JP3358216B2 - 水系の金属の腐食抑制方法 - Google Patents
水系の金属の腐食抑制方法Info
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- Inorganic Chemistry (AREA)
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は水系の金属の腐食抑制方
法に係り、特に淡水系における軟鋼、ステンレス鋼、
銅、銅合金などの金属の腐食を効果的に抑制する方法に
関する。
法に係り、特に淡水系における軟鋼、ステンレス鋼、
銅、銅合金などの金属の腐食を効果的に抑制する方法に
関する。
【０００２】
【従来の技術】開放、密閉循環冷却水系、蓄熱水系、密
閉冷温水系などの淡水系で使用される各種機器や配管等
の基材として、軟鋼、ステンレス鋼、銅、銅合金等が使
用されている。淡水中に浸漬使用されているこれらの基
材は、補給水から持ち込まれる塩素イオン（Ｃｌ- ）、
硫酸イオン（ＳＯ4 2- ）等により腐食され、孔食を発生
させる。そこで、このような淡水系と接する金属材の腐
食を抑制するために腐食抑制剤が用いられている。
閉冷温水系などの淡水系で使用される各種機器や配管等
の基材として、軟鋼、ステンレス鋼、銅、銅合金等が使
用されている。淡水中に浸漬使用されているこれらの基
材は、補給水から持ち込まれる塩素イオン（Ｃｌ- ）、
硫酸イオン（ＳＯ4 2- ）等により腐食され、孔食を発生
させる。そこで、このような淡水系と接する金属材の腐
食を抑制するために腐食抑制剤が用いられている。
【０００３】従来、軟鋼、ステンレス鋼、銅又は銅合金
などの金属（合金を含む）の淡水系での腐食抑制剤とし
ては、クロム酸塩、モリブデン酸塩、亜硝酸塩、りん酸
塩、ホスホン酸塩、亜鉛塩、ベンゾトリアゾール、トリ
ルトリアゾール、メルカプトベンゾチアゾールなどが使
用されてきた。
などの金属（合金を含む）の淡水系での腐食抑制剤とし
ては、クロム酸塩、モリブデン酸塩、亜硝酸塩、りん酸
塩、ホスホン酸塩、亜鉛塩、ベンゾトリアゾール、トリ
ルトリアゾール、メルカプトベンゾチアゾールなどが使
用されてきた。
【０００４】また、防食剤としてクロムイオンや亜鉛イ
オンを吸着させたＯＨ型アニオン交換樹脂で水系を処理
し、水中に防食剤を溶出させて防食する方法も提案され
ている（特公昭４８−３９７０４号公報）。
オンを吸着させたＯＨ型アニオン交換樹脂で水系を処理
し、水中に防食剤を溶出させて防食する方法も提案され
ている（特公昭４８−３９７０４号公報）。
【０００５】さらに、循環冷却水をＨ型強酸性陽イオン
交換樹脂とＯＨ型弱塩基性陰イオン交換樹脂とから成る
脱塩塔に通して冷却水中の塩類の濃縮を防止する方法が
提案されている（特開昭４８−１３９３６号公報）。
交換樹脂とＯＨ型弱塩基性陰イオン交換樹脂とから成る
脱塩塔に通して冷却水中の塩類の濃縮を防止する方法が
提案されている（特開昭４８−１３９３６号公報）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の腐食抑制剤
を含む淡水を系外へ放出した場合、環境汚染の要因とな
る恐れがある。また、特公昭４８−３９７０４号公報記
載の方法でも、溶出したクロムや亜鉛イオンによる環境
への影響が懸念される。
を含む淡水を系外へ放出した場合、環境汚染の要因とな
る恐れがある。また、特公昭４８−３９７０４号公報記
載の方法でも、溶出したクロムや亜鉛イオンによる環境
への影響が懸念される。
【０００７】このため、環境への影響の少ない腐食抑制
方法の開発が望まれている。
方法の開発が望まれている。
【０００８】また、特開昭４８−１３９３６号公報記載
の方法は水中のアニオンと共にカルシウムイオン等の防
食に関与する成分まで除去しようとするものである。
の方法は水中のアニオンと共にカルシウムイオン等の防
食に関与する成分まで除去しようとするものである。
【０００９】本発明は上記従来の実情に鑑みてなされた
ものであって、水系の金属の腐食を環境汚染等の問題を
引き起こすことなく、有効に防止することができる水系
の金属の腐食抑制方法を提供することを目的とする。
ものであって、水系の金属の腐食を環境汚染等の問題を
引き起こすことなく、有効に防止することができる水系
の金属の腐食抑制方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の水系の金属の腐
食抑制方法は、水系の金属の腐食抑制方法であって、該
水系の腐食性アニオン含有水と、防食性アニオンを担持
したアニオン交換体とを接触させると共に、該水系に低
分子量ポリマーを添加することを特徴とする。
食抑制方法は、水系の金属の腐食抑制方法であって、該
水系の腐食性アニオン含有水と、防食性アニオンを担持
したアニオン交換体とを接触させると共に、該水系に低
分子量ポリマーを添加することを特徴とする。
【００１１】なお、本発明において、防食性アニオンと
は、それ自体防食性を示さなくてもイオン交換により水
中に溶出して、水中の溶存カチオンとの反応で防食性皮
膜を形成し得るアニオンを指す。
は、それ自体防食性を示さなくてもイオン交換により水
中に溶出して、水中の溶存カチオンとの反応で防食性皮
膜を形成し得るアニオンを指す。
【００１２】以下に本発明を詳細に説明する。
【００１３】本発明の方法においては、被処理対象水系
であるＣｌ−，ＳＯ４ ２−等の腐食性アニオンを含む水
を、ＯＨ−，ＨＣＯ３ −などの防食性アニオンを担持し
たアニオン交換樹脂やゼオライト等のアニオン交換体と
接触させてイオン交換すると共に、低分子量ポリマーを
添加する。
であるＣｌ−，ＳＯ４ ２−等の腐食性アニオンを含む水
を、ＯＨ−，ＨＣＯ３ −などの防食性アニオンを担持し
たアニオン交換樹脂やゼオライト等のアニオン交換体と
接触させてイオン交換すると共に、低分子量ポリマーを
添加する。
【００１４】これにより、水中のＣｌ−，ＳＯ４ ２−等
の腐食性アニオンはＯＨ−，ＨＣＯ３ −等の防食性アニ
オンにイオン交換されて、その含有量が低減し、腐食性
が低減される。
の腐食性アニオンはＯＨ−，ＨＣＯ３ −等の防食性アニ
オンにイオン交換されて、その含有量が低減し、腐食性
が低減される。
【００１５】また、低分子量ポリマーの添加により、上
記イオン交換で水中に溶出したＯＨ- ，ＨＣＯ3 -等の防
食性アニオンや水系由来のＣａ2+，ＳｉＯ2 等の防食性
成分の均一な防食皮膜が効果的に金属表面に形成され、
腐食がより一層確実に抑制される。
記イオン交換で水中に溶出したＯＨ- ，ＨＣＯ3 -等の防
食性アニオンや水系由来のＣａ2+，ＳｉＯ2 等の防食性
成分の均一な防食皮膜が効果的に金属表面に形成され、
腐食がより一層確実に抑制される。
【００１６】水系の腐食アニオン含有水を防食性アニオ
ンを担持したアニオン交換体と接触させる方法としては
特に制限はないが、例えば、防食性アニオンを担持した
アニオン交換樹脂、具体的にはＨＣＯ３形アニオン交換
樹脂を充填した充填塔に補給水または循環水を通水接触
させれば良い。この場合の通水条件等は、被処理対象水
系の水質等に応じて適宜決定される。
ンを担持したアニオン交換体と接触させる方法としては
特に制限はないが、例えば、防食性アニオンを担持した
アニオン交換樹脂、具体的にはＨＣＯ３形アニオン交換
樹脂を充填した充填塔に補給水または循環水を通水接触
させれば良い。この場合の通水条件等は、被処理対象水
系の水質等に応じて適宜決定される。
【００１７】一方、低分子量ポリマーとしては、分子量
５００〜１００，０００、特に１０００〜２０，０００
程度の水溶性のポリマー、具体的には、マレイン酸−イ
ソブチレン共重合体、ポリアクリル酸、ポリアクリルア
ミドの部分加水分解物、アクリル酸−アリロキシ−２−
ヒドロキシプロパンスルホン酸共重合体、アクリル酸−
ヒドロキシエチルメタクリル酸共重合体、アクリルアミ
ドとアリルスルホン酸共重合体、アクリル酸−マレイン
酸共重合体、アクリル酸−スチレン共重合体、アクリル
酸−スチレンスルホン酸共重合体、ポリマレイン酸、ポ
リスチレンスルホン酸、アクリル酸−イタコン酸共重合
体、ポリイタコン酸、アクリル酸−アクリロニトリル共
重合体、アクリル酸−ビニルスルホン酸共重合体、メチ
ルビニルエーテル−マレイン酸共重合体など公知の低分
子量ポリマーが挙げられる。
５００〜１００，０００、特に１０００〜２０，０００
程度の水溶性のポリマー、具体的には、マレイン酸−イ
ソブチレン共重合体、ポリアクリル酸、ポリアクリルア
ミドの部分加水分解物、アクリル酸−アリロキシ−２−
ヒドロキシプロパンスルホン酸共重合体、アクリル酸−
ヒドロキシエチルメタクリル酸共重合体、アクリルアミ
ドとアリルスルホン酸共重合体、アクリル酸−マレイン
酸共重合体、アクリル酸−スチレン共重合体、アクリル
酸−スチレンスルホン酸共重合体、ポリマレイン酸、ポ
リスチレンスルホン酸、アクリル酸−イタコン酸共重合
体、ポリイタコン酸、アクリル酸−アクリロニトリル共
重合体、アクリル酸−ビニルスルホン酸共重合体、メチ
ルビニルエーテル−マレイン酸共重合体など公知の低分
子量ポリマーが挙げられる。
【００１８】このような低分子量ポリマーの添加量は被
処理水系の水質によっても異なるが、通常の場合、被処
理水に対して０．１〜５００ｍｇ／ｌ添加する。
処理水系の水質によっても異なるが、通常の場合、被処
理水に対して０．１〜５００ｍｇ／ｌ添加する。
【００１９】なお、低分子量ポリマーの添加時期には特
に制限はないが、通常の場合、前記アニオン交換体によ
る処理のあととするのが好ましい。
に制限はないが、通常の場合、前記アニオン交換体によ
る処理のあととするのが好ましい。
【００２０】このような本発明の方法は、腐食性アニオ
ンとしてＣｌ−，ＳＯ４ ２−を含有する水系、例えば淡
水系の金属の腐食抑制に極めて有効である。
ンとしてＣｌ−，ＳＯ４ ２−を含有する水系、例えば淡
水系の金属の腐食抑制に極めて有効である。
【００２１】このように本発明は上記の構成により環境
問題を引き起こすことなく水素の防食処理を達成し得る
ものであるが、必要に応じて、無機リン酸塩（正リン酸
塩や重合リン酸塩）や有機リン酸エステル、ホスホン酸
類、亜鉛、ニッケル塩、タングステン酸塩、モリブデン
酸塩、亜硝酸塩、ホウ酸塩、ケイ酸塩、オキシカルボン
酸塩、ベンゾトリアゾール、メルカプトベンゾチアゾー
ル等の防食剤やリグニン誘導体、タンニン酸類、テンプ
ン等の多糖類等のスケール防止剤等を併用してもよい。
問題を引き起こすことなく水素の防食処理を達成し得る
ものであるが、必要に応じて、無機リン酸塩（正リン酸
塩や重合リン酸塩）や有機リン酸エステル、ホスホン酸
類、亜鉛、ニッケル塩、タングステン酸塩、モリブデン
酸塩、亜硝酸塩、ホウ酸塩、ケイ酸塩、オキシカルボン
酸塩、ベンゾトリアゾール、メルカプトベンゾチアゾー
ル等の防食剤やリグニン誘導体、タンニン酸類、テンプ
ン等の多糖類等のスケール防止剤等を併用してもよい。
【００２２】
【作用】Ｃｌ−，ＳＯ４ ２−等の水中の腐食性アニオン
をＨＣＯ３ −，ＯＨ−等の防食性アニオンを担持したア
ニオン交換体と接触させてイオン交換することにより、
水中の腐食性イオン濃度が低減し、水系の腐食性が緩和
される。
をＨＣＯ３ −，ＯＨ−等の防食性アニオンを担持したア
ニオン交換体と接触させてイオン交換することにより、
水中の腐食性イオン濃度が低減し、水系の腐食性が緩和
される。
【００２３】また、低分子量ポリマーの皮膜形成促進作
用により、イオン交換で溶出したＨＣＯ3 -等と水系由来
のＣａ2+等とが金属表面に防食皮膜を形成し、金属の腐
食はより一層確実に抑制される。
用により、イオン交換で溶出したＨＣＯ3 -等と水系由来
のＣａ2+等とが金属表面に防食皮膜を形成し、金属の腐
食はより一層確実に抑制される。
【００２４】即ち、腐食性アニオンであるＣｌ- の低減
は軟鋼やステンレス鋼、銅、黄銅等の孔食抑制に有効で
ある上に、ステンレス鋼や黄銅にしばしば生じる応力腐
食割れの有効な防止対策となる。
は軟鋼やステンレス鋼、銅、黄銅等の孔食抑制に有効で
ある上に、ステンレス鋼や黄銅にしばしば生じる応力腐
食割れの有効な防止対策となる。
【００２５】また、ＳＯ4 2- の低減により、銅や黄銅に
対し、孔食発生の要因となる塩基性硫酸銅の生成が防止
され、腐食が抑制される。
対し、孔食発生の要因となる塩基性硫酸銅の生成が防止
され、腐食が抑制される。
【００２６】一方、防食性イオンであるＣａ2+やＨＣＯ
3 -は、低分子量ポリマーの存在下、金属表面にＣａＣＯ
3 の均一な沈殿皮膜を形成し、腐食促進の要因である溶
存酸素の拡散を防止することにより、腐食を抑制する。
3 -は、低分子量ポリマーの存在下、金属表面にＣａＣＯ
3 の均一な沈殿皮膜を形成し、腐食促進の要因である溶
存酸素の拡散を防止することにより、腐食を抑制する。
【００２７】水中のＳｉＯ2 は軟鋼の錆を固着性に変質
させ腐食を抑制する作用を奏する。
させ腐食を抑制する作用を奏する。
【００２８】
【実施例】以下に実施例を挙げて本発明をより具体的に
説明する。
説明する。
【００２９】実施例１試験水の調製 強塩基性アニオン交換樹脂「レバチットＭ５００」１リ
ットルを内径３８ｍｍ，長さ１０００ｍｍのアクリルカ
ラムに充填し、５％ＮａＨＣＯ3 水溶液で再生してＨＣ
Ｏ3 形とした後水洗した。このＨＣＯ3 形アニオン交換
樹脂塔に、表１に示す水質の人工淡水ａ液，ｂ液，ｃ液
を、それぞれ、５０リットル／ｈｒの流量で通水してア
ニオン交換処理したところ、それぞれ表１に示す水質の
ａ´液，ｂ´液，ｃ´液が得られた。
ットルを内径３８ｍｍ，長さ１０００ｍｍのアクリルカ
ラムに充填し、５％ＮａＨＣＯ3 水溶液で再生してＨＣ
Ｏ3 形とした後水洗した。このＨＣＯ3 形アニオン交換
樹脂塔に、表１に示す水質の人工淡水ａ液，ｂ液，ｃ液
を、それぞれ、５０リットル／ｈｒの流量で通水してア
ニオン交換処理したところ、それぞれ表１に示す水質の
ａ´液，ｂ´液，ｃ´液が得られた。
【００３０】
【表１】
【００３１】別に、水溶性低分子量ポリマーとして分子
量約１５，０００の無水マレイン酸−イソブチレン共重
合体「イソバンＫＰＳ−３」を１２ｍｇ／ｌ添加した表
２に示す水質の人工淡水Ａ液，Ｂ液，Ｃ液をそれぞれ上
記と同様の方法でアニオン交換処理したところ、それぞ
れ表２に示す水質のＡ´液，Ｂ´液，Ｃ´液が得られ
た。
量約１５，０００の無水マレイン酸−イソブチレン共重
合体「イソバンＫＰＳ−３」を１２ｍｇ／ｌ添加した表
２に示す水質の人工淡水Ａ液，Ｂ液，Ｃ液をそれぞれ上
記と同様の方法でアニオン交換処理したところ、それぞ
れ表２に示す水質のＡ´液，Ｂ´液，Ｃ´液が得られ
た。
【００３２】
【表２】
【００３３】腐食試験 試験水を入れた１リットル容のガラスビーカーに、先端
に軟鋼製テストピースを取り付けた塩化ビニル製回転軸
を挿入して、試験水中で回転させる回転腐食試験装置を
用いて腐食試験を行なった。
に軟鋼製テストピースを取り付けた塩化ビニル製回転軸
を挿入して、試験水中で回転させる回転腐食試験装置を
用いて腐食試験を行なった。
【００３４】試験温度は５０℃、試験水量は１リット
ル、試験期間は４日間、回転軸の回転速度は１８０ｒ．
ｐ．ｍ．とした。テストピースはＳＰＣＣ材よりなる表
面積３１ｃｍ2 のものを、４００番のエメリー研磨紙で
研磨した後、脱脂して試験に供した。試験結果（腐食減
量、腐食速度）を表３に示す。
ル、試験期間は４日間、回転軸の回転速度は１８０ｒ．
ｐ．ｍ．とした。テストピースはＳＰＣＣ材よりなる表
面積３１ｃｍ2 のものを、４００番のエメリー研磨紙で
研磨した後、脱脂して試験に供した。試験結果（腐食減
量、腐食速度）を表３に示す。
【００３５】
【表３】
【００３６】上記結果より、次のことが明らかである。
即ち、特に、ａ液とａ´液との腐食試験の結果の比較に
より、淡水をアニオン交換処理することにより、腐食性
が著しく緩和される。
即ち、特に、ａ液とａ´液との腐食試験の結果の比較に
より、淡水をアニオン交換処理することにより、腐食性
が著しく緩和される。
【００３７】なお、硬度が比較的高いｂ液，ｃ液をアニ
オン交換したｂ´液，ｃ´液では水中でＣａＣＯ3 が析
出するため、アニオン交換処理による腐食抑制効果が現
れない。なお、このＣａＣＯ3 の析出は、表１に示すｃ
´液，ｂ´液のカルシウム硬度がそれぞれ１４４，２６
０ｍｇ／ｌあるべきところ、２８，１２ｍｇ／ｌとなっ
ていることから明らかである。即ち、これらｂ´液，ｃ
´液では、アニオン交換処理によりＭアルカリ度が高く
なるため、ＣａＣＯ3 が析出し易い条件となっている。
オン交換したｂ´液，ｃ´液では水中でＣａＣＯ3 が析
出するため、アニオン交換処理による腐食抑制効果が現
れない。なお、このＣａＣＯ3 の析出は、表１に示すｃ
´液，ｂ´液のカルシウム硬度がそれぞれ１４４，２６
０ｍｇ／ｌあるべきところ、２８，１２ｍｇ／ｌとなっ
ていることから明らかである。即ち、これらｂ´液，ｃ
´液では、アニオン交換処理によりＭアルカリ度が高く
なるため、ＣａＣＯ3 が析出し易い条件となっている。
【００３８】しかし、このように硬度の高い液であって
も水溶性低分子量ポリマーを添加し、水中でのＣａＣＯ
3 の析出を防止するように制御した場合には、Ｂ液，Ｃ
液とＢ´液，Ｃ´液の腐食試験結果の比較から明らかな
ように、ＣａＣＯ3 は効果的に軟鋼製テストピースの表
面に均一皮膜として析出するようになり、防食効果は著
しく高められる。
も水溶性低分子量ポリマーを添加し、水中でのＣａＣＯ
3 の析出を防止するように制御した場合には、Ｂ液，Ｃ
液とＢ´液，Ｃ´液の腐食試験結果の比較から明らかな
ように、ＣａＣＯ3 は効果的に軟鋼製テストピースの表
面に均一皮膜として析出するようになり、防食効果は著
しく高められる。
【００３９】以上より、水中の腐食性イオンを防食性ア
ニオンでイオン交換すると共に低分子量ポリマーを添加
することにより、水中の硬度に関係なく、金属の腐食を
確実に抑制することができることが明らかである。
ニオンでイオン交換すると共に低分子量ポリマーを添加
することにより、水中の硬度に関係なく、金属の腐食を
確実に抑制することができることが明らかである。
【００４０】
【発明の効果】以上詳述した通り、本発明の水系の金属
の腐食抑制方法によれば、水系の腐食性アニオンをアニ
オン交換により低減すると共に、アニオン交換により溶
出した防食性イオン、水系由来の防食性イオンを有効利
用して、低分子量ポリマーの皮膜形成促進作用で均一な
防食皮膜を金属表面に効率的に析出形成させることによ
り、金属の腐食を、環境に悪影響を及ぼすことなく、確
実に防止することが可能とされる。
の腐食抑制方法によれば、水系の腐食性アニオンをアニ
オン交換により低減すると共に、アニオン交換により溶
出した防食性イオン、水系由来の防食性イオンを有効利
用して、低分子量ポリマーの皮膜形成促進作用で均一な
防食皮膜を金属表面に効率的に析出形成させることによ
り、金属の腐食を、環境に悪影響を及ぼすことなく、確
実に防止することが可能とされる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭51−5273（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−235699（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−304390（ＪＰ，Ａ) 特開 昭48−13936（ＪＰ，Ａ) 特公 昭48−39704（ＪＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C23F 11/00,11/173 C23F 15/00 C02F 5/00 610 C02F 1/42
Claims (2)
- 【請求項１】 水系の金属の腐食抑制方法であって、該
水系の腐食性アニオン含有水と、防食性アニオンを担持
したアニオン交換体とを接触させると共に、該水系に低
分子量ポリマーを添加することを特徴とする水系の金属
の腐食抑制方法。 - 【請求項２】 該水系の腐食性アニオンがＣｌ − 又はＳ
Ｏ ４ ２− であり、防食性アニオンがＯＨ − 又はＨＣＯ ３
− である請求項１に記載の水系の金属の腐食抑制方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31843892A JP3358216B2 (ja) | 1992-11-27 | 1992-11-27 | 水系の金属の腐食抑制方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31843892A JP3358216B2 (ja) | 1992-11-27 | 1992-11-27 | 水系の金属の腐食抑制方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06158364A JPH06158364A (ja) | 1994-06-07 |
| JP3358216B2 true JP3358216B2 (ja) | 2002-12-16 |
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ID=18099150
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31843892A Expired - Fee Related JP3358216B2 (ja) | 1992-11-27 | 1992-11-27 | 水系の金属の腐食抑制方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3358216B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP3646385B2 (ja) * | 1995-12-27 | 2005-05-11 | 栗田工業株式会社 | 水系の金属の腐食抑制方法 |
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