求項6]に記載の海水に接する構造物の防汚防食装置において、前記水質モニタが白金電極と参照電極とを用いて前記水質値として電極反応物濃度を測定する構成を有することを特徴とする。 The antifouling and anticorrosion device for a structure in contact with seawater according to [Claim 7] of the present invention is the antifouling and anticorrosion device for a structure in contact with seawater according to [Claim 6], wherein the water quality monitor is a platinum electrode. It has the structure which measures an electrode reactant density | concentration as said water quality value using a reference electrode.
本発明の[請求項8]にかかる海水に接する構造物の防汚防食装置は、前記[請求項6]に記載の海水に接する構造物の防汚防食装置において、前記水質モニタが前記電位センサとチタン膜に紫外線を照射可能な紫外線ランプとを用いて前記水質値として海水の透明度や生物の付着状況を測定する構成を有することを特徴とする。 The antifouling and corrosion preventing apparatus for structures in contact with seawater according to [Claim 8] of the present invention is the antifouling and corrosion preventing apparatus for structures in contact with seawater according to [Claim 6], wherein the water quality monitor is the potential sensor. And a UV lamp capable of irradiating ultraviolet rays onto the titanium film, and measuring the transparency of seawater and the state of attachment of organisms as the water quality value.
本発明の[請求項9]にかかる海水に接する構造物の防汚防食装置は、前記[請求項1]〜[請求項8]のいずれか1項に記載の海水に接する構造物の防汚防食装置において、前記チタン膜近傍の海水中にさらに前記制御手段に接続された温度センサが設けられ、前記制御装置には前記温度センサから得た海水温度値に基づいて通電パターンを更新して前記直流電源装置および極性切替装置に制御信号を送るプログラムが記憶されていることを特徴とする。 The antifouling and corrosion preventing apparatus for structures in contact with seawater according to [Claim 9] of the present invention is the antifouling apparatus for structures in contact with seawater according to any one of [Claim 1] to [Claim 8]. In the anticorrosion device, a temperature sensor connected to the control means is further provided in the seawater in the vicinity of the titanium film, and the control device updates the energization pattern based on the seawater temperature value obtained from the temperature sensor. A program for sending a control signal to the DC power supply device and the polarity switching device is stored.
本発明の[請求項10]にかかる海水に接する構造物の防汚防食装置は、前記[請求項1]〜[請求項9]のいずれか1項に記載の海水に接する構造物の防汚防食装置において、前記チタン膜近傍の海水中にさらに前記制御手段に接続された流速センサが設けられ、前記制御装置には前記流速センサから得た海水の流速値に基づいて通電パターンを更新して前記直流電源装置および極性切替装置に制御信号を送るプログラムが記憶されていることを特徴とする。 The antifouling and corrosion preventing apparatus for structures in contact with seawater according to [Claim 10] of the present invention is the antifouling apparatus for structures in contact with seawater according to any one of [Claim 1] to [Claim 9]. In the anticorrosion device, a flow rate sensor connected to the control means is further provided in the seawater in the vicinity of the titanium membrane, and the control device updates the energization pattern based on the flow rate value of the seawater obtained from the flow rate sensor. A program for sending a control signal to the DC power supply device and the polarity switching device is stored.
本発明の[請求項11]にかかる海水に接する構造物の防汚防食装置は、前記[請求項1]〜[請求項10]のいずれか1項に記載の海水に接する構造物の防汚防食装置において、前記チタン膜近傍の海水中にさらに前記制御手段に接続された映像モニタが設けられ、前記制御装置には前記映像モニタから得た映像情報に基づいて通電パターンを更新して前記直流電源装置および極性切替装置に制御信号を送るプログラムが記憶されていることを特徴とする。 The antifouling and anticorrosion apparatus for structures in contact with seawater according to [Claim 11] of the present invention is the antifouling apparatus for structures in contact with seawater according to any one of [Claim 1] to [Claim 10]. In the anticorrosion device, a video monitor connected to the control means is further provided in the seawater in the vicinity of the titanium film, and the control device updates the energization pattern based on the video information obtained from the video monitor, and the DC A program for sending a control signal to the power supply device and the polarity switching device is stored.
本発明の[請求項12]にかかる海水に接する構造物の防汚防食装置は、前記[請求項11に記載の海水に接する構造物の防汚防食装置において、前記映像情報が前記チタン膜への生物の付着有無であることを特徴とする。 According to [Claim 12] of the present invention, there is provided an antifouling and corrosion preventing apparatus for structures in contact with seawater, wherein the image information is applied to the titanium film in the antifouling and corrosion preventing apparatus for structures in contact with seawater according to [11]. It is characterized by the presence or absence of an organism.
本発明の[請求項13]にかかる海水に接する構造物の防汚防食装置は、前記[請求項12]に記載の海水に接する構造物の防汚防食装置において、前記通電パターンの更新が、前記映像情報から前記チタン膜に生物の付着が確認された場合に通電を開始し、前記チタン膜への付着物が剥離されるまでの一定期間通電を維持した後、通電を停止するものであることを特徴とする。 The antifouling and anticorrosion device for a structure in contact with seawater according to [Claim 13] of the present invention is the antifouling and anticorrosion device for a structure in contact with seawater according to [Claim 12], wherein the update of the energization pattern is as follows. When energization is confirmed on the titanium film from the video information, energization is started, and after energization is maintained for a certain period of time until the deposit on the titanium film is peeled off, the energization is stopped. It is characterized by that.
本発明の[請求項14]にかかる海水に接する構造物の防汚防食装置は、前記[請求項1]〜[請求項13]のいずれか1項に記載の海水に接する構造物の防汚防食装置において、前記海水に接する構造物が海水取水路であることを特徴とする。 The antifouling and corrosion preventing apparatus for a structure in contact with seawater according to [Claim 14] of the present invention is the antifouling apparatus for a structure in contact with seawater according to any one of [Claim 1] to [Claim 13]. In the anticorrosion device, the structure in contact with the seawater is a seawater intake channel.
本発明の[請求項15]は、海水に接する構造物の壁面に絶縁膜を介して設けられたチタン膜に、所定の電流密度とその印加時間とを設定した1サイクルを間欠的に繰り返す通電パターンに基づいて、電流を流すことにより、前記構造物の壁面へ海洋生物が付着することを防止する海水に接する構造物の防汚防食方法であって、前記チタン膜の表面電位を測定する電位センサを設け、該電位センサにより得た電圧値に基づいて前記通電量や通電パターンを更新することを特徴とする。 According to the fifteenth aspect of the present invention, energization is performed by intermittently repeating one cycle in which a predetermined current density and an application time thereof are set on a titanium film provided on a wall surface of a structure in contact with seawater via an insulating film. An antifouling and anticorrosion method for a structure in contact with seawater that prevents marine organisms from adhering to the wall surface of the structure by passing an electric current based on a pattern, the potential measuring the surface potential of the titanium film A sensor is provided, and the energization amount and the energization pattern are updated based on a voltage value obtained by the potential sensor.
本発明の[請求項16]にかかる海水に接する構造物の防汚防食方法は、前記[請求項15]に記載の海水に接する構造物の防汚防食方法において、前記チタン膜の電位が、防汚通電時には、4V(vs SCE)以上になっていることを特徴とする。 The antifouling and anticorrosion method for a structure in contact with seawater according to [Claim 16] of the present invention is the antifouling and anticorrosion method for a structure in contact with seawater according to [Claim 15], wherein the potential of the titanium film is It is characterized by being 4 V (vs SCE) or more during antifouling energization.
本発明の[請求項17]にかかる海水に接する構造物の防汚防食方法は、前記[請求項16]に記載の海水に接する構造物の防汚防食方法において、前記チタン膜の電位が、装置設置後短期間で必要な電位を超えるよう、通電開始初期に通常運転時よりも過剰な電流を前記チタン膜に印加することを特徴とする。 The antifouling and anticorrosion method for a structure in contact with seawater according to [Claim 17] of the present invention is the antifouling and anticorrosion method for a structure in contact with seawater according to [Claim 16], in which the potential of the titanium film is An excess current is applied to the titanium film at the initial stage of energization than in the normal operation so as to exceed a necessary potential in a short period of time after installation of the apparatus.
本発明の[請求項18]にかかる海水に接する構造物の防汚防食方法は、前記[請求項15]に記載の海水に接する構造物の防汚防食方法において、前記チタン膜の電位が、海水中でのチタンの溶解電位以下になるよう電流量を制御することを特徴とする。 The antifouling and anticorrosion method for a structure in contact with seawater according to [Claim 18] of the present invention is the antifouling and anticorrosion method for a structure in contact with seawater according to [Claim 15], wherein the potential of the titanium film is The amount of current is controlled to be equal to or lower than the dissolution potential of titanium in seawater.
本発明の[請求項19]にかかる海水に接する構造物の防汚防食方法は、前記[請求項15]に記載の海水に接する構造物の防汚防食方法において、前記チタン膜への一定期間の通電と無通電を繰り返すことを特徴とする。 According to [Claim 19] of the present invention, there is provided an antifouling and anticorrosion method for a structure in contact with seawater in the antifouling and anticorrosion method for a structure in contact with seawater according to [Claim 15]. It is characterized by repeating energization and non-energization.
本発明の[請求項20]にかかる海水に接する構造物の防汚防食方法は、前記[請求項15]〜[請求項19]のいずれか1項に記載の海水に接する構造物の防汚防食方法において、前記チタン膜近傍の海水中にさらに前記制御手段に接続された水質モニタを設け、前記水質モニタから得た水質値に基づいて前記通電パターンを更新することを特徴とする。 The antifouling and anticorrosion method for a structure in contact with seawater according to [Claim 20] of the present invention is the antifouling method for a structure in contact with seawater according to any one of [Claim 15] to [Claim 19]. In the anticorrosion method, a water quality monitor connected to the control means is further provided in seawater in the vicinity of the titanium film, and the energization pattern is updated based on a water quality value obtained from the water quality monitor.
本発明の[請求項21]にかかる海水に接する構造物の防汚防食方法は、前記[請求項20]に記載の海水に接する構造物の防汚防食方法において、前記水質モニタを白金電極と参照電極とを用いて前記水質値として電極反応物濃度を測定する構成とすることを特徴とする。 The antifouling and anticorrosion method for a structure in contact with seawater according to [Claim 21] of the present invention is the antifouling and anticorrosion method for a structure in contact with seawater according to [Claim 20], wherein the water quality monitor is a platinum electrode. The electrode reactant concentration is measured as the water quality value using a reference electrode.
本発明の[請求項22]にかかる海水に接する構造物の防汚防食方法は、前記[請求項20]に記載の海水に接する構造物の防汚防食方法において、前記水質モニタを前記電位センサとチタン膜に紫外線を照射可能な紫外線ランプとを用いて前記水質値として海水の透明度や生物付着状況を測定する構成とすることを特徴とする。 The antifouling and anticorrosion method for a structure in contact with seawater according to [Claim 22] of the present invention is the antifouling and anticorrosion method for a structure in contact with seawater according to [Claim 20], wherein the water quality monitor is connected to the potential sensor. And a UV lamp capable of irradiating ultraviolet rays onto the titanium film, and measuring the transparency of seawater and the state of biological adhesion as the water quality value.
本発明の[請求項23]にかかる海水に接する構造物の防汚防食方法は、前記[請求項15]〜[請求項22]のいずれか1項に記載の海水に接する構造物の防汚防食方法において、前記チタン膜近傍の海水中にさらに前記制御手段に接続した温度センサを設け、前記温度センサから得た海水温度値に基づいて通電パターンを更新することを特徴とする。 The antifouling and anticorrosion method for a structure in contact with seawater according to [Claim 23] of the present invention is the antifouling method for a structure in contact with seawater according to any one of [Claim 15] to [Claim 22]. In the anticorrosion method, a temperature sensor connected to the control means is further provided in seawater in the vicinity of the titanium film, and the energization pattern is updated based on the seawater temperature value obtained from the temperature sensor.
本発明の[請求項24]にかかる海水に接する構造物の防汚防食方法は、前記[請求項15]〜[請求項23]のいずれか1項に記載の海水に接する構造物の防汚防食方法において、前記チタン膜近傍の海水中にさらに前記制御手段に接続した流速センサを設け、前記流速センサから得た海水の流速値に基づいて通電パターンを更新することを特徴とする。 The antifouling and anticorrosion method for a structure in contact with seawater according to [Claim 24] of the present invention is the antifouling method for a structure in contact with seawater according to any one of [Claim 15] to [Claim 23]. In the anticorrosion method, a flow rate sensor connected to the control means is further provided in the seawater in the vicinity of the titanium film, and the energization pattern is updated based on the flow rate value of the seawater obtained from the flow rate sensor.
本発明の[請求項25]にかかる海水に接する構造物の防汚防食方法は、前記[請求項15]〜[請求項24]のいずれか1項に記載の海水に接する構造物の防汚防食方法において、前記チタン膜近傍の海水中にさらに前記制御手段に接続した映像モニタを設け、前記映像モニタから得た映像情報に基づいて通電パターンを更新することを特徴とする。 The antifouling and anticorrosion method for a structure in contact with seawater according to [Claim 25] of the present invention is the antifouling method for a structure in contact with seawater according to any one of [Claim 15] to [Claim 24]. In the anticorrosion method, a video monitor connected to the control means is further provided in seawater in the vicinity of the titanium film, and the energization pattern is updated based on video information obtained from the video monitor.
本発明の[請求項26]にかかる海水に接する構造物の防汚防食方法は、前記[請求項25]に記載の海水に接する構造物の防汚防食方法において、前記映像情報として前記チタン膜への生物の付着有無を用いることを特徴とする。 The antifouling and anticorrosion method for a structure in contact with seawater according to [Claim 26] of the present invention is the antifouling and anticorrosion method for a structure in contact with seawater according to [Claim 25], in which the titanium film is used as the video information. It is characterized by using the presence or absence of organisms attached to.
本発明の[請求項27]にかかる海水に接する構造物の防汚防食方法は、前記[請求項26]に記載の海水に接する構造物の防汚防食方法において、前記前記通電パターンの更新が、前記映像情報から前記チタン膜に生物の付着が確認された場合に通電を開始し、前記チタン膜への付着物が剥離されるまでの一定期間通電を維持した後、通電を停止するものであることを特徴とする。 According to [Claim 27] of the present invention, there is provided an antifouling and anticorrosion method for a structure in contact with seawater. In the antifouling and anticorrosion method for a structure in contact with seawater according to [Claim 26], the energization pattern is updated. The energization is started when biological attachment is confirmed on the titanium film from the video information, and the energization is stopped for a certain period of time until the deposit on the titanium film is peeled off. It is characterized by being.
本発明の[請求項28]にかかる海水に接する構造物の防汚防食方法は、前記[請求項15]〜[請求項27]のいずれか1項に記載の海水に接する構造物の防汚防食方法において、前記海水に接する構造物が海水取水路であることを特徴とする。 The antifouling and anticorrosion method for a structure in contact with seawater according to [Claim 28] of the present invention is the antifouling method for a structure in contact with seawater according to any one of [Claim 15] to [Claim 27]. In the anticorrosion method, the structure in contact with the seawater is a seawater intake channel.
本発明にかかる海水に接する構造物の防汚防食装置および防汚防食方法によれば、長期間にわたって運転しても構造物の防汚防食効果を常に良好に持続することができ、装置の耐久性もさらに長期に持続可能とするとともにランニングコストの低減も実現することができるという効果を奏する。 According to the antifouling and anticorrosion device and antifouling anticorrosion device for a structure in contact with seawater according to the present invention, the antifouling and anticorrosion effect of the structure can always be maintained satisfactorily even when operated for a long period of time, and the durability of the device As a result, it is possible to achieve a long-term sustainability and a reduction in running cost.
以下に、本発明にかかる海水に接する構造物の防汚防食装置および防汚防食方法の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、以下に示す実施の形態は本発明を好適に説明するための例示に過ぎず、なんら本発明を限定するものではない。 EMBODIMENT OF THE INVENTION Below, embodiment of the antifouling anticorrosion apparatus and antifouling anticorrosion method of the structure which touches the seawater concerning this invention is described based on drawing. Note that the embodiments described below are merely examples for suitably explaining the present invention, and do not limit the present invention.
まず、本発明の防汚防食装置による基本的防汚防食原理を説明する。図1に示すように、取水路1のコンクリート壁1aに対して絶縁膜2が形成され、該絶縁膜2の上に腐食性導電性材料であるチタンからなる一対の導電膜(以下、チタン膜と記す)3−1、3−2が設けられている。これらのチタン膜3−1、3−2に電源装置4から直流電流を供給し、極性切替装置5により所定時間毎にその極性を切り替えるようにしている。なお、チタン膜3−1、3−2は、海水面に接する表面に着目して記載した用語であり、実際には板状、箔状、それらの組み合わせなどが可能である。
First, the basic antifouling and anticorrosion principle by the antifouling and corrosion preventing apparatus of the present invention will be described. As shown in FIG. 1, an insulating
直流電源装置4を作動させると、一方側の内壁のチタン膜3−1(陽極)から他方側の内壁のチタン膜3−2(陰極)に向かって電流が流れて海洋生物の付着を防止する。このとき、陽極(チタン膜3−1)と陰極(チタン膜3−2)との間にポンプ等の機器類(不図示)を設置させ、陰極側に接続しておくようにすると、両チタン膜へ荷電されると電流の流れ方向に沿って機器類にも電流が流入・流出する部分が発生し、電流の流出部では金属が腐食するという事態が生じるが、機器類は直流電源装置4の陰極に連接されていて、その電位が機器類に流れ込む電流量を抑制するとともに陰極と短絡しているため、機器類の防食を行うことができる。実際には、チタン膜は極性切替運転を行うため、両極に短絡させ、機器類の電位が防食電位に維持されるよう、流入する電流量を制御することとなる。
When the DC
本発明の防汚防食装置では、上記基本的構成に対して、さらに下記のように、各種センサーを設置して、防汚防食効果を良好な水準に維持するとともにランニングコストの低減を図っている。 In the antifouling and anticorrosion apparatus of the present invention, various sensors are installed as described below with respect to the above basic configuration to maintain the antifouling and anticorrosive effect at a good level and reduce the running cost. .
図中、符号6−1および6−2は電位センサであり、一方の電位センサ6−1は一方のチタン膜3−1の表面電位を、他方の電位センサ6−2は他方のチタン膜3−2の表面電位をそれぞれ測定する素子である。これら電位センサ6−1および6−2はリード線を介してA/D変換器7に接続されている。電位センサ6−1および6−2の測定アナログ信号はA/D変換器7でデジタル信号に変換され、コンピュータ8に入力される。
In the figure, reference numerals 6-1 and 6-2 are potential sensors, one potential sensor 6-1 is the surface potential of one titanium film 3-1, and the other potential sensor 6-2 is the
コンピュータ8は、チタン膜3−1および3−2の表面電位が防汚に有効電圧(例えば、4V)に達するまでの時間またはその時の立ち上がり曲線の微分値を元に、防汚有効時間を維持するに必要な1回の総通電時間を算出し、1サイクルの通電パターンを更新(更新)する。そして、コンピュータ8は前記更新後の通電パターンに基づいてシーケンサ9に通電パターンを実現するためのシーケンスを入力する。更新されたシーケンスを入力されたシーケンサ9はそのシーケンスに基づいて指令信号を前記直流電源装置4および極性切替装置5とに送り、その時点で必要かつ十分な通電パターンを実現する。
The
本発明では、前記チタン膜の表面電位をリアルタイムでモニタし、表面電位が「防汚有効電圧」を実現するに至るまでの時間または立ち上がりの微分値に基づいて、通電パターンをリアルタイムで最適状態に更新する。また、表面電位がチタンの溶解電位を超えないよう、電流密度を調整する。これら制御がメインである。本発明では、さらにきめ細かな通電パターンのリアルタイム更新を行うことで、印加電流量を過不足なく調整し、常に良好な防汚性を維持しながら、電気エネルギーを節約するとともにチタン膜の長寿命化を図る。そのために、前記電位センサ6−1および6−2以外に、一対の白金電極10−1、10−2と基準電極11−1、11−2、温度センサ12、流速センサ13、および映像モニタ14の一種以上を必要に応じてチタン膜3−1、3−2の近傍に設ける。 In the present invention, the surface potential of the titanium film is monitored in real time, and the energization pattern is optimized in real time based on the time until the surface potential reaches the “antifouling effective voltage” or the differential value of the rise. Update. Further, the current density is adjusted so that the surface potential does not exceed the dissolution potential of titanium. These controls are main. In the present invention, a more precise current pattern is updated in real time to adjust the amount of applied current without excess and deficiency, while always maintaining good antifouling properties, saving electrical energy and extending the life of the titanium film. Plan. Therefore, in addition to the potential sensors 6-1 and 6-2, a pair of platinum electrodes 10-1, 10-2 and reference electrodes 11-1, 11-2, a temperature sensor 12, a flow velocity sensor 13, and a video monitor 14 are provided. One or more of the above are provided in the vicinity of the titanium films 3-1 and 3-2 as necessary.
以下、前記構成の防汚防食装置において前記各種センサーを用いた防汚防食方法を実施例として説明する。 Hereinafter, the antifouling and anticorrosion method using the various sensors in the antifouling and anticorrosion apparatus having the above configuration will be described as an example.
(実施例1)
本実施例の特徴は、前記チタン膜3−1、3−2の表面に遅くとも防汚通電時には安定した酸化被膜を形成しておくことにある。この酸化被膜は、防汚に適切な電圧を海水に印加できる膜質、膜厚を有することが重要であり、チタン膜を取水路1のコンクリート壁1aに取り付ける前のチタン材料に予め形成しておいても良い。
Example 1
The feature of this embodiment is that a stable oxide film is formed on the surfaces of the titanium films 3-1 and 3-2 at the latest during antifouling energization. It is important that this oxide film has a film quality and a film thickness that can apply a voltage suitable for antifouling to seawater, and is formed in advance on a titanium material before the titanium film is attached to the
あるいは、設置時のチタン膜には予め酸化被膜を形成して置かず、装置の初回の通電時に防汚に必要な電位を超える電位を短期間に前記チタン膜に印加することにより、前記チタン膜に酸化被膜を形成してもよい。 Alternatively, an oxide film is not formed in advance on the titanium film at the time of installation, and the titanium film is applied in a short time by applying a potential exceeding the potential necessary for antifouling when the apparatus is energized for the first time. An oxide film may be formed on the substrate.
腐食性金属基材を電極に用いた従来の防汚装置では、0.02A/m2程度の電流量を一定に印加している。図2に示すように、かかる定電流印加条件では、印加電圧は5V以下になるが、この印加電圧条件では、耐食性導電性基材の表面に酸化被膜が形成され、導電性基材の表面電位が防汚に有効な電位(約4V)になるまでに4週間ないし5週間程度かかる。この期間は電極表面の電位は4V以下になっており、防汚効果が上がっていない(防汚性なし)。防汚性のない状態での4、5週間という期間は、取水路には多くの海洋生物が付着し、定着してしまうには充分な期間である。 In a conventional antifouling device using a corrosive metal substrate as an electrode, a current amount of about 0.02 A / m 2 is applied constantly. As shown in FIG. 2, under such a constant current application condition, the applied voltage is 5 V or less, but under this applied voltage condition, an oxide film is formed on the surface of the corrosion-resistant conductive substrate, and the surface potential of the conductive substrate. It takes about 4 to 5 weeks for the potential to reach a potential effective for antifouling (about 4V). During this period, the electrode surface potential is 4 V or less, and the antifouling effect is not improved (no antifouling property). The period of 4 or 5 weeks in a state without antifouling is a period sufficient for many marine organisms to adhere to and settle on the intake channel.
これに対して、本発明では、装置設置後の最初の運転開始時に0.2〜0.3A/m2程度の電流を印加する。この高い電流量の通電によって、3、4日で、チタン酸化被膜表面の電位が4Vを超えるに至る。その状態に到達後、印加電流量を0.1〜0.2A/m2程度にシフトダウンする。かかる通電パターンを初期に導入することによって、装置の設置当初の防汚作用を迅速に発現させることができ、設置当初にしばしば発生する海洋生物の取水路への付着を防止することができる。 On the other hand, in this invention, the electric current of about 0.2-0.3 A / m < 2 > is applied at the time of the first driving | operation start after apparatus installation. By energizing this high amount of current, the potential on the surface of the titanium oxide film exceeds 4 V in 3 and 4 days. After reaching this state, the applied current amount is shifted down to about 0.1 to 0.2 A / m 2 . By introducing such an energization pattern in the initial stage, the antifouling action at the beginning of installation of the apparatus can be rapidly developed, and adhesion of marine organisms often occurring at the beginning of installation to the intake channel can be prevented.
また、長期運転に伴い、次第に電位が上昇し、いずれは、チタンの溶解(腐食)反応が生じる電位に到達する。チタンが腐食する条件では、安定して防汚性を発揮させることが困難であるため、上限電位(8V 〜9V程度)を設定し、上限電位に到達した場合には、電流流量を暫時減少させるような通電方法とすることで、チタンの腐食を抑制し、防汚性維持の延命を図ることが可能となる。 In addition, the potential gradually increases with long-term operation, and eventually reaches a potential at which a titanium dissolution (corrosion) reaction occurs. Since it is difficult to stably exhibit antifouling properties under conditions where titanium corrodes, an upper limit potential (about 8 V to 9 V) is set, and when the upper limit potential is reached, the current flow rate is temporarily reduced. By adopting such an energization method, it becomes possible to suppress the corrosion of titanium and to prolong the life of maintaining the antifouling property.
(実施例2)
本実施例では、温度センサー12を用いて海水温を測定し、海水温の変動に応じて通電パターンを制御する。前述のように、海洋生物は、海水温が20℃〜30℃にある場合、最も活動的になり、20℃以下でも30℃以上でも活動が低下する。海洋生物の取水路への付着の度合いは、海洋生物が活発に活動すればする程、高まる。海水温が30℃以上になることはほとんどないが、20℃を超えることは、夏期にはしばしば生じる。海水温が20℃を超えたときの防汚性を維持するために必要な実際の印加電流密度と、20℃以下の場合の同実際の印加電流密度とを実測してみると、20℃以下の場合は、20℃以上である場合に比べ、より低くて良い。コンピュータ8では、海水温が20℃以上となった場合には、各チタン膜3−1、3−2への印加電流密度を0.2A/m2に設定し、20℃未満では0.1A/m2に設定した。通常は、年間を通じて0.2A/m2に固定的に設定していたので、年間総印加電流量は大幅に削減可能であり、その削減分だけチタン膜への負荷も軽減されるので、導電性基材の長寿命化が期待できる。なお、前記印加電流密度の設定値は、年間を通じて行った実験データに基づく経験値であり、さらに多数の実験データ、実運転による実測データを多量に収集し、分析することにより変更される可能性がある。
(Example 2)
In the present embodiment, the temperature sensor 12 is used to measure the seawater temperature, and the energization pattern is controlled according to the fluctuation of the seawater temperature. As described above, marine organisms are most active when the seawater temperature is between 20 ° C. and 30 ° C., and their activity decreases at temperatures below 20 ° C. and above 30 ° C. The degree of attachment of marine life to the intake channel increases as the marine life becomes more active. Seawater temperatures rarely exceed 30 ° C, but exceeding 20 ° C often occurs in summer. When the actual applied current density required to maintain the antifouling property when the seawater temperature exceeds 20 ° C. and the actual applied current density at 20 ° C. or less are measured, the actual applied current density is 20 ° C. or less. In this case, the temperature may be lower than that in the case of 20 ° C. or higher. In the
(実施例3)
前記海水温と防汚性の維持との関係が、海水の流速についても確認された。本実施例では、流速センサ13を用いて海水の流速を測定し、その測定値に基づいて通電パターンを変更する。海水の流速が1.4m/秒を超えると、ほとんど海洋生物は付着困難になるので、夏期であっても印加電流密度を0.1A/m2にまで低減可能である。この海水の流速変化による印加電流密度の制御と前記温度変化による印加電流密度の制御とは互いに参照して最終決定値をコンピュータ12にて行うようにプログラムを組んでおく。
(Example 3)
The relationship between the seawater temperature and the maintenance of antifouling properties was also confirmed for the flow rate of seawater. In this embodiment, the flow rate of seawater is measured using the flow rate sensor 13, and the energization pattern is changed based on the measured value. When the flow rate of seawater exceeds 1.4 m / sec, most marine organisms are difficult to attach, so the applied current density can be reduced to 0.1 A / m 2 even in summer. The control of the applied current density by the change in the flow velocity of the seawater and the control of the applied current density by the change in the temperature are referred to each other, and a program is set so that the final determined value is performed by the computer 12.
このように、海水の流速が早くなった場合は、印加電流密度を低減することにより、防汚性を適正域に維持しつつ、総計の印加電流量を削減し、チタン膜3−1、3−2の長寿命化を図ることができる。 Thus, when the flow rate of seawater becomes faster, the total applied current amount is reduced while maintaining the antifouling property in an appropriate range by reducing the applied current density, and the titanium films 3-1, 3 -2 can be extended.
(実施例4)
本実施例では、導電性基材の近傍に映像モニタ14を設置しておき、常時、チタン膜3−1、3−2の表面状態を監視し、その状態に基づいて、通電パターンを変更する。前記映像モニタ16からの映像情報は、A/D変換器7を介してコンピュータ8に送られ、コンピュータ8に組み込まれた画像処理プログラムによりチタン膜3−1、3−2の表面状態が数値化される。前記チタン膜3−1、3−2の表面状態として、前記チタン膜表面への藻類、スライム、大型生物の子供の付着有無を用いる。図3に示すように、前記チタン膜3−1、3−2の表面状態の映像情報から前記チタン膜3−1、3−2に生物の付着が確認された場合に通電を開始し、前記チタン膜3−1、3−2への付着物が剥離されるまでの一定期間通電を維持した後、通電を停止する。かかる通電パターンにより、ムラサキガイなど海洋生物の成長が始まる前の段階、すなわちチタン膜3−1、3−2に藻類や小型の生物が付着した段階で、すぐに防汚電流の印加が開始されるので、藻類−スライム層−バクテリア層は容易に剥離することができる。
Example 4
In the present embodiment, the video monitor 14 is installed in the vicinity of the conductive base material, the surface state of the titanium films 3-1, 3-2 is constantly monitored, and the energization pattern is changed based on the state. . Video information from the video monitor 16 is sent to the
前述の運転−停止を繰り返す通電パターンを映像情報に基づいて、更新、維持することにより、防汚性および防食性を維持しつつ、総計印加電流量を大幅に削減することができる。通電停止期間を設けることにより、総合通電量が削減できるばかりでなく、チタン膜への負荷も低減されることになり、チタン膜の長寿命化を図ることができる。従来1年程度であった寿命を2〜4年に延長することが可能である。また、運転-停止のパターンは映像情報だけでなく、経験的な情報や試験結果などに基づいてプログラム化されてもよい。 By updating and maintaining the energization pattern that repeats the above-described operation-stop based on the video information, the total applied current amount can be greatly reduced while maintaining the antifouling property and the anticorrosion property. By providing the energization stop period, not only the total energization amount can be reduced, but also the load on the titanium film can be reduced, and the life of the titanium film can be extended. It is possible to extend the service life from about 1 year to 2 to 4 years. The operation / stop pattern may be programmed based on not only video information but also empirical information and test results.
(実施例5)
本実施例では、水質モニタにより海水の水質を測定し、その水質測定値に基づいて、通電パターンを変更し、防汚性能を良好に維持するとともに、ランニングコストの低減を図る。前記水質モニタとして、図1に示すように、一対の白金電極10−1、10−2と参照基準電極11−1、11−2とを用いて前記水質値として電極反応物濃度を測定する構成とする。
(Example 5)
In the present embodiment, the water quality of the seawater is measured by a water quality monitor, and the energization pattern is changed based on the measured water quality value to maintain good antifouling performance and reduce the running cost. As the water quality monitor, as shown in FIG. 1, the electrode reactant concentration is measured as the water quality value using a pair of platinum electrodes 10-1 and 10-2 and reference standard electrodes 11-1 and 11-2. And
定期的に白金電極10−1、10−2等からなる水質モニタで水質のモニタリングを行った結果を、チタン膜3−1、3−2への通電パターンに反映させる。より具体的には、チタン膜3−1、3−2の近傍に設けた白金電極10−1、10−2の電位を定期的に走査して、流れた電流量の積分値から、海水に含まれる反応性物質(電極反応物)の量を算出し、チタン膜3−1、3−2への通電量に反映させる。白金電極10−1、10−2の電位を走査して、電流量積分値の変化により海水中の反応性物質の量を推定する。図4に、水質が通常であった場合の測定値変化と水質悪化時の測定値変化の例とをグラフにして示した。この白金電極によるサイクリックボルタメトリ(電位走査)の結果から分かるように、水質の状態を印加電流密度と測定される電位との関係から求めることができる。この測定結果から例えば、−0.5Vから1Vまでの電流の積分値が通常状態よりも多い場合は、水質が悪化していることが分かる。したがって、サイクリックボルタメトリの結果から海水中の反応性物質の量を算出することができる。その反応性物質量に応じて、チタン膜3−1、3−2へ印加する電流密度をフィードバック制御する。具体的には、反応性物質が増加すれば、それに対応してチタン膜3−1、3−2への通電量も増加させる。 The result of periodically monitoring the water quality with a water quality monitor composed of platinum electrodes 10-1, 10-2, etc. is reflected in the energization pattern to the titanium films 3-1, 3-2. More specifically, the potential of the platinum electrodes 10-1 and 10-2 provided in the vicinity of the titanium films 3-1 and 3-2 is periodically scanned, and from the integrated value of the amount of current flowing, The amount of the reactive substance (electrode reactant) contained is calculated and reflected in the energization amount to the titanium films 3-1, 3-2. The potentials of the platinum electrodes 10-1 and 10-2 are scanned, and the amount of the reactive substance in the seawater is estimated from the change in the integrated current value. FIG. 4 is a graph showing changes in measured values when water quality is normal and examples of changes in measured values when water quality deteriorates. As can be seen from the result of cyclic voltammetry (potential scanning) using the platinum electrode, the water quality can be determined from the relationship between the applied current density and the measured potential. From this measurement result, for example, when the integrated value of the current from −0.5 V to 1 V is larger than the normal state, it is understood that the water quality is deteriorated. Therefore, the amount of the reactive substance in the seawater can be calculated from the result of cyclic voltammetry. The current density applied to the titanium films 3-1 and 3-2 is feedback controlled according to the amount of the reactive substance. Specifically, if the reactive substance increases, the amount of current applied to the titanium films 3-1 and 3-2 is increased accordingly.
(実施例6)
本実施例の特徴は、前記水質モニタを、前記チタン膜3−1、3−2とこのチタン膜3−1、3−2に紫外線を照射可能な紫外線ランプ(光照射ランプ)15とを用いて前記水質値として海水の透明度を測定する構成とする点にある。
(Example 6)
A feature of the present embodiment is that the water quality monitor uses the titanium films 3-1, 3-2 and an ultraviolet lamp (light irradiation lamp) 15 capable of irradiating the titanium films 3-1, 3-2 with ultraviolet rays. Therefore, the transparency of seawater is measured as the water quality value.
酸化チタンは紫外線を吸収し、内部における電流が流れやすくなる。したがって、チタン膜3−1、3−2に光照射ランプ15から紫外線を照射した時、チタン膜3−1、3−2に定電流を印加していれば、電位センサ6−1、6−2にて測定されるチタン膜3−1、3−2表面の電位が低下する。その電位の低下の程度は、海水の透明度や表面への生物付着量に依存することになるので、結果として海水の透明度やチタン膜の状態をモニタリングできる。さらに、前記映像モニタ14と併用すれば、取水路1の内側表面への生物(光を遮断するので)の付着状況を容易に確認できる。
Titanium oxide absorbs ultraviolet rays, and an internal current easily flows. Therefore, when a constant current is applied to the titanium films 3-1 and 3-2 when the titanium films 3-1 and 3-2 are irradiated with ultraviolet rays from the light irradiation lamp 15, the potential sensors 6-1 and 6-6 are applied. The potential on the surfaces of the titanium films 3-1 and 3-2 measured at 2 is lowered. The degree of the potential decrease depends on the transparency of the seawater and the amount of organisms attached to the surface, and as a result, the transparency of the seawater and the state of the titanium film can be monitored. Furthermore, if it is used in combination with the video monitor 14, it is possible to easily confirm the state of attachment of organisms (because light is blocked) to the inner surface of the
以上のように、本発明にかかる海水に接する構造物の防汚防食装置および防汚防食方法は、海水の取水路などの海水に接する構造物に海洋生物が付着するのを効果的に防止することができ、しかも長期間にわたって運転しても防汚防食効果を良好に持続することができ、かつ装置の耐久性も長期に持続させ、メンテナンスのコストおよびランニングコストをともに低減化することができる。 As described above, the antifouling and anticorrosion device and antifouling anticorrosion device for structures in contact with seawater according to the present invention effectively prevent marine organisms from adhering to structures in contact with seawater such as seawater intake channels. In addition, the antifouling and anticorrosion effect can be satisfactorily maintained even when operated for a long period of time, and the durability of the apparatus can also be maintained for a long period of time, thereby reducing both maintenance costs and running costs. .
1 海水の取水路
1a 取水路のコンクリート壁
2 絶縁膜
3−1、3−2 チタン膜
4 直流電源装置
5 極性切替装置
6−1、6−2 電位センサ
7 A/D変換器
8 コンピュータ
9 シーケンサ
10−1、10−2 白金電極
11−1、11−2 基準電極
12 温度センサ
13 流速センサ
14 映像モニタ
15 光照射ランプ
DESCRIPTION OF
Claims (28)
前記チタン膜の表面電位を測定する電位センサを設け、該電位センサにより得た電圧値に基づいて前記通電量や通電パターンを更新することを特徴とする海水に接する構造物の防汚防食方法。 A current is passed through a titanium film provided on the wall surface of a structure in contact with seawater via an insulating film, based on a conduction pattern that intermittently repeats one cycle in which a predetermined current density voltage and its application time are set. By the antifouling and anticorrosion method for the structure in contact with seawater that prevents marine organisms from attaching to the wall surface of the structure,
An antifouling and anticorrosion method for a structure in contact with seawater, comprising a potential sensor for measuring a surface potential of the titanium film, and updating the energization amount and energization pattern based on a voltage value obtained by the potential sensor.
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