JP2023006495A - Dissolution removal composition and cleaning method using the same - Google Patents

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哲朗 今道
Tetsuro Imamichi
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薫 江川
Kaoru Egawa
貴行 和田
Takayuki Wada
篤斉 植田
Atsunari Ueda
聖也 服部
Seiya Hattori
沙織 室田
Saori Murota
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Abstract

To provide a dissolution removal composition capable of removing a scale in a shorter time more than ever, in cleaning of dissolution removal of a scale containing a metal oxide, and a cleaning method.SOLUTION: A dissolution removal composition includes: a main agent for dissolving and removing scales containing metal oxides attached to a base material; a base material reactant-generating component that reacts with the base material to generate a reactant; and a base material reactant dissolving component that dissolves and removes the reaction product. In cleaning using this dissolution removal composition, the scales can be peeled and removed from the base material side while dissolving and removing the scales from a surface side.SELECTED DRAWING: Figure 7

Description

本開示は、溶解除去組成物およびそれを用いた洗浄方法に関するものである。 The present disclosure relates to a dissolution removal composition and a cleaning method using the same.

汽力発電プラントなどの伝熱管では、運転によりその内面に酸化鉄(Fe,Fe等)を主とするスケールが付着する。一定期間の運転によりスケールが成長すると、伝熱管内を流通する流体の差圧上昇、伝熱効率の低下、伝熱阻害により伝熱管のメタル温度が過昇することに起因した損傷が生じる可能性がある。 In a heat transfer tube of a steam power plant or the like, scale mainly composed of iron oxide (Fe 2 O 3 , Fe 3 O 4 , etc.) adheres to the inner surface during operation. When scale grows due to operation for a certain period of time, there is a possibility of damage caused by an increase in the differential pressure of the fluid flowing through the heat transfer tube, a decrease in heat transfer efficiency, and an excessive rise in the metal temperature of the heat transfer tube due to heat transfer inhibition. be.

このようなトラブルの発生を未然に防止するため、保守点検にて酸化鉄等のスケール付着量の推移を調査し、定期的に酸化鉄等のスケールを除去する化学洗浄が実施されている。 In order to prevent the occurrence of such troubles, changes in the amount of scale such as iron oxide adhered are investigated during maintenance and inspection, and chemical cleaning is performed periodically to remove scale such as iron oxide.

特許文献1には、金属酸化物を含むスケールを溶解する主剤とした洗浄液を用いて、母材に付着した酸化鉄等のスケールを溶解除去する方法が開示されている。 Patent Literature 1 discloses a method of dissolving and removing scale such as iron oxide adhering to a base material using a cleaning liquid containing metal oxide as a main agent for dissolving scale.

特許文献1に記載の溶解除去組成物(洗浄液)は、ヘマタイト(Fe)およびマグネタイト(Fe)の両方のスケールを溶解除去できる。マグネタイトは自己酸化スケール、ヘマタイトはボイラの給水管理としての酸素処理で生成されるパウダースケールである。 The dissolving-removing composition (cleaning liquid) described in Patent Document 1 can dissolve and remove both hematite (Fe 2 O 3 ) and magnetite (Fe 3 O 4 ) scales. Magnetite is an autoxidized scale, and hematite is a powder scale generated by oxygen treatment in boiler water supply management.

特開2020-84304号公報JP 2020-84304 A

特許文献1では、スケールの表面側から徐々に溶解させて除去することをコンセプトとしているため、スケールの溶解除去に時間がかかる。例えば、40℃の洗浄で100時間程度を要する。 In Patent Document 1, the concept is to gradually dissolve and remove the scale from the surface side, so it takes time to dissolve and remove the scale. For example, washing at 40° C. takes about 100 hours.

本開示は、このような事情に鑑みてなされたものであって、金属酸化物を含むスケールを溶解除去する洗浄において、従来よりも短時間でスケールを除去できる溶解除去組成物および洗浄方法を提供することを目的とする。 The present disclosure has been made in view of such circumstances, and provides a dissolution-removing composition and a cleaning method that can remove scales in a shorter time than before in cleaning for dissolving and removing scales containing metal oxides. intended to

上記課題を解決するために、本開示の溶解除去組成物およびそれを用いた洗浄方法は以下の手段を採用する。 In order to solve the above problems, the dissolution removal composition of the present disclosure and the cleaning method using the same employ the following means.

本開示は、母材に付着した金属酸化物を含むスケールを溶解除去する主剤と、前記母材と反応して反応物を生成する母材反応物生成成分と、前記反応物を溶解除去する母材反応物溶解成分と、を含む溶解除去組成物を提供する。 The present disclosure comprises a main agent for dissolving and removing scales containing metal oxides adhering to a base material, a base material reaction product-generating component for reacting with the base material to generate a reaction product, and a base material for dissolving and removing the reaction product. and a material reactant dissolving component.

本開示は、金属酸化物を含むスケールが付着した母材を含む洗浄対象を洗浄する方法であって、前記洗浄対象を主剤、母材反応物生成成分および母材反応物溶解成分を含む洗浄液で洗浄し、主剤によって前記母材から前記スケールの少なくとも一部を溶解除去し、母材反応物生成成分を前記母材と反応させて前記母材と前記スケールの間に反応物を生成させ、母材反応物溶解成分によって前記反応物を溶解除去する、洗浄方法を提供する。 The present disclosure is a method for cleaning an object to be cleaned including a base material to which scales containing metal oxides are attached, wherein the object to be cleaned is cleaned with a cleaning solution containing a main agent, a base material reactant-generating component, and a base material reactant-dissolving component. washing to dissolve and remove at least a portion of the scale from the base material with a base material; reacting a base material reactant-producing component with the base material to form a reactant between the base material and the scale; A cleaning method is provided in which the reactant is dissolved away by a material reactant dissolving component.

上記開示では、主剤によってスケール表面からスケールの少なくとも一部を溶解除去することに加え、母材反応物生成成分をスケールが溶解除去されて露出した母材表面と反応させて母材表面とスケールの間に母材反応物を生成し、その母材反応物を母材反応物溶解成分で溶解することで、スケールと母材の間に隙間を生じさせ、溶解途中のスケールであっても、洗浄液の流体力で母材からスケールを剥離除去できる。 In the above disclosure, in addition to dissolving and removing at least a portion of the scale from the scale surface with the main agent, the base material reaction product component is reacted with the base material surface exposed by dissolving and removing the scale, thereby separating the base material surface and the scale. By generating a base material reactant between the base material and dissolving the base material reactant with the base material reactant dissolving component, a gap is generated between the scale and the base material, and even if the scale is in the process of dissolution, the cleaning liquid The scale can be peeled off and removed from the base material by the fluid force of

上記開示では、2つの除去機構によりスケールを除去することによって、主剤で溶解除去していた従来法よりも短時間で洗浄を完了できる。 In the above disclosure, by removing scales with two removal mechanisms, cleaning can be completed in a shorter time than the conventional method of dissolving and removing with a main agent.

母材反応物が生成されるイメージ図である。FIG. 2 is an image diagram of generation of a base material reactant; 母材反応物のより具体的なイメージ図である。It is a more specific image diagram of the base material reactant. スケール除去(剥離)機構のイメージ図である。FIG. 4 is an image diagram of a scale removing (peeling) mechanism; スケール除去(剥離)のより具体的なイメージ図である。It is a more specific image diagram of scale removal (peeling). スケール除去性の評価図である。FIG. 2 is an evaluation diagram of scale removal properties; 防食性の評価図である。It is a corrosion-resistant evaluation figure. 主剤、母材反応物生成成分および母材反応物溶解成分の有無が、スケール除去性および防食性に与える影響を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing the effects of the presence or absence of a base material, a base material reactant-producing component, and a base material reactant-dissolving component on scale removal and corrosion resistance. 主剤の含有量を変化させた結果を示す図である。It is a figure which shows the result of having changed the content of a main agent. 主剤の含有量とスケール除去面積率との関係を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the content of the main agent and the scale removal area ratio. 母材反応物生成成分の含有量を変化させた結果を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing the results of varying the content of the matrix reactant-generating component; 母材反応物生成成分の含有量とスケール除去面積率との関係を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the content of base material reaction product-producing components and the scale removal area ratio; 母材反応物溶解成分の含有量を変化させた結果を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing the results of changing the content of base material reactant dissolved components. 母材反応物溶解成分の含有量とスケール除去面積率との関係を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the content of components dissolved in base material reactants and the scale removal area ratio; 母材反応物溶解成分の含有量と腐食量との関係を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the content of base metal reactant dissolved components and the amount of corrosion; 母材反応物溶解成分の含有量と硫黄残量との関係を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the content of components dissolved in base material reactants and the amount of residual sulfur. 試験液のpHを変化させた結果を示す図である。It is a figure which shows the result of having changed pH of the test liquid. 試験液のpHとスケール除去面積率との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between pH of a test liquid, and a scale removal area ratio. 主剤の種類を替えた結果を示す図である。It is a figure which shows the result of having changed the kind of main agent. 母材反応物生成成分の種類を替えた結果を示す図である。FIG. 4 shows the results of changing the type of matrix reactant-producing component. 母材反応物溶解成分の種類を替えた結果を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing the results of changing the type of base material reactant dissolved component;

本実施形態における洗浄対象は、母材に、金属酸化物を含むスケールが付着した構成である。母材は、金属からなる。母材は鉄を含む。母材は、モリブデンを含んでもよい。金属酸化物は、酸化鉄(FeおよびFe)等である。 An object to be cleaned in the present embodiment is a structure in which scales containing metal oxides adhere to a base material. The base material is made of metal. The base material contains iron. The matrix may contain molybdenum. Metal oxides include iron oxides (Fe 2 O 3 and Fe 3 O 4 ).

〔溶解除去組成物〕
本実施形態に係る溶解除去組成物は、(A)主剤、(B)母材反応物生成成分および(C)母材反応物溶解成分を含む。
[Dissolution removal composition]
The dissolution removal composition according to the present embodiment includes (A) a base material, (B) a matrix reactant-producing component, and (C) a matrix reactant dissolving component.

(A)主剤は、金属酸化物を含むスケールを溶解できる成分である。主剤は、アミノカルボン酸類、ホスホン酸類およびそれらの塩からなる群から選択され得る。 (A) The main agent is a component capable of dissolving scale containing metal oxides. The main agent can be selected from the group consisting of aminocarboxylic acids, phosphonic acids and salts thereof.

より具体的には、主剤は、1-ヒドロキシエタン-1,1-ジホスホン酸、アミノトリス(メチレンホスホン酸)、エチレンジアミン四酢酸である。 More specifically, the main ingredients are 1-hydroxyethane-1,1-diphosphonic acid, aminotris(methylenephosphonic acid), and ethylenediaminetetraacetic acid.

主剤は、溶解除去組成物の全重量に対して、11重量%以上25重量%以下、好ましくは15重量%以上20重量%以下で含まれ得る。主剤は少なすぎても多すぎてもスケール除去性が不十分となる。 The main ingredient may be contained in an amount of 11% by weight or more and 25% by weight or less, preferably 15% by weight or more and 20% by weight or less, based on the total weight of the dissolution removal composition. If the amount of the main agent is too small or too large, the descalability will be insufficient.

(B)母材反応物生成成分は、母材と反応して反応物を生成する成分である。反応物は防食性を有する。 (B) Matrix reactant-producing component is a component that reacts with the matrix to form a reactant. The reactant has anti-corrosion properties.

母材反応物生成成分は、平面骨格を有するチアゾール系化合物である。 The matrix reactant-generating component is a thiazole-based compound having a planar skeleton.

母材反応物生成成分の平面骨格は、式(1)に示す1,3,4-チアジアゾールを含む。

Figure 2023006495000002
The planar framework of the matrix reactant-generating component comprises a 1,3,4-thiadiazole shown in formula (1).
Figure 2023006495000002

は、チオール基(メルカプタン基)またはアミノ基に置換できる。
は、水素原子、メチル基、メチルチオ基またはチオール基(メルカプタン基)に置換できる。
X 1 can be substituted with a thiol group (mercaptan group) or an amino group.
X2 can be substituted with a hydrogen atom, a methyl group, a methylthio group or a thiol group ( mercaptan group).

より具体的には、母材反応物生成成分は、例えば、2,5-ジメルカプト-1,3,4-チアジアゾール、2-メルカプト-5-メチルチオ-1,3,4-チアジアゾール、1,3,4-チアジアゾール-2-チオール、2-アミノ-5-メルカプト-1,3,4-チアジアゾール、または5-メチル-1,3,4-チアジアゾール-2-チオールである。 More specifically, the matrix reactant-producing components include, for example, 2,5-dimercapto-1,3,4-thiadiazole, 2-mercapto-5-methylthio-1,3,4-thiadiazole, 1,3, 4-thiadiazole-2-thiol, 2-amino-5-mercapto-1,3,4-thiadiazole, or 5-methyl-1,3,4-thiadiazole-2-thiol.

母材反応物生成成分は、溶解除去組成物の全重量に対して、0.003重量%以上0.1重量%以下で含まれるとよい。母材反応物生成成分が少ないと、母材とスケールの間で生成される母材反応物の生成速度が鈍化し、スケール除去性が不十分となる。 The base material reactant-producing component may be included in an amount of 0.003% by weight or more and 0.1% by weight or less based on the total weight of the dissolution removal composition. If the base material reactant-producing component is low, the production rate of the base material reactant produced between the base material and the scale slows down, resulting in insufficient scale removal.

(C)母材反応物溶解成分は、母材反応物を溶解するとともに、母材に防食性を付与できる成分である。 (C) The base metal reactant-dissolving component is a component capable of dissolving the base metal reactant and imparting anti-corrosion properties to the base metal.

母材反応物溶解成分は、チオール基およびカルボン酸基を含有するC3化合物である。C3化合物において、最長の炭素鎖数は3である。炭素鎖数が少ないと、分子構造が小さいため立体障害能が低くなり、溶解後の防食能が低下する。炭素数が多いと、分子構造が大きくなるため反応物への頻度因子が小さくなり、反応物溶解能が低下する。 The matrix reactant soluble component is a C3 compound containing a thiol group and a carboxylic acid group. In C3 compounds, the longest carbon chain is three. When the number of carbon chains is small, the steric hindrance ability is lowered due to the small molecular structure, and the anticorrosion ability after dissolution is lowered. When the number of carbon atoms is large, the molecular structure becomes large, so the frequency factor to the reactant becomes small, and the ability to dissolve the reactant decreases.

より具体的には、母材反応物溶解成分は、3-メルカプトプロピオン酸、チオ乳酸およびそれらの塩からなる群から選択され得る。 More specifically, the matrix reactant dissolving component can be selected from the group consisting of 3-mercaptopropionic acid, thiolactic acid and salts thereof.

母材反応物溶解成分は、溶解除去組成物の全重量に対して、0.7重量%以上5重量%以下で含まれ得る。母材反応物溶解成分が少なすぎると、スケール除去性が低くなり、腐食量が増加する。また、母材反応物溶解成分が少なすぎても多すぎても、洗浄後の母材における硫黄残量が多くなる。残留した硫黄は、ボイラ運転時の腐食原因となるため、少ないことが好ましい。 The matrix reactant dissolving component may comprise from 0.7 wt% to 5 wt% based on the total weight of the dissolving removal composition. If the base material reactant-dissolving component is too small, the descalability will be low and the amount of corrosion will increase. Also, if the base material reactant dissolved component is too small or too large, the remaining amount of sulfur in the base material after washing increases. Since residual sulfur causes corrosion during operation of the boiler, it is preferable that the amount of sulfur is small.

溶解除去組成物は、(D)腐食抑制剤、(E)還元剤および(F)消泡剤を含んでもよい。 The dissolution removal composition may include (D) a corrosion inhibitor, (E) a reducing agent and (F) an antifoaming agent.

(D)腐食抑制剤は、母材における錆発生を抑制する防食成分である。腐食抑制剤は、界面活性剤を含む。界面活性剤は、両性界面活性剤および非イオン界面活性剤である。 (D) Corrosion inhibitor is an anticorrosion component that suppresses the generation of rust in the base material. Corrosion inhibitors include surfactants. Surfactants are amphoteric and nonionic surfactants.

両性界面活性剤としては、2-アルキル-N-カルボキシメチル-N-ヒドロキシエチルイミダゾリニウムベタイン、2-アルキル-N-カルボキシエチル-N-ヒドロキシエチルイミダゾリニウムベタイン、β-アルキルアミノカルボン酸のアルカリ金属塩(例えば、β-アルキルアミノプロピオン酸ナトリウム)およびアルキルアミノジカルボン酸のアルカリ金属塩(例えば3-[ラウリル[3-(ソジオオキシ)-3-オキソプロピル]アミノ]プロピオン酸ナトリウム)が挙げられる。両性界面活性剤としては、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。上記両性界面活性剤はカルボン酸基および窒素原子を有するので、これらの置換基により両性界面活性剤が金属母材の表面に吸着する。これにより、露出した金属母材の表面が硫黄と反応することで生じる金属硫化物の生成量を低減できる。 Amphoteric surfactants include 2-alkyl-N-carboxymethyl-N-hydroxyethylimidazolinium betaine, 2-alkyl-N-carboxyethyl-N-hydroxyethylimidazolinium betaine, β-alkylaminocarboxylic acid Alkali metal salts (eg, sodium β-alkylaminopropionate) and alkali metal salts of alkylaminodicarboxylic acids (eg, sodium 3-[lauryl[3-(sodiooxy)-3-oxopropyl]amino]propionate). . As the amphoteric surfactant, one type may be used alone, or two or more types may be used in combination. Since the amphoteric surfactant has a carboxylic acid group and a nitrogen atom, these substituents allow the amphoteric surfactant to be adsorbed onto the surface of the metal matrix. As a result, the amount of metal sulfide produced by the exposed surface of the metal base material reacting with sulfur can be reduced.

両性界面活性剤の含有量は、溶解除去組成物の全質量に対して、0.001重量%以上10重量%以下、好ましくは0.005重量%以上5重量%以下、より好ましくは0.01重量%以上2重量%以下である。 The amphoteric surfactant content is 0.001% by weight or more and 10% by weight or less, preferably 0.005% by weight or more and 5% by weight or less, more preferably 0.01% by weight, based on the total mass of the dissolution removal composition. % by weight or more and 2% by weight or less.

非イオン界面活性剤としては、ポリオキシアルキレングリコール脂肪酸エステル類、ポリアルキレングリコール脂肪酸エステル類およびポリオキシアルキレンアルキルエーテル類が挙げられる。非イオン界面活性剤としては、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。例えば、金属酸化物を含むスケールの除去および金属母材の腐食抑制の観点から、非イオン界面活性剤は、ポリエチレングリコールモノオレイン酸エステル、ポリエチレングリコールモノラウリン酸エステルおよびポリエチレングリコールモノステアリン酸エステルであることが望ましい。 Nonionic surfactants include polyoxyalkylene glycol fatty acid esters, polyalkylene glycol fatty acid esters and polyoxyalkylene alkyl ethers. As the nonionic surfactant, one type may be used alone, or two or more types may be used in combination. For example, from the viewpoint of removing scales containing metal oxides and suppressing corrosion of metal base materials, the nonionic surfactant is polyethylene glycol monooleate, polyethylene glycol monolaurate, and polyethylene glycol monostearate. is desirable.

非イオン界面活性剤の含有量は、溶解除去組成物の全質量に対して、0.001重量%以上10重量%以下、好ましくは0.005重量%以上5重量%以下、より好ましくは0.01重量%以上2重量%以下である。 The content of the nonionic surfactant is 0.001% by weight or more and 10% by weight or less, preferably 0.005% by weight or more and 5% by weight or less, more preferably 0.005% by weight or more and 5% by weight or less, with respect to the total mass of the dissolution removal composition. 01% by weight or more and 2% by weight or less.

(E)還元剤は、その還元作用によってスケール成分の溶解を促す成分である。還元剤は、還元性の強い硫黄化合物であってよい。還元性の強い硫黄化合物としては、チオ尿素系化合物または亜ジチオン酸塩等が挙げられる。チオ尿素系化合物は、二酸化チオ尿素、グアニルチオ尿素等である。硫黄化合物に含まれる硫黄原子が金属に吸着し保護皮膜を強化する。 (E) The reducing agent is a component that promotes dissolution of scale components by its reducing action. The reducing agent may be a strongly reducing sulfur compound. Examples of strongly reducing sulfur compounds include thiourea compounds and dithionites. Thiourea-based compounds include thiourea dioxide, guanylthiourea, and the like. Sulfur atoms contained in sulfur compounds adsorb to the metal and strengthen the protective film.

還元性の強い硫黄化合物の含有量は、溶解除去組成物の全質量に対して、0.01重量%以上1重量%以下、好ましくは0.01重量%以上0.1重量%以下、より好ましくは0.02重量%以上0.08重量%以下である。0.01重量%未満ではスケール除去性が不十分となる。1重量%を超えると、防食性が不十分となる。 The content of the strongly reducing sulfur compound is 0.01% by weight or more and 1% by weight or less, preferably 0.01% by weight or more and 0.1% by weight or less, more preferably 0.1% by weight or less, relative to the total mass of the dissolution removal composition. is 0.02% by weight or more and 0.08% by weight or less. If it is less than 0.01% by weight, the descalability will be insufficient. If it exceeds 1% by weight, the corrosion resistance will be insufficient.

還元剤は、酸素還元性を有する有機酸を含んでもよい。酸素還元性を有する有機酸には、酸素除去性および持続性に優れる成分を選定するとよい。そのような有機酸としては、アスコルビン酸およびエルソルビン酸(Erythorbic acid)等が挙げられる。 The reducing agent may include an organic acid having oxygen reducing properties. For the organic acid having oxygen reducing properties, it is preferable to select a component that is excellent in oxygen removal properties and persistence. Such organic acids include ascorbic acid and Erythorbic acid.

酸素還元性を有する有機酸の含有量は、溶解除去組成物の全質量に対して、0.01重量%以上8重量%以下、好ましくは0.1重量%以上5重量%以下、より好ましくは0.5重量%以上3重量%以下である。0.01%重量%未満ではスケール除去性が不十分となる。8重量%を超えると、防食性が不十分となる。 The content of the oxygen reducing organic acid is 0.01% by weight or more and 8% by weight or less, preferably 0.1% by weight or more and 5% by weight or less, more preferably 0.1% by weight or more and 5% by weight or less, based on the total mass of the dissolution removal composition It is 0.5% by weight or more and 3% by weight or less. If it is less than 0.01% by weight, the descalability will be insufficient. If it exceeds 8% by weight, the corrosion resistance will be insufficient.

(F)消泡剤は、溶解除去組成物の泡立ちを抑制する成分である。消泡剤は、例えば、シリコーン系消泡剤であってよい。 (F) Antifoaming agent is a component that suppresses foaming of the dissolution-removing composition. The antifoam agent may be, for example, a silicone antifoam agent.

溶解除去組成物のpHは、5以上7以下である。pHは水酸化ナトリウム(NaOH)および水酸化カリウム(KOH)等で調整されうる。 The pH of the dissolution removal composition is 5 or more and 7 or less. The pH can be adjusted with sodium hydroxide (NaOH) and potassium hydroxide (KOH) and the like.

〔洗浄方法〕
上記溶解除去組成物を洗浄液として用い、洗浄対象を洗浄することで、母材に付着したスケールを除去する。
[Washing method]
The dissolution-removing composition is used as a cleaning liquid to clean the object to be cleaned, thereby removing the scale adhering to the base material.

洗浄時間は、スケールの性状および量に応じて適宜設定され得る。例えば、酸化鉄を含むスケールが10~20mg/cm付着している場合、洗浄時間は、20時間から50時間程度である。 The cleaning time can be appropriately set according to the properties and amount of scale. For example, when 10 to 20 mg/cm 2 of scale containing iron oxide is adhered, the washing time is about 20 to 50 hours.

洗浄液の温度は、15~55℃程度であってよい。洗浄液の温度は、55℃より高くてもよい。 The temperature of the cleaning liquid may be about 15-55°C. The temperature of the cleaning liquid may be higher than 55°C.

例えば、洗浄対象が発電プラントの伝熱管である場合、伝熱管内に洗浄液を循環させて(循環洗浄)、または、伝熱管内を循環液で満たして静置して(浸漬洗浄)、洗浄対象を洗浄する。循環洗浄を行う際、好ましくは洗浄液を脈動させる(スウィングブロー)。洗浄液を脈動させることで、洗浄液の流体力に強弱が発生し、効果的にスケールを剥離除去することができる。 For example, when the object to be cleaned is a heat transfer tube in a power plant, the cleaning solution is circulated inside the heat transfer tube (circulation cleaning), or the inside of the heat transfer tube is filled with the circulating fluid and left to stand (immersion cleaning). to wash. When performing circulating cleaning, the cleaning liquid is preferably pulsated (swing blow). By pulsating the cleaning liquid, the strength of the fluid force of the cleaning liquid is generated, and the scale can be effectively peeled off and removed.

本実施形態に係る溶解除去組成物および洗浄方法は、発電プラント等の鉄を主成分とする配管内に付着するスケール(特に鉄錆)を除去するのに好適である。本実施形態に係る溶解除去組成物およびそれを用いた洗浄方法は、発電プラントや化学プラントの熱交換器および内燃機の冷却ジャケット等に付着した鉄系酸化物および/または水酸化物の除去にも広く転用可能である。 The dissolution-removal composition and cleaning method according to the present embodiment are suitable for removing scale (particularly iron rust) adhering to the inside of pipes containing iron as a main component in power plants and the like. The dissolution-removing composition according to the present embodiment and the cleaning method using the same are also used to remove iron-based oxides and/or hydroxides adhering to heat exchangers of power plants and chemical plants, cooling jackets of internal combustion engines, etc. It is widely transferable.

図1~4に、本実施形態の溶解除去組成物を用いた洗浄のイメージ図を示す。図1は、母材反応物が生成されるイメージ図である。図2は、母材反応物のより具体的なイメージ図である。図3は、スケール除去(剥離)機構のイメージ図である。図4は、スケール除去(剥離)のより具体的なイメージ図である。 1 to 4 show image diagrams of cleaning using the dissolution removal composition of the present embodiment. FIG. 1 is an image diagram of generation of a base material reactant. FIG. 2 is a more specific image diagram of the base material reactant. FIG. 3 is an image diagram of a scale removing (peeling) mechanism. FIG. 4 is a more specific image diagram of scale removal (peeling).

本実施形態に係る溶解除去組成物を洗浄液として用いた洗浄では、洗浄液に含まれる主剤によって母材からスケール(図1では酸化鉄スケール)が溶解除去される。 In cleaning using the dissolution-removing composition according to the present embodiment as a cleaning liquid, scale (iron oxide scale in FIG. 1) is dissolved and removed from the base material by the main agent contained in the cleaning liquid.

洗浄対象に付着しているスケールは、膜厚が不均一であり、クラックが存在し得る。 The scale adhering to the object to be cleaned has a non-uniform film thickness and may have cracks.

スケールの隙間、または、主剤によりスケールが溶解された箇所では、図1に示すように、母材が露出している。母材の露出部分では、母材反応物生成成分が母材中のMoFe成分(Mon+およびFe2+)と反応し、スケールと母材との間に母材反応物が生成される。母材反応物は、極薄膜であるが、母材腐食を抑制できる。 As shown in FIG. 1, the base material is exposed at the gaps between the scales or at the locations where the scales have been dissolved by the main agent. In the exposed portion of the base metal, the base metal reactant-producing components react with the MoFe components (Mo n+ and Fe 2+ ) in the base metal to form base metal reactants between the scale and the base metal. Although the base material reactant is an extremely thin film, it can suppress base material corrosion.

母材反応物生成成分は、有機環中にヘテロ原子を含む平面骨格を有する。このヘテロ原子が有する非共有電子対が母材金属に対して高い反応性を示し、スケールと母材との間に図2に示されるような層状の強固な反応物(母材反応物)が生成される。 The matrix reactant producing component has a planar framework containing heteroatoms in the organic rings. The lone pair of electrons possessed by this heteroatom exhibits high reactivity with the base material metal, and a strong layered reactant (base material reactant) as shown in FIG. 2 is formed between the scale and the base material. generated.

母材反応物溶解成分は、母材反応物を溶解する。スケールと母材との間に生成された母材反応物が溶解されると、図3に示すように、スケールと母材との間に隙間が生じ、スケールが剥離しやすくなる。 The matrix reactant dissolving component dissolves the matrix reactant. When the base material reactant generated between the scale and the base material is dissolved, a gap is generated between the scale and the base material, as shown in FIG. 3, and the scale tends to separate.

また、図4に示されるように、母材反応物溶解成分により溶解された母材反応物は、母材表面から除去される。この際、母材反応物上にあるスケールは洗浄液の流体力によって剥離除去され得る。露出した母材には母材反応物溶解成分が吸着し、母材に防食性を付与する。 Also, as shown in FIG. 4, the matrix reactant dissolved by the matrix reactant dissolving component is removed from the matrix surface. At this time, the scale on the base material reactant can be peeled off and removed by the fluid force of the cleaning liquid. Components dissolved in the reactants of the base material are adsorbed on the exposed base material, thereby imparting anticorrosion properties to the base material.

主剤、母材反応物生成成分および母材反応物溶解成分が共存する溶解除去組成物を用いることで、スケールを除去しつつ、母材を防食できる。 By using a dissolution-removal composition in which the base material, the base material reactant-generating component, and the base material reactant-dissolving component coexist, the base material can be protected from corrosion while removing scale.

なお、本実施形態に係る洗浄方法では、剥離したスケールを回収する工程を備えていてもよい。 In addition, the cleaning method according to the present embodiment may include a step of collecting exfoliated scale.

次に、上記溶解除去組成物における成分の選定根拠について説明する。 Next, the grounds for selecting the components in the dissolution removal composition will be described.

溶解除去組成物(試験液)のベース組成は以下の通りとし、各成分の含有量または種類を適宜変更して、溶解除去組成物のスケール除去性、防食性および洗浄後の硫黄残量を評価するための試験を実施した。 The base composition of the dissolution removal composition (test solution) is as follows, and the content or type of each component is changed as appropriate to evaluate the scale removal performance, corrosion resistance, and sulfur residue after washing of the dissolution removal composition. We conducted a test to

1.試験液
1.1 ベース組成(pH5.5)
成分A:1-ヒドロキシエタン-1,1-ジホスホン酸 15重量%
成分B:2,5-ジメルカプト-1,3,4-チアジアゾール(MTD) 0.0015重量%
成分C:3-メルカプトプロピオン酸 1.5重量%
成分D-1:3-[ラウリル[3-(ソジオオキシ)-3-オキソプロピル]アミノ]プロピオン酸 0.5重量%
成分D-2:ポリオキシアルキレンオレイルエーテル 0.1重量%
成分E:亜ジチオン酸ナトリウム 0.1重量%
成分F:シリコーン系消泡剤 0.015重量%
1. Test liquid 1.1 Base composition (pH 5.5)
Component A: 1-hydroxyethane-1,1-diphosphonic acid 15% by weight
Component B: 2,5-dimercapto-1,3,4-thiadiazole (MTD) 0.0015% by weight
Component C: 1.5% by weight of 3-mercaptopropionic acid
Component D-1: 3-[lauryl[3-(sodiooxy)-3-oxopropyl]amino]propionic acid 0.5% by weight
Component D-2: Polyoxyalkylene oleyl ether 0.1% by weight
Component E: Sodium dithionite 0.1% by weight
Component F: Silicone antifoaming agent 0.015% by weight

1.2 製造方法
試験液は、純水に、(A)主剤、(B)母材反応物生成成分、(C)母材反応物溶解成分、(D-1)両性界面活性剤、(D-2)非イオン界面活性剤、(E)還元剤および(F)消泡剤を室温にて順次添加して混合し、水酸化カリウム(KOH)を用いてpHを調整して製造した。
1.2 Manufacturing method The test liquid consists of pure water, (A) main agent, (B) base material reactant-generating component, (C) base material reactant-dissolving component, (D-1) amphoteric surfactant, (D -2) A nonionic surfactant, (E) a reducing agent and (F) an antifoaming agent were sequentially added and mixed at room temperature, and potassium hydroxide (KOH) was used to adjust the pH.

2.スケール除去性
2.1 試験体の作成
まず、内面にマグネタイト(Fe)およびヘマタイト(Fe)が付着したボイラ火炉抜管チューブを長さ24mmに切断した後、縦に半割りした。次に、スケール付着部分以外、すなわち、チューブ外周および切断面をエポキシ樹脂で被覆した。
2. 2. Scale removal property 2.1 Preparation of test specimen First, a boiler furnace extubation tube having magnetite (Fe 3 O 4 ) and hematite (Fe 2 O 3 ) adhered to the inner surface was cut into a length of 24 mm, and then divided in half lengthwise. . Next, the outer periphery of the tube and the cut surface were coated with an epoxy resin except for the portion where the scale was adhered.

試験体(半割チューブ2つ)におけるスケール付着部分の表面積は、12.1cmであった。試験体におけるスケール付着量は、マグネタイト18mg/m、ヘマタイト0.6mg/cmであった。 The surface area of the scale-adhered part in the test piece (two half-split tubes) was 12.1 cm 2 . The amount of scale adhered to the specimen was 18 mg/m 2 for magnetite and 0.6 mg/cm 2 for hematite.

2.2 洗浄試験
図5に示すように、直径30mmのアクリルビーカーに回転子を入れ、孔をあけた直径26mmの台を回転子にかぶせるよう設置した。スケール付着面が内側になるように、台の上に半割チューブ2つ(試験体)を置いた。スケール付着部分の表面積に対する比率が1.3(mL/cm)となるよう、アクリルビーカー内に試験液15.7mLを投入した。
2.2 Cleaning test As shown in Fig. 5, a rotor was placed in an acrylic beaker with a diameter of 30 mm, and a table with a diameter of 26 mm with a hole was placed so as to cover the rotor. Two half-split tubes (specimen) were placed on the table so that the scale-adhered surface was on the inside. 15.7 mL of the test liquid was poured into the acrylic beaker so that the ratio of the scale-adhered portion to the surface area was 1.3 (mL/cm 2 ).

大気環境下でアクリルビーカーをゴム栓で密閉し、スターラー付き恒温水槽中に設置した。恒温水槽の液温は40℃とした。スターラーで撹拌しながら30時間反応させた後、試験体をアクリルビーカーから取り出した。 The acrylic beaker was sealed with a rubber stopper under atmospheric conditions and placed in a constant temperature water bath with a stirrer. The liquid temperature in the constant temperature water bath was set at 40°C. After reacting for 30 hours while stirring with a stirrer, the specimen was taken out from the acrylic beaker.

取り出した試験体を数秒間水洗した後、80℃に加熱したヒドラジン水溶液(0.05重量%)中で30分間、防錆処理をした。 After the sample was washed with water for several seconds, it was subjected to antirust treatment in an aqueous hydrazine solution (0.05% by weight) heated to 80° C. for 30 minutes.

防錆処理した後の試験体について、目視でスケール残面積を確認し、以下の式(2)にてスケール除去面積率(%)を算出した。 After the rust-proofing treatment, the scale remaining area was visually confirmed, and the scale-removed area ratio (%) was calculated by the following formula (2).

スケール除去面積率(%)
=(初期スケール面積-スケール残面積)/初期スケール面積×100 ・・・(2)
Scale removal area ratio (%)
=(initial scale area−scale remaining area)/initial scale area×100 (2)

3.防食性
3.1 試験体の作成
スケールの付着していないボイラチューブ(STBA23)を縦に半割した後、横5cmに切断した。#150のサンドペーパーで研磨後、トルエン、アセトンで順次脱脂し、試験体とした。試験体の表面積は26cmであった。
3. 3. Corrosion Resistance 3.1 Preparation of Test Specimen A scale-free boiler tube (STBA23) was cut in half lengthwise and then cut into 5 cm wide pieces. After polishing with #150 sandpaper, it was degreased with toluene and acetone in order to prepare a test piece. The surface area of the specimen was 26 cm 2 .

3.2 腐食試験
図6に示すように、ガラス容器に回転子を入れ、孔をあけた台を回転子にかぶせるよう設置し、台の上に試験体を置いた。試験体の表面積に対する比率が4(mL/cm)となるよう、ガラス容器内に試験液104mLを投入した。
3.2 Corrosion Test As shown in Fig. 6, a rotor was placed in a glass container, a perforated stand was placed over the rotor, and a test specimen was placed on the stand. 104 mL of the test liquid was put into the glass container so that the ratio to the surface area of the test body was 4 (mL/cm 2 ).

溶解時の全鉄量が2.25重量%となるように試薬酸化鉄粉末を試験液に投入して、大気環境下でガラス容器に蓋をして密閉した。試薬酸化鉄粉末は、試薬マグネタイト粉末および試薬ヘマタイト粉末を9:1で含む。 The reagent iron oxide powder was added to the test solution so that the total iron content at the time of dissolution was 2.25% by weight, and the glass container was sealed with a lid in an atmospheric environment. The reagent iron oxide powder contains a 9:1 ratio of reagent magnetite powder and reagent hematite powder.

スターラーで撹拌しながら、40℃で20時間放置した後、試験体をガラス容器から取り出した。取り出した試験体を数秒間水洗した後、80℃に加熱したヒドラジン水溶液(0.05重量%)中で30分間、防錆処理をした。 After standing at 40° C. for 20 hours while stirring with a stirrer, the specimen was taken out from the glass container. After the sample was washed with water for several seconds, it was subjected to antirust treatment in an aqueous hydrazine solution (0.05% by weight) heated to 80° C. for 30 minutes.

試験前後の試験体の重量変化から、腐食量(mg/cm)を算出した。 The amount of corrosion (mg/cm 2 ) was calculated from the weight change of the specimen before and after the test.

4.硫黄残量
上記2.2と同様に洗浄し、アクリルビーカーから取り出して数秒間水洗した後の試験体に下記の処理(リンス処理)を行った。
4. Remaining amount of sulfur Washed in the same manner as in 2.2 above, removed from the acrylic beaker, washed with water for several seconds, and then subjected to the following treatment (rinse treatment).

まず、過酸化水素水(2重量%)に試験体を浸漬した。50℃の恒温槽中で1時間撹拌した後、試験体を2重量%クエン酸水溶液に移した。2重量%クエン酸水溶液量は、試験体の表面積に対して1.3倍とした。 First, the specimen was immersed in a hydrogen peroxide solution (2% by weight). After stirring for 1 hour in a constant temperature bath at 50°C, the specimen was transferred to a 2% by weight citric acid aqueous solution. The amount of the 2% by weight aqueous citric acid solution was 1.3 times the surface area of the specimen.

50℃の恒温槽中で1時間撹拌した後、試験体をヒドラジン水溶液に移し、防錆処理を行った。試験体を十分に乾燥させ、走査型電子顕微鏡(SEM)により元素分析(EDX)を行った。電圧20kV、拡大倍率200倍で、測定位置を変えながら3点測定して平均をとり、硫黄元素の重量%を求めた。 After stirring for 1 hour in a constant temperature bath at 50°C, the specimen was transferred to an aqueous hydrazine solution for antirust treatment. The specimens were thoroughly dried and subjected to elemental analysis (EDX) by scanning electron microscopy (SEM). At a voltage of 20 kV and a magnification of 200, measurements were taken at three points while changing the measurement position, and the average was taken to determine the weight percent of sulfur element.

硫黄残量は、0.4重量%以上0.8重量%未満であってよく、0.4重量%未満であると好ましい。 The residual amount of sulfur may be 0.4% by weight or more and less than 0.8% by weight, preferably less than 0.4% by weight.

5.結果
5.1 成分A,B,Cの作用効果
図7に、成分A(主剤)、成分B(母材反応物生成成分)および成分C(母材反応物溶解成分)の有無が、スケール除去性および防食性に与える影響を示す。
5. Results 5.1 Effects of components A, B, and C Fig. 7 shows that the presence or absence of component A (base material), component B (base material reactant-generating component), and component C (base material reactant-dissolving component) indicates scale removal. and the effect on corrosion resistance.

ベース組成の試験液を用いた洗浄では、スケール除去面積率が90%、腐食量が2.6mg/cmであった。 In cleaning using the test liquid of the base composition, the scale removal area ratio was 90% and the corrosion amount was 2.6 mg/cm 2 .

スケール除去面積率は、40%以上であってよく、70%以上であることが好ましい。スケール除去面積率の合格判定基準を70%としても、ベース組成の試験液は合格判定基準を満たす。 The scale removal area ratio may be 40% or more, preferably 70% or more. Even if the acceptance criterion for the scale removal area ratio is set at 70%, the test liquid having the base composition satisfies the acceptance criterion.

腐食量は、5~10mg/cmであってよく、5mg/cm未満であることが好ましい。腐食量(防食性)の合格判定基準を5mg/cm未満としても、ベース組成の試験液は合格判定基準を満たす。 The corrosion amount may be 5-10 mg/cm 2 and is preferably less than 5 mg/cm 2 . Even if the acceptance criterion for the amount of corrosion (corrosion resistance) is less than 5 mg/cm 2 , the test solution with the base composition satisfies the acceptance criterion.

成分Aを含まない試験液では、スケール除去面積率が低くなり、合格判定基準を満たさなかった。この結果から、成分Aの有無が、スケール除去性に影響を与えることが確認された。 The test solution containing no component A had a low scale removal area ratio and did not satisfy the acceptance criteria. From this result, it was confirmed that the presence or absence of component A affects the scale removal property.

成分Bを含まない試験液では、スケール除去面積率が20%であった。成分Cを含まない試験液では、スケール除去面積率が90%であった。成分Bおよび成分Cを含まない試験液ではスケール除去面積率が90%となった。このことから、成分Cを含まなければ、腐食反応により成分A単独で高いスケール除去性が示されるが、成分Cを含む場合には、成分Bの有無がスケール除去性に影響を与えることが示唆された。 The test solution containing no component B had a scale removal area ratio of 20%. The test solution containing no component C had a scale removal area ratio of 90%. The test solution containing neither component B nor component C had a scale removal area ratio of 90%. This suggests that when component C is not included, component A alone exhibits high descalability due to corrosion reaction, but when component C is included, the presence or absence of component B affects descalability. was done.

成分Aを含まない試験液および成分Bを含まない試験液では、腐食量が5mg/cm未満であり、合格判定基準を満たしていた。一方、成分Cを含まない試験液では、腐食量が46.1mg/cmとなり、合格判定基準を満たさなかった。これにより、成分Cの有無が、防食性に影響を与えることが確認された。 The test solution containing no component A and the test solution containing no component B had a corrosion amount of less than 5 mg/cm 2 , satisfying the acceptance criteria. On the other hand, the test solution containing no component C had a corrosion amount of 46.1 mg/cm 2 , which did not meet the acceptance criteria. From this, it was confirmed that the presence or absence of component C affects the anticorrosion properties.

上記結果によれば、成分A,成分Bおよび成分Cが共存する試験液が、スケール除去性が最も高く、かつ、防食性に優れていた。付着しているスケール量が同じであれば、上記実施形態に係る溶解除去組成物を用いることで、洗浄時間を短縮できる。 According to the above results, the test solution in which component A, component B and component C coexist was the highest in scale removal and excellent in corrosion resistance. If the amount of adhering scale is the same, the cleaning time can be shortened by using the dissolution removal composition according to the above embodiment.

5.2 主剤の含有量
図8に、試験液の主剤(成分A)の含有量を0~28重量%で変化させた結果を示す。図9は、主剤の含有量とスケール除去面積率との関係を示す図である。同図において、横軸は試験液における主剤の含有量(重量%)、縦軸はスケール除去面積率(%)である。
5.2 Content of main agent Fig. 8 shows the results of changing the content of the main agent (component A) in the test solution from 0 to 28% by weight. FIG. 9 is a diagram showing the relationship between the content of the main agent and the scale removal area ratio. In the figure, the horizontal axis is the content (% by weight) of the main agent in the test solution, and the vertical axis is the scale removal area ratio (%).

図8および図9によれば、主剤の含有量が少なすぎても、多すぎても、スケール除去面積率は低くなった。これは、主剤の含有量が少ないことでスケール溶解速度が低くなる一方で、主剤の含有量が多いことで試験液の粘度と水分量が低下してスケール溶解速度が低くなったことに起因すると推測される。 According to FIGS. 8 and 9, the scale removal area ratio was low when the content of the main agent was too small or too large. This is attributed to the fact that while the content of the base compound is low, the scale dissolution rate is low, while the viscosity and water content of the test solution are lowered due to the high content of the base compound, resulting in a low scale dissolution rate. guessed.

主剤の含有量が11重量%以上25重量%以下の試験液(No.4~6)で、スケール除去面積率は70%以上となった。主剤の含有量が15重量%以上20重量%では、90%程度のスケール除去面積率となった。 In the test liquids (Nos. 4 to 6) having a base agent content of 11% by weight or more and 25% by weight or less, the scale removal area ratio was 70% or more. When the content of the main agent was 15% by weight or more and 20% by weight, the scale removal area ratio was about 90%.

図9によれば、主剤の含有量が10重量%の試験液(No.3)と、11重量%の試験液(No.4)との間で、スケール除去面積率が顕著に変化することがわかる。主剤の含有量が25重量%の試験液(No.6)の後でも、スケール除去面積率は顕著に変化しているようであった。 According to FIG. 9, the scale removal area ratio changes significantly between the test liquid (No. 3) with a main agent content of 10% by weight and the test liquid (No. 4) with a main agent content of 11% by weight. I understand. Even after the test solution (No. 6) containing 25% by weight of the main agent, the scale removal area rate seemed to change significantly.

腐食量については、試験液No.1~7のいずれにおいても、5mg/cmを下回り、合格判定基準を満たしていた(図8参照)。 Regarding the amount of corrosion, the test solution No. All of 1 to 7 were below 5 mg/cm 2 and satisfied the acceptance criteria (see FIG. 8).

5.3 母材反応物生成成分の含有量
図10に、試験液の母材反応物生成成分(成分B)の含有量を0~0.004重量%で変化させた結果を示す。図11は、母材反応物生成成分の含有量とスケール除去面積率との関係を示す図である。同図において、横軸は試験液における母材反応物生成成分の含有量(重量%)、縦軸はスケール除去面積率(%)である。
5.3 Content of Matrix Reaction Product-Generating Component FIG. 10 shows the results of varying the content of the matrix reaction product-generating component (component B) in the test solution from 0 to 0.004% by weight. FIG. 11 is a diagram showing the relationship between the content of base material reaction product-producing components and the scale removal area ratio. In the figure, the horizontal axis is the content (% by weight) of the base material reaction product-forming component in the test solution, and the vertical axis is the scale removal area ratio (%).

図10および図11によれば、母材反応物生成成分の含有量が増えるにつれて、スケール除去面積率は高くなった。図11によれば、母材反応物生成成分の含有量が0.003重量%以上の試験液で、スケール除去面積率が70%以上となることがわかる。 According to FIGS. 10 and 11, the scale removal area ratio increased as the content of the base material reaction product-generating component increased. According to FIG. 11, it can be seen that the scale removal area ratio is 70% or more for the test liquid containing the base material reaction product-forming component in an amount of 0.003% by weight or more.

腐食量については、試験液No.8~11のいずれにおいても、5mg/cmを下回っていた(図10参照)。 Regarding the amount of corrosion, the test solution No. All of 8 to 11 were below 5 mg/cm 2 (see FIG. 10).

5.4 母材反応物溶解成分の含有量
図12に、試験液の母材反応物溶解成分(成分C)の含有量を0~5.5重量%で変化させた結果を示す。図13は、母材反応物溶解成分の含有量とスケール除去面積率との関係を示す図である。同図において、横軸は試験液における母材反応物溶解成分の含有量(重量%)、縦軸はスケール除去面積率(%)である。図14は、母材反応物溶解成分の含有量と腐食量との関係を示す図である。同図において、横軸は試験液における母材反応物溶解成分の含有量(重量%)、縦軸は腐食量(mg/cm)である。図15は、母材反応物溶解成分の含有量と硫黄残量との関係を示す図である。同図において、横軸は試験液における母材反応物溶解成分の含有量(重量%)、縦軸は硫黄残量(重量%)である。
5.4 Content of Base Material Reactant Dissolving Component FIG. 12 shows the results of changing the content of the base material reactant dissolving component (component C) in the test solution from 0 to 5.5% by weight. FIG. 13 is a diagram showing the relationship between the content of base material reactant dissolved components and the scale removal area ratio. In the figure, the horizontal axis represents the content (% by weight) of the component dissolved in the base material reactant in the test solution, and the vertical axis represents the scale removal area ratio (%). FIG. 14 is a diagram showing the relationship between the content of base material reactant dissolved components and the amount of corrosion. In the figure, the horizontal axis represents the content (% by weight) of the component dissolved in the base material reactant in the test liquid, and the vertical axis represents the corrosion amount (mg/cm 2 ). FIG. 15 is a diagram showing the relationship between the content of base material reactant dissolved components and the amount of residual sulfur. In the figure, the horizontal axis represents the content (% by weight) of the component dissolved in the base metal reactant in the test solution, and the vertical axis represents the remaining amount of sulfur (% by weight).

図12および図13によれば、母材反応物溶解成分が含まれない試験液(No.12)では、スケール除去面積率が90%であった。母材反応物溶解成分を添加すると、一旦、スケール除去面積率は45%まで低下したが、その後、上昇に転じ、母材反応物溶解成分の含有量が0.7重量%以上含まれる試験液(No.15~17)では、スケール除去面積率が85%以上となった。 12 and 13, the test solution (No. 12) containing no components dissolved in the base material reactant had a scale removal area ratio of 90%. When the base material reactant-dissolving component was added, the scale removal area ratio once decreased to 45%, but then turned to increase, and the test liquid containing the base material reactant-dissolving component content of 0.7% by weight or more. In (Nos. 15 to 17), the scale removal area ratio was 85% or more.

図12および図14によれば、腐食量は、母材反応物溶解成分が含まれない試験液(No.12)で10mg/cmを大きく超えていたが、母材反応物溶解成分の含有量が増えるにつれて低下した。母材反応物溶解成分の含有量が0.7重量%以上の試験液(No.15~17)で、腐食量は5mg/cmよりも低くなった。 According to FIGS. 12 and 14, the corrosion amount greatly exceeded 10 mg/cm 2 in the test solution (No. 12) that did not contain the base metal reactant dissolved component, but the base metal reactant dissolved component decreased as the amount increased. In the test liquids (Nos. 15 to 17) containing 0.7% by weight or more of the component dissolved in the base metal reactant, the corrosion amount was lower than 5 mg/cm 2 .

図12および図15によれば、リンス処理後の硫黄残量は、母材反応物溶解成分の含有量の増加とともに一旦低下したが、母材反応物溶解成分の含有量が増えすぎると、上昇に転じた。母材反応物溶解成分の含有量が0.7重量%以上5重量%以下の試験液(No.15,16)で、リンス処理後の硫黄残量を0.4重量%未満に抑えられた。 According to FIGS. 12 and 15, the remaining amount of sulfur after rinsing decreased once as the content of the base metal reactant dissolved component increased, but increased when the content of the base metal reactant dissolved component increased too much. turned into With test solutions (Nos. 15 and 16) containing 0.7% by weight or more and 5% by weight or less of components dissolved in base material reactants, the amount of sulfur remaining after rinsing was suppressed to less than 0.4% by weight. .

5.5 pH
図16に、試験液のpHを5.5~9.0の範囲で変化させた結果を示す。図17は、試験液のpHとスケール除去面積率との関係を示す図である。同図において、横軸は試験液のpH、縦軸はスケール除去面積率(%)である。
5.5 pH
FIG. 16 shows the results of changing the pH of the test solution in the range of 5.5 to 9.0. FIG. 17 is a diagram showing the relationship between the pH of the test liquid and the scale removal area ratio. In the figure, the horizontal axis is the pH of the test solution, and the vertical axis is the scale removal area ratio (%).

試験液のpHが高いと、スケール除去面積率は低くなった。図17によれば、pHが7以下であれば、スケール除去面積率が70%以上となる。 The higher the pH of the test solution, the lower the scale removal area ratio. According to FIG. 17, if the pH is 7 or less, the scale removal area ratio is 70% or more.

腐食量は、pHが高くなるにつれて上昇し、pH7以下で、腐食量が5mg/cmを下回ると考えられた。 It was thought that the corrosion amount increased as the pH increased, and that the corrosion amount fell below 5 mg/cm 2 at pH 7 or less.

5.6 主剤の種類
図18に、主剤(成分A)の種類を替えた結果を示す。
成分Aとして、1-ヒドロキシエタン-1,1-ジホスホン酸、アミノトリス(メチレンホスホン酸)、エチレンジアミン四酢酸を用いた試験液では、スケール除去面積率が80%以上、腐食量は5mg/cm未満、硫黄残量は0.4重量%未満となった。
5.6 Kinds of main agent Fig. 18 shows the results of changing the kind of the main agent (component A).
In the test liquid using 1-hydroxyethane-1,1-diphosphonic acid, aminotris (methylene phosphonic acid), and ethylenediaminetetraacetic acid as component A, the scale removal area ratio was 80% or more, and the corrosion amount was 5 mg/cm 2 . less than 0.4% by weight.

一方、成分Aとしてクエン酸を用いた試験液では、スケール除去面積率は低くなり、腐食量は5mg/cmよりも高くなった。 On the other hand, in the test liquid using citric acid as component A, the scale removal area ratio was low and the corrosion amount was higher than 5 mg/cm 2 .

5.7 母材反応物生成成分の種類
図19に、母材反応物生成成分(成分B)の種類を替えた結果を示す。
成分Bとして、2,5-ジメルカプト-1,3,4-チアジアゾール、2-メルカプト-5-メチルチオ-1,3,4-ジアジアゾール、1,3,4-チアジアゾール-2-チオール、2-アミノ-5-メルカプト-1,3,4-チアジアゾール、または5-メチル-1,3,4-チアジアゾール-2-チオールを用いた試験液では、スケール除去面積率が80%以上、腐食量は5mg/cm未満、硫黄残量は0.4重量%未満となった。
5.7 Types of Matrix Reactant-Generating Components FIG. 19 shows the results of changing the type of matrix reactant-generating component (component B).
As component B, 2,5-dimercapto-1,3,4-thiadiazole, 2-mercapto-5-methylthio-1,3,4-diadiazole, 1,3,4-thiadiazole-2-thiol, 2-amino- In the test solution using 5-mercapto-1,3,4-thiadiazole or 5-methyl-1,3,4-thiadiazole-2-thiol, the scale removal area ratio was 80% or more, and the corrosion amount was 5 mg/cm. less than 2 , and the remaining amount of sulfur was less than 0.4% by weight.

一方、成分Bとしてベンゾトリアゾールを用いた試験液では、腐食量が5mg/cm未満、硫黄残量が0.4重量%未満である一方、スケール除去面積率は20%と低くなった。 On the other hand, in the test liquid using benzotriazole as component B, the corrosion amount was less than 5 mg/cm 2 and the residual sulfur content was less than 0.4% by weight, while the scale removal area ratio was as low as 20%.

5.8 母材反応物溶解成分の種類
図20に、母材反応物溶解成分(成分C)の種類を替えた結果を示す。
成分Cとして、3-メルカプトプロピオン酸、チオ乳酸を用いた試験液では、スケール除去面積率が85%以上、腐食量は5mg/cm未満、硫黄残量は0.4重量%未満となった。
5.8 Types of Matrix Reactant Dissolving Component FIG. 20 shows the results of changing the type of matrix reactant dissolving component (component C).
In the test solution using 3-mercaptopropionic acid and thiolactic acid as component C, the scale removal area ratio was 85% or more, the corrosion amount was less than 5 mg/cm 2 , and the residual sulfur was less than 0.4% by weight. .

一方、成分Cとして、チオリンゴ酸を用いた試験液では、スケール除去面積率が85%以上、腐食量は5mg/cm未満であったが、硫黄残量は0.8重量%を超えた。 On the other hand, in the test liquid using thiomalic acid as the component C, the scale removal area ratio was 85% or more, the corrosion amount was less than 5 mg/cm 2 , but the residual amount of sulfur exceeded 0.8% by weight.

チオリンゴ酸は、C4化合物であり、分子構造が大きいため、立体障害能が高く、溶解後の防食性が高い。しかしながら、分子構造が大きいことで、チオール基の母材反応物への頻度因子が小さくなり、母材反応物に対する溶解能が低下したものと推測される。 Thiomalic acid is a C4 compound and has a large molecular structure, so it has high steric hindrance and high corrosion resistance after dissolution. However, it is presumed that the larger the molecular structure, the smaller the frequency factor of the thiol group to the base material reactant, and the lower the ability to dissolve the base material reactant.

成分Cとして、チオグリコール酸を用いた試験液では、スケール除去面積率が85%以上、硫黄残量は0.4重量%未満であったが、腐食量は10mg/cmよりも高かった。 In the test liquid using thioglycolic acid as the component C, the scale removal area ratio was 85% or more, the residual amount of sulfur was less than 0.4% by weight, but the corrosion amount was higher than 10 mg/cm 2 .

チオグリコール酸は、母材反応物に対する溶解能は強い。しかしながら、チオグリコール酸は、C2化合物であり、分子構造が小さいため、立体障害能が低く、溶解後の防食能に劣ったと推測される。 Thioglycolic acid has a strong ability to dissolve the matrix reactant. However, since thioglycolic acid is a C2 compound and has a small molecular structure, it is presumed that the steric hindrance ability was low and the anticorrosion ability after dissolution was poor.

成分Cとして、チオ酢酸を用いた試験液では、スケール除去面積率が20%以上であり、腐食量は10mg/cmを超えた。 In the test liquid using thioacetic acid as the component C, the scale removal area ratio was 20% or more, and the corrosion amount exceeded 10 mg/cm 2 .

チオ酢酸は、分子構造が小さいため、チオグリコール酸と同様に溶解後の防食能に劣ったと推測される。チオ酢酸は、母材反応物溶解性を示すと考えられるカルボン酸基を有しないため、スケール除去性が低くなったと推測される。 Since thioacetic acid has a small molecular structure, it is presumed that, like thioglycolic acid, it was inferior in anticorrosion ability after dissolution. It is speculated that thioacetic acid has lower descaling properties because it does not have carboxylic acid groups that are believed to exhibit matrix reactant solubility.

〈付記〉
以上説明した実施形態に記載の溶解除去組成物および洗浄方法は、例えば以下のように把握される。
<Appendix>
The dissolution removal composition and cleaning method described in the embodiments described above are grasped, for example, as follows.

本開示は、母材に付着した金属酸化物を含むスケールを溶解除去する主剤と、前記母材と反応して反応物を生成する母材反応物生成成分と、前記反応物を溶解除去する母材反応物溶解成分と、を含む溶解除去組成物を提供する。 The present disclosure comprises a main agent for dissolving and removing scales containing metal oxides adhering to a base material, a base material reaction product-generating component for reacting with the base material to generate a reaction product, and a base material for dissolving and removing the reaction product. and a material reactant dissolving component.

本開示は、金属酸化物を含むスケールが付着した母材を含む洗浄対象を洗浄する方法であって、主剤、母材反応物生成成分および母材反応物溶解成分を含む洗浄液で前記洗浄対象を洗浄し、主剤によって前記母材から前記スケールの少なくとも一部を溶解除去し、母材反応物生成成分を前記母材と反応させて前記母材と前記スケールの間に反応物を生成させ、母材反応物溶解成分によって前記反応物を溶解除去する、洗浄方法を提供する。 The present disclosure is a method for cleaning an object to be cleaned including a base material to which scales containing metal oxides are attached, wherein the cleaning object is cleaned with a cleaning solution containing a main agent, a base material reactant-producing component, and a base material reactant-dissolving component. washing to dissolve and remove at least a portion of the scale from the base material with a base material; reacting a base material reactant-producing component with the base material to form a reactant between the base material and the scale; A cleaning method is provided in which the reactant is dissolved away by a material reactant dissolving component.

金属酸化物を含むスケールは、主剤によって表面側から溶解除去される。 Scales containing metal oxides are dissolved and removed from the surface side by the main agent.

スケールが溶解した箇所またはスケールの隙間部分で母材が露出している部分では、母材成分が母材反応物生成成分と反応して母材反応物が生成される。母材反応物は、母材に防食性を付与する。 At the locations where the scale has dissolved or where the base material is exposed at the interstices of the scale, the base material components react with the base material reactant-producing components to form base material reactants. The matrix reactant imparts corrosion protection to the matrix.

母材反応物溶解成分は、母材反応物を溶解する。これにより、スケールが剥離除去される。 The matrix reactant dissolving component dissolves the matrix reactant. As a result, the scale is peeled off and removed.

上記開示では、2つの除去機構によりスケールを除去することによって、主剤で溶解除去していた従来法よりも洗浄時間を短縮できる。 In the above disclosure, by removing scales with two removal mechanisms, cleaning time can be shortened compared to the conventional method of dissolving and removing with a main agent.

母材反応物溶解成分が含まれない条件では、スケールの剥離は進行するが、腐食量が大きくなる。上記開示では、母材反応物溶解成分を含むことで、母材の腐食量を抑えつつ、スケールの剥離を促進させ、洗浄時間を短縮できる。 Under conditions in which the component dissolved in the base metal reactant is not contained, the scale exfoliation progresses, but the amount of corrosion increases. In the above disclosure, by including the base material reactant-dissolving component, it is possible to suppress the amount of corrosion of the base material, promote the peeling of scale, and shorten the cleaning time.

上記開示の一態様において、前記母材反応物溶解成分は、チオール基およびカルボン酸基を有するC3化合物またはその塩であってよい。 In one aspect of the above disclosure, the matrix reactant-dissolving component may be a C3 compound having a thiol group and a carboxylic acid group or a salt thereof.

チオール基およびカルボン酸基を有するC3化合物またはその塩は、反応物溶解能および溶解後の適度な防食能を備えている。 A C3 compound having a thiol group and a carboxylic acid group or a salt thereof has a reactant-dissolving ability and moderate corrosion-preventing ability after dissolution.

上記開示の一態様において、全重量に対して、前記母材反応物溶解成分は0.7重量%以上5重量%以下で含まれ得る。 In one aspect of the above disclosure, the base material reactant-dissolving component may be included at 0.7 wt % or more and 5 wt % or less based on the total weight.

母材反応物溶解成分が少なすぎると、スケール除去性および防食性が低下し、リンス処理後の硫黄残量も多くなる。母材反応物溶解成分が多すぎると、リンス処理後の硫黄残量が増える。 If the base material reactant-dissolving component is too small, the descalability and anti-corrosion properties will deteriorate, and the amount of residual sulfur after rinsing treatment will also increase. If there are too many components dissolved in the base metal reactants, the amount of residual sulfur after rinsing increases.

上記開示の一態様において、前記主剤は、アミノカルボン酸類、ホスホン酸類およびそれらの塩からなる群から選択され得る。 In one aspect of the above disclosure, the main agent may be selected from the group consisting of aminocarboxylic acids, phosphonic acids and salts thereof.

上記開示の一態様において、全重量に対して、前記主剤は11重量%以上25重量%以下で含まれ得る。 In one aspect of the above disclosure, the main agent may be contained at 11% by weight or more and 25% by weight or less with respect to the total weight.

主剤は、多すぎても少なすぎても、スケール除去性が低下する。主剤の含有量が上記範囲であれば、スケール除去性が高くなる。 If the amount of the main agent is too much or too little, the descalability will be lowered. If the content of the main agent is within the above range, the descalability will be enhanced.

上記開示の一態様において、溶解除去組成物のpHは5から7であり得る。 In one aspect of the above disclosure, the pH of the dissolution composition can be from 5 to 7.

上記開示の一態様において、前記母材反応物生成成分は、平面骨格を有するチアジアゾール系化合物であり得る。 In one aspect of the above disclosure, the matrix reactant-generating component can be a thiadiazole-based compound having a planar skeleton.

平面骨格を有することで、層状で強固な母材反応物が生成され得る。層状で強固な母材反応物は、剥離性が良好であり得る。 By having a planar skeleton, a layered and strong matrix reactant can be generated. A layered and strong matrix reactant can have good release properties.

上記開示の一態様において、前記平面骨格は、1,3,4-チアジアゾールであってよい。 In one aspect of the above disclosure, the planar scaffold may be 1,3,4-thiadiazole.

上記開示の一態様において、全重量に対して、前記母材反応物生成成分は、0.003重量%以上で含まれ得る。 In one aspect of the above disclosure, the matrix reactant-producing component may comprise 0.003 weight percent or more, based on the total weight.

Claims (10)

母材に付着した金属酸化物を含むスケールを溶解除去する主剤と、
前記母材と反応して反応物を生成する母材反応物生成成分と、
前記反応物を溶解除去する母材反応物溶解成分と、
を含む溶解除去組成物。
a main agent for dissolving and removing scales containing metal oxides adhering to the base material;
a matrix reactant-producing component that reacts with the matrix to form a reactant;
a base material reactant dissolving component for dissolving and removing the reactant;
A dissolution removal composition comprising:
前記母材反応物溶解成分は、チオール基およびカルボン酸基を有するC3化合物またはその塩である請求項1に記載の溶解除去組成物。 2. The dissolving removal composition according to claim 1, wherein the base material reactant dissolving component is a C3 compound having a thiol group and a carboxylic acid group or a salt thereof. 全重量に対して、前記母材反応物溶解成分は0.7重量%以上5重量%以下で含まれる請求項1または請求項2に記載の溶解除去組成物。 3. The dissolution removal composition according to claim 1, wherein the base material reactant dissolution component is contained in an amount of 0.7 wt % or more and 5 wt % or less based on the total weight. 前記主剤は、アミノカルボン酸類、ホスホン酸類およびそれらの塩からなる群から選択される請求項1~3のいずれかに記載の溶解除去組成物。 The dissolution removal composition according to any one of claims 1 to 3, wherein the main agent is selected from the group consisting of aminocarboxylic acids, phosphonic acids and salts thereof. 全重量に対して、前記主剤は11重量%以上25重量%以下で含まれる請求項1~4のいずれかに記載の溶解除去組成物。 The dissolution removal composition according to any one of claims 1 to 4, wherein the main agent is contained in an amount of 11% by weight or more and 25% by weight or less with respect to the total weight. pHは5から7である請求項1~5のいずれかに記載の溶解除去組成物。 The dissolution removal composition according to any one of claims 1 to 5, which has a pH of 5 to 7. 前記母材反応物生成成分は、平面骨格を有するチアジアゾール系化合物である請求項1~6のいずれかに記載の溶解除去組成物。 7. The dissolution removal composition according to any one of claims 1 to 6, wherein the base material reaction product-generating component is a thiadiazole compound having a planar skeleton. 前記平面骨格は、1,3,4-チアジアゾールである請求項7に記載の溶解除去組成物。 8. The dissolution removal composition according to claim 7, wherein the planar skeleton is 1,3,4-thiadiazole. 全重量に対して、前記母材反応物生成成分は、0.003重量%以上で含まれる請求項1~8のいずれかに記載の溶解除去組成物。 The dissolution removal composition according to any one of claims 1 to 8, wherein the base material reactant-producing component is contained in an amount of 0.003% by weight or more based on the total weight. 金属酸化物を含むスケールが付着した母材を含む洗浄対象を洗浄する方法であって、
主剤、母材反応物生成成分および母材反応物溶解成分を含む洗浄液で前記洗浄対象を洗浄し、
主剤によって前記母材から前記スケールの少なくとも一部を溶解除去し、
母材反応物生成成分を前記母材と反応させて前記母材と前記スケールの間に反応物を生成させ、
母材反応物溶解成分によって前記反応物を溶解除去する、洗浄方法。
A method for cleaning a target to be cleaned including a base material to which scales including metal oxide are attached, comprising:
cleaning the object to be cleaned with a cleaning liquid containing a main agent, a base material reactant-generating component, and a base material reactant-dissolving component;
dissolving and removing at least part of the scale from the base material with a main agent;
reacting a matrix reactant-producing component with the matrix to form a reactant between the matrix and the scale;
A cleaning method comprising dissolving and removing the reactant with a matrix reactant dissolving component.
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