DE2632254A1 - Verfahren zur korrosionsverhuetung - Google Patents

Verfahren zur korrosionsverhuetung

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DE2632254A1
DE2632254A1 DE19762632254 DE2632254A DE2632254A1 DE 2632254 A1 DE2632254 A1 DE 2632254A1 DE 19762632254 DE19762632254 DE 19762632254 DE 2632254 A DE2632254 A DE 2632254A DE 2632254 A1 DE2632254 A1 DE 2632254A1
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corrosion
alkali metal
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corrosion prevention
steel
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DE19762632254
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Georg A A Dipl Ing Asselman
Brian Dr Lynch
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Philips Intellectual Property and Standards GmbH
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Philips Patentverwaltung GmbH
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K5/00—Heat-transfer, heat-exchange or heat-storage materials, e.g. refrigerants; Materials for the production of heat or cold by chemical reactions other than by combustion
    • C09K5/08—Materials not undergoing a change of physical state when used
    • C09K5/10—Liquid materials
    • C09K5/12—Molten materials, i.e. materials solid at room temperature, e.g. metals or salts
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
    • C23F11/00—Inhibiting corrosion of metallic material by applying inhibitors to the surface in danger of corrosion or adding them to the corrosive agent

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Description

PHILIPS PATENTVERWALTUNG GMBH, Steindamm 94, 2000 Hamburg 1
Verfahren zur Korrosionsverhütung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Korrosionsverhütung in Wärmetransportsystemen aus Stahl, die Alkalimetall enthalten.
Unter Wärmetransportsystemen sind z.B. Wärmerohre (heat pipes) zu verstehen, die Alkalimetalle, z.B. Kalium, Natrium und/oder Lithium, als Wärmetransportmittel enthalten, und die aus Stahl, z.B. aus Edelstahl, insbesondere aus 18/8-Chrom-Nickel-Stahl, als Wandmaterial bestehen.
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In derartigen Wärrnetransportsystemen herrschen Temperaturen von 500 bis '12000C. Dabei tritt eine starke Korrosion auf, die durch Verunreinigungen, wie z.B. Sauerstoff, Oxide oder Hydroxide, hervorgerufen wird. Das Fernhalten solcher Verunreinigungen ist äußerst schwierig und kostspielig. Bei den Untersuchungen, die zur Erfindung geführt haben, wurde festgestellt, daß bei dem Angriff hauptsächlich Chrom, aber auch Nickel und Eisen, aus der Wand in Form von Oxiden oder Hydroxiden gelöst und an anderen Stellen wieder abgelagert werden.
Nach der US-PS 37 26 642 werden zur Unterdrückung des Angriffes Chrom- oder Nickelpulver in das System gegeben. Es erfolgt dadurch eine Sättigung des Transportmittels (flüssiges Metall) mit den Komponenten des Wandmaterials, ohne daß diese Metallmenge aus der Wand gelöst werden müßte. Es kann also eine anfängliche Abtragung von Wandmaterial durch diese Maßnahmen unterdrückt werden. Der langzeitige Angriff der Wände erfolgt aber durch chemischen Transport, und der wird durch die Maßnahme nicht verhindert. Es wird also nach wie vor Material in oxidischer oder hydroxidischer Form bei einer Temperatur aus der Wand gelöst und an einer anderen Stelle bei einer anderen Temperatur wieder abgesetzt, was bei längeren Betriebszeiten zur Zerstörung der Wände führt. Der Zusatz von Chrom oder Nickel kommt also nur einer Vergrößerung der Wandstärke gleich und kann den Angriff bestenfalls verzögern, nicht aber langzeitig verhindern. Dies wird auch durch die Versuchsergebnisse bestätigt, die der US-PS 37 26 642 zu entnehmen sind.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine wirksame Korrosionsverhütung in Wärmetransportsystemen der zuvor definierten Art zu erzielen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren der eingangs genannten Art gelöst, bei dem man dem Alkalimetall metallisches Aluminium in einer Menge hinzufügt, die den korrosionsverursachenden Verunreinigungen im Alkalimetall entspricht.
Es wird dem Fachmann nicht schwerfallen, die Menge an korrosionsverursachenden Verunreinigungen vorher zu bestimmen. Es handelt sich dabei z.B. um Oxide und/oder Hydroxide der Alkalimetalle und der Stahlkomponenten, die z.B. mittels bekannter analytischer Methoden bestimmt werden können, die aber auch empirisch durch sukzessive Zugabe von Aluminium ermittelt werden können. Ein eventueller Überschuß von Aluminium sollte möglichst klein gehalten werden und 0,5%, bezogen auf die Menge des Alkalimetalls, nicht übersteigen. Alle diese Verunreinigungen werden durch das erfindungsgemäße Verfahren gegettert und in inertes Aluminiumoxid umgesetzt, welches chemisch stabiler ist als es die Oxide des Natriums, Kaliums, Eisens, Nickels und Chroms sind.
Der Zusatz von Aluminium hat einen prinzipiell anderen Effekt als der bekannte Zusatz von Nickel oder Chrom. Wegen seiner extrem hohen Affinität zu Sauerstoff reduziert Aluminium die oxidischen Verunreinigungen und bindet quantitativ den Sauer-
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stoff, der die Korrosion eigentlich bewirkt. Das erfindungsgemäße Verfahren unterdrückt also nicht nur-temporär den Angriff des Wandmaterials durch chemischen Transport über Oxide, sondern schließt einen solchen auch langfristig aus.
Das erfindungsgemäße Verfahren hat u.a. die Vorteile, daß sich das Reinigen der Alkalimetalle und der Stahlgefäße (Rohre) wie auch das Füllen unter Vakuum oder Schutzgas erübrigt.
Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.
In einem Wärmeleitrohr (2 cm Durchmesser, 40 cm Länge, 1mm Wandstärke) mit 20 g Natrium als Transportmedium, dem 0,02 g Al zugesetzt worden war, konnte auch nach 4000 Stunden Betriebsdauer bei einer Temperatur von 800 C keine Korrosion der Wände festgestellt v/erden. Rohre, die zum Vergleich bei denselben Versuchsbedingungen, aber ohne Aluminiumzusatz, betrieben wurden, zeigten dagegen schon nach einigen Stunden starken Angriff der Wände, der nach 100 bis 300 Stunden zur Zerstörung der Rohre führte.
Patentanspruch:
709883/054S
PHD 76.-119
ORIGINAL INSPECTED

Claims (1)

  1. Patentanspruch:
    v Verfahren zur Korrosionsverhütung in Wärmetransportsystemen aus Stahl, die Alkalimetall enthalten, dadurch gekennzeichnet, daß man dem Alkalimetall metallisches Aluminium in einer Menge hinzufügt, die den korrosionsverursachenden Verunreinigungen im
    Alkalimetall entspricht.
    PHD 76-119
    709883/0545
    ORIGINAL INSSPECTED
DE19762632254 1976-07-17 1976-07-17 Verfahren zur korrosionsverhuetung Withdrawn DE2632254A1 (de)

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SE7708189L (sv) 1978-01-18
FR2358474A1 (fr) 1978-02-10

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