JPS62103382A - 電子サイクロン式防蝕・防スケ−リング方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は電子サイクロン式防蝕・防スケーリング方法に
関し、更に詳細には、ボイラー、熱交換器、空気調和設
備、給水設備、ガス供給設備、地下埋設管設備等のプラ
ントにおける腐蝕とスケーリングを防止する方法に係わ
シ、腐蝕等にともなう赤水の発生予防、さびこぶの予防
及び除去、孔蝕（酸素、濃淡電池腐蝕、異種金属接触腐
蝕）、応力腐蝕、水素ｐｌｌ側割、脱亜鉛腐蝕、かい蝕
等の防止、表面酸化の防止等に極めて良好な効果を示す
ものである。

「従来の技術」 従来においては、これ等の対策としては薬剤（いわゆる
インヒビター）添加による方法が主流であり、又一部流
体をブローをして入替える事で対応して来た。しかしこ
れらの方法では、経済性及び操作性に難点があった。ま
だ効果の点においても充分に満足することもできないも
のであり、プラント全体の更新、部品の交換等を短い周
期で定期的に行う必要があった。

「発明が解決しようとする問題点」 本発明はこれ、ら従来の諸欠点を除去し、経済的な管理
を可能にする方法を提供せんとするものである。

即ち、更に具体的には、本発明はプラントにおいてその
配管や槽類等に電気及び磁場附与装置（通称メグエキサ
イタ−）を定常間隔に組み込み、もって該配管や槽類等
に磁界を附与すると同時に電気的なプラス、マイナスの
極性を持つ直流の微弱電流を附与するものであり、これ
によってプラントや部品に発生する各種の腐蝕の防止と
スケーリングの防止をなすようにした電子サイクロン式
防蝕・防スケーリング方法を提供せんとするものである
。

「問題点を解決するだめの手段」 以下、本発明を更に詳細に説明する。

本発明は、プラントにおける配管や槽類等の所要部位に
微弱な電流と磁界を同時に附与することを特徴とする電
子サイクロン式防蝕・防スケーリング力法である。

次に、本発明の具体的な実施９１１について詳細に説明
する。

不発明の理解に便ならしめるために不発明の説明に先立
って先ず腐蝕そのものについて説明する。

腐蝕は大部分の金属の表面上に形成される局部電池のア
ノードとカソードが原因である。卑電位な系は貴電位な
系に電子を与えて酸化され、貴電位な系は電子をもらっ
て還元される。この電子の授受反応は水素が鉄よシミ子
をもらうという性格上、鉄金属の表面で起る腐蝕は、両
極間に流れる電流、つまシミ荷を運搬するものがイオン
であシ、陽イオンがカソードへ、また陰イオンがアノー
ドへ泳動する局部電池、作用によるものである。そして
また、腐蝕時の電流の流れは第１図のようになるもので
ある。即ち、第１図に示すように金属内部では電子流で
あるが、局部アノードから水溶液内を通って局部カソー
ドに至る電流はイオンによって運ばれる。局部アノード
では鉄（Ｆｅ）のイオン化によって電極に電子が与えら
れ、局部カソードでは水素イオン（Ｈ＋）の放電によっ
て電子が消費されて均衡がとれているように見られるが
、本来水溶液は電気的に中性であろうとし続け、アノー
ドから溶出したＦｅは必ず溶液中の陰イオンを引きつけ
て中性を保ち、カソードではＨ＋が放電すれば陽イオン
不足で陰イオンが過剰の状態となるから、その過剰陰イ
オンに引かれて溶液中の陽イオンがカソードへ泳動する
。

このことはアノードとカソード間でイオンの移動が起ら
なければ腐蝕反応が進行しないことになるが、しかし、
腐蝕環境の大部分はＮａ＋、　Ｋ＋。

Ｍｇ　、　Ｃａ　、　Ｃｔ　、　ＳＯ２等のイオンを含
んでいるから、これらのイオンが水溶液内のイオンの運
搬をする。イオン電流の、駆動力は局部アノードと局部
カソード間の電位差である。その電位と腐蝕電流ｉｃと
の関係を第２図に示している卑電位（アノード）より貴
電位（カソード）に電子が流れ、この結果アノード電位
は貴に、カソード電位は卑になろうとする。第２図の点
ＡＰＣで囲れた部分で、アノード電位とカソード電位が
電流変化上で交差する点Ｐが腐蝕位であり、一般に腐蝕
電位はＡ−Ｃ間上の電位を持つ。Ｐ点の電位において流
れる電流ＩＥが腐蝕電流である。

次に第３図のようにＡＰＣで囲まれた部分の面積を小さ
くした場合、つまりカソード電位とアノード電位を限り
なく接近した場合には、Ｃ，Ｅ、Ａの電位はほとんど差
がなく、°シたがって腐蝕電流ｉＥは極端に小さくなる
。（このｉＥは卑金属の溶解電流であると同時に水素イ
オンの還元電流である）このことは金属表面上での電位
分布を均一すれば防蝕の目的を達成することができると
いうことになる。

以上が腐蝕についての説明であるが、斯かる腐蝕の説明
をもとにして本発明の具体的な方法を以下説明する。

不発明は、第４図に示すように、金属管１を介して強磁
界を管内水溶液２に附与し、同時に金属管１に微弱な定
電流を流すものであり、斯くすると、水溶液２中のイオ
ン群、特にＨ＋イオンが管壁１ａの辰面に耐着しないよ
うになると同時に放電しないようになるものである。こ
れは各イオン群がフレミングの左手法則によ’）ｆ＝Ｂ
ｅゾ、〔Ｎａなる力を受けるからである。この力は常に
運動方向に動くから、中心に向う力と流速とのベクトル
和で螺旋状に電子的に徴しく運動する。その動きは肯の
中心に電気的に集束し、イオン群は管壁より離れる。耐
イオンもＰＩ外ではあり得す、アノ−ドルカソード間の
電子の授受は起らず、局部電池は形成されない。又腐蝕
を起した金属管あるいは缶、槽等に対して前記の如くに
なした場合には、これらの励起状態にされたイオン群が
腐蝕部分つ″！、シ錆コブに衡突し、これをわずかづつ
軟化して溶解し、剥離する。またこれらの励起されたイ
オン群は、水溶液に含まれたスケール原因粒子にも有効
に働き、スケーリングを防止することになる。又管等に
一定の電流を流すことによシ設備全体の電位が均一化さ
れることにより、接触電位差が解消される。また前記し
た方法を実施する場合には、配管に一定の間隔（１ｍか
ら１００ｍの間隔）でもってメグエキサイタ−を取シ付
け、定電流（直流５〜３００　ｍＡ　）を該メグエキサ
イタ−を通じて流すようにして行われる。

「発明の効果」 本発明によれば、ボイラー、熱交換器等のプラントにお
ける各種の腐蝕及びスケーリングを有効に防止すること
ができるものである。したがって、赤水の発生予防、さ
びこぶの予防及び除去、孔蝕（酸素、濃淡電池、腐蝕、
異種金属接触腐蝕）応力腐蝕、水素晩性割れ、脱亜鉛腐
蝕、かい蝕等の防止、表面酸化の防止等に極めて良好な
結果を得ることができるものでアシ、設備の長期に亘る
メンテナンスフリーを可能にすることができるものであ
る。

上記本発明の効果を明確にするために以下に試験例を示
す。

試験例−１ 第５図は試験例−１を示すものであり、読図に示すよう
なプラント（給湯設備）で実施し、実施期間を６年間（
７２ケ月）としたものである。６年間経過した時点でそ
の水溶液を分析したところ、１、外観〜濁度なし、色度
なし　７．塩素イオン〜２８ｐｐｍ２、臭味〜なし　　
　　　　８．硫酸イオン〜４１　ｐｐｍ　。

３、ＰＨ値〜８．７　　　　　　９．　シリカ〜１３ｐ
ｐｍ４、総硬度〜６７ｐｐｍ　　　１０．全鉄〜０．１
２　ｐｐｍ５、Ｃａ硬度〜６５ｐｐｍ　　　１１．溶存
酸素〜５．７　ｐｐｍ６、Ｍアルカリ度〜４７　ｐｐｍ
　１２．蒸発残留物〜１５９ｐｐｍとなった。尚、その
時の定電流装置の設定値は、電流値１００　ｍＡ　、電
圧値Ｑ、３ｍｖ、附与磁束２附与０ガウスであった。

この試験例−１で特筆すべきことは、通常鋼管と鋼管の
持続箇所に（は異種金属接触腐蝕（鋼管側では錆の発生
、銅管側では緑錆の発生）が当然見られるところである
が、本発明を実施した場合においてはそれらの腐蝕が一
切認められないことである。又、温水ボイラ内には流電
防蝕装置としてマグネシューム棒を差し込んであるが、
これは通常では１２ケ月ないし１４ケ月程度で全部消費
されるものであるが、点検したところ未だ５分の３程度
のマグネシューム棒が健在であった。

試験例−２ 第６図は試、験レリー２を示すものであり、読図のよう
なプラント（空気調和設備）で実施し、実施期間を４年
（４９ケ月）としたものである。４年間経過した時点で
その水溶液を分析したところ、１、濁度〜なし　　　　
　７．塩素イオン〜６．Ｏｐｐｍ２、色度〜なし　　　
　　８６硫酸イオン〜１０ｐｐｍ３、　Ｐ　’Ｈ値〜９
．４　　　　　９．７リ力〜１３ｐｐｍ４、総硬度〜２
６　ＰＩ）ｒＴＩ　　　１０．全鉄〜０．３　ｐｐｍ５
、Ｃａ硬度〜１５ｐｐｍ　　　１１．溶存酸素〜８２ｐ
ｐｍ６、Ｍアルカリ度〜２７ｐｐｍ１２．蒸発残留物−
□　４９　ｐｐｍとなった。尚、その時の定電流装置の
設定値は、電流値１１５　ｍＡ　、電圧値０．４　ｍＶ
　、附与磁束３６００ガウスであった。

この試験例−２で特筆すべきことは、ＰＨ値が９．４に
上昇し、弱アルカリ性を示した事である。

通常、この様なプラントでは添加物等を投入して強制的
にＰＨ値を９〜１１程度に保つ事により酸化を防止して
いるが、本発明によれば何ら添加物をもちいることなく
、ＰＨ値を上昇させ、弱アルカリ性を保持せしめること
ができるのである。そして、該プラントでは新築当時よ
シ水を入れ替えた事がなく、４９ケ月経過しても赤水の
発生、錆の発生が認められず、新築当時の状態を保持し
ている。特に鋼板製温水タンクでは一切の錆が認められ
ない。

試験レリー３ 第７図は試、験例−３を示すものであり、読図に示すよ
うなプラント（空気調和設備）で実施シ２、実施期間を
３３ケ月としたものである。３３ケ月経過した時点でそ
の水溶液を分析したところ、１、濁度〜なし　　　３．
ＰＨ値〜９．０２、色度〜なし　　　４．総硬度〜３６
　ｐｐｍ５、Ｃａ硬度〜１８ｐｐｍ　　　　９／リカ〜
８，９ｐｐｍ６．Ｍアルカリ度〜２５　ｐｐｍ　　１０
．全鉄〜０．５　ｐｐｍ７、塩素イオン〜８．６　ｐｐ
ｍ　　　１１溶存酸素〜３．４ｐｐｍ８、硫酸イオン〜
２０　ｐｐｍ　　　１２．蒸発残留物〜１２１Ｔ）ｐｍ
となった。尚、定電流装置の設定値は、電流値１００　
ｍＡ、電圧値０．１　ｍＶ以下、附与磁束４０００ガウ
スであった。この試験ＥＦＩＪ　３で特筆すべきことは
、いずれもＰＨ値が９．０を示し、また必ず水溶液は弱
アルカリ性になって行くのが認められることである。更
にまた別表にまとめであるが、原水と比較して塩素イオ
ンの消費が少なく、更に水溶液のスライム化もないと共
に藻の発生も認められないのである。

試、％ヰｅグリ−４ 第８図は試験レリー４を示すものであり、読図に示すよ
うな設備（消火栓設備）で実施し７、実施期１間を２５
　’ｙ　；ｌとしたものである。２５ケ月経過した時点
でその水溶液を分析したところ、１、濁度〜なし　２０
色色度外し　３．ＰＨ値〜８，６４、総硬度〜７０　ｐ
ｐｍ　　ｓ、Ｃａ硬度〜４６ｐｐｍ６、Ｍアルカリ度〜
２９ｐｐｍ７．塩素イオ７−７−２３ｐｐ、硫酸イオン
〜４２　ｐｐｍ　　９．ンリカ〜２．Ｏｐｐｍ１０全鉄
〜０．０９　Ｔ）ｐｍ　　１１．溶存酸素〜６．２　ｐ
ｐｍ１２、蒸発残留物〜１３１ｐｐｍ となった。尚、その時の定電流装置の設定値は、電流値
８０　ｍＡ　、電圧値０．２　ｍＶ　、附与磁束４００
０ガウスであった。この試験例−４で特筆すべきことは
、配管を地下に埋設した状態で本発明を実施した事にあ
る。その結果は、配管の表面上に錆の発生は認められず
、埋設した当時の状態を保持しており、又、水に接触し
ている配管内部も同様であった。尚、メグエキサイタ−
の取付部分についてはコンクリート桝に入れ、鉄製蓋を
かぶせていたが、雨水等が入っていく構造でちゃ、降雨
時はメグエキサイタ一部も水に浸される状況であった。

このような状況にあ−ても、配管との接触部を点検した
ところでは錆り発生は認められなかった。

尚、実施した土地は火山灰土てあって、明らかに酸性土
壊であった、 以下に、上記試験例−１〜試験列−４で得た結果を表に
して示す。

尚、次頁の表で試験１１ｔｌＪ中の（吏用原水はプラン
ト運転中の水溶液と同時に補給水を採水し、分析したも
のである、 また比較のために試験例−２のプラントＹ同程度の規模
のプラントを該試験例−２のプラントノ近隣に設置し、
そのプラントの水溶液を分析してみた。その結果を示し
だものが下記の表である。

（防蝕の為のメグエキサイタ−等の装置は一切取り付け
ず、また配管および槽は鋼製とした。また使用原水は試
験例−３と同じものを使用している）比較０為　７．０
　５　　’１５　１２１　　３０　　１２３　　４６　
　５１　　０．３　１８．４　６３　　３１　　４９力
月の参考例 比較の為の参考例で得た結果を考察すると、Ｐ　Ｈ値は
酸性の方向にあり、赤水の発生が顕著に見られる。又蒸
発残留物が著しく少ないのは配管等にスケールとして耐
着している事を示している。

尚、年−回定期的に該プラントを酸洗い等で清掃してい
るが、その後３ケ月程度で赤水の発生が見られ、プラン
トのストレーナ及びバルブ類が錆で閉そくする現象が見
られた。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図は腐蝕についての説明図、第４図は本
発明の説明図、第５図乃至第８図は試、験例の説明図で
ある。 符号の説明 １　金属管、　　１ａ・・管壁、　　２・・・水溶液。 特許出願人　　北東電気工業株式会社 第　　３　　図　　　　　　　　　　　　　　第　　１
　　間第　　５　　図 ′Ｅ入駿伊１〜１ 第　　６　　図 第　　７　　図 状家例−３ 第　　８　　図 １結：＃’ｌ　−４ Ｐ、＆Ｍ　　補　正　、す（力　式） ％式％ ２、発明の名称 ′屯了−サイクロン式防蝕、防スケーリング方法３抽止
をする渚 ５件との関係　　特許出願人 住　　所　　　　Ｉｌｆ森県八戸へ沼館１丁目３番４２
号名　　称　　　　北東電気Ｔ業株式会社代表取締役　
工藤虎雄 ４代理人　　〒２１０電話（０４４）　２３３−４２０
６別紙の通り（明細古の１４頁から１６頁を添付の１４
頁から２０頁に改める。） ７、孝ルエリオ 試験例−１ 試験例−２ ：もｔ９例−３ せｖｈ　例　−４ また比較のために試験例−２のプラントと同程度の規模
のプラントを該試験例−２のプラントの近隣に設置し、
そのプラントの水溶液を分析してみた。その結果を示し
たものが下記の表である。 （防蝕の為のメグエキサイタ−等の装置は一切取り付け
ず、また配管および槽は鋼製とした。また使用原水は試
験例−３と同じものを使用している。） 比較の為の参考例 比較の為の参考例で得た結果を考察すると、ＰＨ値は酸
性の方向にあり、赤水の発生が顕著に見られる。又蒸発
残留物が著しく少ないのは配管等にスケールとして晴着
している事を示している。尚、年−回定期的に該プラン
トを酸洗い等で清掃しているが、その後３ケ月程度で赤
水の発生が見られ、プラントのストレーナ及びバルブ類
が錆で閉そくする現象が見られた。 ４、図面の簡単な説明 第１図乃至第３図は腐食についての説明図・第４図は本
発明の説明図、第５図乃至第８図は試験例の説明図であ
る。 符号の説明 １　・・・金属管、１ａ・・・管壁、２　・・・水溶液
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. プラントにおける配管や槽類等の所要部位に微弱な電流
   及び磁界を同時に附与する事を特徴とする電子サイクロ
   ン式の防蝕・防スケーリング方法。