DE3910042A1 - Mittel zur dauerhaften reinigung von metalloberflaechen - Google Patents

Mittel zur dauerhaften reinigung von metalloberflaechen

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DE3910042A1
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acids
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Sebastian Reinhardt
Juergen Sommer
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Sebastian Reinhardt
Juergen Sommer
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    • C23GCLEANING OR DEGREASING OF METALLIC MATERIAL BY CHEMICAL METHODS OTHER THAN ELECTROLYSIS
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    • C23G1/02Cleaning or pickling metallic material with solutions or molten salts with acid solutions
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C23G5/06Cleaning or de-greasing metallic material by other methods; Apparatus for cleaning or de-greasing metallic material with organic solvents using emulsions

Description

Gegenstand der Erfindung bilden Mittel zum dauerhaften Entfernen von Oxidschichten von Metalloberflächen, insbesondere von Eisen- und Stahloberflächen. Oxid­ schichten entstehen auf vielfältige Weise dort, wo Metalloberflächen mit Sauerstoff in Kontakt stehen. Die Beseitigung solcher Oxidschichten erfordert einen großen technischen und finanziellen Aufwand.

Großflächige Korrosionsstellen werden heute meist mittels Sandstrahlverfahren gereinigt, wobei Sand­ körner spezieller Härte auf die zu behandelnden Flächen geschleudert werden. Dies erfordert einerseits einen hohen apparativen Aufwand, andererseits bedingt es einen großen Anfall an, mit Schwermetall belastetem, Strahlgut. Kleinere Rostflächen können auch durch Abschmirgeln oder Abschleifen mit Stahlbürsten ent­ fernt werden, wobei neben dem großen mechanischen Arbeitsaufwand auch die Gefahr besteht, daß nicht korrodierte Metallschichten beschädigt oder abgetragen werden.

Durch die in den letzten Jahren aufgekommenen sogenannten Rostumwandler wird versucht, die Rost­ schicht, das heißt, das Eisenoxid, umzuwandeln. Handels­ übliche Rostumwandler bestehen in der Regel aus Mineralsäurelösungen, die Salzsäure oder Phosphor­ säure zusammen mit Schwermetallsalzen wie Zink-, Kupfer-, Nickel-Salzen enthalten, die die Umwandlung der Eisenoxidschichten beschleunigen und die nicht oxidierten Eisenschichten vor erneuter Oxidation schützen sollen. Tatsächlich bringen Rostumwandler nur einen kurzzeitigen Schutz der Metalloberfläche und beschleunigen nach einiger Zeit die erneut auf­ tretende Korrosion.

Außerdem zeichnen sie sich aufgrund ihres Schwermetall­ gehaltes als umweltgefährdend und darüber hinaus durch ihren Fluorwasserstoffgehalt auch als gesundheits­ gefährdend aus. Auch verdünnte Mischungen von Mineralsäuren wie Salz­ säure oder Phosphorsäure mit Carbonsäuren zeigen in gewisser Weise korrosionsentferndende Wirkung. In der Europäischen Patentanmeldung Nr. 01 31 525 werden ver­ dünnte Mischungen aus starken Mineralsäuren und ali­ phatischen Dicarbon- beziehungsweise Hydroxycarbonsäuren und ihre korrosionsentfernende Wirkung auf korrodierte Metalloberflächen beschrieben.

Überraschend wurde nun gefunden, daß Mischungen aus verdünnten starken Mineralsäuren wie Phosphorsäure, Schwefelsäure oder Salpetersäure und/oder Phosphon­ säuren wie der Phosphonobernsteinsäure und aromatischen Mono- bzw. Dicarbonsäuren wie der Benzoesäure, oder der Phthalsäure und/oder aromatischen Hydroxycarbon­ säuren wie der Salicylsäure eine wesentlich schnellere Umwandlung der Korrosionsschichten erfolgt. Salzsäure hat sich als weniger geeignet erwiesen, da einige Zeit nach der Behandlung Korrosionserscheinungen in verstärktem Maße auftraten.

Der Einsatz dieser Mittel in geringeren Konzentrationen als bei den reinen Säuren erforderlich, bringt be­ trächtliche ökonomische und ökologische Vorteile. Die obenbeschriebenen Mischungen liegen als wäßrige Lösung, als disperses System oder in verdickter Form als Paste vor.

Als Verdickungsmittel eignen sich Polyethylenglykole, Polyacrylate, Celluloseether, Gelatine und mehrwertige Alkohole wie Glyzerin.

Die obenbeschriebenen Mischungen lassen sich auch in Form disperser Systeme wie Suspensionen oder Emulsionen anwenden. Hierbei können als lipophile Bestandteile flüssige Fettsäureester des Glyzerins wie Miglyol® oder Olivenöl, flüssige Silicone und Siliconderivate wie Polyethylenglykolsiloxane und Polypropylenglykole, oder flüssige Paraffine Verwendung finden. Als Tenside eignen sich insbesondere Polyethylenglykolsorbitan-Fettsäure­ ester, Alkalisalze dieser Fettsäuren mit 12 bis 18 C-Atomen, Cremophore®, Emulane®, Mulsifane® oder Lutensole®.

Gegenüber herkömmlichen Verfahrensweisen, wie zum Bei­ spiel in der Europäischen Patentanmeldung Nr. 01 31 525 beschrieben, sind die Umwandlungszeiten um den Faktor 2 bis 30 größer. Eine Erhöhung der Behandlungstemperatur bringt eine weitere Beschleunigung mit sich.

Metalloberflächen, die mit den obengenannten Mischungen behandelt werden, zeigen über längere Zeiträume, je nach Lagerbedingungen, bis zu mehreren Jahren Resistenz gegen Korrosionsbefall. Die obenbeschriebenen Mischungen eignen sich somit nicht nur zum Einsatz bei der Ent­ fernung von Korrosion und der Reinigung der behandelten Metalloberflächen, sondern auch zum Schutz vor Korrosion.

Anwendungsbeispiele Beispiel I

In einer Emulsion, bestehend aus 25 Teilen Schwefel­ säure (98%ig), 0,4 Teilen Naphthalindicarbonsäure, 40 Teilen Siliconöl, 48 Teilen Emulan® und 387 Teilen Wasser wid ein korrodiertes Eisenblech behandelt und innerhalb von 15 Minuten entkorrodiert.

Beispiel II

In ein Becherglas werden 200 Teile Wasser und 0,5 Teile Benzoesäure gegeben und unter Sieden bis zur klaren Lösung erhitzt. Weitere 237 Teile Wasser und 62,5 Teile Phosphorsäure (85%ig) werden gemischt, erwärmt und der ersten Lösung zugesetzt. Ein mittelstark korrodiertes Eisenblech wird in der Wärme bei 40 Grad Celsius in 5 bis 6 Minuten dauerhaft entrostet.

Beispiel III

Die in Beispiel II hergestellte Mischung wird auf 20 Grad Celsius abgekühlt und ein ähnlich stark korrodiertes Blech hineingetaucht. Nach circa 18 bis 20 Minuten ist die Eisenoxidschicht entfernt.

Beispiel IV

Mit einer Lösung aus 10 Teilen Ethylendiamin(tetra­ methylen)phosphorsäure, 0,2 Teilen Salicylsäure und 90 Teilen Wasser wird ein korrodiertes Aluminiumblech eingerieben und von Korrosion gereinigt.

Gegenbeispiel

Ein korrodiertes Eisenblech wird mit einer Lösung aus 20 Teilen Phosphorsäure (85%ig), 3 Teilen Zitronensäure und 77 Teilen Wasser behandelt. Erst nach über 2 Stunden ist eine entoxidierende Wirkung zu erkennen.

Claims (8)

1. Mittel zur dauerhaften Reinigung von Metallober­ flächen, dadurch gekennzeichnet, daß es aus Mischungen von Mineralsäuren und/oder Phosphon­ säuren und/oder aromatischen Mono- bzw. Dicarbon­ säuren und/oder aromatischen Hydroxycarbonsäuren besteht und als Lösung in wäßriger Form, als disperses System, oder in verdickter Form als Paste vorliegt.
2. Mittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es Mineralsäuren wie Phosphorsäure, Amido­ sulfonsäure, Schwefelsäure und Salpetersäure in Konzentrationen von 1 bis 60%, vorzugsweise von 5 bis 20% enthält.
3. Mittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den Mischungen Phosphonsäuren, vorzugsweise Amino(tris-methylen)phosphonsäure, 1-Hydroxy-ethan- 1,1-diphosphonsäure, Ethylendiamin(tetra-methylen)- Phosphonsäure, Diethylentriamin(penta-methylen)- phosphonsäure, Phosphonobernsteinsäure und Phos­ phonobutantricarbonsäure in Mengen von 2 bis 40%, vorzugsweis von 5 bis 28% enthalten sind.
4. Mittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es aromatische Mono- bzw. Dicarbonsäuren, vor­ zugsweise Benzoesäure, Phthalsäure, Terephthal­ säure, Naphthalindicarbonsäure, sowie Mischungen daraus in Konzentrationen von 0,05 bis 3%, vor­ zugsweise 0,1 bis 1%, entsprechend der Löslich­ keit, enthält.
5. Mittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es aromatische Hydroxycarbonsäuren, vor­ zugsweise Salicylsäure, beta-Resorcylsäure, alpha-Oxynaphthoesäure, 2-Oxy-1-naphthoesäure, oder 2,8-Dioxynaphthalin-3-carbonsäure, oder Mischungen daraus, in Konzentrationen von 0,03 bis 3%, vorzugsweise 0,1 bis 0,9%, ent­ sprechend der Löslichkeit, enthält.
6. Mittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es hydrophile Verdickungsmittel, vorzugsweise Polyethylenglykole, Polyacrylate, Celluloseether, Gelatine, oder mehrwertige Alkohole wie Glyzerol, oder Mischungen daraus, in Konzentrationen von 2 bis 40%, vorzugsweise 5 bis 25%, enthalten kann.
7. Mittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es lipophile Stoffe, vorzugsweise flüssige Fettsäureester des Glyzerins, wie Miglyol®, Olivenöl, Ricinusöl, Erdnußöl, flüssige Par­ affine, flüssige Silicone und Siliconderivate wie Polyethylenglykolsiloxane, oder Polypropylen­ glykolsiloxane, oder Mischungen aus obenge­ nannten Stoffen, in Konzentrationen von 2 bis 40%, vorzugsweise 5 bis 25%, enthalten kann.
8. Mittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es Tenside, vorzugsweise Polyethylenglykol­ sorbitanester von Fettsäuren mit 12 bis 18 C-Atomen, Alkalisalzen dieser Fettsäuren, Cremophore®, Emulane®, Mulsifane®, Lutensole® oder Mischungen daraus, in ausreichenden Konzentra­ tionen, je nach Gehalt der lipophilen Phase, enthalten kann.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US10030216B2 (en) 2015-06-12 2018-07-24 Crossford International, Llc Systems and methods for cooling tower fill cleaning with a chemical gel

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