DE728349C

DE728349C - Process for the protection of iron surfaces against corrosion

Info

Publication number: DE728349C
Application number: DER102804D
Authority: DE
Inventors: Oscar Ritschel; Dr Joseph Schaefers; Dr Karl Schilling; Dr Walter Wesly
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1938-07-09
Filing date: 1938-07-09
Publication date: 1942-11-25

Description

Verfahren zum Korrosionsschutz eiserner"Oberfläehen Die Erfindung betrifft ein Verfahren. zum Korrosionsschutz eiserner, mit Wasser in Berührung stehender Oherflächen, beispielsweise von Rohrleitungen oder Behältern. Es ist bekannt, Wasser über oder durch .ein im wesentlichen aus Magnesiumoxyd und Calciumcarbonat bestehendes Filter zu leiten; hierbei bildet sich auf den Oberflächen der von dem gefilterten Wasser durchströmten eisernen Rohrleitungen eine"im wesentlichen aus Calcium.-carhonat und Eisenhydroxyd bestehende Schutzschicht, die -die Oberfläche der Rohrleitung vor An-griffen durch freie aggressive Kohlensäure schützt. Die freie Kohlensäure des Wassers zerfällt bekanntlich in die zugehörige und die aggressive Kohlensäure, wobei zu jedem Gehalt an- im Wasser gelöstem Calciumcarbonat eine _ganz bestimmte Menge freie Kohlensäure gehört, wenn das Calciu:mbicarbonat im Wasser in Lösung bleiben soll. Während die zugehörige Kohlensäure bewirkt, daß der ' im Wasser Aals Calciumbicarbonat gelöste Kalk in Lösung bleibt und keinen Kalk löst, wird dieser dann gelöst, wenn mehr Kohlensäure als die zugehörige im Wasser vorhanden ist, und diese ist die aggressive Kohlensäure. Soll das Wasser keine freie aggressive Kohlensäure aufweisen, so muß ein bestimmtes Gltichgewicht zwischen Kohlensäure und Kalk im Wasser vorhanden sein. Die Herstellung dieses Gleichgewichts kann durch Behandeln mittels eines aus Magnesiumoxyd und Calciumcarbonat bestehenden Filters geschehen, wodurch man ein sog. Gleichgewichtswasser erzielt, also eire Wasser, bei dem sich Kohlensäure und Kalk im Gleichgewicht befinden und keine aggressive Kohlensäure vorhanden ist.Process for the corrosion protection of "iron" surfaces. The invention concerns a procedure. for corrosion protection of iron ones that are in contact with water Upper surfaces, for example of pipelines or containers. It is known to be water over or through .ein consisting essentially of magnesium oxide and calcium carbonate Direct filter; this forms on the surfaces of the filtered Water flowed through iron pipelines an "essentially made of calcium carbonate and iron hydroxide existing protective layer, which -the surface of the pipeline protects against attacks by free aggressive carbonic acid. The free carbon dioxide of the water is known to break down into the associated and aggressive carbonic acid, whereby for each content of calcium carbonate dissolved in the water a definite one Amount of free carbonic acid belongs when the calcium carbonate is in solution in the water should stay. While the associated carbonic acid causes the 'eels in the water Calcium bicarbonate dissolved lime remains in solution and does not dissolve lime, it will then dissolved when there is more carbonic acid in the water than the corresponding one, and this is the aggressive carbonic acid. Should the water not be free, aggressive carbon dioxide have a certain equilibrium between carbonic acid and lime in the Water available be. Establishing this balance can by treating with one made of magnesium oxide and calcium carbonate Filters happen, whereby a so-called equilibrium water is achieved, i.e. eire Water in which carbonic acid and lime are in equilibrium and not aggressive Carbonic acid is present.

Es ist fernerhin bekannt, über ein Gemisch von Magnesiumoxyd und C:alciumcarbonat gefiltertes Wasser durch mit einer Asphaltschicht versehene Rohre zu leiten.It is also known about a mixture of magnesium oxide and C: alciumcarbonat to direct filtered water through pipes covered with an asphalt layer.

Es ist weiterhin bekannt, eiserne Oberflächen durch Behandeln mit Lösungen von sauren Phosphaten vor dem Rosten zu bewahren und auch Phosphatschichten als Grundlage für weitere Schutzschichten auf eisernen Oberflächen zu verwenden. Beide Verfahren erzielen keinen vollständigen Schutz, wenn es sich um stark ,aggressive Wässer handelt. Die Anwendung eines aus Magnesiumoxyd und Calciumcaxbonat bestehenden Filters hat zudem den Nachteil, daß dWsich in den Rohrleitungen bildende Schutzschicht im Laufe der Zeit derart anwächst, daß der Wärmeübergang der Rohre wesentlich. beeinträchtigt wird. Das gleiche gilt, wenn die Rohre mit einer Asphaltschicht versehen sind, wobei noch hinzukommt, daß die Wärmeleitzahl dieser Schutzschicht für den ,gewünschten Zweck unbefriedigend ist. Dies ist insbesondere dann von Nachteil, wenn ,die Rohre bei Kühlvorrichtungen Anwendung finden sollen.It is also known to treat iron surfaces with To keep solutions of acid phosphates from rusting and also phosphate layers to be used as a basis for further protective layers on iron surfaces. Both procedures do not achieve complete protection if they are strong, aggressive Waters trades. The use of one made of magnesium oxide and calcium carbonate Filters also has the disadvantage that a protective layer is formed in the pipelines in the course of time increases in such a way that the heat transfer of the pipes is essential. impaired will. The same applies if the pipes are provided with a layer of asphalt, whereby In addition, the thermal conductivity of this protective layer for the desired Purpose is unsatisfactory. This is particularly disadvantageous when the pipes to find application in cooling devices.

Es wurde nun gefunden, daß man eine die eiserne Oberfläche vollkommen schützende, und zwar ;gleichmäßig dünne, vorwiegend aus Calcumcarbonat und Eisenhydroxyd be- stehende Schutzschicht erhält, wenn man das Wasser durch oder über eine im wesentlichen aus Magnesiumoxyd und Calciumcarbonat bestehende Filtermasse und durch Rohrleitungen leitet, welche mit Lösungen saurer Phosphate oder von Phosphorsäure vorbehandelt worden sind, wenn man .,also jene beiden vorbekannten Verfahren in Kombination anwendet: Man erhält dann eine Oberfläche der Rohrleitungen, die keimerlei A:nfressungen aufweist und auf der sich eine sehr dünne Schutzschicht bildet, .deren Stärke im Laufe der. Zeit nicht zunimmt. Die geringe Stärke der Schutzschicht hat den Vorteil, daß der Wärmeübergang der Rohrwehr günstig ist, so daß derartige Rohre vorteilhaft in Kühlanlagen, Wärmetauschern u. dgl. Anwendung finden können, und zwar insbesondere bei Wässern, welche im Kreislauf verwendet zverden, wo beispielsweise durch einen Kühlturn geführtes Wasser durch die dauernd wiederkehrende Belüftung mit Sauerstoff stark angereichert wird und die Konzentration der Salze infolge des Verdunstens eines wesentlichen Teiles des Wassers :erheblich stärker ist als bei gewöhnlichem Wasser.It has now been found that a the iron surface completely protected, namely, obtains uniformly thin, mainly from Calcumcarbonat and ferric hydroxide existing protective layer when the water through or over a layer consisting essentially of magnesium oxide and calcium carbonate filter material and through pipes conducts which have been pretreated with solutions of acid phosphates or phosphoric acid, if you use those two previously known methods in combination: You then get a surface of the pipelines that has germs and corrugations and on which a very thin protective layer is formed , .whose strength over the. Time does not increase. The low thickness of the protective layer has the advantage that the heat transfer of the pipe weir is favorable, so that such pipes can advantageously be used in cooling systems, heat exchangers and the like Cooling-turned water is strongly enriched with oxygen by the constantly recurring ventilation and the concentration of the salts due to the evaporation of a substantial part of the water: is considerably stronger than with ordinary water.

.:gelangte @sEs sei im folgenden ein Frischwasser ein Beispiel mit angegeben. folgender ! 'Analyse zur Anwendung: Carbonathärte . . . . . . . . . . . 9' d. H. Gebundene Kohlensäure ... 71 m9/1 Gesamte freie Kohlensäure 12,3 m9,1 Zugehörige freie Kohlensäure ................ 6,6 m9'1 Rostschutzverhindernde Kohlensäure .......... 5,7 n19/1 Chlorion . . . . . . . . . . . . . . . i 6o m9/1 Sauerstoff . . . . . . . . . . . . . . 8,1 m9/1 Abdampfrückstand ....... 975 m9/1 Wassertemperatur . . . . . . . . 12,7' Das Frischwasser wurde zunächst im Kreislauf durch Kühler geführt, dort erwärmt und in einem Kühlturm abgekühlt. Aus dem Auffangbehälter des Kühlturms wurde ein Teilstrom abgezweigt und über ein aus M;agnesiumoxyd und Calciumcarbonat bestehendes Filter geleitet, welches das Wasser von der freien aggressiven Kohlensäure befreite und das Gleichgewicht zwischen Kohlensäure und Kalk einstellte. Der Teilstrom war so groß bemessen, daß .er in der Lage war, das gesamte Wasser in den gewünschten Zustand zu bringen. Um die durch Verdampfung erfolgende Anreicherung der Salze im Umlaufwasser nicht ,allzu stark werden zu lassen, wurde auf übliche Weise etwa der achte Teil der zugefügten Frischwassermenge vom Umlaufwasser abgezogen. Das Umlaufwasser hatte bei dieser Arbeitsweise folgende Zusammensetzung: Carbonathärte . . . . . . . . . . . 7,6 d. H. Gebundene Kohlensäure .. 60 m9/1 Zugehörige freie Kohlensäure . ............. .. 5,9 m9/1 Rostschutzverhindernde Kohlensäure .......... o mgll Chlorion ............... 1072 m9/1 Sauerstoff .............. 6,91n9,/1 Abdampfrückstand ....... 558o m9/1 Wassertemperatur beim Eintritt in die Kühler .... 25 ° Wassertemperatur beim Austritt aus den Kühlern .. 30° Die Vorbehandlung der Kühlrohre mit der Lösung von sauren Phosphaten erfolgte derart, daß diese mit einer Lösung von sauren Phosphaten einige Stunden lang bei etwa ioo' behandelt wurden, indem in die fertig zusammengeschraubten Kühler eine Lösung saurer Phosphate eingebracht und durch .die später für die Kühlung vorgesehenen Rohre Dampf ,geschickt wurde, wodurch diese auf ioo° erhitzt wurden..: came @s In the following, an example of fresh water is given. following! '' Application analysis: carbonate hardness. . . . . . . . . . . 9 'd. H. Bound carbonic acid ... 71 m9 / 1 Total free carbonic acid 12.3 m9.1 Associated free carbonic acid ................ 6.6 m9'1 Anti-rusting carbonic acid ... ....... 5.7 n19 / 1 chlorine ion. . . . . . . . . . . . . . . i 6o m9 / 1 oxygen. . . . . . . . . . . . . . 8.1 m9 / 1 evaporation residue ....... 975 m9 / 1 water temperature. . . . . . . . 12.7 ' The fresh water was first circulated through coolers, heated there and cooled in a cooling tower. A partial flow was branched off from the collecting tank of the cooling tower and passed through a filter made of magnesium oxide and calcium carbonate, which freed the water from the free, aggressive carbonic acid and established the balance between carbonic acid and lime. The partial flow was dimensioned so large that it was able to bring all of the water into the desired state. In order not to let the accumulation of the salts in the circulating water through evaporation become too strong, about an eighth part of the fresh water added was withdrawn from the circulating water in the usual way. With this method of operation, the circulating water had the following composition: carbonate hardness. . . . . . . . . . . 7.6 d. H. Bound carbonic acid .. 60 m9 / 1 Corresponding free carbonic acid. ............. .. 5.9 m9 / 1 anti-rust carbonic acid .......... o mgll chlorine ion .............. . 1072 m9 / 1 oxygen .............. 6.91n9, / 1 evaporation residue ....... 558o m9 / 1 water temperature when entering the cooler .... 25 ° Water temperature at the exit from the coolers .. 30 ° The pretreatment of the cooling tubes with the solution of acidic phosphates was carried out in such a way that they were treated with a solution of acidic phosphates for a few hours at about 100 'by adding an acidic solution to the completely screwed together cooler Phosphates were introduced and steam was sent through .the pipes later provided for cooling, whereby these were heated to 100 °.

Nach Ablassen der Pho:sphatlösung wurden die Kühler in .den Kühlwasserkreislauf eingeschaltet. Nach vierwöchigem Betrieb hatte sich auf den Kühlrohren eine hauchdünne Schicht von folgender Zusammensetzung abgesetzt: 547 % Calciumcarbonat, 40,4 % Eisenhydroxyd; 2,o % Kieselsäure, 2,9 % organische Bestandteile. Die Rohre wiesen keinerlei Anfressungen auf und zeigten nur eine hinwesentliche Verringerung der Wärmedurchgangszahl. Auch nach längerem, beispielsweise vier Monate langem Betrieb war die Schicht nicht stärker ;geworden.After the phophosphate solution had been drained off, the coolers were placed in the cooling water circuit switched on. After four weeks of operation, a very thin one had appeared on the cooling tubes Layer deposited with the following composition: 547% calcium carbonate, 40.4% iron hydroxide; 2.0% silica, 2.9% organic components. The pipes did not show any corrugations and only showed a significant reduction in the heat transfer coefficient. Even after a long period of operation, for example four months, the shift was not stronger ;become.

Versuche, bei denen i. nicht vorbehandelte Rohre mit nicht vorbehandeltem Wasser, 2. nicht vorbehandelte Rohre mit einem über ein Magnesiumoxydcalciumearbonatfilter geleiteten Wasser und 3. mit Phosphorsäure vorbehandelte Rohrleitungen mit einem über -ein Magnesium:oxydcalcium:carb.on@atfilter,geleiteten; Wasser bespült wurden, ergaben bei Versuch i eine starke; weiterfressende Rostschicht, bei Versuch 2 eine starke, mm wesentlichen aus Calciumcarbonat und Eisenhydroxyd bestehende Rostschutzschicht und bei Versuch 3 eine dünne, sehr gleichmäßige, ebenfalls ;aus Calciumcarbonat und Eisenhydroxyd bestehende Rostschutzschicht. Setzt man die Wärmedurchgangszahl eines Eisenrohres, das keine den Wärmedurchgang behindernde Schicht trägt, gleich ioo, so ergaben sich bei den drei, Vergleichsversuchen folgende Wärmedürchgangszahlen: bei Versuch i: 7o, bei Versach 2: 55, bei Versuch 3- 9o.Attempts in which i. non-pretreated pipes with non-pretreated Water, 2. non-pretreated pipes with a magnesium oxide-calcium carbonate filter piped water and 3. pipelines pretreated with phosphoric acid with a about -a magnesium: oxydcalcium: carb.on @ atfilter, directed; Flushed with water, gave a strong test in test i; corroding layer of rust, one in test 2 strong anti-rust layer consisting essentially of calcium carbonate and iron hydroxide and in experiment 3 a thin, very even one, also made of calcium carbonate and iron hydroxide existing anti-rust layer. If one sets the heat transfer coefficient of an iron pipe that does not have any layer hindering the heat transfer ioo, the following heat transfer figures were obtained in the three comparative tests: at attempt i: 7o, at verse 2:55, at attempt 3-9o.

Claims

PATENT CLAIM: Process for protecting iron surfaces from pitting by aggressive waters, characterized in that the iron surfaces with Solutions of phosphoric acid or acid phosphates are pretreated and the water is passed through a filter mass, which is made of magnesium oxide and calcium carbonate consists.