JPS602389B2 - 鉄鋼製部材の化学洗浄方法 - Google Patents

鉄鋼製部材の化学洗浄方法

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JPS602389B2
JPS602389B2 JP14947579A JP14947579A JPS602389B2 JP S602389 B2 JPS602389 B2 JP S602389B2 JP 14947579 A JP14947579 A JP 14947579A JP 14947579 A JP14947579 A JP 14947579A JP S602389 B2 JPS602389 B2 JP S602389B2
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JP
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acid
rust
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rust prevention
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JP14947579A
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行男 林
良夫 工藤
武敏 古沢
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23GCLEANING OR DE-GREASING OF METALLIC MATERIAL BY CHEMICAL METHODS OTHER THAN ELECTROLYSIS
    • C23G1/00Cleaning or pickling metallic material with solutions or molten salts
    • C23G1/02Cleaning or pickling metallic material with solutions or molten salts with acid solutions
    • C23G1/08Iron or steel
    • C23G1/088Iron or steel solutions containing organic acids

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Cleaning And De-Greasing Of Metallic Materials By Chemical Methods (AREA)
  • Preventing Corrosion Or Incrustation Of Metals (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、鉄鋼製機器類を含む鉄鋼製部材を一液で脱ス
ケール及び防錆処理するイG学洗浄法に関する。
従来、蒸気発生プラントや化学プラントなどの水あるい
は蒸気が通る系統のスケールや錆による腐食を防止する
目的で、あるいは稼動後の火力プラントのボィラその他
の鉄鋼製機器類に対して熱*伝導性を向上させる目的で
、酸洗浄を行ったのち、水洗により酸液を十分に排出し
、最後に防錆処理によって洗浄面を防錆保護している。
このような酸洗浄から中和防鯖処理までのイb学洗浄方
法として具体的には第1表に示す‘a’、{b’等の方
法があるが、いずれも次のような欠点を有している。‘
1} 化学洗浄工程として酸洗浄→水洗→くえん酸リン
ス→中和防錆の4工程からなっているため、工程数が多
いという繁雑性ばかりでなく、特に水洗から中和防錆ま
での処理に数十時間も要し、徹夜作業となることも多く
、多大の労力と費用を要する。
■ 酸洗浄から中和防錆処理までの化学洗浄による廃液
量は、工程が繁雑なため被洗浄機器類保有水量の4〜5
倍にもなり、その廃液処理に多大の労力と費用を要する
また、鉱酸に〆塩基酸以上のオキシ酸を添加して酸洗浄
した後、該酸液を排出することなく酸液にアルカリを添
加して中和し、さらに防錆剤を添加して防錆を行なう酸
洗浄法が、椿公昭46−16401号公報にて知られて
いる。
この方法は、鍵酸によってスケールを除去し、上記のオ
キシ酸によって溶出した鉄イオンの封鎖を行なうのであ
るが、防錆処理終了後に行なう水洗によって鍵酸が残留
すると、この鉱酸に起因するCI‐、S戊‐がポィラ運
転時に鋼材の腐食因子となるばかりでなく、中和剤とし
て添加するアルカリのうち炭酸ナトリウム、水酸化ナト
リウム、アルカリ性りん酸ナトリウム等が残留すると高
温、高圧のボィラの場合、運転時にポィラ蒸発管の高温
部に濃縮してアルカリ腐食を生起する因子となる等の欠
点があり、これらの欠点を除くためには大量の水を使用
した長時間の水洗によって上記腐食の因子を完全に除去
する必要がある。
本発明は以上の諸点に鑑みてなされたもので、鉄鋼製部
材の化学洗浄工程を、除錆・脱スケール工程と防鯖処理
工程の2工程とし、しかもこの2工程を上記の公知方法
にみられるような欠点のない実質的に一液で、迅速、簡
便に行なうことのできる化学洗浄法を提供するものであ
る。
すなわち本発明は、スルフアミン酸、酒石酸のうちの少
くとも1種、および/またはアンモニア水を添加してp
Hを3.0〜3.5に調整したくえん酸、りんご酸、グ
リコン酸、グリコール酸のうちの少くとも1種の有機酸
溶液で脱スケールした後、同溶液にアンモニア水、エタ
ノールアミン、ヒドラジンのうちの少くとも1種の風調
整剤と亜硝酸塩を添加しpHを5〜7にして防錆処理す
ることを特徴とする鉄鋼製部村の化学洗浄方法に関する
以下、本発明方法で使用する各薬品の作用について説明
する。{11 有機酸: 本発明では、スルフアミン酸、酒石酸、くえん酸、りん
ご酸、グリコン酸、グリコール酸が使用でき、このうち
後四者はアンモニア水を加えてPH3.0〜3.5に調
整しておく。
本発明の有機酸は、鉄スケ−ルを溶解して脱スケールを
行なうことが主な目的であり、上記の前二者は鉄スケー
ルの溶解力が極めて大きいが、上記の後四者は鉄スケー
ルの溶解力が小さく、そのまま用いたのでは完全な脱ス
ケールを行なうことができない。
しかし本発明者等の研究の結果、これらをアンモニア水
でpH3.0〜3.5に調整すれば、鉄スケールの溶解
力が顕著に増大することが判明した。上記の後四者にア
ンモニア水を加えて母調整するのは、この知見に基づく
ものである。また、これらの有機酸は鉄鋼製機器類の脱
スケールの他に防錆処理時の溶出鉄の沈殿封鎖が・目的
であるため、有機酸の最適使用濃度は鉄スケール量によ
って決定するのが好ましい。
ところで本発明法を適用しうる火力プラントのポィラの
場合、酸洗浄による溶出鉄は通常3000〜800の脚
の範囲内にあるので、鉄スケールを溶解するための有機
酸濃度は2〜柵t%でよいが本発明では、スケール除去
後、該酸液に直接pH調整剤及び亜硝酸塩を添加してp
H5〜7好ましくは6〜7に調整し、防錆処理するので
、その時溶出鉄イオンが沈殿しないだけの有機酸濃度が
必要である。
鉄イオンに対する有機酸の封鎖力は防鏡時のpHによっ
て異なり、高斑になる程封鎖力は低下し、また有機酸の
種類によっても異なる。
そこで鉄スケール量が多い機器類の化学洗浄に当っては
封鎖力の高い有機酸を使用すべきであり、その優劣は各
有機酸の濃度を同じにした場合、くえん酸>グリコン酸
>りんご酸>スルフアミン酸>グリコール酸>酒石酸の
順となる。溶出イオン量に対し有機酸濃度が不足すると
防錆処理時に封鎖力を失って水酸化鉄の沈殿を生成し、
洗浄面を汚染するばかりでなく、防錆皮膜の化成にも悪
影響を及ぼすので、鉄鋼製機器類の鉄スケール量に応じ
て有機酸の選択並びに防錆処理時のpH選択が必要であ
る。
なお、有機酸は酸腐食抑制剤と併用することもでき、こ
の酸腐食抑制剤としては従釆公知のものが使用できる。
例えば、アミン系酸洗用防食剤であるヒビロンK−4、
ヒビロンK−150(杉村化学工業(株)製、商品名)
、ィビツト30AR(住友化学工業(株)製、商品名)
等が使用できる。‘21 亜硝酸塩 亜硝酸塩としては、Na、K塩が有効に使用できる。
添加濃度は0.02〜0.05wt%程度で充分であり
、あまり高濃度になると鋼材面の腐食が増して防錆皮膜
の繊密性を欠き防錆効果を低下するので好ましくない。
本発明の防錆処理時の防錆機構は明らかでないが、柵が
8未満で防錆皮膜が化成されること及び皮膜の表面状態
が光沢性の黒色を呈していることから、適正pH溶液中
では、下記反応で示すように亜硝酸塩が鉄鋼面と反応し
て不落‘性のマグネタィト(Fe304)の不動態化膜
が鉄鋼面に化成されるためと考えられる。
蛇e+軸NaN02十虹LO→Fe304十8NaOH
+9NO‘3’ pH調整剤 上記の亜硝酸塩による防錆処理の際に添加される母調整
剤はアンモニア水、モノェタノールアミン、ジエタノー
ルアミン、トリエタノールアミン、ヒドラジンのうちの
少くとも1種である。
これらは有機酸で脱スケールしたのち、同溶液に亜硝酸
塩と同時あるいは順次添加して、防錆処理液のpHを5
〜7、好ましくは6〜7に調整すればよい。
餌5未満では亜硝酸塩が鋼材の腐食を促進するので好ま
しくない。またPH7、特に母8以上では防錆膜を形成
しないので、防錆効果も悪い。以下、実施例をあげ、更
に本発明方法を詳述する。
実施例 第2表の酸液(くえん酸、りんご酸、グリコン酸、グリ
コール酸はあらかじめアンモニア水で町3に調整したも
の)120肌に酸腐食抑制剤ヒピロンK−4(杉村化学
工業(株)毅、商品名)を0.3れ%添加した溶液に、
四三酸化鉄を主成分とするスケールの付着しているボィ
ラチューブ(外径31.8ぐ、内径200のものを5助
長さに輪切し、チューブの外面スケールを切削除去した
もの)を浸潰し、85〜9ぴ0で6時間保持した。
次に同酸液に母調整剤と亜硝酸塩を添加して第2表のよ
うに調整し、80〜85午0で2時間防錆処理した。防
錆処理後の試験片を軽く水洗して自然乾燥させ、屋上で
曝露試験を行ない、肉眼による防錆効果の評価を行なっ
た。その結果は第2表に示すようにいずれの有機酸でも
スケール除去は完全であるが、防錆処理時の有効pHは
5〜7の範囲で、pH6〜7の範囲が特に好ましい。ま
た防錆処理時に鉄の沈殿生成があると、適正餌範囲内で
も水酸化鉄の沈殿が鋼材面に付着して防錆効果もなくな
っていることがわかる。沈殿生成は有機酸濃度とpHに
影響しており、酸洗浄による溶出鉄イオンが600の血
を越えるような場合はくえん酸、りんご酸、スルフアミ
ン酸、グリコン酸を除くグリコール酸及び酒石酸は、防
錆処理時の餌を6まで下げることにより鉄の沈殿生成も
無くなり、有機酸濃度も少なくてすみ、防錆効果もよく
なることがわかる。第2表 以上詳述したように本発明は新設時及び稼動後の火力プ
ラント、化学プラント等のポィラ、熱交換器その他の鉄
鋼製部材の化学洗浄法として最適であり、○} 酸洗後
の水洗を必要としない2工程の化学洗浄法であるので、
化学洗浄所要時間は従釆法に比し約1/2に短縮でき、
それによる労力と人件費を大幅に節減できる。
脚 本発明法は2工程で、実質的に一液法であるので、
化学洗浄により生ずる廃液量は従釆法に比し約1′2に
減少し、その廃液処理に要する費用もほぼ半減する。
という工業的に極めて顕著な効果を奏するものである。
また、本発明方法は、前記の持公昭46−16401号
方法に比べ、(1} 鉱酸を全く使用していないばかり
でなく、防錆処理時の風調整剤として残留しても高温液
中で無害なものに分解するものを使用しているため、水
洗は簡単でよく、水の使用量および水洗時間は少くてよ
い・【2’防錆剤としては上記公知方法と同じ亜硝酸塩
を用いているが、餌範囲が本発明法では5〜7の弱酸〜
中性であるのに対し、上記公知方法ではpH9〜10の
アルカリ性であり、この餌範囲の相違によって、本発明
法での亜硝酸塩の濃度は0.02〜0.05wt%で充
分であるが、公知方法では0.1〜IM%もの高濃度が
必要である、鰍 公知方法の防錆作用は一般に亜硝酸塩
皮膜と言われているものによるが、本発明法では亜硝酸
塩が鋼材面と反応して不溶性の繊密なマグネタィトの不
動機化膜を化成したことによる(防錆皮膜をX線回折し
たところ、Fe304のみを示したことから明らかであ
る)もので、防錆効果が公知方法の約1.8音も増大す
る、等の効果を奏する。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 スルフアミン酸、酒石酸のうちの少くとも1種、お
    よび/またはアンモニア水を添加してpHを3.0〜3
    .5に調整したくえん酸、りんご酸、グリコン酸、グリ
    コール酸のうちの少くとも1種の有機酸溶液で脱スケー
    ルした後、同溶液にアンモニア水、エタノールアミン、
    ヒドラジンのうちの少くとも1種のpH調整剤と亜硝酸
    塩を添加しpHを5〜7にして防錆処理することを特徴
    とする鉄鋼製部材の化学洗浄方法。
JP14947579A 1979-11-20 1979-11-20 鉄鋼製部材の化学洗浄方法 Expired JPS602389B2 (ja)

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