DE2415811A1

DE2415811A1 - Korrosionsinhibierung

Info

Publication number: DE2415811A1
Application number: DE19742415811
Authority: DE
Inventors: William Robert Hollingshad
Original assignee: Calgon Corp
Current assignee: Calgon Corp
Priority date: 1973-04-02
Filing date: 1974-04-01
Publication date: 1974-10-17
Also published as: JPS49128838A; AU6714874A; NL7403614A; FR2223475B3; FR2223475A1; ES424836A1; BE813151A

Description

Patentanwälte: Pr. Ing. Walter Abitz

Dr. Dieter F. Morf 1* April 1974

Dr. Hans -A. Brauns C

litinctian 86, Pieozenauentr, 29

CALGON CORPORATION
P.O. Box 1346, Pittsburgh, Pennsylvania, V. St. A.

Korrosionsinhibierung

Die Korrosion durch Sauerstoff stellt ein beachtliches Problem bei allen metallenthaltenden Wassersystemen dar. Die Korrosion von Eisen und Stahl ist von besonderer Bedeutung wegen der vielfältigen Anwendung dieser Stoffe in vielen industriellen und städtischen Wassersystemen. Auch Kupfer unddessen Legierungen, Aluminium und dessen Legierungen und -galvanisierter Stahl, wie sie in Wassersystemen eingesetzt werden, unterliegen der Korrosion. Korrosionsinhibitoren werden unter anderem in

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den US-PSs 3 260 673» 3 397 150 und 3 422 166 beschrieben.

Es wurde nun gefunden, dass die Phosphorsäureester von Triäthanolamin wirksame Korrosionsinhibitoren darstellen, ohne dass die Notwendigkeit besteht Zinkehromate oder andere Additive zuzusetzen. Diese Ester inhibieren wirksam, die Korrosion von Metallen in"Wassersystemen, wenn man sie in Mengen von etwa iO bis 100 mg/1 allein oder in Kombination mit etwa 1 bis 10 mg/1 eines wirksamen Triazole oder Thiazols, beispielsweise Mercaptobenzthiazol oder Benztriazol zusetzt.

Die folgende Tabelle zeigt die Ergebnisse von Versuchen, durch welche die Wirksamkeit eines Phosphorsäureester des Triäthanolamins und der wasserlöslichen Salze davon beim Inhibieren von Metallkorrosion gezeigt wird. Diese Versuche wurden in künstlichem "Pittsburgh"-Wasser durchgeführt. Stahlelektroden wurden in Polarisationsversuchszellen bei einem Anfangs-pH von 7,0 verwendet. Die Inhibitorkonzentrationen wurden berechnet auf der Basis an aktivem Material. Die Menge der stattgefundenen Korrosion wurde bestimmt aus der Stromdichte an der Kreuzung einer Extrapolation des sogenannten "Tafel"-Teils _ einer anodischen Polarisätionskurve mit dem Gleichgewicht oder "gemischten" Potentialwert und wird im allgemeinen als Korrosionspotential ¹¹E _o _" bezeichnet. Die Anwendung des Faraday¹ sehen Gesetzes ermöglicht die Berechnung einer direkten mathematischen Beziehung zwischen der Stromdichte bei E _orr» ausgedrückt in Ampere pro Quadratzentimeter und einem zweckmässigerem Ausdruck für den Korrosionsgrad, wie Milligramm Stahl verbraucht pro Quadratdezimeter Oberfläche pro Tag (m.d.d.) und Millimeter pro Jahr (m.p.y.). Diese Beziehung ist derartig,

—7 2 dass ein Wert für die Stromdichte von 4,0 χ 10 'Ampere/cm =

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2 ·

1,0 mg/dm /Tag ist. Der m.p.y.-Wert wird nach der üblichen Formel: nup.y. = ni.d.d. χ 1,44 . 0,0254 berechnet unter

Dichte
Einsetzung eines Wertes für.die Dichte von Stahl von 7,87 g/cm

T a b e 1 1 e I

Korrosionsgrad mg/1

0 10

15 20 25 30 40 50

75 100

Der folgende Versuch gibt Korrosionsgrade unter Praxisbedingungen ah. Für den Versuch wurde eine Versuchsanlage mit einem Kühlturm und einem Wärmeaustauscher verwendet, um rüekgeführtes Kühlwasser aus einer grossen industriellen Anlage zu simulieren. Das hierfür eingesetzte Wasser war ein künstlich hergestelltes Leitungswasser, welches in der Analyse ähnlich war dem Leitungswasser von Pittsburgh, Pennsylvania.

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m.d.d.	m.p.y.· 0,0254
150	27,2
71	13,0
33	6,0
21	3,8
4,6	0,84
2,5	0,46
2,8	0,51
3,2	0,58
1,0	0,18
0,4	0,07

Der pH des Wassers in dem Versuchssystem wurde eingestellt auf 7,0 - 0,1, indem man. eine verdünnte Lösung von Schwefelsäure naa Bedarf aus einer automatischen pH-Steuerungsanlage einführte. Eingeschlossen in die Simulierung war auch eine Fliessgeschwindigkeit von 60 bis 150 cm/Sek., eine Erhöhung der natürlichen Konzentration an Mineralien in dem Wasser auf etwa das Fünffache der Konzentration in dem eingesetzten Wasser durch Verdampfen sowie verschiedene dem Wasser ausgesetzte Metalle (die jedoch nicht galvanisch verbunden waren), drei aufeinanderfolgende Wärmeübertragungsoberflächen und dergleichen. Das ganze System ist mit zahlreichen Messinstrumenten ausgestattet und ermöglicht die Messung von wesentlichen Daten, welche sich auf das Verhalten eines Inhibitors zurückführen lassen, da man nicht nur einzelne Testabschnitte bewerten kann, sondern auch Wärmeübertragungsoberflächen aus Stahl und Bronze und ermöglicht die kontinuierliche Messung von Daten über die Korrosion (Corrater instrument, Magna Corp., Santa Fe Springs, California). Der Phosphatester von Triäthanolamin wurde während dieses Versuches auf eine Menge von 30 bis 60 mg/1 eingestellt.

Der Versuch wurde kontinuierlich, 24 Stunden am Tag und 24 aufeinanderfolgende Tage lang, durchgeführt. Der Korrosionsgrad an Stahl während dieses 3 1/2 Wochen langen Tests betrug 1,5 bis 3,5 x 0,0254 mm pro Jahr an Testabschnitten. Die Aufzeichnung des Corrater-Prüfgerätes zeigte sehr stabile Werte zwischen 1,5 x 0,0254 mm - 0,5 x 0,0254 mm pro Jahr. Die Wärmeübertragungsoberflächen der Wärmeaustauschrohre waren sauber und im wesentlichen frei von irgendeinem korrosiven Angriff.

Proben aus Kupferlegierungen zeigten anfangs Korrosionswerte von 0,5 x 0,025^ bis 0,9 χ 0,0254 mm pro Jahr. Da dies etwas zu hoch für Kupferlegierungen ist wurden 1 bis 2 mg/1 eines

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Inhibitors gegen die Korrosion von Kupfer, nämlich NatriummercaptObenzthiazol dem System zugeführt. Dadurch wurde der Korrosionsgrad der Kupferlegierung auf einen annehmbaren Wert von weniger als 0,0025¹I mm pro Jahr vermindert. Benzotriazol könnte bei dieser Anwendung in gleicher Weise eingesetzt werden. Beide Produkte sind verträglich mit dem Ester und können in handelsüblichen Zusammensetzungen austauschweise eingesetzt werden.

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Claims

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Patent ansprü ehe

Vl.; Verfahren zum Inhibieren der Metallkorrosion in einem Wassersystem, dadurch gekennzeichnet, dass man in dem Wasser des Systems einen Gehalt an wenigstens etwa 10 mg/1 Phosphorsäureester von Triäthanolamin aufrechterhält.
2. Verfahren nach Anspruch I₉ dadurch gekennzeichnet, dass man zusätzlich in dem System einen Gehalt von wenigstens etwa 1 mg/1 eines Thiazole und/oder eines Triazole aufrechterhält .
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Thiazol Mercaptobenzthiazol ist.

H. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Triazol Benztriazol ist.

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