JP2007270222A - スケール洗浄剤及びスケール除去方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 乳酸又は乳酸とその塩を含んでなることを特徴とするスケール洗浄剤、及びそれを用いたスケール除去方法。前記スケール洗浄剤には還元剤、スケール再付着防止剤を含んでいてもよい。
【選択図】
なし
Description
このようなスケールは、多くの場合、水中に含まれるカルシウム、マグネシウム、鉄、アルミニウム、珪素などが水に難溶な塩、水酸化物、酸化物などとなって蓄積したものである。
これらの洗浄剤あるいは洗浄方法の改良技術も種々提案されており、例えば、特許文献1には、通常の酸洗浄に用いられている酸に、適当量のエリソルビン酸、L−アスコルビン酸、それらの塩及び誘導体の1種以上を配合してスケール溶解力を向上させた、金属酸化物を含むスケールの溶解除去組成物が開示されており、特許文献2には、酸としては比較的問題は少ないが、カルシウムイオンと反応して難溶性の塩を生成してしまう硫酸を用いてカルシウム系スケールの除去を可能にしたスケールの除去方法が開示されている。また、アルミニウム材のスケール除去のためには、硝酸が一般的に用いられているが、取り扱いの安全性や排水時の窒素規制などから、使用を抑える方向にある。
アルミニウム材と鉄材、銅材の混合系を一括して硝酸洗浄した場合、鉄材、銅材の腐食が著しく、また、アルカリ剤や無機酸(防食剤入り)を用いた場合はアルミニウム材への腐食が著しくなる。
有機酸を用いる場合には、材質に対する影響は少ないものの、カルシウム系スケールの場合には一旦溶解したスケールが再析出するなど、アルミニウム材を含む複合材使用系においては有効な除去効果は知られていなかった。特に船舶においては、船内機器等にアルミニウム材を用いることが多いうえに、洋上での付着物除去作業は作業環境が狭域であり、安全性が高く、また、ハンドリングに優れた洗浄剤が望まれていた。
(a)アルミニウム材系と鉄材・銅材系とに切り離して洗浄する必要があり、作業が煩雑である。
(b)アルミニウム材系と鉄材・銅材系とを一括して洗浄しようとする場合には、アルミニウム材か他の金属材のいずれかの腐食が顕著となる。
(c)有機酸洗浄の場合、カルシウム系スケールには再析出の問題があり対応できない。(d)鉄錆、炭酸カルシウム系スケールなど、付着物の種類に応じた除去方法を検討する必要がある。
本発明は、アルミニウム材と鉄材、銅材の混合系におけるスケール除去において、各材質の部分を切り離してそれぞれ別個に洗浄処理を行う必要がなく、また、何れの材質についても腐食が少なく、さらに、カルシウム系スケール及び鉄系スケールの何れにも対応できるスケール洗浄剤及びスケール除去方法を提供することを目的とするものである。
本発明はこれらの知見に基づいて完成されたものであり、下記の構成を採用することによって前記の課題を解決したものである。
(2)さらに、還元剤及び/又はスケール再付着防止剤を含むことを特徴とする前記(1)のスケール洗浄剤。
(3)前記還元剤が、アスコルビン酸、エリソルビン酸、及びそれらの塩から選ばれる1種以上であることを特徴とする前記(2)のスケール洗浄剤。
(4)前記スケール再付着防止剤が、グルコン酸及び/又はその塩であることを特徴とする前記(2)又は(3)のスケール洗浄剤。
(5)同一水系内で水と接触するアルミニウム材と鉄材及び/又は銅材とを構成要素として含む装置・設備における前記各金属材のスケールが付着した表面に、前記(1)〜(4)のいずれかのスケール洗浄剤を接触させてスケールを溶解させた後、水洗することを特徴とするスケール除去方法。
また、本発明のスケール洗浄剤によれば、作業性の観点からハンドリング面が改善されただけでなく、各金属材に対する腐食性が大きく低減される効果がある。
さらに、スケール溶解過程において再析出したスケールも水洗程度で溶解できるので、全体として優れた洗浄効果が得られる。
スケール付着面に洗浄剤を接触させる方法は特に制限されるものではないが、例えば、前記同一水系内の水に、スケール洗浄剤を乳酸(乳酸塩を併用する場合には乳酸の量に換算)と必要により添加される還元剤及び/又はスケール再付着防止剤の合計量の濃度が1〜50wt%となるように添加し、5分以上循環させるか静置する方法、あるいは、スケール付着面にスケール洗浄剤を塗布し、5分以上放置するなどの方法を採ることができる。
これにより、各金属材を腐食させることなく、スケールを溶解させて除去することができ、再付着したスケールも水洗により簡単に除去することができる。
[実施例1、比較例1〜2]
(各種材質に対する腐食速度の測定)
各成分の薬剤を水に溶解させて表1に示す組成の洗浄液を調製した。それぞれの洗浄液に、表2に示す各材質のテストピース(寸法:50mm×30mm×1mm)をそれぞれ個別に浸漬し、38〜42℃で4時間攪拌した。各テストピースを引き上げ、流水中でブラシ洗浄した後、乾燥し、重量測定して減重量を算出し、テストピースの表面積から腐食速度〔mg/(cm2/h)〕を求めた。結果を表2に示す。
表2から、クエン酸や乳酸などの有機酸を主成分とする洗浄剤は、塩酸を主成分とする洗浄剤に比較して、全ての材料に対して腐食性が低いことがわかる。
(有機酸カルシウムの溶解性及び析出物の溶解性試験)
50℃の水に、表3の組成物となるように各成分の薬剤を添加した。この溶液に前記と同じ寸法のC1220P(銅)のテストピースを浸漬し、さらに大理石50gを金網に入れて液中に吊るし、50℃で24時間攪拌した。その後、水温を20℃に下げ、テストピースを引き上げスケールの析出具合を目視で評価した。さらに、その析出物を水洗し、溶解状況を目視で評価した。結果を表4に示す。
表4から、乳酸を主成分とする洗浄剤は、同じ有機酸であるクエン酸やグリコール酸を主成分とする洗浄剤に比較して、良好なスケール溶解力を有することがわかる。
(鉄/アルミニウム共存下における腐食性試験−1)
各成分の薬剤を水に溶解させて表5に示す組成の洗浄液を調製した。それぞれの洗浄液に、表6に示す各材質のテストピース(寸法は前記と同じ)を同時に浸漬し、38〜42℃で4時間攪拌した。各テストピースを引き上げ、流水中でブラシ洗浄した後、乾燥し、重量測定して減重量を算出し、テストピースの表面積から腐食速度〔mg/(cm2/h)〕を求めた。結果を表6に示す。
表6から、乳酸を主成分とする本発明の洗浄剤は、鉄/アルミニウム共存下において、全ての材料に対して腐食性が低いことがわかる。
(鉄/アルミニウム共存下における腐食性試験−2)
各成分の薬剤を水に溶解させ、実施例3〜5、比較例5と同様に表5に示す組成の洗浄液を調製し、さらに、腐食生成物が溶解したことを想定してFe2Cl3をFe3+が2000mg/リットル、Cl−が3800mg/リットルとなるように添加した。それぞれの洗浄液に、表6に示す各材質のテストピース(寸法は前記と同じ)を同時に浸漬し、38〜42℃で4時間攪拌した。各テストピースを引き上げ、流水中でブラシ洗浄した後、乾燥し、重量測定して減重量を算出し、テストピースの表面積から腐食速度〔mg/(cm2/h)〕を求めた。結果を表7に示す。
表7から、乳酸を主成分とする本発明の洗浄剤は、鉄/アルミニウム共存下において、Fe2Cl3のような腐食生成物が溶解している状態においても、全ての材料に対して腐食性が低いことがわかる。
(鉄/アルミニウム共存下における炭酸カルシウム溶解試験)
各成分の薬剤を水に溶解させて表8に示す組成の洗浄液を調製した。それぞれの洗浄液に、5gの大理石を樹脂製の網に入れて吊り下げ、表9に示す各材質のテストピース(寸法は前記と同じ)を同時に浸漬し、38〜42℃で4時間攪拌した。各テストピースを引き上げ、流水中でブラシ洗浄した後、乾燥し、重量測定して減重量を算出し、テストピースの表面積から腐食速度〔mg/(cm2/h)〕を求めた。また、大理石については、その重量減から溶解した大理石の割合を求めた。それらの結果を表9に示す。
表9から、乳酸を主成分とする本発明の洗浄剤は、鉄/アルミニウム共存下において、全ての材料に対して腐食性が低く、しかもスケールの1成分である炭酸カルシウムの溶解力が高いことがわかる。
Claims (5)
- 同一水系内で水と接触するアルミニウム材と鉄材及び/又は銅材とを構成要素として含む装置・設備において、前記各金属材の表面に付着したスケールを除去するための洗浄剤であって、乳酸又は乳酸とその塩を含み、pHが4以下であることを特徴とするスケール洗浄剤。
- さらに、還元剤及び/又はスケール再付着防止剤を含むことを特徴とする請求項1に記載のスケール洗浄剤。
- 前記還元剤が、アスコルビン酸、エリソルビン酸、及びそれらの塩から選ばれる1種以上であることを特徴とする請求項2に記載のスケール洗浄剤。
- 前記スケール再付着防止剤が、グルコン酸及び/又はその塩であることを特徴とする請求項2又は3に記載のスケール洗浄剤。
- 同一水系内で水と接触するアルミニウム材と鉄材及び/又は銅材とを構成要素として含む装置・設備における前記各金属材のスケールが付着した表面に、請求項1〜4のいずれか1項に記載のスケール洗浄剤を接触させてスケールを溶解させた後、水洗することを特徴とするスケール除去方法。
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