JP6316719B2

JP6316719B2 - ボイラ水系システムの腐食抑制剤及び腐食抑制方法

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Application number: JP2014195369A
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Inventors: 伊藤　賢一; 賢一伊藤
Original assignee: Hakuto Co Ltd
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Filing date: 2014-09-25
Publication date: 2018-04-25
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Description

ボイラからの蒸気が食品や医薬品と接触するボイラ水系システムにおける、水と接触する金属の腐食を抑制するボイラ水系システムの腐食抑制剤及び腐食抑制方法に関する。

ボイラ水系システムにおけるボイラドラム、蒸発管、エコノマイザー、脱気器、給水系統や蒸気・復水系統の各種熱交換器や配管等の水と接触する構成材質として主に鋼材が使用されている。また、給水系や復水系における復水器や給水予熱器の伝熱管材質には、無酸素銅、りん脱酸銅、アルミニウム黄銅、アドミラルティ黄銅、キュプロニッケル等の銅材が主に使用され、通常のボイラ水系システムでは鋼材と銅材が混在している。鉄や銅の水酸化物及び酸化物の溶解度は温度が上がるほど低下し、水温が２００℃以下の給水や復水では鉄や銅の水酸化物及び酸化物の溶解度は十分高いが、ボイラ水のように水温が２００℃を超えるような条件ではその溶解度は小さくなる。その結果、給水系統や復水系統の鋼材や銅材から溶出した鉄イオンや銅イオンは、主にボイラ内の蒸発管で鉄や銅の水酸化物及び酸化物として再析出する。蒸発管における析出物は、伝熱を阻害して燃料消費量の増加や蒸気発生量の低下をもたらすだけでなく、析出物と管表面の隙間内でアルカリや酸が濃縮されることによる二次腐食の原因にもなる。そのため、給水系統や復水系統における鋼材や銅材から鉄イオンや銅イオンの溶出を抑制することは、ボイラ水系システムの安全操業と経済的な面から重要な問題である。

鋼材や銅材の腐食反応は電気化学的に進行する。例えば、水に溶解している酸素は鋼材や銅材の金属表面で鉄や銅から電子を引き抜いて水酸化物イオンを生成することにより、鋼材や銅材からの鉄イオンや銅イオンの溶出を促進する（酸素還元反応）。一方、水中の水素イオンは鋼材や銅材の金属表面で鉄や銅から電子を引き抜いて水素となることにより、鋼材や銅材が電子を放出して鉄イオンや銅イオンとして溶解する反応を促進する（水素還元反応）。酸素還元反応型の腐食では水中の溶存酸素を除去することにより腐食防止できるが、水の解離による水素イオンは必ず存在するため、水素還元反応型の腐食を完全に抑制することはできない。特にボイラ水系システムのように温度が高い系では水の解離定数が大きくなり、水素還元反応型の腐食が発生し易くなる。例えば２５℃における純水のｐＨは７であるが、１００℃における純水のｐＨは６.１５、２５０℃では５.６まで低下する。この場合でも水のｐＨを高くして水素イオン濃度を低下させれば腐食は低下し、更に鉄や銅の水酸化物及び酸化物が安定であるｐＨ領域までｐＨを高くすれば、これらの水酸化物及び酸化物が保護皮膜となり腐食が低減する。加えて、ｐＨの上昇は、エロージョン・コロージョンや流れ誘起腐食の抑制にも有効である。

しかし、ｐＨを過度に高くすると、銅の水酸化物及び酸化物等の保護皮膜を再溶解させるため好ましくない。そこで、従来から、ボイラ水系システムの腐食抑制のために水中の溶存酸素を除去するとともに、給水、ボイラ水ならびに復水のｐＨを適正値に調整する処理が実施されてきた。例えば、アンモニアを添加して給水ならびに復水のｐＨを９.０以上にすることにより給水系ならびに復水系における鋼材の腐食を低減できることが知られている（例えば非特許文献１、非特許文献２参照）。一方、アンモニアは高ｐＨにおいて銅と安定な水溶性キレート化合物を生成して銅材の腐食を促進するため、銅材のアンモニア腐食を防止するには、給水ならびに復水のｐＨを９.０以下で管理する必要がある（例えば非特許文献３参照）。従って、いずれのｐＨ域で管理しても、鋼材と銅材の両方の腐食を同時に防止することは困難であった。このような銅材のアンモニア腐食に対する懸念から、ｐＨ上昇剤としてモルホリン、２−アミノエタノール等の揮発性アミンを使用する方法が開示されている（例えば非特許文献４参照）。しかし、モルホリンは気相への分配比が小さく蒸気系統の初期凝縮部に溶け込み易い反面、ｐＨ上昇能力が低いためにｐＨ９.０以上に維持するには多量の添加量が必要であるという問題点があった。また、２−アミノエタノールは気相への分配比が小さ過ぎるため、初期凝縮部でアミンの濃厚液が生成して初期凝縮部にアルカリ腐食が発生し易いという問題点があった。更にこれらの揮発性アミンを使用しても、ｐＨが９.０を超えると銅材の腐食を十分抑制するには至っていない。

上述の問題点に加えて、ボイラからの蒸気が食品や医薬品と接触するボイラ水系システムでは、腐食抑制等の目的で添加するボイラ添加剤の安全性の問題がある。米国の食品医薬品局（ＦＤＡ）によって、モルホリン、シクロヘキシルアミン、ジエチルアミノエタノール、オクタデシルアミンが、ボイラからの蒸気がミルクや乳製品を除く食品や医薬品と接触するボイラ添加物として規定濃度を超えない範囲で使用することが認定されており、また、カナダの食品検査庁（ＣＦＩＡ）では、上記化合物に加えて２−アミノ−２−メチル−１−プロパノールが、蒸気がミルクや乳製品を除く食品や医薬品と接触するボイラの添加物として使用することが認定されている。従って、日本国内でもこれらのアミン化合物を、蒸気が食品や医薬品と接触するボイラの添加物として使用されているが、しかしながら、これらのアミン化合物は、食品衛生法で指定された食品添加物には認定されていない。

アンモニアは食品添加物に認定されているが、前述のように銅の腐食を促進する欠点がある。モルホリン脂肪酸塩は食品添加物に認定されており、また、蒸気配管及び復水配管の腐食抑制にモルホリン脂肪酸塩を添加する方法が開示されている（例えば特許文献１参照）が、モルホリン脂肪酸塩はボイラ水のフォーミングを引き起こすため好ましくない。菜種油、ひまわり油、大豆油、とうもろこし油、ごま油、オリーブ油等の植物系油脂を乳化したエマルジョンを、蒸気若しくは復水に添加することを特徴とする蒸気復水系の防食方法が開示されている（特許文献２参照）が、復水を給水の一部として回収しているボイラでは、これらの油脂がボイラ水中に混入して高温と高ｐＨにより脂肪酸石鹸に加水分解してフォーミングを引き起こすため好ましくない。このため、ＪＩＳＢ８２２３１９９９「ボイラの給水及びボイラ水の水質」には、給水中の油脂類は低く保つことが望ましいことが示されている。

特開２００４−０６１０５２号公報特開２０１３−０１９０４２号公報

「最近のボイラ等における腐食とその対策」、社団法人日本ボイラ協会、平成９年１０月１５日発行、１３８頁「ボイラの水管理」、社団法人日本ボイラ協会、平成１３年１月１５日発行、２３０頁「火力原子力発電」、１３４頁（１２７０頁）、４３３号、４３巻、１９９２年「ボイラの水管理」、社団法人日本ボイラ協会、平成１３年１月１５日発行、２６１頁

本発明の課題は、鋼材と銅材を含むボイラ水系システムにおいて、鋼材と銅材の腐食を同時に防止でき、更には、給水、蒸気ならびに復水が食品や医薬品と直接的あるいは間接的に接触する可能性のあるボイラ水系システムに対しても安全に適用できる腐食抑制剤及び腐食抑制方法を提供することである。

本発明者は、ボイラ水系システムにおける鋼材と銅材の腐食を同時に防止でき、かつ、給水、蒸気ならびに復水が食品や医薬品と直接的あるいは間接的に接触する可能性のあるボイラ水系システムに対して安全に適用できる腐食抑制剤及び腐食抑制方法について鋭意検討した結果、食品添加物に認定されている特定のアミン化合物を用いることにより、更には特定のアミン化合物に加えて食品添加物に認定されている還元性化合物と組み合わせて用いることによりこれらの課題を克服できることを見出し本発明に到達した。

即ち、請求項１に係る発明は、ボイラからの蒸気が食品や医薬品と接触する蒸気圧２０ＭＰａ以下のボイラの水系システムに適用する腐食抑制剤であって、該ボイラ水系システムの給水及び／又は復水及び／又は凝縮水のｐＨ（２５℃）を７．０〜９．８に維持するアミン化合物を含み、前記アミンは、ピペリジン、ピロリジン、イソペンチルアミン、フェネチルアミン、ブチルアミンから選択される１種以上のアミン化合物である、ボイラの水系システムに適用する腐食抑制剤である。

請求項２に係る発明は、更に還元性化合物を含有することを特徴とする請求項１記載のボイラの水系システムに適用する腐食抑制剤である。

請求項３に係る発明は、ボイラからの蒸気が食品や医薬品と接触する蒸気圧２０ＭＰａ以下のボイラの水系システムに適用する腐食抑制方法であって、ピペリジン、ピロリジン、イソペンチルアミン、フェネチルアミン、ブチルアミンから選択される１種以上のアミン化合物をボイラ水系システムに添加すること及び該ボイラ水系システムの給水及び／又は復水及び／又は凝縮水のｐＨ（２５℃）を７．０〜９．８に維持することを特徴とするボイラ水系システムの腐食抑制方法である。

請求項４に係る発明は、更に還元性化合物を添加することを特徴とする請求項３記載のボイラ水系システムの腐食抑制方法である。

給水系統や復水系統における鋼材や銅材の腐食による鉄イオンや銅イオンの溶出を抑制し、ボイラの蒸発管における鉄や銅の水酸化物や酸化物の再析出を防止することにより、燃料消費量の増加、蒸気発生量の低下、ならびに析出物による二次腐食の発生を抑制して、ボイラからの蒸気が食品や医薬品と接触するボイラ水系システムの安全操業と経済的損失の抑止に寄与できる。

本発明の腐食抑制剤及び腐食抑制方法の対象となるボイラは、ボイラからの蒸気が食品や医薬品と接触する蒸気圧２０ＭＰａ以下のボイラであり、その種類に特に制限はなく、立てボイラ、炉筒ボイラ、煙管ボイラ、炉筒煙管ボイラ等の丸ボイラ、水管ボイラ、特殊循環ボイラ、各種廃熱ボイラ、貫流ボイラ等のいずれであっても良い。また、その構成は、ボイラ本体だけでなく脱気器、給水配管、給水ポンプ、給水予熱器、エコノマイザー等のボイラの給水系統ならびに過熱器、タービン、蒸気配管、復水器、復水配管等の蒸気・復水系統も包含する。

本発明の腐食抑制剤及び腐食抑制方法が適用されるボイラからの蒸気が食品や医薬品と接触するボイラの水系システムは、ボイラからの蒸気が食品や医薬品と直接的あるいは間接的に接触するボイラ水系システムであり、ここで「間接的に接触」とは、例えば、本発明の腐食抑制剤を含む蒸気で滅菌、洗浄した食器や容器に入れた食品や医薬品が間接的に腐食抑制剤に接触することである。また、該水系システムとは、補給水、給水、復水、ボイラ循環水、蒸気に関わるボイラの給水系統から蒸気・復水系統を含むボイラシステム全般を流れる水系である。

本発明の腐食抑制剤及び腐食抑制方法の対象となるボイラの蒸気圧は２０ＭＰａ以下であり、蒸気圧が２０ＭＰａを超えるボイラでは、本発明の腐食抑制剤及び腐食抑制方法で用いられるアミン化合物が熱分解するため、十分な腐食抑制効果が得られない。

本発明の腐食抑制剤及び腐食抑制方法の対象となるボイラの補給水としては、イオン交換水、軟化水、逆浸透膜透過水を用いることができ、なかでもイオン交換水が好ましい。イオン交換水は、軟化水、工業用水、水道水、地下水等をイオン交換樹脂により処理した水であり、その水質は、ＪＩＳＢ８２２３：２００６「ボイラの給水及びボイラ水の水質」によってボイラ種別ならびに最高使用圧力別に規定されている。イオン交換樹脂としては、強酸性陽イオン交換樹脂、弱酸性陽イオン交換樹脂、強塩基性陰イオン交換樹脂、弱塩基性陰イオン交換樹脂を用い、これらを組み合わせて、例えば強酸性陽イオン交換樹脂と強塩基性陰イオン交換樹脂の組み合わせ、強酸性陽イオン交換樹脂と弱酸性陽イオン交換樹脂の併用と強塩基性陰イオン交換樹脂の組み合わせ、強塩基性陰イオン交換樹脂と弱塩基性陰イオン交換樹脂の併用と強酸性陽イオン交換樹脂の組み合わせ等により、目的の水質のイオン交換水が得られる。

本発明の腐食抑制剤及び腐食抑制方法で用いられるアミン化合物は、ピペリジン、ピロリジン、イソペンチルアミン、フェネチルアミン、ブチルアミンから選択される１種以上である。これらのアミン化合物は、一般に市販されているものがそのまま使用でき、例えばピペリジン、ピロリジン、イソペンチルアミン、フェネチルアミン、ブチルアミンは広栄化学工業（株）等より入手可能である。

本発明の腐食抑制剤及び腐食抑制方法で用いられるアミン化合物は、もともと食品中に天然に存在し、食品の香りのもととなっている成分であり、例えば、ピペリジンは、ホップ油、コーヒー、大麦、にしん等の塩蔵品等の加工品、麦芽、チーズ等の食品中に存在し、ピロリジンは、ラデッシュ、チーズ、コーヒー、とうもろこし、麦芽、ホップ油等、イソペンチルアミンは、トリュフ、ヤマドリダケ、ワイン、ルバーブ、コーヒー、ケール等、フェネチルアミンは、チーズ、魚の加工品、ワイン、キャベツ、ココア、ビール等、ブチルアミンは、ケール、チーズ、ワイン、キャビア、パン、生鮭等の食品中に天然に存在する。また、これらのアミン化合物は、アルコール飲料、清涼飲料、冷凍乳製品類、菓子類、ソース類等の加工食品において、香りの再現や風味の向上等の目的で食品添加物として添加されている。これらのアミン化合物のボイラ給水、ボイラ蒸気、ボイラ凝縮水及び復水中の濃度は、通常、これらの食品に含まれているアミン化合物の濃度を超えない。

本発明の腐食抑制剤及び腐食抑制方法で用いられるアミン化合物は、ボイラ水系システムにおける金属材質の腐食抑制のために、給水、復水や凝縮水のｐＨを上昇させる目的で添加される。本発明の腐食抑制剤又は本発明の腐食抑制方法で用いられるアミン化合物を添加した後の給水、復水や凝縮水のｐＨ（２５℃）は、通常は７．０〜９．８の範囲であり、好ましくは８．５〜９.５の範囲であり、より好ましくは９．０〜９．３の範囲である。給水のｐＨが７．０未満では、鋼材や銅材の腐食抑制効果が低下して好ましくなく、給水のｐＨが９．８を超えると特に銅材の腐食抑制効果が低下するため好ましくない。

本発明の腐食抑制剤及び腐食抑制方法で用いられるアミン化合物の添加量は、給水中の溶存炭酸や不純物の濃度を考慮して適宜決定されればよいが、補給水がイオン交換水の場合は、補給水量に対して通常は０．５〜８ｍｇ／Ｌの範囲である。補給水が軟化水や逆浸透膜透過水の場合は、もともと原水中に含まれている重炭酸イオンや炭酸イオンが軟化装置によって除去されず、これらの成分がボイラ水中で炭酸に加水分解するため、凝縮水中のｐＨを上昇させるのに必要なアミン化合物の添加量は増加する。この場合、アミン化合物の必要添加量は蒸気中の炭酸濃度に依存するが、補給水量に対する本発明の腐食抑制剤及び腐食抑制方法で用いられるアミン化合物の添加量は、通常は１〜５０ｍｇ／Ｌの範囲である。

本発明の腐食抑制剤及び腐食抑制方法で用いられるアミン化合物は揮発性のため、補給水系統、給水系統、蒸気・復水系統のボイラ水系システムのいかなる箇所に添加しても給水と復水のｐＨは殆ど変化せず、その為、ボイラ水系システムにおけるいずれの場所に添加してもよい。

本発明の腐食抑制剤又は本発明の腐食抑制方法で用いられるアミン化合物の添加方法を具体的に示すと、
（１）給水系統に設置したｐＨ計の測定値をもとにｐＨが設定範囲になるように薬液注入ポンプ等を用いて注入する方法、
（２）電気伝導率とｐＨの関係を予め求めておき、給水系統に設置した電気伝導率計の測定値をもとに、ｐＨの設定範囲に相当する電気伝導率の設定範囲になるように薬液注入ポンプ等を用いて注入する方法、
等がある。この場合、薬液注入を自動注入方法としてもよい。

一方、ボイラ水のｐＨは通常８.５〜１２.０の範囲に調整されるが、ｐＨが低過ぎてもｐＨが高過ぎても腐食が発生し易くなる。ボイラ形式や使用圧力別のボイラ水ｐＨの適正値は、例えばＪＩＳＢ８２２３：２００６『ボイラの給水及びボイラ水の水質』に規定されている。ボイラの使用圧力が２ＭＰａを超えるボイラではｐＨは８.５〜１１.０程度に調整するのが好ましいが、アルカリ腐食の防止のため使用圧力が高いボイラほどｐＨの上限値を低く抑えることが好ましい。

本発明の腐食抑制剤及び腐食抑制方法で用いられるアミン化合物は揮発性が高いため、貫流ボイラ以外の固形分の混入が許容されるボイラ水系システムでは、本発明の腐食抑制剤や本発明の腐食抑制方法で用いられるアミン化合物を添加した後のボイラ水のｐＨが前記ＪＩＳＢ８２２３：２００６に規定されているボイラ水ｐＨの適正値に到達しない場合がある。その場合は、別途、アルカリ金属水酸化物やアルカリ金属リン酸塩を添加することが好ましい。

ここで、アルカリ金属水酸化物としては、水酸化ナトリウムや水酸化カリウムが用いられ、アルカリ金属リン酸塩としては、リン酸三ナトリウム、リン酸水素二ナトリウム、リン酸二水素一ナトリウム、リン酸三カリウム、リン酸水素二カリウム、リン酸二水素一カリウム、ピロリン酸ナトリウム、酸性ピロリン酸ナトリウム、ピロリン酸カリウム、酸性ピロリン酸カリウム、トリポリリン酸ナトリウム、トリポリリン酸カリウム、ポリリン酸ナトリウム、ポリリン酸カリウム、メタリン酸ナトリウム、メタリン酸カリウム等が用いられる。

蒸気圧力が３ＭＰａを超えるボイラでは、水酸化カリウムやリン酸カリウム等のカリウム塩を使用するとアルカリ腐食が発生し易くなるため、アルカリ金属水酸化物としては水酸化ナトリウム、アルカリ金属リン酸塩としてはリン酸水素二ナトリウム、リン酸三ナトリウム、トリポリリン酸ナトリウム等のナトリウム塩を使用するのが好ましい。

アルカリ金属水酸化物やアルカリ金属リン酸塩はそれぞれ単独で用いてもよく、あるいは２種以上を混合して用いてもよい。例えば、ＪＩＳＢ８２２３：２００６で規定されている処理方式が「リン酸塩処理」の場合は、Ｎａ／ＰＯ_４モル比が３．０以下となるように、アルカリ金属リン酸塩の種類や配合比を調整して用いるか、あるいはアルカリ金属水酸化物とアルカリ金属リン酸塩を組み合わせて用いられる。また、ＪＩＳＢ８２２３：２００６で規定されている処理方式が「アルカリ処理」の場合は、アルカリ金属水酸化物を用いるか、あるいは（Ｎａ＋Ｋ)／ＰＯ_４モル比が３．０を超えるように、アルカリ金属水酸化物とアルカリ金属リン酸塩を組み合わせて用いられる。

アルカリ金属水酸化物やアルカリ金属リン酸塩の添加量は、ボイラ水のｐＨがＪＩＳＢ８２２３：２００６に規定されているｐＨ管理範囲に収まるように調整される。また、ＪＩＳＢ８２２３：２００６ではボイラ形式、圧力、処理方式等によってボイラ水中に保持すべきリン酸イオンの濃度が規定されているので、ボイラ水のリン酸イオン濃度が所定の管理範囲に収まるように、アルカリ金属リン酸塩の添加量が調整される。

本発明の腐食抑制剤は、ピペリジン、ピロリジン、イソペンチルアミン、フェネチルアミン、ブチルアミンから選択される１種以上のアミン化合物を水溶性溶剤に溶解して調製される。使用できる水溶性溶剤は一般的にボイラ水系に添加する薬剤に用いられる溶剤であれば特に種類に制限は無いが、通常は水である。その水質は前記の本発明の腐食抑制剤及び腐食抑制方法の対象となるボイラの補給水の水質と同程度である。また、アミン化合物の配合量はその溶解度の範囲内であれば特に制限は無い。

本発明の腐食抑制剤では、アミン化合物に加えてさらに還元性化合物を含有しても良い。また、本発明の腐食抑制方法では、アミン化合物に加えてさらに還元性化合物を添加しても良い。本発明の腐食抑制剤及び腐食抑制方法で用いられる還元性化合物は、酸素の還元能力を有する食品添加物に認定された化合物であり、例えばエリソルビン酸塩、アスコルビン酸塩、亜硫酸塩化合物、没食子酸塩、タンニン類等が挙げられる。また、これらの還元性化合物は、クエン酸塩、コハク酸塩、ソルビン酸塩、グルコン酸塩等の常温では酸素の還元性能力は無いが、ボイラ水の高温で分解する過程で酸素還元能力を有する化合物であってもよい。

本発明の腐食抑制剤及び腐食抑制方法で用いられる還元性化合物の好ましい例は、エリソルビン酸塩、アスコルビン酸塩、亜硫酸塩化合物、没食子酸塩、タンニン類から選択される１種以上である。

アスコルビン酸はビタミンＣとして知られた物質であり、生体の活動に重要な役割を示す必須栄養素である。エリソルビン酸はＬ−アスコルビン酸の立体異性体であり、イソアスコルビン酸、Ｄ−アラボアスコルビン酸とも呼ばれる化合物であるが、食品の酸化防止剤として使用されている。

亜硫酸化合物は、亜硫酸ナトリウム、重亜硫酸ナトリウム、亜硫酸カリウム、重亜硫酸カリウム、亜硫酸等の水に溶解して亜硫酸イオンならびに亜硫酸水素イオンを生成する化合物であり、食品の漂白と保存の目的やワイン等の酸化防止剤として使用されている。

没食子酸は、ウルシ科ヌルデに発生する五倍子やブナ科に発生する没食子より、水、エタノール又は有機溶剤で抽出したタンニン、又は、マメ科タラの実の夾より温水で抽出したタンニンを、アルカリ又はその他（タンナーゼ等）により加水分解して得られたものであり、食品の酸化防止剤として使用されている。タンニン類は、五倍子又は没食子から得られたタンニン酸、タラタンニン、ミモザタンニン、柿タンニン等の植物タンニンを用いることができる。

本発明における還元性化合物は、通常、中和塩の形態で用いられるが、塩の種類としてナトリウム塩、カリウム塩、アンモニウム塩が挙げられる。本発明の腐食抑制剤調製の過程で、水とともに、酸の形態の還元性化合物と水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アンモニア、アミン等を混合、中和して調製してもよい。あるいは、エリソルビン酸、アスコルビン酸、亜硫酸、没食子酸、タンニン類から選択される未中和の還元性化合物をピペリジン、ピロリジン、イソペンチルアミン、フェネチルアミン、ブチルアミンから選択される本発明のアミン化合物で中和したアミン塩の形態で用いても良い。

本発明における還元性化合物の添加量は、還元性化合物の種類や給水中や復水中の溶存酸素濃度によって異なるが、好ましくは、溶存酸素の１重量部に対してエリソルビン酸塩は３〜６重量部、アスコルビン酸塩は３〜６重量部、亜硫酸塩化合物は亜硫酸換算で４〜６重量部、没食子酸塩は２〜４重量部、タンニン類は３〜６重量部を添加する。ここで、溶存酸素濃度の実測値が不明なとき、脱気装置がある場合は脱気装置における溶存酸素濃度の保証値や設計値を用いてもよく、脱気装置がない場合は復水や給水温度における溶存酸素濃度の理論値を用いてもよい。

本発明における還元性化合物の添加箇所は、給水中の溶存酸素を効率的に除去できる箇所が好ましく、具体的には給水系統や復水系統のできるだけ上流側である。

本発明のアミン化合物と還元性化合物を併用するとき、これらを混合して一液性組成物である本発明の腐食抑制剤として薬液注入ポンプを用いて添加する方法、あるいはそれぞれ別々に薬液注入ポンプを用いて添加する方法のいずれでもよい。また、本発明の腐食抑制方法では、アミン化合物を添加して給水や復水のｐＨを維持できれば、その添加方法は特に限定されない。薬液添加方法は、通常、連続添加方法が用いられるが、間歇添加方法でもよく、また、アミン化合物と還元性化合物を別々に連続添加と間歇添加を組み合わせて添加する方法でもよい。

本発明の腐食抑制方法を適用するボイラのブロー率は特に制限はないが、ボイラ水中における溶解成分の過度の濃縮を防止するため、循環ボイラでは給水量に対して０．５〜２０％のブローダウンを連続的あるいは断続的に実施するのが好ましい。

以下に本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

（腐食試験１）
４００番研磨紙で研磨仕上げした寸法が１×１３×７５ｍｍの低炭素鋼試験片（材質：ＪＩＳＧ３１４１ＳＰＣＣ−ＳＢ）をアセトンで脱脂後、乾燥して試験前の質量を測定した。四日市市水をミリポア社製Ｍｉｌｌｉ-Ｑプラスシステム（商品名）に通水して得られたイオン交換水（比抵抗１８ＭΩ・ｃｍ以上）に窒素ガスを通気して該イオン交換水の溶存酸素濃度を１０μｇ／Ｌまで低下させた後、表１に示すアミン化合物を添加し、更に炭酸ガス又は水酸化ナトリウムを用いて表１に示すｐＨ（２５℃）に調整し、試験液とした。試験片１枚を入れたガラス瓶に試験液を溢れるまで満たし、密閉して温度７０℃で７日間保持した。７日後、試験片を取り出して付着物を除去後、試験後の質量を測定し、下記の式（１）より腐食速度（ｍｄｄ）を計算した。
腐食速度（ｍｄｄ）＝（Ｗ_０−Ｗ_１）／（Ｓ×Ｔ）・・・・（１）
Ｗ_０：試験前の質量（ｍｇ）、Ｗ_１：試験後の質量（ｍｇ）
Ｓ：試験片の表面積（ｄｍ^２）
Ｔ：試験期間（日数）
同様に、前記低炭素鋼試験片に代えて、４００番研磨紙で研磨仕上げした寸法が１×１３×７５ｍｍのアルミニウム黄銅製試験片（材質：ＪＩＳＨ３１００Ｃ６８７１）を用いた試験を行った。
低炭素鋼試験片及びアルミニウム黄銅製試験片を用いた試験結果を表１に示す。

表１の結果から、本発明の腐食抑制剤及び腐食抑制方法で用いられるアミン化合物は、試験液のｐＨ（２５℃）が７．０〜９．８の範囲において、鋼材（低炭素鋼）と銅材（アルミニウム黄銅）の腐食を同時に防止できることが明らかになった。

（腐食試験２）
表２に示すアミン化合物及び還元性化合物を添加し、炭酸ガスと水酸化ナトリウムを用いるｐＨ（２５℃）調整を行わない以外は腐食試験１と同様の試験を行った。供試材質はＪＩＳＧ３１４１ＳＰＣＣ−ＳＢである。結果を表２に示す。

表２の結果から、本発明の腐食抑制剤及び腐食抑制方法で用いられるアミン化合物を単独で用いる場合、比較例に比べて鋼材（低炭素鋼）に対する優れた腐食抑制効果を示し、更に本発明の腐食抑制剤及び腐食抑制方法で用いられるアミン化合物と還元性化合物を併用した場合は、鋼材（低炭素鋼）に対してそれぞれ単独で使用するよりも相乗的な腐食抑制効果を示すことが分かる。

（腐食試験３）
４００番研磨紙で研磨仕上げした寸法が１×１３×７５ｍｍのアルミニウム黄銅製試験片（材質：ＪＩＳＨ３１００Ｃ６８７１）をアセトンで脱脂後、乾燥して試験前の質量を測定した。四日市市水をミリポア社製Ｍｉｌｌｉ-Ｑプラスシステム（商品名）に通水して得られたイオン交換水（比抵抗１８ＭΩ・ｃｍ以上）に表３に示すアミン化合物及び還元性化合物を添加し、試験液として用いた。ここで、アミン化合物の添加量は試験液のｐＨが９．５になるように調整した。試験片１枚を入れたガラス瓶に試験液を溢れるまで満たし、密閉して温度７０℃で７日間保持した。７日後、試験片を取り出して付着物を除去後、試験後の質量を測定し、前記の式（１）より腐食速度（ｍｄｄ）を計算した。結果を表３に示す。

表３の結果から、還元性化合物を併用した比較例に比べて、本発明の腐食抑制剤及び腐食抑制方法で用いられるアミン化合物に還元性化合物を併用した場合は勿論のこと、該アミン化合物を単独で用いる場合であっても、アルミニウム黄銅に対する優れた腐食抑制効果を示すことが明らかになった。

本発明の腐食抑制剤及び腐食抑制方法は、食品工場、医薬品工場、病院、介護施設、給食センター、ホテル等のボイラからの蒸気が食品や医薬品と接触するボイラ水系システムの金属材質の腐食の抑制に利用できる。

Claims

ボイラからの蒸気が食品や医薬品と接触する蒸気圧２０ＭＰａ以下のボイラの水系システムに適用する腐食抑制剤であって、該ボイラ水系システムの給水及び／又は復水及び／又は凝縮水のｐＨ（２５℃）を７．０〜９．８に維持するアミン化合物を含み、前記アミンは、ピペリジン、ピロリジン、イソペンチルアミン、フェネチルアミン、ブチルアミンから選択される１種以上のアミン化合物である、ボイラの水系システムに適用する腐食抑制剤。
更に還元性化合物を含有することを特徴とする請求項１記載のボイラの水系システムに適用する腐食抑制剤。
ボイラからの蒸気が食品や医薬品と接触する蒸気圧２０ＭＰａ以下のボイラの水系システムに適用する腐食抑制方法であって、ピペリジン、ピロリジン、イソペンチルアミン、フェネチルアミン、ブチルアミンから選択される１種以上のアミン化合物をボイラ水系システムに添加すること及び該ボイラ水系システムの給水及び／又は復水及び／又は凝縮水のｐＨ（２５℃）を７．０〜９．８に維持することを特徴とするボイラ水系システムの腐食抑制方法。
更に還元性化合物を添加することを特徴とする請求項３記載のボイラ水系システムの腐食抑制方法。