JP2018512510A - 金属表面の腐食防止方法 - Google Patents

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Abstract

金属表面Ｍの腐食防止方法であって、前記金属表面Ｍは本質的に炭素鋼製であり、前記金属表面Ｍを、水性媒体中で、ポリエチレンイミンＰで処理することを含む、前記方法。

Description

本発明は、金属表面Ｍの腐食防止方法であって、前記金属表面Ｍは本質的に炭素鋼製であり、前記金属表面Ｍを、水性媒体中で、ポリエチレンイミンＰで処理することを含む、前記方法に関する。
金属の腐食は、水と接触する全ての表面についてほぼどこにでもある現象である。腐食防止が特に重要であるとされる表面は、水と常に接触する冷却回路または加熱回路のような回路である。
金属表面の腐食挙動を改善するための多数の手段が当該技術分野において報告されている。ステンレス鋼の腐食防止のための多くの手段が記載されている一方で、炭素鋼のための有効な腐食防止方法についてのニーズがまだある。
多数の腐食防止剤が、処理される媒体、腐食しやすい表面の種類、遭遇する腐食の種類、および媒体が曝露される条件に応じて、様々な系に適用するために開発され且つ使用されている。ある環境下での腐食防止剤の効率および有用性は多くの場合、他の環境下については同じことを意味しない。多くの用途、例えば工業用水の処理系においては、１つより多くの腐食防止剤が他の添加剤、例えばスケール防止剤、殺生剤およびポリマー分散剤と一緒に組み合わされて供給される。
Ｓｃｈｗｅｉｎｓｂｅｒｇ ｅｔ ａｌ．， Ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ Ｓｃｉｅｎｃｅ， ３７， １９９５， ９７５−９８５は、ポリビニルピロリドンおよびポリエチレンイミンを、リン酸中での鋼の腐食防止剤として記載している。
ＵＳ２０１０／０１４３６３２号は、ポリエチレンイミンを、ポリ（メタ）アクリル酸またはそれらの塩と組み合わせて含む、鋼の腐食制御のための被覆組成物を開示している。
ＥＰ２１９４０９５号Ａ１は、金属表面の被覆において使用される、ポリ（メタ）アクリレートのポリエチレンイミン混合物を開示している。
本発明の課題は、実質的に中性のｐＨで有効である、炭素鋼製の金属表面上の腐食を防止する方法を提供することである。
この課題は、金属表面Ｍの腐食防止方法であって、前記金属表面Ｍは本質的に炭素鋼製であり、前記水を、水性媒体中で、ポリエチレンイミンＰで処理することを含む、前記方法によって解決される。
本願の文脈において、用語「腐食防止」とは、金属表面、特に鋼表面上での金属化合物の形成を低減または防止することを意味するものとする。鋼の腐食の例は、水の存在下での鉄と酸素との反応による、酸化鉄または水酸化鉄の形成（「さび」とも称される）を含む。
本発明による方法は、炭素鋼を含む金属表面Ｍを保護するために適している。本願の文脈における炭素鋼とは、ステンレス鋼ではない鋼を意味するものとする。ステンレス鋼とは、水によって容易に腐食、さびまたは変色しない鋼を意味すると理解されるべきである。ステンレス鋼は、少なくとも１０．５質量％のクロム含有率を有する。
好ましくは、金属表面Ｍは、主たる割込み合金成分が０．１２〜２．０質量％の範囲の炭素である炭素鋼を含む。さらにより好ましくは、金属表面Ｍは、主たる割込み合金成分が０．１２〜２．０質量％の範囲の炭素であり、且つ、１．６５％を上回るマンガン、０．６％を上回るケイ素、および０．６％を上回る銅を含まない炭素鋼を含む。本願における全てのパーセンテージは、特段記載されない限り、質量パーセントである。
１つの実施態様において、金属表面Ｍは軟鋼を含み、前記は低炭素鋼または普通鋼とも称される。低炭素鋼は、約０．０５〜０．３０％の炭素を含有する。より高い炭素鋼は、通常、０．３０〜２％の範囲の炭素含有率を有する。中炭素鋼は、０．３１〜０．５９％の炭素含有率を有する。高炭素鋼は、０．６〜０．９９％の炭素含有率を有する。超高炭素鋼は、１．０〜２．０％の炭素含有率を有する。
金属表面Ｍは、原則的に、水と接触する任意の装置の一部であってよい。
１つの好ましい実施態様において、金属表面Ｍは、水が循環する装置の一部である。
１つの好ましい実施態様において、金属表面Ｍは冷却回路、加熱回路、または他の種類のエネルギー交換回路の一部である。
特に好ましい実施態様において、金属表面Ｍは冷却回路の一部である。冷却回路の例は、閉じた冷却系、開いた冷却回路、および開いた再循環冷却系を含み、これは冷却塔および蒸発凝縮器を含む。
開いた冷却回路は、例えば開いた冷却回路塔中に存在し、且つ蒸発冷却の原理において稼働する。それらは場合により、「貫流冷却器」とも称され、なぜなら、冷却水が系を通過し、熱を除去して、次いで自然環境に放出するからである。
開いた再循環冷却回路においては、冷却水が熱源と冷却塔との間を連続的に再循環する。閉じた冷却回路は、管束を通じて冷却液（多くの場合、水性媒体、一般に「冷却水」）を通し、前記管束上に清浄な水が噴霧され且つファンにより誘導される通気が適用される。
特に好ましくは、金属表面Ｍは、開いた冷却回路または開いた再循環冷却系の一部である。
本発明による方法は、前記金属表面Ｍを、水性媒体中で少なくとも１つのポリエチレンイミンＰで処理することを含む。
ポリエチレンイミンＰ（「ＰＥＩ」）は、アミン基と２つの炭素脂肪族ＣＨ2ＣＨ2スペーサーで構成される繰り返し単位を有するポリマーである。直鎖のポリエチレンイミンは、全ての二級アミン（末端の位置を除く）を包含するのに対し、分枝のポリエチレンイミンＰは一級、二級および三級のアミノ基を包含する。ポリエチレンイミンＰは、完全に分枝したデンドリマー形態であってもよい。
ポリエチレンイミンの組成物は、１つの実施態様において以下の分子式によって表すことができる：
−（ＣＨ2−ＣＨ2−ＮＨ）n−
ここで、１０＜ｎ＜１０5。
適したポリエチレンイミンＰは直鎖、分枝鎖またはデンドリマーであってよい。好ましくは、ポリエチレンイミンＰは分枝鎖である。
適したポリエチレンイミンは、例えばＢＡＳＦから、商品名Ｌｕｐａｓｏｌ（登録商標）として入手可能である。
分枝鎖のポリエチレンイミンＰを、アジリジンの開環重合によって調製できる。
１つの実施態様において、ポリエチレンイミンＰを、ＵＳ２０１４／１６３１９９号の［００１４］〜［００３１］内に開示されるように調製する。１つの実施態様において、ポリエチレンイミンＰを、ＵＳ８６９７８３４号の第２欄、５３行目〜第９欄、２６行目に開示されるように調製する。
ポリエチレンイミンＰは通常、５００〜２，０００，０００ｇ／ｍｏｌの分子量Ｍｗを有する（ｐＨ４．５で、ＧＰＣによって測定されたＭｗ； 溶剤ＴＨＦ、ポリスチレン標準に対する比較によって測定されたＭｗ）。１つの実施態様において、ポリエチレンイミンＰは、５００〜１５００の平均分子量Ｍｗを有する。１つの実施態様において、ポリエチレンイミンＰは、１５０１〜５０，０００の平均分子量Ｍｗを有する。１つの実施態様において、ポリエチレンイミンＰは、５０，００１〜２，０００，０００の平均分子量Ｍｗを有する。
好ましくは、ポリエチレンイミンＰは、６００〜１０００、より好ましくは７００〜９００の分子量Ｍｗを有する。
ポリエチレンイミンＰは通常、３０００を上回る粘度を有する（ＤＩＮ ５３７１５、Ｋ． Ｆｉｓｃｈｅｒによる含水率１％； ＩＳＯ ３２５１による濃度９９％； 本願における粘度は、Ｂｒｏｏｋｆｉｅｌｄ、ＩＳＯ ２５５５によるものであり、［ｍＰａ ｓ］で示される）。
１つの実施態様において、ポリエチレンイミンＰは、３０００〜１０，０００、好ましくは４０００〜９０００の粘度を有する（ＤＩＮ ５３７１５、Ｋ． Ｆｉｓｃｈｅｒによる含水率１％； ＩＳＯ ３２５１による濃度９９％）。１つの実施態様において、ポリエチレンイミンＰは、１０，００１〜１００，０００の粘度を有する（ＤＩＮ ５３７１５、Ｋ． Ｆｉｓｃｈｅｒによる含水率１％； ＩＳＯ ３２５１による濃度９９％）。１つの実施態様において、ポリエチレンイミンＰは、１００，０００を上回る、または２００，０００を上回る粘度を有する（ＤＩＮ ５３７１５、Ｋ． Ｆｉｓｃｈｅｒによる含水率１％； ＩＳＯ ３２５１による濃度９９％）。
好ましくは、ポリエチレンイミンＰは、３０００〜７，０００、より好ましくは４０００〜６０００の粘度を有する（ＤＩＮ ５３７１５、Ｋ． Ｆｉｓｃｈｅｒによる含水率１％； ＩＳＯ ３２５１による濃度９９％）。
１つの実施態様において、ポリエチレンイミンＰは、１００〜５００、好ましくは２００〜４５０の粘度を有する（ＤＩＮ ５３７１５、Ｋ． Ｆｉｓｃｈｅｒによる含水率５０％； ＩＳＯ ３２５１による濃度５０％）。１つの実施態様において、ポリエチレンイミンＰは、５０１〜１５，０００の粘度を有する（ＤＩＮ ５３７１５、Ｋ． Ｆｉｓｃｈｅｒによる含水率５０％； ＩＳＯ ３２５１による濃度５０％）。１つの実施態様において、ポリエチレンイミンＰは、１５，００１を上回る粘度を有する（ＤＩＮ ５３７１５、Ｋ． Ｆｉｓｃｈｅｒによる含水率５０％； ＩＳＯ ３２５１による濃度５０％）。１つの実施態様において、ポリエチレンイミンＰは、１５，００１（ＤＩＮ ５３７１５、Ｋ． Ｆｉｓｃｈｅｒによる含水率５０％；ＩＳＯ ３２５１による濃度５０％）〜８００（ＤＩＮ ５３７１５、Ｋ． Ｆｉｓｃｈｅｒによる含水率７６％； ＩＳＯ ３２５１による濃度２４％）の粘度を有する。
好ましくは、ポリエチレンイミンＰは、２００〜４５０の粘度を有する（ＤＩＮ ５３７１５、Ｋ． Ｆｉｓｃｈｅｒによる含水率５０％； ＩＳＯ ３２５１による濃度５０％）。
本発明による方法によれば、金属表面Ｍは、水性媒体中で、ポリエチレンイミンＰで処理される。開いた冷却回路、開いた再循環冷却回路または閉じた冷却回路の場合、前記水性媒体は、例えば前記冷却回路の冷却液であってよい。
本願の文脈における「水性媒体」とは、少なくとも６０質量％、好ましくは少なくとも７０質量％、より好ましくは少なくとも９０質量％、およびさらにより好ましくは少なくとも９９質量％の水を含む液体を意味するものとする。
本発明によれば、金属表面ＭのポリエチレンイミンＰでの処理を水性媒体中で行い、その際、前記金属表面Ｍは、ポリエチレンイミンＰを含む前記水性媒体と常に接触している。本発明による方法は、ポリエチレンイミンを含むコーティングの施与を含まない。この文脈における「コーティング」とは、平均厚さが少なくとも２００ｎｍであり、ポリエチレンイミンＰとは異なるポリマー結合剤および随意に他の添加剤を含む、ポリマーコーティングを意味する。かかるコーティングの例は、例えばペイントまたはラッカーである。冷却回路、例えば開いた冷却回路または閉じた冷却回路において、ポリエチレンイミンＰは通常、冷却液中に含まれる。
この文脈における「常に接触する」との表現は、前記金属表面Ｍが、ポリエチレンイミンＰを含む水性媒体と一回または特定且つ短い時間の間、例えば水性媒体からコーティングを施与するための時間の間だけ接触するのではないことを意味する。むしろ、前記金属表面Ｍは、前記水性媒体と、長期にわたって、例えば１日、１週間、１ヶ月または１年より長く連続的に接触する。例えば、金属表面Ｍが冷却系の一部である場合、ポリエチレンイミンＰを含む前記冷却媒体は、冷却水であってよく、且つ、前記金属表面Ｍは、前記冷却系が稼働しているときはいつでも前記水性媒体と常に接触している。
開いた冷却回路において、適した冷却液は通常、少なくとも９５質量％、好ましくは少なくとも９９質量％の水を含む水性媒体である。
閉じた冷却回路において、適した冷却液は通常、少なくとも６０質量％、好ましくは少なくとも７０質量％の水を含む水性媒体である。１つの実施態様において、閉じた冷却回路において適した冷却液は、少なくとも９０質量％、または少なくとも９９質量％の水を含む。閉じた冷却回路における冷却液は、０．１〜４０質量％、好ましくは５〜３０質量％の凍結防止剤、例えばエチレングリコールを含んでよい。
通常、前記水性媒体中でのポリエチレンイミンＰの濃度は、１質量ｐｐｍ〜１０００質量ｐｐｍである。
開いた冷却回路、および開いた再循環冷却回路において、ポリエチレンイミンＰの濃度は、好ましくは２〜１００質量ｐｐｍ、さらにより好ましくは３〜５０質量ｐｐｍ、および特に５〜２０質量ｐｐｍである。
閉じた系においては、ポリエチレンイミンＰの濃度は、１つの実施態様において１〜１００質量ｐｐｍ、好ましくは３〜５０質量ｐｐｍ、およびさらにより好ましくは５〜２０質量ｐｐｍである。
他の実施態様において、閉じた系におけるポリエチレンイミンＰの濃度は、１０１〜１０００質量ｐｐｍ、好ましくは２００〜５００質量ｐｐｍである。
開いた冷却回路または開いた再循環冷却回路において、冷却は、水の蒸発によって達成され、且つ、蒸発された水は新鮮な水（補給水）によって絶えず置き換えられる。前記の補給水は、例えば、河川水、湖沼水、水道水、汽水または脱イオン水もしくは蒸留水であってよい。１つの実施態様において、かかる補給水は、冷却回路への導入に先立って前処理に供される。
好ましくは、かかる補給水は、水性媒体（冷却液）中のポリエチレンイミンＰの濃度を本質的に一定の水準に保持する量で、ポリエチレンイミンＰを含有する。好ましくは、冷却液中のポリエチレンイミンＰの濃度は、平均濃度に対して２５質量％以下だけ異なる。
閉じた冷却回路において、冷却液はゆっくりと消費され、散発的に再生または交換されるに過ぎない。かかる冷却回路における冷却液が再生または交換される場合、新たに導入される冷却液は通常、冷却液において水性媒体中のポリエチレンイミンＰの濃度を本質的に一定の水準に保持する量で、ポリエチレンイミンＰを含有する。好ましくは、冷却液中のポリエチレンイミンＰの濃度は、平均濃度に対して２５質量％以下だけ異なる。
好ましくは、金属表面ＭのポリエチレンイミンＰでの処理を、ｐＨ６．０〜９．０、より好ましくは６．５〜８．５で行う。
本発明による方法は原則的に、任意の硬度の水性媒体を使用して行うことができる。
１つの実施態様において、水性媒体のＣａＣＯ3としての合計の硬度は１〜１００ｍｇ／ｌである。他の実施態様において、水性媒体のＣａＣＯ3としての合計の硬度は、１０１〜１０００ｍｇ／ｌである。他の実施態様において、水性媒体のＣａＣＯ3としての合計の硬度は、１０００ｍｇ／ｌを上回り、前記全体の硬度とは、カルシウムおよびマグネシウムの合計であり、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ3）のｍｇ／ｌとして表される。
ポリエチレンイミンが、ｐＨ６．０〜９．０で炭素鋼の表面についての有効な腐食防止剤であったことは、本発明の１つの予想外の結果であった。
１つの実施態様において、ポリエチレンイミンＰを、さらなる腐食防止剤と組み合わせて金属表面Ｍに施与する。
さらなる腐食防止剤は例えば、有機ホスホネート、例えば１−ヒドロキシエチリデン−１，１−ジホスホン酸、アミノトリス（メチレンホスホン酸、エチレンジアミンテトラ（メチレンホスホン酸）、テトラメチレンジアミンテトラ（メチレンホスホン酸）、ヘキサメチレンジアミンテトラ（メチレンホスホン酸）、ジエチレントリアミンペンタ（メチレンホスホン酸）、ホスホノブタン−トリカルボン酸、Ｎ−（ホスホノメチル）イミノ二酢酸、２−カルボキシエチルホスホン酸、２−ヒドロキシホスホノカルボン酸、アミノ−トリス−（メチレン−ホスホン酸）、Ｎ，Ｎ−ビス（ホスホノメチル）グリシンまたはそれらの塩、またはヒドロキシホスホン酸であってよい。さらなる腐食防止剤はさらに、クロム酸塩、モリブデン酸塩、ケイ酸塩、亜硝酸塩、硝酸塩、リン酸塩、ポリリン酸塩、ピロリン酸塩、オルトリン酸塩、または亜鉛塩、特にリン酸亜鉛であってよい。
１つの実施態様において、炭素鋼の表面は、ｐＨ６〜９で、ポリ（メタ）アクリレート、例えば任意のポリ（メタ）アクリル酸またはそれらの塩の不在下で、ポリエチレンイミンで処理される。
ポリエチレンイミンＰを含む水性媒体はさらに、他の添加剤、例えばさらなる腐食防止剤、スケール防止剤、キレート剤、凍結防止剤、洗浄剤、分散剤、生物分散剤（ｂｉｏｄｉｓｐｅｒｓａｎｔ）、殺生剤、消泡剤および脱泡剤を含んでよい。本発明の他の態様は、金属表面Ｍの腐食防止剤としてのポリエチレンイミンＰの使用である。
本発明による方法は、金属表面Ｍ上での腐食の防止に関して非常に有効且つ効率的である。本発明による方法はまた、非常に経済的であり且つ環境に優しい。本発明による方法は、地方規制および国際規制によって制限されている、金属イオン腐食防止剤、例えばＺｎ2+、モリブデン酸塩およびクロム酸塩を使用しない。本発明による方法はまた、スケールの形成を誘発しないか、またはスケールの形成に貢献しない。
腐食防止方法の効率を、Ｂｅｎｎｅｔｔ Ｐ． Ｂｏｆｆａｒｄｉ、Ｐｈ．Ｄ．、ＦＮＡＣＥ．「Ｓｔａｎｄａｒｄｓ ｆｏｒ Ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ Ｒａｔｅｓ」、ＡＷＴ Ａｎａｌｙｓｔ、Ｓｐｒｉｎｇ ２０００に従って、以下のとおりに分類した：
開いた再循環冷却水系のための腐食度の分類
炭素鋼について（１年あたりのミリインチ（ｍｐｙ）で示される腐食度）：
・ 無視できる、または優れている： １以下
・ 穏やか、または非常に良好： １〜３
・ 良好： ３〜５
・ 中程度〜並： ５〜８
・ 悪い： ８〜１０
・ 非常に悪い〜過酷： ＞１０。
閉じた再循環冷却水系のための腐食度の分類
炭素鋼について（腐食度、ｍｐｙ）
・ 優れている： ０．２以下
・ 良好： ０．２〜０．５
・ 中程度： ０．５〜０．８
・ 悪い： ０．８〜１
・ 非常に悪い〜過酷： １以上。
例１
開いた再循環系における施与についての例
低炭素鋼についての腐食防止剤の選別のために使用された方法は、直線分極抵抗（ＬＰＲ）およびターフェル勾配を使用することによる電気化学的測定であった。ＧａｍｒｙのポテンシオスタットおよびＧａｍｒｙの腐食ソフトウェアを使用して電気化学的測定を行い、特に：
・ ＧａｍｒｙのＲｅｆｅｒｅｎｃｅ ６００ポテンシオスタット
・ ＧａｍｒｙのＥＣＭ８マルチプレクサ
・ ３電極の設定：
・ ＡＬＳプレート評価セル
・ 電解質容量： １ｍｌ
・ ＷＥ： ＣＲＳ、ＣＥ： Ｐｔワイヤ、ＲＥ： 飽和（ｓａｔ）Ａｇ／ＡｇＣｌ
・ 作用面積： ０．５ ｃｍ2。
冷却系内に設置される炭素鋼の品質を示すために、基材として、低炭素鋼であるＣｈｅｍｅｔａｌｌ Ｇａｒｄｏｂｏｎｄ試験パネル０Ｃ（クロム含有率０．１質量％未満）が選択された。
これは冷間圧延鋼（ＬＣＳ）として入手可能であり、次いでイソプロパノールで脱脂し、アセトンで洗浄した。
以下の試験プロトコルを用いた：
・ 開いた再循環冷却系を代表する、配合された軟水および酸性化水質を使用
・ 試験方法 （Ｔ＝２２±１℃）：
・ 開路電位の安定化 １時間
・ ＬＰＲ測定
・ カソードの動電位（ターフェル勾配）測定
・ 試料の交換
・ 開路電位の安定化 １時間
・ ＬＰＲ測定（任意）
・ アノードの動電位（ターフェル勾配）測定
・ データの分析。
ターフェル勾配を引き出すための相応の基準は、ＤＩＮ ＩＳＯ １７４７５：２００８内で入手可能である。次いで、Ｂｕｔｌｅｒ−Ｖｏｌｍｅｒの式（ターフェル）とＳｔｅｒｎ−Ｇｅａｒｙの式（ＬＰＲ）とを組み合わせることによって腐食度を得た。
腐食度の計算：
・ アノードのターフェル勾配測定からのβa
・ カソードのターフェル勾配測定からのβc
・ ターフェル式のフィッティングによって決定されたβc＆βa
・ ＬＰＲ測定からのＲp（それぞれの（ｒｅｓｐ．）Icorr）およびＵcorr
ＣＲ［ｍｍ／年］＝βaβcＫＥＷ／（２．３（βa＋βc）ρＡＲp）
βa： アノードのターフェル勾配
βc： カソードのターフェル勾配
Ｋ： ｍｍｐｙで３２７２
ＥＷ： Ｆｅの当量→２７．９２ｇ／ｅｑ．
ρ： Ｆｅの密度→７．８７ｇ／ｃｍ3
Ａ： 試料面積→０．５ｃｍ2
Ｒp ： 分極抵抗。
Figure 2018512510
 表１： 開いた再循環冷却系を代表する水質。合計の硬度（ＴＨ）は、カルシウムの硬度とマグネシウムの硬度との合計である。合計のアルカリ度またはメチルオレンジアルカリ度（Ｍ−Ａｌｋ）は、重炭酸塩、炭酸塩、および水酸化物の濃度を含む。
表２は、開いた再循環冷却系のモデルの水中での腐食度（μｍ／年）を示す。表２の結果は、この発明の化合物が、酸性水中で亜鉛塩と同様に効率的であるが、配合された軟水中では亜鉛塩よりも遙かに効率的であることを示す。
Figure 2018512510
 表２： 種々の腐食防止剤を使用した、開いた再循環冷却系のモデルの腐食度（μｍ／年）。Ｍｗ ８００を有するＰＥＩの粘度は５０００ｍＰａｓであった（ＤＩＮ ５３７１５、Ｋ． Ｆｉｓｃｈｅｒによる含水率１％； ＩＳＯ ３２５１による濃度９９％）。Ｍｗ ７５００００を有するＰＥＩの粘度は２５０００ｍＰａｓであった（ＤＩＮ ５３７１５、Ｋ． Ｆｉｓｃｈｅｒによる含水率５０％； ＩＳＯ ３２５１による濃度５０％）。Ｍｗ ２，０００，０００を有するＰＥＩの粘度は７００ｍＰａｓであった（ＤＩＮ ５３７１５、Ｋ． Ｆｉｓｃｈｅｒによる含水率７６％； ＩＳＯ ３２５１による濃度２４％）。
例２
例２のために使用された装置：
・ ＧａｍｒｙのＲｅｆｅｒｅｎｃｅ ６００ポテンシオスタット
・ ＧａｍｒｙのＥＣＭ８マルチプレクサ
・ ３電極の設定
・ 作用電極： Ｃ１０１０クーポン
・ 対電極： グラファイトロッド
・ 参照電極： 飽和カロメル電極（ＳＣＥ）
・ クーポンの表面積： ４．７５ｃｍ2。
試験プロトコル：
・ １６時間の曝露
・ 連続的な直線分極抵抗（ＬＰＲ）測定
・ カソードおよびアノードのターフェル勾配測定
・ 腐食度の計算：
・ アノードのターフェル勾配測定からのβa
・ カソードのターフェル勾配測定からのβc
・ ＬＰＲ測定からのＲp。
Figure 2018512510
 表３： 例２についての水質
Figure 2018512510
 表４： 種々の供与量でＰＥＩを用いた際の腐食度の結果
１ｍｐｙ＝２５．４μｍ／年
表４の結果は、ＰＢＴＣとＰＥＩとの相乗作用が、ＰＢＴＣと亜鉛塩との相乗作用よりも遙かに効率的であることを示す。
例３
閉じた系における施与についての例
試験の設定：
・ Ｇａｍｒｙのガラスセル
・ Ｃｏｒｒａｔｅｒの計器
・ Ｃｏｒｒａｔｅｒの２探針電極
・ クーポンの表面積： ４．７５ｃｍ2。
試験プロトコル：
・ ５日の浸漬
・ 連続的な直線分極抵抗（ＬＰＲ）測定
・ βa＝２００ｍｖ／ｄｅｃ
・ βc＝１００ｍｖ／ｄｅｃ
・ ＬＰＲ測定 ０．５時間
・ 開路電位に対して−０．２Ｖへのカソード掃引
・ １時間待機、ＯＣ開路電位に対して０．２Ｖへのアノード掃引。
Figure 2018512510
 表５： 例３についての水質。
Figure 2018512510
 表６： 閉じた系についてのモリブデン酸塩との相乗的な処理。
Figure 2018512510
 表７： 閉じた系についてのＰＢＴＣ（ホスホネート）との相乗的な処理。
＊ １ｇ／Ｌで適用された処理。
表６および７に示される結果は、ポリエチレンイミンのモリブデンベースの配合物への添加が、炭素鋼の腐食保護を著しく改善したことを実証した。

Claims (9)

  1. 金属表面Ｍの腐食防止方法であって、前記金属表面Ｍは本質的に炭素鋼製であり、前記金属表面Ｍを、水性媒体中で、ポリエチレンイミンＰで処理することを含む、前記方法。
  2. 前記水が、ｐＨ６．０〜９．０を有する、請求項１に記載の方法。
  3. 前記金属表面Ｍが、冷却回路または加熱回路の一部である、請求項１または２に記載の方法。
  4. 前記金属表面Ｍが、開いた冷却回路、開いた再循環冷却回路、または閉じた冷却回路の一部である、請求項１から３までのいずれか１項に記載の方法。
  5. 前記ポリエチレンイミンが、５００〜２５，０００ｇ／ｍｏｌの平均モル質量Ｍｎを有する、請求項１から４までのいずれか１項に記載の方法。
  6. 前記ポリエチレンイミンが、水中で５０質量％の溶液において、１００〜１５０００ｍＰａｓのブルックフィールド粘度を有する、請求項１から５までのいずれか１項に記載の方法。
  7. 前記ポリエチレンイミンが、１〜１０００質量ｐｐｍの量で前記水中に存在する、請求項１から６までのいずれか１項に記載の方法。
  8. 前記水を、ポリ（メタ）アクリル酸またはそれらの塩の不在下で、ポリエチレンイミンで処理する、請求項１から７までのいずれか１項に記載の方法。
  9. 炭素鋼製の冷却回路における腐食防止剤としてのポリエチレンイミンＰの使用。
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