電気防食下の海洋構造物における電位分布評価法の開発

1993 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 05555272
• Research Institution: Hiroshima University
• Principal Investigator: 岩田 光正 広島大学, 工学部, 教授 (80034346)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 黄 一 広島大学, 工学部, 助手 (20253114) ; 藤本 由紀夫 広島大学, 工学部, 教授 (60136140)
• Keywords: 境界要素法 / 円筒面要素 / グリーン関数 / 陰極防食 / 犠牲陽極の寿命

Research Abstract

石油掘削リグや港湾の桟橋などの鋼構造物は、海水による強い腐食環境下にあり、塗装の保守が困難であるため、陰極防食が施されるが、その形状が複雑であるために、経験則による防食設計が困難である。本研究では、合理的な防食設計を可能にする目的で、境界要素法による構造物表面の電位分布解析法の改良を行った。
本年度の研究とその成果を要約すると次のようになる。
(1)石油掘削リグや桟橋などの海洋構造物の多くは鋼管構造になっている。したがって、鋼管の表面を従来の平面要素で分割した場合多数の節点と膨大な計算機容量を必要とする。また、複雑な構造物では、要素分割に多大の労力を要する。そこで、円筒要素の他に円筒面をもつ三角形要素および四角形要素を開発した。これらの要素を用いることによって、鋼管構造物の要素分割を容易にするとともに、節点数を減らして計算時間を大幅に短縮した。
(2)桟橋や海底油井ジャケットなどの海洋構造物のまわりの電場は、海水だけでなく、海底土も含まれているために、2領域電場となる。海洋を無限電場で仮定すると2領域の境界を分割する必要が生じる。そこで、この境界を消去するための境界積分方程式の基本解を導いた。これによって、構造物のまわりの電場を無限とし、無限遠における電位および電流密度を0として構造物表面のみの電位分布が解析できるようにした。

Research Products

• [Publications] 岩田光正: "BEM Analysis of Potential Distribution in Harbor Structures under Cathodic Protection" The Proceedings of the Third(1993)International OFFSHORE AND POLAR ENGINEERING CONFERENCE. Vol.4. 327-333 (1993)
• [Publications] 岩田光正: "陰極防食下における鋼矢板岸壁の電位分布解析" 西部造船会会報. 第86号. 251-258 (1993)
• [Publications] 岩田光正: "BEM Analysis of the Potential Distribution on a Tubular Structure under Cathodic Protection" 日本造船学会論文集. 第174巻. 777-786 (1993)