DE910776C - Verfahren zur Verhinderung von Korrosionen durch Kuehlfluessigkeiten - Google Patents

Description

• Verfahren zur Verhinderung von Korrosionen durch Kühlflüssigkeiten Die Erfindung betrifft ein Verfahren, um Kühlsolen oder sonstige wäßrige Lösungen, die selbst aus irgendwelchen Gründen korrodieren, korrosionsfest zu machen, d. h. die z. B. von den Kühlsolen od. dgl. bespülten Behälterwandungen usw. aus Eisen oder Metall gegen den korrodierenden Einfluß der eingefüllten Flüssigkeit zu schützen. Kühlsolen sind Kälteträger für Flüssigkeiten, vornehmlich Wasser, das noch bei tieferen Kältegraden, z. B. bis minus 30° C und unter Umständen darunter, seinen flüssigen Aggregatzustand beibehalten muß. Solche Kühlsolen werden in großen lIengen dort verwendet, wo tiefe Temperaturen notwendig sind, z. B. in Kühlhäusern, Eisfabriken usw., Naßfeuerlöschern u. dgl., die auch bei Kälte gebrauchsfähig bleiben sollen. Kühlflüssigkeiten dienen unter anderem zur Kühlung von Maschinen, z. B. Verbrennungsmotoren usw.
• Hauptsächlich anorganische Salzlösungen, wie z. B. Kochsalz, ebenso Methylalkohol, Glyzerin, Rohrzucker, Essigsäure, Manit, meistens aber Chlorcalcium oder Chlormagnesium usw. sowie auch Harnstoff, Oxalsäure usf., sämtliche Lösungen meistens in verschiedenenVerhältnissen mitWasser gelöst, je nach dem gewünschten Erstarrungspunkt, dienen bisher als Kälteträger für Kühlflüssigkeiten, z. B. Wasser.
• Am gebräuchlichsten für Temperaturen bis z. B. minus 30° C ist die sogenannte Chlorcalciumlauge. Diese ebenso wie auch sonstige Salzlösungen haben die unangenehme Eigenschaft, Eisen und andere Metalle und Metallegierungen anzugreifen. Beispielsweise rostet Eisen durch den Einfluß solcher Kühlsolen. Es bildet sich ein dicker, eisenhaltiger, rotgefärbter Schlamm. Selbst Oberflächenbehandlungen, z. B. durch Lackierung, Verbleien, Verzinnen usw., vermögen den bekannten Kühlsolen einschließlich der sogenannten Edelkühlsolen auf die Dauer nicht zu widerstehen, sondern auch hierbei treten nach gewisser Zeit Korrosionserscheinungen auf, und zwar zunächst an einzelnen Stellen, die Weitergreifen. Dies ist auch der Grund, weshalb man z. B. für Naßfeuerlöscher, ebenso z. B: für Motorenkühler, bis heute meist ein teures Glyzerin-Wasser-Gemisch verwendet.
• Seit langer Zeit strebt man danach, die bekannten Kühlsolen usw. korrosionsfest zu machen. So sind Ca0, Ca CO" Mg(OH)2, Na2C03, NaOH als säurebindende Zusätze oder Bohrverbindungen. Chromsalze, Na ii\T 02, Phosphate, Phosphorsäuren vornehmlich höherer Konzentrationen oder phosphorsaure Salze als Puffermittel oder Regulatoren der Wasserstoffionenkonzentration, gegebenenfalls in Verbindung mit Phosphaten anderer Metalle, z. B. Zinkphosphat, für Kühlflüssigkeiten bekanntgeworden, um den jeweils höchsten Grad von Passivität des betreffenden Metalls zu erreichen. Die Bildung einer Schutzschicht auf den Behälterinnenwandungen wurde mit diesen Zusätzen zu Kühlsolen weder erstrebt noch erreicht. Man schlug daher noch zusätzlich Wasserglas oder Kaliumbichromat als korrosionsverhinderndes Mittel als zweckmäßig vor.
• Bei Chlorcalciumlösungen für Autokühler versuchte man auch dadurch die korrodierenden Eigenschaften zu nehmen, daß man unlösliche Metallverbindungen dispergierte, die auf einer Kühlerfläche Metallfilme erzeugen und durch diese die Korrosion des Kühlermetalls unterbunden werden sollte. Verwendet wurden für diesen Zweck Zusätze aus einem Gemisch von 50% V205, 300/0 Thoriumoxyd und 2o % Z.0. Diese teueren Zusätze konnten sich nicht einführen, während alle eutralisationsversuche zu keinem Dauererfolg führten.
• Die Erfindung besteht nun darin, daß durch Phosphatierungsmittelzusätze, z. B. aus Phosphorsäure und einem Metallphosphat, zu den Kühlsolen usw., z. B. Wasser mit einem Kälteträger aus anorganischen Salzen, diese Kühlsolen oder sonstige korrodierende wäßrige Lösungen usw. so weitgehend korrosionsfest gemacht werden, daß die mit diesen Flüssigkeiten in Berührung kommenden Innenoberflächen der Behälter, Rohre usw. aus Eisen oder anderen Metallen usw. nicht mehr angegriffen werden, sondern sich eine in Wasser od. dgl. unlösliche Schutzschicht auf der Eisen-oder Metalloberfläche bildet, wodurch die blanke Eisen- oder Metalloberfläche selbst nicht mehr angegriffen wird.
• An sich ist die sogenannte Phosphatierung zur Oberflächenbehandlung von den verschiedensten Gegenständen aus Eisen und Metallen der Technik geläufig. Dort werden nach Entfettung, Entfernung der Oxydschichten, Entzunderung, Entrostung usw. die zu schützenden Gegenstände mit Phosphorsäure oder Metallphosphaten od. dgl., gegebenenfalls mit Beschleunigungszusätzen, bei einem bestimmten, von der Temperatur und der Konzentration der Phosphatierungslösung sowie von der Art des gewählten Metallphosphats abhängigen pH-Wert behandelt. Meist in Tauchbädern erfolgt diese Beizung od. dgl.
• Darüber hinaus kam man aber bis jetzt noch nicht auf den Gedanken, durch Versetzen von Kühlsolen oder korrodierenden Flüssigkeiten mit überraschend geringen Mengen der bekannten Phosphatierungsmittel korrosionsfeste Kühlflüssigkeiten zu erzeugen. Es ist nun gemäß der Erfindung nicht mehr nötig, die Behälter, Rohre usw. selbst durch teuere Vorbehandlungen korrosionsfest zu machen. Vielmehr genügen die überraschend geringen Mengen der den Kühlflüssigkeiten od. dgl. zugesetzten Phosphatierungsmittel, um durch die neuartige korrosionsfeste Kühlflüssigkeit einen die Korrosion verhindernden Schutzbelag auf den Eisen- oder Metalloberflächen zu erhalten.
• Für das Versetzen der Kühlflüssigkeiten usw. mit den korrosionsfestigenden Zusätzen eignen sich alle bekannten Phosphatierungs- oder eine ähnliche Wirkung ausübenden Mittel, wie z. B. Phosphorsäuren, in Verbindung mit Metallphosphaten, wie z. B. Zink-, Eisen- oder Manganphosphat. Es genügen Konzentrationen von etwa o,i bis o,4. Gewichtsprozent oder unter Umständen noch mehr, je nach dem spezifischen Gewicht des Metallphosphatzuschlages, und zwar bezogen auf die Kühlsole usw. Zur Beschleunigung der Schutzschichtbildung auf den Oberflächen der mit korrosionsfesten Flüssigkeiten gefüllten oder bespülten Behälter können Beschleunigerzusätze, wie z. B. Oxydationsmittel, Reduktionsmittel, Schwermetallverbindungen, oder organische Stoffe dienen. Zur Beschleunigung der Schichtbildung eignet sich beispielsweise Kaliumnitrat sehr gut. Diese Beschleuniger werden am besten gleichzeitig mit dem Phosphatierungsmittel der Kühlflüssigkeit zugesetzt.
• Bei der Zumischung des Phosphatierungsmittels, mit oder ohne Beschleuniger, zur Kühlflüssigkeit ist auf die Einstellung eines pH-Wertes auf etwa 2,o bis 3,5, vornehmlich 2,5 bis 3,0, zu achten. Diese pH-Regelung kann z. B. gegebenenfalls mit Dinatriumphosphaten, Natronlauge, Zinkoxyd, Zinkkarbonat usw. erfolgen.
• Es kann z. B. eine für eine bestimmte Minustemperatur eingestellte Kühlsole od. dgl. mit allen vorgenannten Zusätzen hergestellt und in den Handel gebracht werden, oder es wird ein Konzentrat, bestehend aus dem Phosphatierungsmittel, mit einem Zusatz zur pH-Regelung, gegebenenfalls mit Beschleuniger, geliefert, das dann in einem geeigneten Verhältnis, z. B. im Verhältnis i : ioo, mit vorhandenen Kühlsolen usw. vermischt wird.
• Die mit derartigen korrosionsfesten Kühlsolen usw. gefüllten Behälter usw. bilden schon nach kurzer Zeit auf den Innenoberflächen aus Eisen oder Metall homogene feinkörnige Überzüge, die aus in Wasser usw. unlöslichen Doppelsalzen, und zwar je nach den ver-,N-eiideten Phosphatierungsmitteln und der Zusammensetzung des Behälters aus Eisen-, Zink- oder Metallphosphaten, bestehen.
• Wenn der Eisenbehälter, in den die korrosionsfeste Flüssigkeit gefüllt wird, stark verrostet ist, kann die zugesetzte Phosphatierungsmenge zur Kühlsole zu einer direkten Schichtbildung deshalb zu gering sein, da zuerst der Rost umgewandelt werden muß und dann unter Umständen für die Schichtbildung zu wenig wirksame Stoffe vorhanden sind. Normalerweise genügt bei den oben angegebenen Konzentrationen das Verhältnis ccm : cm2 = i : i, ein Verhältnis, das praktisch kaum vorkommt. Es muß demnach in solchen Fällen grob entrostet werden vor dem Einfüllen der korrosionsfesten Kühlsole. Flugrost schadet im allgemeinen nicht.
• Um beispielsweise eine Kühlsole, bestehend aus Chlorcalciumlauge, korrosionsfest zu machen, genügt das einfache Einmischen von 0,2 bis o,4 Gewichtsprozent einer chemisch reinen Phosphorsäure mit dem spezifischen Gewicht von 1,6 bis 1,7, bezogen auf die Kühlsole, die etwa ,4 bis 611/o Zinkphosphat, Eisenphosphat, Manganphosphat, oder andere Metallphosphate, bezogen auf die Kühlsole, gelöst enthält. Es muß vorteilhaft bei diesem Zumischen ein pH-Wert von 2,5 bis 3,o mit geeigneten Zusätzen, z. B. Dinatriumphosphat, eingehalten werden. Es genügen hiervon etwa 0,4 Gewichtsprozent, bezogen auf die Kühlsole, z. B. Chlorcalciumlauge. Hierzu kommt dann zweckmäßig noch als Beschleuniger der späteren Schichtbildung ein geeigneter Zuschlag, z. B. bestehend aus o,2 Gewichtsprozent Kaliumnitrat. Bei dieser Kühlsole bilden sich schon nach kurzer Zeit homogene feinkörnige Überzüge auf den Metallflächen, die aus in Wasser unlöslichen Doppelsalzen bestehen.

Claims (4)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Verhinderung von Korrosionen an Metalloberflächen durch Phosphatzusätze zu wäßrigen Kühlflüssigkeiten, z. B. Chlorcalciumlauge, dadurch gekennzeichnet, daß geringe Mengen an sich bekannter Phosphatierungsmittel, bestehend aus Phosphorsäure od. dgl. und einem Metallphosphat, z. B. Zink-, Eisen- oder Manganphosphat, gegebenenfalls in Verbindung mit einem Beschleuniger, bei gleichzeitiger saurer Einstellung der Kühlflüssigkeit, dieser zugesetzt werden.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlflüssigkeit die Phosphatierungsmittel in Mengen von vornehmlich o,2 bis 0,4 Gewichtsprozent zugesetzt werden.
3. 3. Verfahren nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in dem zur Kühlflüssigkeit zugemischten Phosphatierungsmittel, z. B. in reiner Phosphorsäure, etwa 4 bis 61% Metallphosphate gelöst werden.
4. 4. Verfahren nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlflüssigkeit beim Zusetzen des Phosphatierungsmittels auf einen pH-Wert von 2,o bis 3,5, vornehmlich 2,5 bis 3,0, eingestellt wird.