현장조사

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토양비저항 측정

측정 개요

매설 배관에 외부전원식을 적용하는 경우 양극을 매설하여야 하며 이때 양극의 접지 저항에 따라 발생 전류가 영향을 받으며 접지저항은 토양비저항에 따라 영향을 받는다. 즉, 토양비저항에 따라 발생되는 방식전류량이 결정 되므로 필요한 소요 전류량을 충족시킬 수 있는 양극 수량을 산출하기 위하여 토양비저항을 측정한다.

측정 방법
장비 Wenner방법 핀 배열 측정 방법

Yokogawa(Model No.3244)
대지 비저항 측정기
  • * 측정하고자 하는 지점에서 핀의 간격을 일직선이 되게 등 간격으로 타입
  • * 핀과 핀의 간격은 측정하고자 하는 깊이만큼 이격
  • * 각 핀의 리드 선을 계측기의 해당단자에 연결
    핀 P1과 P2 의 리드 선을 계기의 전압 단자(P1과 P2 단자)에, 핀 C1과 C2의 리드 선은 계기의 전류 단자(C1과 C2 단자)에 연결
장비

Yokogawa(Model No.3244)
대지 비저항 측정기
Wenner방법
핀 배열
측정
방법
  • * 측정하고자 하는 지점에서 핀의 간격을 일직선이 되게 등 간격으로 타입
  • * 핀과 핀의 간격은 측정하고자 하는 깊이만큼 이격
  • * 각 핀의 리드 선을 계측기의 해당단자에 연결
    핀 P1과 P2 의 리드 선을 계기의 전압 단자(P1과 P2 단자)에, 핀 C1과 C2의 리드 선은 계기의 전류 단자(C1과 C2 단자)에 연결
토양의 부식성과 부식도
구분 비저항(Ω-cm) 부식정도
부식성 < 500 아주 크다
500 ~ 1,000 크다
1,000 ~ 2,000 중간
2,000 ~ 10,000 작다
> 10,000 아주 작다
구분 부식성 부식도(mm/년)
부식도 극심 > 0.125
심함 0.04 ~ 0.125
보통 0.01 ~ 0.04
약함 0.0025 ~ 0.01
미약 < 0.0025
pH 및 함수율 측정
pH에 의한 부식도 함수율과 비저항 관계
토양의 pH값이4 이하 일 때는 철의 부식이 급격히 증가하며 pH 9 이하에서는 반대로 부식도가 감소함.
토양의 함수율이 약 30% 이상 이면 토양 부식에 영향을 주는 주요 인자인 비저항(대지 고유저항)에 영향을 미치지 않음
pH에 의한 부식도
토양의 pH값이4 이하 일 때는 철의 부식이 급격히 증가하며 pH 9 이하에서는 반대로 부식도가 감소함.
함수율과 비저항 관계
토양의 함수율이 약 30% 이상 이면 토양 부식에 영향을 주는 주요 인자인 비저항(대지 고유저항)에 영향을 미치지 않음

가통전 시험(소요전류밀도시험)

시험 개요

가통전 시험은 땅속에 임시 양극을 설치하여 양극에 전원의 (+)극을, 대상배관에 (-)극을 접속하고 통전 시험으로 전류의 크기와 방식 대상물의 대지(對地)전위의 변화량을 조사한다. 이때의 전류와 대지 전위의 변화량에서 도복장의 정도, 전기방식의 정도, 전기방식 할 때의 필요한 전류량과 방식 효과를 확인 할 수 있다.

시험 방법
장비 시험 개요도 방식구간 산정 그래프

시험용 정류기
장비

시험용 정류기
시험 개요도
방식구간 산정 그래프
간섭 영향 조사
타 배관 방식설비에 의한 간섭 전철 누설전류에 의한 간섭
타 배관의 방식설비의 양극에서 방출되는 전류가 인접한 배관으로 유입되어 되돌아가는 과정에서 발생하는 간섭 (간섭 발생 시 자연 부식보다 부식이 심함
전철의 레일에서 대지로 누설되는 전류 일부가 인접한 배관으로 유입되어 되돌아가는 과정에서 발생하는 간섭(간섭 발생 시 부식이 심함)

타 배관 방식설비에 의한 간섭
타 배관의 방식설비의 양극에서 방출되는 전류가 인접한 배관으로 유입되어 되돌아가는 과정에서 발생하는 간섭 (간섭 발생 시 자연 부식보다 부식이 심함
전철 누설전류에 의한 간섭
전철의 레일에서 대지로 누설되는 전류 일부가 인접한 배관으로 유입되어 되돌아가는 과정에서 발생하는 간섭(간섭 발생 시 부식이 심함)

전위 측정
장비 시험 개요도

기준전극

Digital Multimeter
방식 전위 기준
금속의 종류 환경 방식전위(Volt)
연(Pb) 지하매설, 수중 -0.55
철, 강 지하매설, 수중 -0.85
철, 강 혐기성 환경 -0.95
알루미늄 지하매설, 수중 -0.95~-1.2
동 계 합금 지하매설, 수중 -0.5~-0.65
장비

기준전극

Digital Multimeter
시험 개요도
방식 전위 기준
금속의 종류 환경 방식전위(Volt)
연(Pb) 지하매설, 수중 -0.55
철, 강 지하매설, 수중 -0.85
철, 강 혐기성 환경 -0.95
알루미늄 지하매설, 수중 -0.95 ~ -1.2
동 계 합금 지하매설, 수중 -0.5 ~ -0.65

배관 피복 손상부 조사

개요

1. 배관 피복은 시공 과정에서 손상될 수 있으며, 시간 경과에 따른 피복의 열화 등의 원인으로 피복 손상이 생기게 된다. 피복이 손상된 배관은 배관의 금속 부분과 토양, 물 등과 직접적으로 접촉하게 되므로 부식반응이 일어나게 되는데 이를 방지하기 위하여 배관에 방식전류를 흐르게 하여 배관을 음극화 시키므로서 부식반응을 억제하는 전기방식방법을 적용한다. 피복이 손상된 배관은 방식설비에 의하여 방식전위가 유지되면 부식이 방지될 수 있지만 시간이 경과함에 따라 피복손상부 주변의 피복에서 박리가 일어나기도 한다.

2. 피복의 박리는 음극방식 과정에서 수소이온과 전자가 결합하여 수소가 발생하는 과정에서 발생하는 음극박리(Cathodic disbonding)에 의하여 생기며, 박리가 심한 곳에서는 음극방식차폐(Cathodic Shielding) 현상에 의하여 방식전류가 들뜬 피복의 안쪽 배관으로 충분히 유입되지 못하게 되며 배관의 전위가 기준전위 값 보다 양(+)의 전위 값을 갖게 되어 방식이 되지 않은 상태에 있게 되며 손상부의 크기와 토양의 부식 환경에 따라 부식의 정도가 결정되게 된다.

조사 방법(직류에 의한 방법)
DCVG (Direct Current Voltage Gradient)법 CIPS(Close Interval potential survey)법
정류기의 출력전류를 일정시간 주기로 단속하고 배관의 직상부를 따라 기준전극을 사용하여 약1~2m 간격으로 토양대 토양의 전위를 측정. 피복손상부가 없다면 토양에서의 전위 구배는 나타나지 않을 것이고 피복손상부가 있게 되면 이 지점으로 방식전류가 집중적으로 유입되어 전류밀도가 증가하게 되며 토양에서 전위 구배가 생김.

방식전위 측정함으로부터 길게 리드선을 인출하여 한 개의 기준전극으로 배관을 따라 일정 간격으로 대지와 배관과의 전위를 측정하는 방법으로 피복 상태가 양호한 구간에 비해 피복손상부 위치에서는 P/S전위가 (+)방향으로 높아지게 됨.


DCVG (Direct Current Voltage Gradient)법
정류기의 출력전류를 일정시간 주기로 단속하고 배관의 직상부를 따라 기준전극을 사용하여 약1~2m 간격으로 토양대 토양의 전위를 측정. 피복손상부가 없다면 토양에서의 전위 구배는 나타나지 않을 것이고 피복손상부가 있게 되면 이 지점으로 방식전류가 집중적으로 유입되어 전류밀도가 증가하게 되며 토양에서 전위 구배가 생김.
CIPS(Close Interval potential survey)법
방식전위 측정함으로부터 길게 리드선을 인출하여 한 개의 기준전극으로 배관을 따라 일정 간격으로 대지와 배관과의 전위를 측정하는 방법으로 피복 상태가 양호한 구간에 비해 피복손상부 위치에서는 P/S전위가 (+)방향으로 높아지게 됨.

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