DE3426084C2

DE3426084C2 - Vessel made of stainless steel for the treatment of chloride-containing water with ozone

Info

Publication number: DE3426084C2
Application number: DE19843426084
Authority: DE
Inventors: Bruno Bachhofer; Anton 7980 Ravensburg Locher
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1984-07-14
Filing date: 1984-07-14
Publication date: 1986-10-02
Also published as: DE3426084A1

Abstract

Ein Gefäß aus Edelstahl, insbesondere ein Filterbehälter, der für chloridhaltige Wässer, insbesondere zur Behandlung dieser Wässer mit Ozon, bestimmt ist, weist zum Schutz gegen Korrosion an wenigstens einem Teil seiner vom Wasser benetzten Innenfläche eine Auflage aus Zink auf. Zweckmäßigerweise besteht diese aus einer Mischung aus Zinkstaub und einem flüchtigen Lösungsmittel, wie es als Korrosionsschutzanstrich für Stahl im Handel ist.A vessel made of stainless steel, in particular a filter container, which is intended for chloride-containing water, in particular for treating this water with ozone, has a coating made of zinc on at least part of its inner surface wetted by the water to protect against corrosion. Appropriately, this consists of a mixture of zinc dust and a volatile solvent, as is commercially available as a corrosion protection paint for steel.

Description

Die Erfindung betrifft ein Gefäß aus Edelstahl zur Behandlung chloridhaltiger Wässer mit Ozon, insbesondere als Filterbehälter.The invention relates to a vessel made of stainless steel for treating chloride-containing water with ozone, in particular as a filter container.

Gefäße in diesem Sinne sind Rohrleitungen, Gehäuseteile und dgl., die mit Wasser ständig in Berührung sind, das Kalzium-, Natrium-, Magnesium- oder andere Chloride in verhältnismäßig hoher Konzentration von größenordnungsmäßig über 100 mg je Liter enthält. Der genannte Chloridgehalt findet sich häufig in Badewässern. Beispielsweise im Grundwasser von küstennahen Gebieten oder gar im Meerwasser ist der Chloridgehalt wesentlich höher. Bekanntlich ist die Resistenz von Edelstahl, z. B. V4A, bei solchem Wasser nicht mehr gewährleistet, vor allem wenn zusätzlich infolge von im Wasser enthaltenem Ozon ein oxydierendes Klima herrscht. Vielmehr ist mit Korrosion, insbesondere Lochfraß, zu rechnen, und zwar besonders bei höheren Wandstärken ab beispielsweise 3 mm an Schweißnähten oder Stellen, die eine besonders starke kalte oder warme Verformung erfahren haben. Letzteres führt zur Entstehung von Karbiden, die winzige Lokalelemente im Edelstahlgefüge bilden.Vessels in this sense are pipelines, housing parts and the like that are constantly in contact with water, the calcium, sodium, magnesium or other chlorides in relatively high concentrations of the order of magnitude contains more than 100 mg per liter. The mentioned chloride content is often found in bathing water. For example, the chloride content is in the groundwater of coastal areas or even in seawater significantly higher. It is well known that the resistance of stainless steel, e.g. B. V4A, no longer with such water guaranteed, especially if there is an oxidizing climate due to the ozone contained in the water prevails. Rather, corrosion, especially pitting, is to be expected, especially at higher levels Wall thicknesses from, for example, 3 mm at weld seams or areas that are particularly cold or have experienced warm deformation. The latter leads to the formation of carbides, the tiny local elements form in the stainless steel structure.

Bei Filterbehältern von Wasseraufbereitungsanlagen mit Ozon ist die Korrosionsgefahr infolge von zwei verschiedenen Faktoren noch wesentlich höher: Die Strömungsgeschwindigkeit des Wassers ist im Vergleich zu Rohrleitungen im Filterbehälter reduziert, wodurch das Auftreten von Lokalkorrosion grundsätzlich begünstigt wird. Ferner wirkt Ozon, das innerhalb des Filterbehälters dem Wasser zugemischt wird, als Depolarisator, d. h. der kathodisch freiwerdende Wasserstoff, der den Korrosionsvorgang zum Erliegen bringen würde, wird oxydiert.In the case of filter containers in water treatment systems with ozone, the risk of corrosion is due to two different factors Factors still much higher: the flow velocity of the water is compared to Pipelines in the filter tank are reduced, which basically favors the occurrence of local corrosion will. Furthermore, ozone, which is mixed with the water inside the filter container, acts as a depolarizer, d. H. the cathodically released hydrogen, which would bring the corrosion process to a standstill oxidized.

Aus dem DE-GM 69 01 732 ist ein Behälter mit einer die Korrosion verhindernden Schutzschicht, u. a. aus Zink, bekannt. Dieser Behälter ist zum leichteren Aufbringen der Schutzschicht mehrteilig ausgebildet, und an den Verbindungsrändern der Teile sind Vorkehrungen getroffen, um die Schutzschicht nicht zu beschädigen. Es ist aber weder der Werkstoff des Behälters noch eine bestimmte Werkstoffpaarung Schutzschicht/Behälter angegeben.DE-GM 69 01 732 discloses a container with a protective layer which prevents corrosion, among other things. the end Zinc, known. This container is designed in several parts for easier application of the protective layer, and Precautions have been taken at the joint edges of the parts so as not to damage the protective layer. However, it is neither the material of the container nor a specific material pairing of the protective layer / container specified.

Ferner beschreibt das DE-GM 17 12 795 die Verwendung von kathodisch wirkenden zinkmetallhaltigen Anstrichmitteln für den Korrosionsschutz von Stahloberflächen, insbesondere bei Blechemballagen. Der fachsprachliche Begriff Stahl beinhaltet jedoch nur unlegierte Stähle, die immer einen Korrosionsschutz erfordern, nicht aber hochlegierten Edelstahl. Von diesem kann der Verwender annehmen, daß er durch die Maßnahme der speziellen, auf den Anwendungsfall abgestimmten Legierung von Haus aus korrosionsfest ist.Furthermore, DE-GM 17 12 795 describes the use of cathodic zinc metal-containing paints for the corrosion protection of steel surfaces, especially for sheet metal packaging. The technical language However, the term steel only includes unalloyed steels, which always require corrosion protection, but not high-alloy stainless steel. From this the user can assume that by the measure of special alloy tailored to the application is inherently corrosion-resistant.

Schließlich ist es aus »Die chemische Oberflächenbehandlung von Metallen zum Korrosionsschutz« von Wilhelm Wiederholt, Saulgau 1963, bekannt, die natürlichen Oxydschichten durch Anwendung spezieller oxydierend wirkender Mittel oder Methoden zu verdicken. Die Erfindung geht demgegenüber bereits davon aus, daß das in einem Edestahlgefäß enthaltene Waser bereits in höchstem Maße oxydierend wirkt und gerade dadurch die Korrosion begünstigt wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen einfach anzuwendenden, preisgünstigen und langfristig zuverlässigen Korrosionsschutz für Edelstahlgefäße der einleitend bezeichneten Art vorzuschlagen.Finally, from "The chemical surface treatment of metals for corrosion protection" by Wilhelm Wiederholt, Saulgau 1963, it is known to thicken the natural oxide layers by using special oxidizing agents or methods. In contrast, the invention is based on the assumption that the water contained in a stainless steel vessel already has an extremely oxidizing effect and that this is precisely why corrosion is promoted.
The invention is based on the object of proposing an easy-to-use, inexpensive and long-term reliable corrosion protection for stainless steel vessels of the type described in the introduction.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Gefäß an wenigstens einem der Korrosion besonders unterworfenen Teil seiner von der wäßrigen Lösung benetzten Innenfläche einen Schutzanstrich aus einer Mischung aus Zinkstaub und einem flüssigen Lösungsmittel aufweist Vorzugsweise wird eine Zinkstaub-Grundierung verwendet, wie sie zum Korrosionsschutz von Stahl im Handel ist, und mit Pinsel oder Sprühdose aufgebracht. Im Prinzip eignet sich aber auch jede andere Art der Zinkbeschichtung einschließlich der Feuerverzinkung.This object is achieved according to the invention in that the vessel is exposed to at least one of the corrosion particularly subjected part of its inner surface wetted by the aqueous solution to a protective coating a mixture of zinc dust and a liquid solvent. A zinc dust primer is preferred used as it is commercially available for the corrosion protection of steel, and with a brush or Spray can applied. In principle, however, any other type of zinc coating is also suitable hot-dip galvanizing.

Es widerspricht allen hergebrachten Korrosionsschutz-Vorstellungen, einen mit Chrom, Nickel, Molybdän u. a. hochlegierten Edelstahl mit Zink zu bestreichen. Qualitativ hochwertige Stähle wurden entwickelt, um während der ganzen Lebensdauer der daraus gefertigten Geräte auf Korrosionsschutzmaßnahmen verziehten zu können, und man erreichte dies tatsächlich für viele Anwendungsbereiche. Andererseits kennt man seit langem die mangelnde Resistenz von Edelstahl bei chloridischen Wässern, insbesondere Meerwasser. Man zog sich deshalb auf passive Schutzmaßnahmen zurück, worunter eine lückenlose, porenfreie Kunststoffbeschichtung oder neuerdings Gummierung der mit dem aggressiven Wasser in Berührung kommenden Oberfläche zu verstehen ist. Wenn aber schon der Aufwand für eine festhaftende inerte Beschichtung getrieben wird, wäre es wirtschaftlich sinnvoll, an Stelle von Edelstahl auf normalen Stahl zurückzugreifen.It contradicts all conventional ideas about corrosion protection, one with chromium, nickel, molybdenum and others. Coating high-alloy stainless steel with zinc. High quality steels are designed to last throughout the life of the steels made from them To be able to forgive devices for corrosion protection measures, and this was actually achieved for many areas of application. On the other hand, the lack of resistance of stainless steel has been known for a long time chloride waters, especially sea water. They therefore withdrew to passive protective measures, Including a complete, pore-free plastic coating or, more recently, rubber coating with the aggressive water coming into contact with the surface. But if the effort for If a firmly adhering inert coating is driven, it would make economic sense to replace stainless steel to use normal steel.

Die hiermit vorgeschlagene Zinkauflage ist demgegenüber als aktiver Korrosionsschutz zu werten. Lochfraß wird zuverlässig verhindert. Auf die Gleichmäßig-In contrast, the zinc coating proposed here is to be assessed as active corrosion protection. Pitting is reliably prevented. On the evenly

keit der Schichtdicke und die volle Überdeckung der mit dem chloridhaltigen Wasser in Berührung stehenden Oberfläche kommt es nicht an. Vielmehr wird der erstrebte Zweck auch erreicht, wenn die Korrosionsschutzmischung nur auf einen kleinen Teil der benetzten Innenfläche beispielsweise eines Behälters aufgetragen wird. Die Erfahrung zeigt, daß das Zink sich als nicht abreibbare graue Schicht über die ganze Edelmetalloberfläche verteilt und dadurch den Edelstahl, der gegenüber dem Zink die Kathode bildet, abdeckt.the thickness of the layer and the full coverage of the areas in contact with the chloride-containing water Surface does not matter. Rather, the intended purpose is also achieved when the anti-corrosion mixture applied only to a small part of the wetted inner surface of a container, for example will. Experience shows that the zinc appears as a non-abrasive gray layer over the entire surface of the precious metal distributed and thereby the stainless steel, which forms the cathode opposite the zinc, covers.

Während die Anwesenheit von Ozon — wie schon erwähnt — die elektrochemische Korrosion grundsätzlich begünstigt, bildet Ozon mit dem elektrolytisch verteilten Zink das extrem stabile Zinkoxid, das fest am Edelstahl haftet und im Fall von Kratzern oder sonstiger Oberflächenbeschädigungen durch erneute Zinkanlagerung und Oxydierung selbst heilt.While the presence of ozone - as already mentioned - the electrochemical corrosion fundamentally favored, ozone forms the extremely stable zinc oxide with the electrolytically distributed zinc, which is firmly attached to the Stainless steel adheres and in the event of scratches or other surface damage due to renewed zinc deposition and oxidation itself heals.

Ein Anwendungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend im einzelnen beschrieben.
Eine Badewasser-Aufbereitungsvorrichtung umfaßt einen aufrechtstehenden Filterbehälter aus Edelstahl mit der deutschen Normbezeichnung Werkstoff Nr. 4301 (V2A) oder Nr. 4571 (V4A). Der Behälter hat einen Durchmesser von 800 mm und eine Höhe von 1500 mm.An example of application of the invention is described in detail below.
A bath water treatment device comprises an upright filter container made of stainless steel with the German standard designation material no. 4301 (V2A) or no. 4571 (V4A). The container has a diameter of 800 mm and a height of 1500 mm.

Er hat gewölbte angeschweißte Böden. Die Wandstärke beträgt im Mantelbereich 2 mm und bei den Böden 3 mm. Am oberen Boden befindet sich in der Mitte ein angeschraubter Deckel mit einem Durchmesser von 500 mm. Auf einem Düsenboden ist zunächst Stützsand mit einer Körnung von 2—3 mm Durchmesser in einer Höhe von 150 mm aufgeschichtet. Sodann folgt Filtersand mit einer Körnung von 0,3— 0,7 mm Durchmesser in einer Höhe von 600 mm. An der Innenseite des Behälterdeckels ist ein in das Wasser eintauchender Plattenozongenerator befestigt, der mit einem darunter angeordneten Mischer baulich vereinigt ist. Hierin wird das in den Behälter eintretende Wasser mit 1 g Ozon je m³ gemischt und gründlich verwirbelt. Anschließend wird gefiltert. Die Zulauf- und Ablaufleitungen bestehen aus Kunststoff. Die Fließgeschwindigkeit des Wassers im Behälter beträgt 50 m/Std. Das Wasser hat einen CnIoridgehalt von 100 mg/1 tr. und ursprünglich 17° deutsche Härte. Zur Verringerung dieser Karbonathärte wird dem Wasser eine Dosiermenge von 0,35 Itr/m³ Salzsäure der technischen Qualifikation 30/33% zugesetzt Die Betriebstemperatur des Wassers kann zwischen 10 und 38° C betragen.It has arched, welded-on bottoms. The wall thickness is 2 mm in the jacket area and 3 mm in the bottoms. A screwed-on lid with a diameter of 500 mm is located in the middle of the upper floor. First of all, supporting sand with a grain size of 2-3 mm in diameter is piled up at a height of 150 mm on a nozzle floor. This is followed by filter sand with a grain size of 0.3-0.7 mm in diameter at a height of 600 mm. A plate ozone generator which is immersed in the water and which is structurally combined with a mixer arranged below is attached to the inside of the container cover. Here, the water entering the container is ^{mixed with 1 g of ozone per m 3} and swirled thoroughly. Then it is filtered. The inlet and outlet pipes are made of plastic. The flow rate of the water in the container is 50 m / hour. The water has a chloride content of 100 mg / 1 drink and originally 17 ° German hardness. To reduce this carbonate hardness, a dosage of 0.35 ltr / m ³ hydrochloric acid of technical qualification 30/33% is added to the water. The operating temperature of the water can be between 10 and 38 ° C.

Zur Vermeidung von Korrosion ist der Behälter im Bereich seiner Schweißnähte innen mit Zinkpaste bestrichen. Vorzugsweise werden zwei Anstriche in einem zeitlichen Abstand vorgenommen.To avoid corrosion, the inside of the tank is coated with zinc paste in the area of its weld seams. Two coats of paint are preferably carried out at a time interval.

4545

5050

5555

6060

6565

Claims

Claim:

Vessel made of stainless steel for the treatment of chloride-containing water with ozone, especially as a filter container, characterized in that the vessel at least one of the corrosion particularly subjected part of its inner surface wetted by the aqueous solution to a protective coating of a mixture of zinc dust and a volatile solvent