JPS5852557B2 - 化学洗浄時腐食の防止法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、化学洗浄時に発生する腐食を抑制する方法に
関する。

更に詳しくは、化学洗浄によって廖出した酸化腐食性金
属イオンを金属鉄によって還元し、該イオンによる酸化
腐食を殆んど完全に防止する方法に関する。

冷却水系統、空調関係、あるいはプラント機器等に於い
て、錆、スケール等が発生、蓄積し、種種の障害を引起
すことは周知である。

かかる障害を取除くための各種除去法があるが、その一
方法としての化学洗浄が行われる場合、特に無機酸によ
る酸洗が行われる場合、洗浄対象系の金属材質の腐食が
大きな問題となっている。

この腐食を抑制するために多くの研究が行われ、現在、
インヒビターと称する一群の腐食防止剤が実用化されて
いる。

これらは主に有機アミン系のものであシ、確かに使用す
ることによって腐食が相当抑制される場合があるが、化
学洗浄をかとなう時に対象機材が腐食される原因として
、洗浄剤そのものによる腐食と、牌出してくる酸化腐食
性金属イオンによる腐食があるが、これらのインヒビタ
ーは、前者に対してのみ有効であり、後者には無力に等
しい。

このために、インヒビターを充分添加したにも拘らず大
きな洗浄腐食を引起し開穴などのトラブルが発生すると
いう事故が散見される。

化学洗浄時には、後者の酸化腐食性金属イオンによる腐
食が圧倒的に犬であシ、これを別途防止することが必要
である。

すなわち、鉄および銅のスケールは酸洗浄によう、下記
（１）〜（３）式の如き機構で鼎解するが、（１）
Ｆｅ ２０ａ ＋ ６ Ｈ十→２ Ｆ ｅ ” ＋ ３
Ｈ２０（２） Ｃｕ （ＯＨ）２＋２Ｈ＋−＋Ｃｕ＋
Ｆ＋ ２ Ｈ２Ｏ（３）Ｃｕ２０＋２Ｈ＋→２Ｃｕ＋
＋ Ｈ２０付着物の除去により露出した金属素地は、同
時に酸によシ下記（４）〜（５）式の如き機構で腐食宮
れる。

（４） Ｆ ｅ ＋ ２ Ｈ＋−＋Ｆ ｅ ＋Ｆ＋
Ｈ２↑（５） ２ Ｃｕ ＋ ２ Ｈ＋＋Ｏ−＋Ｚ
Ｃｕ ＋＋Ｈ２０ところが、（１）〜（５）式によシ生
成した金属イオンの内、第二鉄イオン、第一および第二
銅イオンは、下記（６）〜（１０）式の如き機構で腐食
を起す。

（６）Ｆｅ＋２Ｆｅ＋１＋−）３Ｆｅ ＋（７） Ｃ
ｕ ＋Ｆ ｅ ” −＋Ｃｕ 十＋Ｆ ｅ ”（８）
Ｆ ｅ ＋ ２ Ｃｕ廿−＋ Ｆ ｅ ” ＋ ２ Ｃ
ｕ十（９） Ｃｕ＋ｃ ｕ ” −＋ ２Ｃｕ ＋（
１０）Ｆｅ＋２Ｃｕ＋−＋Ｆｅ＋＋＋ ２Ｃｕ↓そして
、前述の如く、通常のインヒビターでは（４）〜（５）
式による腐食は防止しつるものの、（６）〜（１０）式
の腐食は防止することができないのである。

今日迄、第二鉄イオンの酸化腐食を抑制するために、還
元法が検討され、その主なものは、塩化第−スズ、Ｌ−
アスコルビン酸、塩酸ヒドロキシルアミン、ヒドラジン
等の還元−剤の添加による方法である。

しかしこれらは何れも欠点を有している。

即ち、塩化第一スズ、Ｌ−アスコルビン酸ハ、還元力は
優れているが、高価で経済的でない上に廃液処理が困難
であるとか、大量のスラッジを生ずる等の欠点がある。

また、塩酸ヒドロキシルアミン、ヒドラジンは、比較的
利用しやすいが、防止効果が弱い上に廃液処理が難しく
、実用性に乏しい〇 一方、銅イオンの酸化腐食性に対しては、第二銅イオン
を第一銅イオンに還元し、この第一銅イオンを銅イオン
封鎖剤にてマスキングする方法がとられている。

封鎖剤としては、チオ尿素、チオシアン酸塩、ＥＤＴＡ
、アルキルメルカプタン等が用いられている。

しかし、これらの方法も十分な効果が得られない上に多
量の沈殿物を生じたシ、廃液処理に困難を伴い、また経
済的にも問題が残る。

以上の観点に基づき、本発明者等は鋭意研究の結果、か
かる欠点を克服し、化学洗浄時の腐食防止に、特に酸洗
浄時の酸化腐食性金属イオンによる金属材質の腐食防止
に著効を有する方法を開発し、本発明に到達した。

而して本発明は金属を化学洗浄するに際し、洗浄液を被
洗浄物以外の金属鉄と循環接触させることを特徴とする
化学洗浄時腐食の防止法であジ、酸化腐食性金属イオン
の内第二鉄イオンおよび第一銅イオンは各々次記（１１
）式及び（１３）式により還元じて腐食性でない第一鉄
イオン及び金属銅に、また第二銅イオンは次記（１２）
式及び（１３）式により順次還元して腐食性でない金属
銅に変化させる方法である。

（ｌυ２ＦｅＪｔ＋Ｆ＋ Ｆｅ−＋ＢＦｅ田十（１２
） ２ Ｃｕ ＋＋ Ｆ ｅ−＋２ Ｃｕ＋＋Ｆ ｅ
＋α”）２Ｃｕ十＋ Ｆｅ→２Ｃｕ↓＋Ｆｅ−Ｈ一本
発明方法に用いられる金属鉄とは、軟鋼、鋼、鋳鉄等特
に限定されるものではなく、また、その形状は板状、パ
イプ状、リング状、線状、ファイバー状、顆粒状、粉末
状等いかなるものでも使用可能である。

必要とする金属鉄の量は、被洗浄対象物付着物中に含ま
れる酸化腐食性金属量に対し前記（１１）〜（１３）式
によって示される化学量論量以上であるが、使用する金
属鉄の表面積は被洗浄対象物系の全表面積に対し３倍以
上、特に好ましくは１０倍以上とすることが必要であう
、従って金属鉄の使用量はその形状にょう適宜決定され
る。

前述した如く、化学洗浄に際して洗浄液中に醇出した酸
化腐食性金属イオンは、接触器において金属鉄と接触に
還元させるのが適当であり、接触器としては色々な形態
のものが選択できるが、また特段に接触器を設けること
も必ずしも必要でない。

例えば、循環液系に顆粒状あるいはファイバー状の金属
鉄を詰める態様、金属鉄粉末あるいは短繊維を洗浄液中
に分散循環させる態様、循環のために設けた中間槽内に
ストレーナ−のような形で金属鉄を置く態様、あるいは
鉄繊維によって作られた円筒状の不織布を循環系内に入
れる態様等である。

本発明の洗浄対象となる系は、熱交換器、配管、冷凍機
、フィルター、ボイラー等いかなるものであってもよい
。

また、構成材料が鉄、銅、ステンレス、亜鉛、アルミニ
ウム、真鍮、アルブラック・キュプロニッケル等の合金
類等いかなる金属であってもよく、系中に鉄または銅が
構成材質の一部または全部に使用されている系のいずれ
もが含まれる。

一方、洗浄対象となる汚損物質としてはいかなるもので
もよく、たとえば炭酸カルシウムスケール、硫酸カルシ
ウムスケール、リン酸カルシウムスケール、シリカスケ
ール、リン酸亜鉛スケール、重炭酸鉄スケール、酸化鉄
スケール、水酸化銅スケール、酸化銅スケール等、また
、これら以外の洗浄対象としてとり上げられるものはす
べてが含まれる。

また、化学洗浄剤としては、塩酸、硫酸、スルファミノ
酸、フッ酸等の無機酸、またはそれ等の塩類、ギ酸、ク
エン酸、とドロキシ酢酸、酒石酸、リンゴ酸、アミノポ
リホスホン酸、修酸、ＴＤＴＥ。

チオグリコール酸等の有機酸またはそれ等の塩、その他
アルカリ性洗浄剤、あるいは上記の洗浄剤の混合洗浄剤
等のいずれにも有効である。

インヒビターは、洗浄剤による洗浄対象材質および使用
金属鉄の腐食大抑制するため、通常量添加すればよい。

本発明によれば、化学洗浄液中に酵出して来る酸化腐食
性金属イオンは金属鉄により還元されて腐食性のないも
のに変化されるため、それらイオンによる被洗浄処理物
の腐食は防止されるが、その効果は極めて確実であシ、
しかも用いる金属鉄は特に高価な加工を必要とせず安価
に入手でき、且つ、洗浄後のスラッジの増加もなく廃液
処理に何ら問題を生起する事もない。

以下実施例により、本発明の内容を更に具体的に説明す
る。

尚、実施例中にある抑制率とは、以下の式によって算出
した。

※ Ｗ１＝（金属鉄無）の場合のテストピースの腐食減
量 Ｗ２＝（金属鉄有）の場合のテストピースの腐食減量 また、実施例中のイビット２Ｓおよびイビット３０Ａは
、いずれも住友化学株製酸洗腐食防止剤（インヒビター
）である。

実施例 １ １ｔビーカーに所定組成の化学洗浄液１ｔを入れ、恒温
槽にて４０℃に保持した。

この洗浄液を、６０＆の鉄筒リコ（鉄材のけずシ片、表
面積４３５０ｃｍ２ ）を入れた内容積３００ｒｒＬｔ
の中間槽及びテストピースとしての鉄管（１５Ａ、長さ
１００ ｍｍ ｒ内表面積５０．６ｍ”）を順次通過し
ビーカーに戻る循環系に、ポンプにて２５ｔ／ｍｉｎの
流速で流した。

その時のテストピースの腐食の経時変化は第１表の如く
であった。

なお、比較の為中間槽に鉄筒リコを入れない場合の結果
も併記した。

実施例 ２ 金属鉄として鉄繊維（日本スチールウール社製ボンスタ
ーＡＩ）を３０ｇ（表面積４３５０ｃｒ／Ｌ２ ）を使
用し、且つ洗浄液循環系の鉄管ビー力との間に更にモラ
一つのテストピースとして鋼管（内径２０關、長さ１０
０ 關１内表面積６２．８ＣｒｒＬ２．）を連結した以
外は実施例１と同様の操作を行った。

その結果は第２表の如くである。

なおＦｅ＋＋＋イオン、Ｃｕ料シイオン３０分間で該当
濃度となるよう循環開始とともに添加していった。

実施例 ３ テストピースとして、鉄管及び鋼管に代えて、錆コブの
発生している鉄管（実施例１で使用した鉄管と同じ鉄管
内に約１８ｇの錆コブが発生したもの）を連結しかつ酸
、インヒビターの種類を種種変えた以外は実施例２と同
様の操作を行った。

その結果（１２０分後）は第３表の如くである。

実施例 ４ 酸として種々の有機酸を用い、かつ処理液温を６０℃と
した他は実施例３と同様の操作を行った。

をその結果（１２０分後）は第４表の如くである。

実施例 ５ 被洗浄物（テストピース）の材質を種々変えた他は実施
例１と同様の操作を行った。

その結果（６０分後）は第５表の如くである。

実施例 ６ パッケージクーラーのコンデンサーチューブの洗浄に本
発明を適用した。

該コンデンサーは大気中より亜硫酸ガスが循環式冷却水
系に混入し、鉄錆、硫化鉄等のスケール障害を受けて高
圧カットを生じていたものである。

コンデンサー（内表面積１８．７ｍ２ ）の冷却水配管
の出入ロバルプを閉じ、鉄繊維１０ｋｙ（表面積１４５
０ｍ２ ）を層状に設置した中間槽ならびにテストピー
スとしての鉄管（２５Ａ、長さ２００ｍｍ、内表面積１
７３．３ｄ ）及び鋼管（２０Ａ、長さ２００ｍｍ、内
表面積１７３．３ｃＴｔ２）を、洗浄液がコンデンサー
−中間槽−鉄管一銅管−コンデンサーの順で循環する形
で、連結した。

洗浄液約１００７を温度３０℃、流速６０ｔ／ｍｉｎで
上記系に流した結果第６表に示す如き結果を得た。

４時間の洗浄により、コンデンサーチューブ（銅製）の
内表面は完全に付着物が除去され、光沢のある表面とな
っていた。

またコンデンサーのヘッダーや冷却水配管内に発生して
いた錆コブも殆んど除去されていた。

鉄材質表面への銅の析出は全くなかったが、鉄繊維表面
には若干鋼が析出していた。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 金属を化学洗浄するに際し、化学洗浄液を被洗浄物
   以外の金属鉄と循環接触させることを特徴とする化学洗
   浄時腐食の防止法。