JP3383441B2 - 閉鎖冷却系の腐食防止方法並びにスケール及び腐食抑制組成物 - Google Patents

閉鎖冷却系の腐食防止方法並びにスケール及び腐食抑制組成物

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、閉鎖循環の冷却及び加
熱系で使用するのに適した金属表面の腐食防止方法及び
腐食防止剤に関する。
【０００２】
【従来の技術】閉鎖循環水系は、様々な加熱系及び冷却
系のために用いられている。これらの系（システム）
は、自動車の冷却系、建物の暖房及び冷房、連続鋳造装
置での溶鋼の冷却、工業プロセス機器の冷却から、この
ほかの多くの用途に及んでいる。これらの系の全てにお
いて、スケール生成を防止することと、加熱用又は冷却
用の液と接触する金属部分の腐食を最小限にすること
は、最高に重要なことである。加熱又は冷却系で使用さ
れる液は主に水性であるとは言え、これらの流体は、場
合によっては多量の凍結防止化合物、例えばエチレング
リコールといったようなものを含むことがある。そのほ
かの場合には、冷却系は、例えば製鋼産業で使用される
熱流束が大きい系あるいは低導電率の系におけるよう
に、比較的純粋な水性流体であることを必要とされるこ
とがある。
【０００３】過去には、多くの腐食及びスケール防止剤
が使用されていた。結果が最も良好な物質の多くは、亜
硝酸塩、モリブデン酸塩、クロム酸塩、可溶性油、アミ
ン類又はリン酸塩を含有していた。これらの化合物のそ
れぞれには、それらの使用に関係する何らかの環境上又
は安全上考慮すべきことがある。例えば、亜硝酸塩は発
癌物質ではないかと思われており、モリブデン酸塩とク
ロム酸塩は重金属であり、アミンは反応性であり、そし
てリン酸塩は排出されると藻類に養分を供給する。その
上、これらの添加剤の多く、及び従来技術のこのほかの
添加剤は、最新の設備が現在必要とする性質を示さな
い。従来技術の参考文献は冷却液系においてグルコネー
トとソルビトールを別個に使用することを教示してはい
るが、これらの成分を互いに一緒にして利用することは
開示されていない。
【０００４】1992年６月17日に出願された本発明者の米
国特許出願第08/079,702号明細書（その開示は参照して
ここに組み入れられる）に、発明者は、一定のソルビト
ールとグルコネートとの混合物であって任意的にホウ酸
塩を含有してもよいものを、ブライン系冷凍設備のため
の効果的な腐食及びスケール防止剤として使用すること
を開示した。驚くべきことに、発明者の先の米国特許出
願の添加剤を非ブライン系について腐食及びスケール防
止剤として試験したところ、それらは先の出願で必要と
された用量より少ない用量で十分な働きをした。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、閉鎖
系の冷却系及び加熱系において使用するための実用的な
スケール及び腐食防止剤配合物を当該技術分野に提供す
ることである。本発明のもう一つの目的は、亜硝酸塩、
ホスホネート、ホスフェート、金属防止剤及び可溶性油
を避けなくてはならない閉鎖冷却及び加熱系において使
用するための効果的なスケール及び腐食防止剤配合物を
当該技術分野に提供することである。
【０００６】本発明のなおもう一つの目的は、標準的な
閉鎖系の冷却系において働くであろうが、高熱流束及び
低導電率の系において閉鎖冷却系の液と接触する軟鋼を
も保護するであろうスケール及び腐食抑制配合物を当該
技術分野に提供することである。本発明の別の目的は、
高熱流束及び低導電率の系を含めた厳しい系において使
用するのに申し分ないであろう閉鎖冷却系の腐食及びス
ケール防止剤を提供することである。更に別の目的は以
下の説明で明らかになろう。
【０００７】
【課題を解決するための手段及び作用効果】初めに閉鎖
冷却系を説明する。本発明の腐食及びスケール防止剤が
利用可能である閉鎖冷却系は、大規模な建物、機械類、
金属処理加工及びその他同様のものの加熱及び冷却系で
標準的に見られるものである。これらの系は、開放の再
循環系の場合のように周囲空気に暴露されておらず、そ
して冷却が蒸発によりなされないという点で、開放の再
循環系と異なる。典型的な閉鎖冷却系は、熱の豊富な箇
所で熱を受け取り、その熱を熱の不足した箇所で、一般
には熱交換器で、放出することで機能する。冷却系とい
う用語をここでは使用するけれども、本発明は、例えば
大規模な建物において見られるもののような閉鎖温水加
熱系に対して等しく適用可能であって、冷却系なる用語
は加熱系をも包含しようとするものである。
【０００８】先に述べたように、本発明は高熱流束の冷
却系の処理に特に有効である。これらの系はしばしば、
大きな温度勾配を取り扱うように設計され、またしばし
ば、大量の熱が一時に冷却系に放出されるためスケール
を生成しやすい。本発明の腐食及びスケール防止剤が有
効であるいろいろなタイプのこの種の系のうちには、溶
鉱炉の羽口、電磁攪拌機、金型冷却液、電気アーク炉の
冷却ルーフ、溶鉱炉の炉床板、電極の冷却、及び基本的
な酸素炉のフード冷却系におけるものがある。
【０００９】同様に、本発明の腐食及びスケール防止剤
は、処理を行わなければ天然水のように軟鋼に対して非
常に腐食性であるが慣用的な防止剤はそれらの導電率へ
の寄与が大き過ぎるため受け入れない低導電率の水の系
でも有効である。この種の系には、温水ボイラーの冷却
液系、冷水系、空気圧縮機、暖房及び換気装置系（空調
系）、蓄熱及び製氷系や、漏れが起きた場合の異物が存
在することが深刻な汚染あるいはスケール生成の問題を
引き起こすことがあり得るその他の系が含められるが、
この種の系はこれらに限定されるものではない。
【００１０】閉鎖系における冷却剤流体は一般に、一地
点から一地点へポンプで送られるが、とは言え、補助的
な機械式のポンプを使用せずに、重力を利用して上方の
位置から下方の位置へ移動させてもよい。冷却剤流体は
一般に水性であり、そしてそれらの最終用途に応じて、
高レベルの溶解硬度イオン（カルシウムとマグネシウ
ム）を含有している純然たる井戸水、処理された水道飲
用水、あるいはイオン交換した低導電率の水でよい。こ
れらの流体は、そのような処理を必要とする地域では時
にはエチレングリコール又はメタノール凍結防止添加剤
を使って冬季対策を施されることがある。場合によって
は、含有しているアルカリ又はアルカリ土類金属の量が
少ない水性冷却剤流体を使用することが望ましい。これ
らの場合においては、水性冷却剤流体のための主成分と
して蒸留水又は脱イオン水を使用することが望ましいこ
とがある。
【００１１】本発明を適用することができる典型的な冷
却液は水を主原料とするものであって、ＣａＣＯ3 とし
て表して0.1 〜1000ppm の硬度を有する。好ましくは、
本発明を適用することができる冷却液は水を主原料と
し、そしてＣａＣＯ3 として表して1.0 〜700ppmの硬度
を有する。最も好ましくは、本発明を適用することがで
きる冷却液はＣａＣＯ3 として表して0.5 〜500ppmほど
の低い硬度を有する水である。
【００１２】閉鎖冷却系で使用される金属は一般に、軟
鋼あるいは亜鉛めっき鋼として分類されるが、とは言う
ものの一定の高熱流束用途あるいは低導電率用途では特
殊な合金鋼が使用されることがある。時には、いわゆる
イエローメタル、銅及び黄銅が系に存在することがあ
り、腐食及びスケール防止剤の選定はこれらの金属を考
慮に入れて検討しなければならない。典型的に、本発明
の腐食及びスケール防止剤の所期の恩恵を受ける大抵の
冷却系は軟鋼を含めた種々の合金鋼を取り混ぜて製作さ
れる。イエローメタルとともに使用する場合、トリルト
リアゾール、ベンゾトリアゾール及びメルカプトベンゾ
チアゾールの如き知られている銅腐食防止剤を１〜100p
pm加えることは任意である。
【００１３】典型的に、本発明の閉鎖冷却系に含まれる
水性冷却剤流体のｐＨの値は、6.5〜11.5の範囲内、好
ましくは7.5 〜9.5 の範囲内に保たれる。
【００１４】次に、本発明の腐食及びスケール防止剤を
説明する。本発明の腐食及びスケール防止剤は、ソルビ
トールとアルカリ金属グルコネートの混合物である。任
意的に、アルカリ金属ホウ酸塩を加えてもよい。系にイ
エローメタルが存在している場合には、トリルトリアゾ
ールのような代表的な銅腐食防止剤を加えることもでき
る。
【００１５】一般に、本発明の腐食及びスケール防止剤
は、系に含まれている冷却液中に５〜4000ppm のグルコ
ネートと５〜4000ppm のソルビトールを供給するのに十
分な量で加えられる。好ましくは、40〜2000ppm のグル
コネートが存在し、そして最も好ましくは80〜200ppmの
グルコネートが加えられる。好ましくは、冷却剤流体中
に40〜2000ppm のソルビトールが存在する。最も好まし
くは、80〜200ppmのソルビトールが冷却液に加えられ
る。任意的に、四ホウ酸ナトリウム五水和物のようなホ
ウ酸塩を系に０〜700ppm加えてもよく、好ましくは５〜
200ppmのホウ酸塩が加えられる。本発明の最も好ましい
い態様では、四ホウ酸ナトリウムのようなホウ酸塩が冷
却液に10〜60ppm 加えられる。
【００１６】冷却剤流体に対する上記の用量は典型的な
ものではあるが、それらは冷却液の硬度に応じて変える
ことができる。活性成分の用量は典型的に、硬度がほと
んどない低導電率の系の場合には減少し、硬度の原因と
なる成分を含有している冷却液の場合にあっては増加す
る。
【００１７】先に掲げた用量はそれらが加えられる閉鎖
冷却系に加えられるべき量として表されてはいるが、混
合物を前もって配合して冷却液系に供給するように、本
発明の腐食及びスケール防止剤成分を含有する典型的な
配合物を製造してもよい。本発明の成分の全部が水溶性
であるから、それらは適当な防止剤パッケージを作るた
めにたやすく一緒に混合することができる。本発明で使
用するための典型的な配合物は、一般に重量百分率で表
して次に掲げるものを含むことができる。 水 ９５〜１０ ナトリウムグルコネート ２〜２５ ソルビトール ２〜２５ 四ホウ酸ナトリウム ０〜９
【００１８】好ましくは、本発明で使用するための配合
物は次のものを含む。 水 ９０〜１５ ナトリウムグルコネート ３〜２０ ソルビトール ３〜２０ 四ホウ酸ナトリウム 0.5〜７
【００１９】最も好ましくは、本発明で使用するための
配合物は次のものを含む。 水 ８５〜２５ ナトリウムグルコネート ５〜１５ ソルビトール ５〜１５ 四ホウ酸ナトリウム １〜５
【００２０】本発明を実施するのに用いられる好ましい
腐食防止パッケージは、重量百分率で表して次に掲げる
ものを含む。配合物Ａ 50重量％グルコン酸 ２６．５％ 70重量％ソルビトール １９．０％ 50％ＮａＯＨ ８．４％ 50重量％ナトリウムトリルトリアゾール １％ 四ホウ酸ナトリウム５H2O ３．１３％ 水 残 部
【００２１】本発明で用いられるグルコネートは、アル
カリ金属グルコン酸塩である。好ましくはナトリウムグ
ルコネートを使用するが、とは言えグルコン酸のこのほ
かのアルカリ金属塩を利用してもよい。ナトリウムグル
コネートは、American International Chemical Inc.か
らナトリウムグルコネートとして商業的に入手可能であ
る。更に、本発明の腐食防止剤を調製するのにグルコン
酸も使用することができるが、とは言えこの酸を使用す
る場合には、処理される冷却液系のｐＨが低くなる可能
性を避けるため、配合物に添加する前かあるいは他の成
分を混合後に、アルカリ金属水酸化物でそれを中和する
方が好ましい。
【００２２】本発明において構成成分として使用される
ソルビトールは、一般には工業用グレードのものである
が、食品用グレードを使用してもよい。本発明で使用す
るための好ましいソルビトールは、ICI Americas Inc.
よりSORBO の商品名で入手可能である。本発明で用いら
れるホウ酸塩物質は、一般にはホウ砂、Na2B4O7 として
分類される。ナトリウム塩が好ましいとは言うものの、
このほかのアルカリ金属四ホウ酸塩を使用してもよい。
【００２３】本発明の腐食及びスケール防止剤の配合物
には、他の成分を加えてもよいことが容易に明らかにな
ろう。本発明において有用であろう他の成分には、シリ
コーン油、疏水化されたシリカといったような消泡物質
等が含められる。本発明の配合物は適切に使用するなら
ば発泡を促進しないとは言うものの、冷却剤系へのプロ
セス漏れが起きることがあり、これが消泡タイプの物質
を含むことを必要とすることがある。トレーサータイプ
の物質、例えば米国特許第 5006311号、第 5132096号、
第 4966711号及び第 5200106号各明細書に記載されてい
るものの如きものも、配合物に含ませることができる。
これらの典型的に不活性なトレーサータイプの物質は、
冷却剤系中の活性なソルビトール、グルコネート及びホ
ウ酸塩の量を監視あるいは制御するのを助けるために加
えてもよい。本発明を実施する際には、上記の米国特許
第 4966711号及び第 5200106号各明細書に記載されてい
る遷移金属トレーサーよりも、むしろ米国特許第 50063
11号及び第 5132096号各明細書に記載され且つその特許
請求の範囲（クレーム）に記載されている不活性な蛍光
指示薬を利用する方が好ましい。本発明の最も好ましい
応用においては、不活性な蛍光トレーサー染料をソルビ
トール、グルコネート又はホウ砂に対して分かっている
濃度で系に加え、そして冷却剤系の活性処理化学薬品の
用量を蛍光分光分析法を使って監視するのに利用する。
【００２４】本発明のグルコネート／ソルビトール混合
物は冷却剤系中のバクテリア、かび菌、スライム又は藻
類の成長を助長しないことが示されてはいるが、この系
へのプロセス漏れはこの系に殺菌剤を入れることを必要
とするかもしれない。亜硝酸塩に基づく腐食防止剤を使
用する従来技術の系はいわゆる酸化性殺生物剤を使用す
ることができなかったけれども、本発明の方法では酸化
性殺生物剤を使用してもよい。本発明のグルコネート／
ソルビトール混合物と相容性である典型的な酸化性殺生
物剤には、塩素、次亜塩素酸カルシウム、安定化塩素
（stabilized chlorine)、次亜塩素酸ナトリウム、そし
て臭化ナトリウムと塩素又は次亜塩素酸塩との混合物が
含まれる。非酸化性の殺生物剤も、本発明の配合物と一
緒にして使用することができる。本発明の腐食及びスケ
ール抑制配合物において有用であろう典型的な非酸化性
殺生物剤には、２，２−ジブロモ−３−ニトリロプロピ
オンアミド、ポリオキシエチレン（ジメチルイミニオ）
エチレン（ジメチルイミニオ）エチレン、５−クロロ−
２−メチル−４−イソチアゾリン−３−オン、２−メチ
ル−４−イソチアゾリン−３−オン、グルテルアルデヒ
ド、ターブチラジン（terbuthylazine）、２−（tert−
ブチルアミノ）−４−クロロ−６−（エチルアミノ）−
５−トリアジン、カトン（kathon）、メチレンビスチオ
シアネート等が含まれる。ここに示した殺生物剤の例
は、代表例のつもりであって、本発明の冷却剤系の処理
において有用であろう現在商業的に入手可能な酸化性殺
生物剤及び非酸化性殺生物剤を全て含んでいるわけでは
ない。
【００２５】本発明の冷却剤配合物に添加することが考
えられる他の添加剤には、漏れを目視で検出するためと
冷却剤の源を指示するための目に見える染料が含まれ
る。この種の染料は、冷却剤系において遭遇する最高温
度で安定であるべきである。
【００２６】
【実施例】本発明の腐食防止剤の有効性を示すために、
以下に示す実験を行った。
【００２７】実施例１ 本発明の腐食防止剤を、一般に入手できる商業的な閉鎖
系冷却用防止剤配合物と対照して評価した。実験は次に
説明するようにして行った。
【００２８】試験すべき成分を含有している１リットル
の水を１リットルの容器に入れる。次いで、この容器を
恒温槽に入れる。この腐食試験水を、マグネチックスタ
ーラーを使って１フィート／秒（0.30メートル／秒）で
攪拌する。恒温槽を加熱して、容器内を 110°Ｆ（43
℃) に維持する。普通のテフロン（登録商標）テープを
使って、腐食クーポンを容器内に吊り下げる。このテー
プは、腐食クーポンの一端の小さな孔に入れる前に丸め
てひもにする必要がある。クーポンは、丸めたテフロン
テープの端を腐食試験容器の外側の壁に対してゴムバン
ドで挟んで腐食試験容器内に吊り下げる。この腐食試験
容器の上部をプラスチックラップ（サラン（Saran)ブラ
ンドのラップが好ましい）で覆って、腐食試験水の過度
の蒸発をなくす。
【００２９】クーポンは、紙やすりを用いて６００グリ
ットで仕上げるまで磨いて調製した。各クーポンを個別
に0.1 mgのオーダーまで秤量し、その寸法をのぎすで0.
1 mmのオーダーまで測定した。測定された表面積は平均
して21.82cm2であり、標準偏差は±0.5cm2であった。ク
ーポン表面積は次の式により計算される。
【００３０】表面積（cm2)＝２(A)(B)＋２(A)(C)＋２
(B)(C)−２（２πr2） この式中、Ａ＝長さ（cm）、Ｂ＝幅（cm）、Ｃ＝厚さ
（cm）、π＝3.142 、ｒ＝クーポンの孔の半径、であ
る。
【００３１】手順は次のとおりであった。試験の期間は
１４日であり、腐食試験水の温度もマグネチックスター
ラーの攪拌作用も毎日確認する。各試験の最後に、クー
ポンを試験槽から取り出して、その腐食生成物を研磨性
のナイロンパッドで取り除く。脱イオン水ですすぎ洗い
してから、クーポンを乾燥させて秤量する。次の式を使
って腐食速度を計算する。
【００３２】
【数１】
【００３３】この式中、Ａ’はクーポンの最初の重量
（ｇ）、Ｂ’はクーポンの最終の重量（ｇ）、Ｃ’は試
験期間（日）、Ｄはクーポンの密度（使用した値は7.87
g/cc）、Ｅはクーポンの面積（cm2)である。
【００３４】表１に報告された例を、上述の手順を使っ
て試験した。全ての試験は、腐食性環境をシミュレーシ
ョンするため0.24％のＣａＣｌ2 を含有している水中で
行った。表には報告されていない別の試験を、亜硝酸塩
を含有している工業用の配合物を使用して行った。この
配合物は、この高硬度の水中で沈殿を生じ、試験は中止
された。示された結果によれば、ソルビトールとグルコ
ネートの混合物は、腐食防止剤あるいはソルビトールを
含有していないそれだけのブランク以上に、軟鋼を非常
によく保護した。グルコネートだけを使って得られた局
部的な点蝕腐食は、ソルビトール／グルコネート混合物
を使用することで減少した。ホウ砂は、局部的な点蝕腐
食を更に少なくするのに役立った。
【００３５】 表 １ 例１ 例２ 例３ 例４ 例５ 例６ 例７ 例８ ｐＨ 10.7 9.3 10.0 10 10 10 10 ソルビトール(ppm) 1005 1870 743 1550 1550 Naグルコネート(ppm) 1005 1870 1003 1670 1670 NaNO2 (ppm) 395 ＴＴ (ppm) 38 70 38 ホウ砂 (ppm) 238 440 478 試験期間（日） 10 12.1 12.07 7.6 7.6 7.6 7.6 7.6 最終ｐＨ 7.3 7 7.6 7.23 7 5.25 7.26 7.78 点蝕 (mpy) 130 50 50 94 64 点蝕の大きさ 50 30 300 100 100 (mpy) 19.3 12 11.9 12.3 36 17.8 12.7 0.74
【００３６】実施例２ 本発明の腐食防止剤を高熱流束再循環パイロット冷却装
置で評価した。この装置は、 250ガロン（11.4リット
ル）のタンクからなるもので、このタンクは、タンク内
の温度の調節を可能にする熱交換器、調節可能な再循環
ポンプに通じる底部の出口を備えたものであった。水
は、ポンプの後に、高出力の 240ボルト銅クラッド電気
加熱器を通過させて、タンクの上部の開口部に戻した。
加熱器には十分な電気エネルギーを供給することができ
た。温度と流量はいくつかの箇所で監視することができ
た。腐食速度を測定するためコレーター（corraters)を
取り付け、またこの系には腐食クーポンを入れることが
できた。
【００３７】・配合物Ａ 50重量％グルコン酸 26.5％ 70重量％ソルビトール 19.0％ 50％ＮａＯＨ 8.4％ 50重量％ナトリウムトリルトリアゾール １％ 四ホウ酸ナトリウム 5H2O 3.13％ 水 残 部
【００３８】・低導電率用途 最初の二つの実験は低導電率の系で行い、条件は次のと
おりであった。 水 脱イオン水 導電率 ≦ 100マイクロモー 熱流束 15,000Btu/hr・ft2 (40,700kcal/hr・m2) 加熱器電圧 132 Ｖ 速度 5 ft/sec (1.5m/sec) 流量 12 gpm (2.7m2/hr) バルクの水温度 135 °F (57 ℃) 表面温度 加熱器で 231°F (111℃) 加熱器の材質 軟鋼 コレーター 軟鋼、銅 クーポン 軟鋼
【００３９】初めに、 55ppmの配合物Ａ、つまり先に説
明したとおりの好ましい物質、及び全残留塩素を５ppm
にする安定化塩素を水に加えた。安定化塩素を最初に加
えると、水の導電率は約30マイクロモーだけ上昇した。
55ppmの配合物Ａは、系内の全塩素を５ppm に保持した
場合には、軟鋼を十分には防食しなかった。44時間かか
って、軟鋼の腐食速度は4.80mpy に上昇した。この間、
水の導電率は55〜70マイクロモーであった。試験につい
ての最高許容導電率に達しなかったので、導電率が90〜
100 マイクロモーになるように実験中に配合物Ａの用量
を増加した。
【００４０】配合物Ａの最終の用量はおよそ300ppmであ
り、全塩素は3.04ppm であった。配合物の用量が増加す
るにつれて軟鋼の腐食が減少したことが明らかであっ
た。次の 120時間をかけて、軟鋼の腐食速度は4.80 mpy
から1.80 mpyに低下し、試験を終了する時になお低下し
ているようだった。銅の腐食はおよそ0.10 mpyのままで
あった。伝熱面（軟鋼）は黄色がかっていて、いくらか
のふくらんだ茶色がかった斑点があり、そして加熱され
なかった面にはより多くの盛り上がった析出物があり、
これらは加熱器材料にくぼみ（pits）を残した。加熱さ
れた領域と加熱されなかった領域の析出物を分析し、分
析結果から、その物質はおよそ99％がＦｅ 2 Ｏ3 として
の鉄分、そして１％未満がＣＯ2 としてのカーボネート
であることが示された。１％未満のジクロロメタン抽出
物があった。
【００４１】二番目の試験は、同じ運転条件下で、処理
のやり方を少し違うものにして行った。初めに、157ppm
の配合物Ａと34ppm の商業的に入手可能な非酸化性殺生
物剤製品（45％グルテルアルデヒド）を系に加えた。水
の導電率はおよそ23マイクロモーであり、これは全て配
合物Ａによるものであった。殺生物剤の添加による水の
導電率のはっきりした上昇は見られなかった。試験中
に、軟鋼の腐食の増加は認められなかった。52時間後、
軟鋼と銅の腐食速度は0.10mpy のままであった。軟鋼の
クーポンについての腐食速度は0.0mpyであった。伝熱面
は滑らかに感じられ、輝いて見え、目立った変色は認め
られなかった。
【００４２】次の三つの試験は、シミュレーションされ
た連続のキャスター冷却系で行った。条件は次のとおり
であった。
【００４３】 水（CaCO3 として） カルシウム 13 ppm マグネシウム 6 ppm アルカリ度 18 ppm 塩素 13 ppm 硫酸根 6 ppm 熱流束 300,000 Btu/hr・ft2 (814.000 kcal/hr・m2) 加熱器電圧 187 Ｖ 速度 21 ft/sec (6.4m/sec) 流量 52 gpm (11.8m2/hr) バルクの水温度 120 °F (49 ℃) 表面温度 185 °F (85 ℃) 加熱器の材質 銅 コレーター 軟鋼、銅 クーポン 軟鋼
【００４４】配合物Ａの最初の用量はおよそ183ppmであ
り、塩素が5ppm存在するように安定化塩素を加えた。最
初の35時間の間は、塩素のこの用量を保持すると配合物
の投入により十分な防食はなされなかった。この間に軟
鋼の腐食は0.6mpyから1.20mpy に増加した。結果とし
て、配合物Ａの用量を次の60時間の間に300ppmまで増加
させた。配合物Ａを加えるにつれて、軟鋼の腐食速度は
短時間の間増大し、次いで再び上昇を続けた。試験の期
間中銅の腐食は0.10mpy のままであったが、軟鋼の腐食
はその間に増加していた。加熱器の銅表面は滑らかであ
り、析出あるいは変色は認められなかった。軟鋼のクー
ポンについて得られた腐食速度は約20mpyであった。
【００４５】次の試験は、前と同じ条件で行ったが、配
合物Ａの初期の用量は800ppmであった。この用量では、
軟鋼の腐食は0.35mpy であった。全塩素を5ppmにする安
定化塩素を、利用可能な塩素として安定化塩素を7.9 ％
含有しているスルファミン酸のナトリウム塩＋塩素の形
でもって、初めに系に加えた。しかしながら、系に配合
物Ａを投入する時点で、全塩素が急速に低下するのが認
められた。最初の17時間の間に、全塩素は0.52ppm に減
少した。続いて、全塩素を約4.5ppmにする安定化塩素を
系に加えた。殺生物剤の添加後の数時間は、全塩素の測
定値は3.42ppmであった。試験の期間中軟鋼の腐食は約
0.33mpy のままであったが、その一方銅は0.07mpy に維
持された。軟鋼クーポンについての腐食速度は0.30mpy
であって、これはコレーターの読みとよりよく一致して
いた。最終の全塩素含有量を測定すると約0.1ppmであっ
た。銅と軟鋼についての腐食速度は同じままであった。
試験の最後に、銅の加熱器は滑らかであり、析出も変色
も認められなかった。
【００４６】次の試験は、同じ運転条件で、処理の仕方
を少し変更して行った。最初に、300ppmの配合物Ａと、
２−メチル−４−イソチアゾリン−３−オンの1.5 重量
％水溶液60ppm を系に加えた。この処理の仕方を使用し
た軟鋼についての腐食速度は約0.35mpy であった。この
試験を通じて、配合物Ａの用量を増やしていって軟鋼の
腐食の減少を測定した。450ppmで、配合物Ａの腐食速度
は約0.30mpy にわずかに低下した。600ppmで、この変化
は極小となり、そして800ppmで軟鋼の腐食は約0.25mpy
に低下した。この殺生物剤を更に53ppm 追加した場合、
腐食速度は同じままであった。銅の腐食はこの試験の期
間中0.05mpy のままであった。銅の加熱器の表面は滑ら
かなままであり、伝熱面に析出あるいは変色は見られな
かった。軟鋼クーポンについての腐食速度は1.41mpy で
あって、これは、クーポンを水中にとどめた時間が短か
ったため、コレーターの読みと一致しなかった。
【００４７】上記の結果によれば、300ppmの配合物Ａに
より、5ppmの全塩素の存在下で軟鋼の腐食が申し分なく
防止された。このレベルでは、水の導電率は約100 マイ
クロモーであり、これは低導電率を必要とする系におい
て用量を増加させる余地ほとんど残さない。殺生物剤処
理として45グルテルアルデヒドを用いる場合には、150p
pmの配合物Ａが推奨される。この用量は水の導電率を約
25マイクロモーに維持した。これは必要なら用量を増加
させる余地を与える。
【００４８】上述の高熱流束試験では、殺生物剤を添加
する場合にはより多量の処理薬品が必要とされる。とは
言うものの、上記の処理の仕方は腐食速度を低下させる
ことによって申し分のない結果をもたらした。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭55−21582（ＪＰ，Ａ) 特公 昭51−44095（ＪＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C23F 11/12 102 C23F 11/14 C23F 11/16 C23F 11/18 C23F 14/02

Claims (19)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 冷却剤流体中に５〜4000ppm のソルビト
    ールと５〜4000ppmのアルカリ金属グルコネートを保持
    することを含む、閉鎖冷却系において冷却剤流体と接触
    する金属表面の腐食防止方法。
  2. 【請求項２】 前記冷却剤流体が水である、請求項１記
    載の方法。
  3. 【請求項３】 前記閉鎖冷却系が低導電率の冷却系であ
    る、請求項１記載の方法。
  4. 【請求項４】 前記閉鎖冷却系が高熱流束の冷却系であ
    る、請求項１記載の方法。
  5. 【請求項５】 当該冷却系に四ホウ酸ナトリウム五水和
    物としてのホウ砂を最高700ppmまで加える、請求項１記
    載の方法。
  6. 【請求項６】 冷却剤流体中に40〜2000ppm のアルカリ
    金属グルコネート、40〜2000ppm のソルビトール及び５
    〜200ppmのホウ砂を保持することを含む、閉鎖冷却系に
    おいて水性冷却剤流体と接触する金属表面の腐食防止方
    法。
  7. 【請求項７】 前記閉鎖冷却系が高熱流束の冷却系であ
    る、請求項６記載の方法。
  8. 【請求項８】 前記閉鎖冷却系が低導電率の冷却系であ
    る、請求項６記載の方法。
  9. 【請求項９】 前記冷却剤流体が、不活性蛍光トレーサ
    ー、消泡化合物、殺生物剤調節剤からなる群より選ばれ
    た少なくとも１種の追加成分を含有している、請求項６
    記載の方法。
  10. 【請求項１０】 当該閉鎖冷却系に、トリルトリアゾー
    ル、メルカプトベンゾトリアゾール及びベンゾトリアゾ
    ールからなる群より選ばれた有効量のイエローメタル腐
    食防止剤が加えられる、請求項６記載の方法。
  11. 【請求項１１】 前記冷却剤流体のＣａＣＯ3 として表
    した硬度が0.1 〜1000ppm である、請求項６記載の方
    法。
  12. 【請求項１２】 前記冷却剤流体のｐＨを6.5 〜11.5に
    維持する、請求項６記載の方法。
  13. 【請求項１３】 水性冷却剤流体中に40〜2000ppm のア
    ルカリ金属グルコネート、40〜2000ppm のソルビトー
    ル、５〜200ppmのホウ砂（四ホウ酸ナトリウム五水和物
    として）を保持し、そして当該冷却剤流体を7.5 〜9.5
    のｐＨに維持することを含む、閉鎖冷却系に存在してい
    る水性冷却剤流体と接触する金属表面の腐食防止方法。
  14. 【請求項１４】 存在するソルビトールの量に比例して
    前記水性冷却剤流体に不活性な蛍光トレーサーを加え
    る、請求項１３記載の方法。
  15. 【請求項１５】 前記水性冷却剤流体が脱イオン水であ
    る、請求項１３記載の方法。
  16. 【請求項１６】 微生物の成長を防ぐため前記冷却剤流
    体に有効量の酸化性殺生物剤を添加する、請求項１３記
    載の方法。
  17. 【請求項１７】 発泡を防ぐため前記冷却剤流体に有効
    量の消泡剤を添加する、請求項１３記載の方法。
  18. 【請求項１８】 閉鎖冷却系に、 ａ．ソルビトール２〜２５％、 ｂ．アルカリ金属グルコネート２〜２５％、 ｃ．ホウ砂０〜９％、 ｄ．残部の水、を含んでなる有効量の組成物を加えるこ
    とを含む、閉鎖冷却系において水性冷却剤流体と接触す
    る金属の表面のスケールと腐食を抑制するための組成
    物。
  19. 【請求項１９】 請求項１８記載の組成物の有効量を閉
    鎖冷却系に存在している水性冷却剤流体に加えることを
    含む、閉鎖冷却系において水性冷却剤流体と接触する金
    属の表面のスケールと腐食を防止するための方法。
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