JPS63103090A - 軟水ボイラの防食処理方法 - Google Patents
軟水ボイラの防食処理方法Info
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING 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
- C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
- C23F11/00—Inhibiting corrosion of metallic material by applying inhibitors to the surface in danger of corrosion or adding them to the corrosive agent
- C23F11/08—Inhibiting corrosion of metallic material by applying inhibitors to the surface in danger of corrosion or adding them to the corrosive agent in other liquids
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Preventing Corrosion Or Incrustation Of Metals (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(イ)産業上の利用分野
この発明は、軟水ボイラの防食処理方法に関する。さら
に詳しくは、高温の軟水が使用されるボイラ水系におい
て該軟水と接触する鉄系金属の腐食、ことに孔食を簡便
に防止しうる軟水ボイラの防食処理方法に関する。
に詳しくは、高温の軟水が使用されるボイラ水系におい
て該軟水と接触する鉄系金属の腐食、ことに孔食を簡便
に防止しうる軟水ボイラの防食処理方法に関する。
(ロ)従来の技術
ボイラーには、工業用水、井戸水等の原水をそのまま用
いる原水ボイラ、軟水ボイラ及び純水ボイラが一般的に
知られており、多くの場合そのボイラ水系の温度は種々
の圧力下、110℃〜400℃に設定されている。
いる原水ボイラ、軟水ボイラ及び純水ボイラが一般的に
知られており、多くの場合そのボイラ水系の温度は種々
の圧力下、110℃〜400℃に設定されている。
これらのうち、軟水ボイラは、硬度成分をほとんど前処
理により除去した水(軟水)を使用しているので硬度成
分を原因とするスケールトラブルは少ない。
理により除去した水(軟水)を使用しているので硬度成
分を原因とするスケールトラブルは少ない。
しかしながらアニオン成分は除去されていないためアニ
オンに原因する腐食傾向はかえって増大しpH6低下す
る。
オンに原因する腐食傾向はかえって増大しpH6低下す
る。
ことに、ボイラの腐食のうち発生しやすくかつ最も危険
なのが主として水中の溶存酸素に起因して局部的1こ深
く発生する点食((pittingcorrosion
) 孔食ともいう〕であるが、paが低くアニオン
成分が多いとその進行が促進される。
なのが主として水中の溶存酸素に起因して局部的1こ深
く発生する点食((pittingcorrosion
) 孔食ともいう〕であるが、paが低くアニオン
成分が多いとその進行が促進される。
このため従来より、軟水を用いるボイラにおいては、ボ
イラ給水の溶存酸素を脱気機を使用して大部分を除去し
、さらにヒドラジンや亜硫酸ソーダ等の脱酸素剤を注入
して還元除去する二段構えの処理をした上で重合リン酸
類又は正リン酸類を防食剤として添加し、必要に応じア
ルカリ剤を注入し、pI(を10〜12に保持すること
により、上記点食の発生を防止することが行なわれてお
り、この方法が日本における軟水ボイラ水の標準的な防
食処理方法として規格化されている ( JI8 B−8223/1977 ;以後脱酸素
−アルカリ処理法と称す)。
イラ給水の溶存酸素を脱気機を使用して大部分を除去し
、さらにヒドラジンや亜硫酸ソーダ等の脱酸素剤を注入
して還元除去する二段構えの処理をした上で重合リン酸
類又は正リン酸類を防食剤として添加し、必要に応じア
ルカリ剤を注入し、pI(を10〜12に保持すること
により、上記点食の発生を防止することが行なわれてお
り、この方法が日本における軟水ボイラ水の標準的な防
食処理方法として規格化されている ( JI8 B−8223/1977 ;以後脱酸素
−アルカリ処理法と称す)。
(ハ)発明が解決しようとする問題点
しかしながら上記脱酸素−アルカリ処理法においては、
リン酸塩が沈澱被膜形成に由来する防食形態を採る化合
物なので緻密で強固な被膜の形成は望み走く長JjA間
に亘る点食発生防止は困難である。また、併用されるヒ
ドラジン・亜硫酸ソーダ等の脱酸素剤は、補給水中のM
存酸素濃度に正確に対応する濃度を逐次添加する事は不
可能なので通常予期される溶存酸素の1.2〜1.5倍
の脱酸素剤を添加する方法が取られる。しかし、ともす
るとその添加に過不足の生ずる可能性があり、その添加
量が不足した場合には、ボイラ内に発錆をもたらすし、
また過剰にすぎるときには、ヒドラジンの分解物である
アンモニアや、亜硫酸ソーダの分解物である硫化ソーダ
が生ずる。これらの成分は、蒸気系の銅系金属の腐食を
誘因する恐れがあるので好ましい事ではない。
リン酸塩が沈澱被膜形成に由来する防食形態を採る化合
物なので緻密で強固な被膜の形成は望み走く長JjA間
に亘る点食発生防止は困難である。また、併用されるヒ
ドラジン・亜硫酸ソーダ等の脱酸素剤は、補給水中のM
存酸素濃度に正確に対応する濃度を逐次添加する事は不
可能なので通常予期される溶存酸素の1.2〜1.5倍
の脱酸素剤を添加する方法が取られる。しかし、ともす
るとその添加に過不足の生ずる可能性があり、その添加
量が不足した場合には、ボイラ内に発錆をもたらすし、
また過剰にすぎるときには、ヒドラジンの分解物である
アンモニアや、亜硫酸ソーダの分解物である硫化ソーダ
が生ずる。これらの成分は、蒸気系の銅系金属の腐食を
誘因する恐れがあるので好ましい事ではない。
このように脱酸素−アルカリ処理法は、各添加薬剤の濃
度管理及び添加方法(別添)が煩雑であり、十分な防食
効果が達成できない場合が多い。
度管理及び添加方法(別添)が煩雑であり、十分な防食
効果が達成できない場合が多い。
しかも、ヒドラジン1こは毒性(発ガン性)等の問題が
あり、取扱いに注意を要するし、亜硫酸ソーダは、缶水
を高濃縮化すると塩類濃度が上昇し腐食の原因となるた
め、高濃縮運転が出来ないという問題点も有している。
あり、取扱いに注意を要するし、亜硫酸ソーダは、缶水
を高濃縮化すると塩類濃度が上昇し腐食の原因となるた
め、高濃縮運転が出来ないという問題点も有している。
一方、従来から、本発明者らによるホスホン酸類とオキ
シカルボン酸類とジルコニウム化合物とを併櫛する防食
剤(持囲昭59−16983号公報)やモリブデン酸塩
、クエン酸塩、アミノホスホン酸、アゾール化合物等を
併用する防食方法(特公昭61−15158号公報)が
提案されている。しかしながら、かかる防食剤や防食方
法を高温軟水ボイラ内の鉄系金属の防食処理に用いても
、それだけでは充分な防食効果を得ることが困難であり
、やはり前述の脱酸素−アルカリ処理のごとき脱酸素処
理や場合によってはアルカリ添加処理が点食発生防止の
ために必要であった。
シカルボン酸類とジルコニウム化合物とを併櫛する防食
剤(持囲昭59−16983号公報)やモリブデン酸塩
、クエン酸塩、アミノホスホン酸、アゾール化合物等を
併用する防食方法(特公昭61−15158号公報)が
提案されている。しかしながら、かかる防食剤や防食方
法を高温軟水ボイラ内の鉄系金属の防食処理に用いても
、それだけでは充分な防食効果を得ることが困難であり
、やはり前述の脱酸素−アルカリ処理のごとき脱酸素処
理や場合によってはアルカリ添加処理が点食発生防止の
ために必要であった。
この発明は、かかる状況に鑑みなされたものであり、こ
とに脱気機の使用や脱酸素剤の添加を必要とする煩雑な
脱酸素処理を行なうことなく簡便に高温の軟水ボイラ水
系における鉄系金属の腐食ごとに点食の発生を防止しう
る新規な軟水ボイラの防食処理方法を提供しようとする
ものである。
とに脱気機の使用や脱酸素剤の添加を必要とする煩雑な
脱酸素処理を行なうことなく簡便に高温の軟水ボイラ水
系における鉄系金属の腐食ごとに点食の発生を防止しう
る新規な軟水ボイラの防食処理方法を提供しようとする
ものである。
に)問題点を解決するための手段及び作用本発明者らは
上記観点から鋭意研究を行なった結果、特定のリン化合
物、カルボン酸化合物及び前述したジルコニウムに代っ
てスズ、亜鉛、マンガン又はニッケルイオンを高温軟水
ボイラに添加しかつこれらの軟水中の存在量を特定割合
に調整した際に、驚くべきことに脱酸素処理を全く行な
うことなく点食並びに一般腐食が著しく防止又は抑制さ
れる事実を見出し、さらに検討を重ねこの発明を完成し
た。
上記観点から鋭意研究を行なった結果、特定のリン化合
物、カルボン酸化合物及び前述したジルコニウムに代っ
てスズ、亜鉛、マンガン又はニッケルイオンを高温軟水
ボイラに添加しかつこれらの軟水中の存在量を特定割合
に調整した際に、驚くべきことに脱酸素処理を全く行な
うことなく点食並びに一般腐食が著しく防止又は抑制さ
れる事実を見出し、さらに検討を重ねこの発明を完成し
た。
かくしてこの発明によれば、高温の軟水が使用されるボ
イラ水系に、Ca)重合リン@類、正リン酸類及び有機
リン酸類より選ばれるリン化合物、(初詣肪族オキシカ
ルボン酸類及びアミノ酸類より遣ばれるカルボン酸化合
物、及び(c)スズ、亜鉛、マンガン及びニッケルより
選ばれる金属イオンを水中で容易に放出する金属化合物
を、化合物(a)が10〜200Mj/11化合物に)
が40〜500q/l、化合物(c)が0.5〜50W
/lでかつ化合物■と化合物(c)の金属イオンとの重
量比(化合物■/化合物(c)の金属イオン)が3以上
となるように添加調整することにより、脱酸素処理を行
なうことなく上記ボイラ水系で生じうる鉄系金属の腐食
を防止することを特徴とする軟水ボイラの防食処理方法
が提供される。
イラ水系に、Ca)重合リン@類、正リン酸類及び有機
リン酸類より選ばれるリン化合物、(初詣肪族オキシカ
ルボン酸類及びアミノ酸類より遣ばれるカルボン酸化合
物、及び(c)スズ、亜鉛、マンガン及びニッケルより
選ばれる金属イオンを水中で容易に放出する金属化合物
を、化合物(a)が10〜200Mj/11化合物に)
が40〜500q/l、化合物(c)が0.5〜50W
/lでかつ化合物■と化合物(c)の金属イオンとの重
量比(化合物■/化合物(c)の金属イオン)が3以上
となるように添加調整することにより、脱酸素処理を行
なうことなく上記ボイラ水系で生じうる鉄系金属の腐食
を防止することを特徴とする軟水ボイラの防食処理方法
が提供される。
この発明において高温の軟水が使用されるボイラとは、
通常一般工業用水等の原水をイオン交換樹脂を用いて軟
化した水を給水として使用しているボイラでかつ缶水の
温度が高温域に属するボイラをいう。ここで高温とは通
常、150℃以上の温度を意味する。150℃未満の缶
水温度の低温のボイラにこの発明の方法を適用しても緻
密な防食被膜が生成されず十分な防食効果が発揮されず
適さない。また、缶水温度の上限は特にないが、通常軟
水ボイラ1こおいては、缶水温度が250℃以下で運転
される場合が多い。従って、この発明の対象となる高温
軟水ボイラの好適な缶水温度は150〜250℃である
。
通常一般工業用水等の原水をイオン交換樹脂を用いて軟
化した水を給水として使用しているボイラでかつ缶水の
温度が高温域に属するボイラをいう。ここで高温とは通
常、150℃以上の温度を意味する。150℃未満の缶
水温度の低温のボイラにこの発明の方法を適用しても緻
密な防食被膜が生成されず十分な防食効果が発揮されず
適さない。また、缶水温度の上限は特にないが、通常軟
水ボイラ1こおいては、缶水温度が250℃以下で運転
される場合が多い。従って、この発明の対象となる高温
軟水ボイラの好適な缶水温度は150〜250℃である
。
この発明で用いる化合物(荀のうち重合リン酸類とは、
一般式(MI’03)n又はMm−)−2PmOam+
1(但しMはナトリウム、カリウムもしくは水素原子又
はその組合せを示し、nは3〜10、mは2〜6の整数
を示す)で表わされるものをいい、その例としては、ピ
ロリン酸、トリポリリン酸、トリメタリン酸、テトラメ
タリン酸、ヘキサメタリン酸、デカメタリン酸及びそれ
らのナトリウム、又はカリウム塩が挙げられる。また正
リン酸類とは一般式M8PO4(但しMは水素、ナトリ
ウムもしくはカリウム又はその組合せを示す)で表わさ
れるものをいい、第1リン酸ナトリウム(又はカリウム
)、第2リン酸ナトリウム(又はカリウム)、第3リン
酸ナトリウム(又はカリウム)及びリン酸が挙げられる
。さらにもし復水系で鯛又はアルミニウム系の金属が存
在しないときは上記ナトリウム塩又はカリウム塩の代り
にアンモニウム塩が用いられてもよい。一方、有機リン
酸とは、1つのリン原子に対し炭素原子が1つ又は2つ
結合した基を1つ以上有する化合物でその他その分子内
にアミノ基、ヒドロキシル基、カルボキシル基、カルボ
ニル基、アルデヒド基、を1つ又はそれ以上(同一でも
異なっていてもよい)何していてもよく、一方ハロゲン
、イオウの原子を有するものは好ましくない。それらの
中に好ましい例としては次式(1)〜(2)に示される
。
一般式(MI’03)n又はMm−)−2PmOam+
1(但しMはナトリウム、カリウムもしくは水素原子又
はその組合せを示し、nは3〜10、mは2〜6の整数
を示す)で表わされるものをいい、その例としては、ピ
ロリン酸、トリポリリン酸、トリメタリン酸、テトラメ
タリン酸、ヘキサメタリン酸、デカメタリン酸及びそれ
らのナトリウム、又はカリウム塩が挙げられる。また正
リン酸類とは一般式M8PO4(但しMは水素、ナトリ
ウムもしくはカリウム又はその組合せを示す)で表わさ
れるものをいい、第1リン酸ナトリウム(又はカリウム
)、第2リン酸ナトリウム(又はカリウム)、第3リン
酸ナトリウム(又はカリウム)及びリン酸が挙げられる
。さらにもし復水系で鯛又はアルミニウム系の金属が存
在しないときは上記ナトリウム塩又はカリウム塩の代り
にアンモニウム塩が用いられてもよい。一方、有機リン
酸とは、1つのリン原子に対し炭素原子が1つ又は2つ
結合した基を1つ以上有する化合物でその他その分子内
にアミノ基、ヒドロキシル基、カルボキシル基、カルボ
ニル基、アルデヒド基、を1つ又はそれ以上(同一でも
異なっていてもよい)何していてもよく、一方ハロゲン
、イオウの原子を有するものは好ましくない。それらの
中に好ましい例としては次式(1)〜(2)に示される
。
(こ\でkはθ〜2でmは2〜6の整M、Mは水素原子
、ナトリウム又はカリウムを示し、同−又は異なってい
てもよい) (又はOH又はNH4N Mは水素原子、ナトリウム又
はカリウムを示し同−又は異っていてもよい)000I
I OM 0OOE[ (Mは水素原子、ナトリウム又はカリウムを示し、m及
びnは、正の整数でm−1−n=4〜20である) 上記式(1)〜■に対応する化合物の例としては、式(
I)ではニトリロトリメチルホスホン酸、エチレンジア
ミンテトラメチルホスホン酸、トリメチレンジアミンテ
トラメチルホスホン酸、ヘキサメチレンジアミンテトラ
メチルホスホン酸、ジエチレントリアミンペンタメチル
ホスホン酸及びそれらのナトリウム又はカリウム塩が挙
げられる。
、ナトリウム又はカリウムを示し、同−又は異なってい
てもよい) (又はOH又はNH4N Mは水素原子、ナトリウム又
はカリウムを示し同−又は異っていてもよい)000I
I OM 0OOE[ (Mは水素原子、ナトリウム又はカリウムを示し、m及
びnは、正の整数でm−1−n=4〜20である) 上記式(1)〜■に対応する化合物の例としては、式(
I)ではニトリロトリメチルホスホン酸、エチレンジア
ミンテトラメチルホスホン酸、トリメチレンジアミンテ
トラメチルホスホン酸、ヘキサメチレンジアミンテトラ
メチルホスホン酸、ジエチレントリアミンペンタメチル
ホスホン酸及びそれらのナトリウム又はカリウム塩が挙
げられる。
式(1)の例としては1.1−ヒドロキシエタンジホス
ホン酸、1.1−7ミノエタンージホスホン酸−1,l
−ヒドロキシプロパンジホスホン酸、1.1−7ミノプ
ロパンジホスホン酸及びそのナトリウム又はカリウムの
塩が挙げられる。式(2)の例としてはm+n=4.1
0,16.20(7)ビスポリ−2−カルボキシエチル
ホスフィン酸及びそのナトリウム又はカリウム塩が挙げ
られる。
ホン酸、1.1−7ミノエタンージホスホン酸−1,l
−ヒドロキシプロパンジホスホン酸、1.1−7ミノプ
ロパンジホスホン酸及びそのナトリウム又はカリウムの
塩が挙げられる。式(2)の例としてはm+n=4.1
0,16.20(7)ビスポリ−2−カルボキシエチル
ホスフィン酸及びそのナトリウム又はカリウム塩が挙げ
られる。
これら化合物(a)として挙げられたものの中で防食効
果の点でより好ましいものとして、ヘキサメタリン酸ナ
トリウム、リン酸ナトリウム、リン酸カリウム、ニトリ
ロトリメチレンホスホン酸、1.1−ヒドロキシエタン
ジホスホン酸、m−1−n==16のビスポリ−2−カ
ルボキシエチルホスフィン酸及びそれら有機リン酸のナ
トリウム及びカリウム塩が挙げられる。
果の点でより好ましいものとして、ヘキサメタリン酸ナ
トリウム、リン酸ナトリウム、リン酸カリウム、ニトリ
ロトリメチレンホスホン酸、1.1−ヒドロキシエタン
ジホスホン酸、m−1−n==16のビスポリ−2−カ
ルボキシエチルホスフィン酸及びそれら有機リン酸のナ
トリウム及びカリウム塩が挙げられる。
なお、化合物@及び化合! (c)との−液製剤の製剤
安定性の点で上記化合物(a)のうち有機リン酸類を使
用するのが好ましい。
安定性の点で上記化合物(a)のうち有機リン酸類を使
用するのが好ましい。
これら(a)化合物群の中で重合リン酸塩類、正リン酸
類のPO,として換算した場合の添加澁としては、40
MI/1以上の添加は通常さけるべきである。その理由
はリン酸塩の高濃度の添加がハイドアウトの危険を伴う
からである。−万有機リン酸類はその心配は無く従って
かなり高濃度の添加が可能であるが、使用コストの点か
ら考えて200M1/lを超す使用は実用的では無い。
類のPO,として換算した場合の添加澁としては、40
MI/1以上の添加は通常さけるべきである。その理由
はリン酸塩の高濃度の添加がハイドアウトの危険を伴う
からである。−万有機リン酸類はその心配は無く従って
かなり高濃度の添加が可能であるが、使用コストの点か
ら考えて200M1/lを超す使用は実用的では無い。
従って(荀の添加濃度は10−200ダ/lが適当であ
りより好ましくは3O−1001y#である。
りより好ましくは3O−1001y#である。
この発明で用いられる化合物■のうち脂肪族オキシカル
ボン酸類とは、1つ以上の水酸基を有する1価又は多価
脂肪族カルボン酸又はその塩をいい、それらの例として
は、グリコール酸、乳酸、クエン酸、酒石酸、リンゴ酸
、グルコン酸及びそれらのナトリウム、カリウム塩が挙
げられる。またアミノ酸類とは、1つ以上のアミノ基を
有する1価又は多価脂肪族カルボン酸、又はそのNff
1l換誘導体の、遊離酸又はその水溶性塩をδい、それ
らの例としては、ニトリロトリ酢酸、エチレンジアミン
四酢酸、グリシン、アラニン、バリン、ロイシン、セリ
ン、スレオニン、アスパラギン酸、グルタミン酸及びそ
れらのナトリウム、カリウム塩が挙げられる。
ボン酸類とは、1つ以上の水酸基を有する1価又は多価
脂肪族カルボン酸又はその塩をいい、それらの例として
は、グリコール酸、乳酸、クエン酸、酒石酸、リンゴ酸
、グルコン酸及びそれらのナトリウム、カリウム塩が挙
げられる。またアミノ酸類とは、1つ以上のアミノ基を
有する1価又は多価脂肪族カルボン酸、又はそのNff
1l換誘導体の、遊離酸又はその水溶性塩をδい、それ
らの例としては、ニトリロトリ酢酸、エチレンジアミン
四酢酸、グリシン、アラニン、バリン、ロイシン、セリ
ン、スレオニン、アスパラギン酸、グルタミン酸及びそ
れらのナトリウム、カリウム塩が挙げられる。
以上の化合物(b)の中で防食効果の点でより好ましい
ものとして、クエン酸、リンゴ酸、グルコン酸、ニトリ
ロトリ酢酸、グリシン又はそれらのナトリウム、カリウ
ム塩が挙げられる。
ものとして、クエン酸、リンゴ酸、グルコン酸、ニトリ
ロトリ酢酸、グリシン又はそれらのナトリウム、カリウ
ム塩が挙げられる。
これらの化合物(b)の添加濃度は通常40〜500M
1/lであり、より好ましくは100〜400q/lで
ある。
1/lであり、より好ましくは100〜400q/lで
ある。
この発明で用いられる化合物(c)のスズ、亜鉛、マン
ガン及びニッケルの金属化合物としては水溶性金属塩が
適しており、具体的には上記4金属の硫酸塩、硝酸塩、
塩酸塩及びスルファミン酸塩、等水溶性無機塩が適して
おり、゛その中でボイラ内において有害なガスの発生す
る惧れがない点で硫酸塩と塩酸塩が好ましい。それらの
例としては、塩化第一スズ、塩化第2スズ、硫酸第1ス
ズ、硫酸!112スズ、塩化亜鉛、硫酸亜鉛、塩化マン
ガン、硫酸マンガン、塩化ニッケル及び硫酸ニッケルが
挙げられる。これらの塩は無水塩又は結晶水を有してい
ても良い。さらに、これらの中で防食効果及び電熱面に
おいて、水に離溶性のリン酸塩等の物質が生成しにくい
点で特に好ましいのは、塩化第1スズ、塩化第2スズ、
硫酸第1スズ及び硫酸@2スズである。
ガン及びニッケルの金属化合物としては水溶性金属塩が
適しており、具体的には上記4金属の硫酸塩、硝酸塩、
塩酸塩及びスルファミン酸塩、等水溶性無機塩が適して
おり、゛その中でボイラ内において有害なガスの発生す
る惧れがない点で硫酸塩と塩酸塩が好ましい。それらの
例としては、塩化第一スズ、塩化第2スズ、硫酸第1ス
ズ、硫酸!112スズ、塩化亜鉛、硫酸亜鉛、塩化マン
ガン、硫酸マンガン、塩化ニッケル及び硫酸ニッケルが
挙げられる。これらの塩は無水塩又は結晶水を有してい
ても良い。さらに、これらの中で防食効果及び電熱面に
おいて、水に離溶性のリン酸塩等の物質が生成しにくい
点で特に好ましいのは、塩化第1スズ、塩化第2スズ、
硫酸第1スズ及び硫酸@2スズである。
これら化合物(c)の添加濃度は金属イオンの濃度とし
て1〜1001q#であり、より好ましくは5〜30q
/lである。
て1〜1001q#であり、より好ましくは5〜30q
/lである。
この発明で用いられる化合物(a)、 (b)、 (c
)の各添加濃度は上記の述くであるが、その合計の濃度
は50〜600q/lであり、より好ましくは100〜
500wv/lである。
)の各添加濃度は上記の述くであるが、その合計の濃度
は50〜600q/lであり、より好ましくは100〜
500wv/lである。
これら(a)、 (b)、 (c)の各成分は同時又は
別々に添加されても良いが、これら3成分を含む製剤物
を調製してそれを添加するのが適当である。その場合軟
水用ボイラに使用する点を考慮して軟水又は純水を用い
た水溶液剤とするのが好ましく、通常の工業用水を用い
るのは、ボイラ内に微量ではあるが硬度成分が侵入する
点で避けるべきである。
別々に添加されても良いが、これら3成分を含む製剤物
を調製してそれを添加するのが適当である。その場合軟
水用ボイラに使用する点を考慮して軟水又は純水を用い
た水溶液剤とするのが好ましく、通常の工業用水を用い
るのは、ボイラ内に微量ではあるが硬度成分が侵入する
点で避けるべきである。
上記(a)、 (b)、 (c)各成分を併用するにあ
たり特に重要なことは、に)成分の添加量の(c)成分
の添加量(但し、金14イオンとしての換算値)に対す
る割合が3以上より好ましくは5以上になるようにする
ことである。該割合が3以下であると点食防止効果が不
充分であり、かつスケール化の恐れが生ずる。特1ζ硬
度もれの恐れのあるボイラでは、該比率は厳重に守るべ
きであり、なるべく高い比率に保たねばならない。また
他の各成分の組成比(併用比)は化合物(a)を基本と
した場合(b)/ (a) −1〜10、(c)/(a
) = 0.05〜2が好ましく、より好ましくは(b
)/(a)=2〜g、(c)/(a) = 0.1〜0
.5である。液剤中の(a)、 (b)、 (c)各化
合物の合計の固体濃度は5〜50wt%が適しており、
15〜40Wt96が好ましい。ξれら3成分を含む製
剤は熱論粉末製品として用いても良い。その場合6通常
上記の比率で化合物(a)、 (b)、 (c)を混合
するのが好ましい。
たり特に重要なことは、に)成分の添加量の(c)成分
の添加量(但し、金14イオンとしての換算値)に対す
る割合が3以上より好ましくは5以上になるようにする
ことである。該割合が3以下であると点食防止効果が不
充分であり、かつスケール化の恐れが生ずる。特1ζ硬
度もれの恐れのあるボイラでは、該比率は厳重に守るべ
きであり、なるべく高い比率に保たねばならない。また
他の各成分の組成比(併用比)は化合物(a)を基本と
した場合(b)/ (a) −1〜10、(c)/(a
) = 0.05〜2が好ましく、より好ましくは(b
)/(a)=2〜g、(c)/(a) = 0.1〜0
.5である。液剤中の(a)、 (b)、 (c)各化
合物の合計の固体濃度は5〜50wt%が適しており、
15〜40Wt96が好ましい。ξれら3成分を含む製
剤は熱論粉末製品として用いても良い。その場合6通常
上記の比率で化合物(a)、 (b)、 (c)を混合
するのが好ましい。
この発明の防−良法は同時又は別々曇ζPH調整剤、復
水系防食剤、分散剤等の薬品と併用する事ができ、その
場合この発明の(a)、 @、 (c)の化合物と適宜
製剤する躯も可能である。特に復水系防食剤と製剤する
場合この発明のホスホン酸又はオキシカルボン酸、アミ
ノカルボン酸等との水溶性塩として用いる事もできる。
水系防食剤、分散剤等の薬品と併用する事ができ、その
場合この発明の(a)、 @、 (c)の化合物と適宜
製剤する躯も可能である。特に復水系防食剤と製剤する
場合この発明のホスホン酸又はオキシカルボン酸、アミ
ノカルボン酸等との水溶性塩として用いる事もできる。
I’H調盛剤としては力性ソーダ、力性カリが挙げられ
特に系内に銅又はアルミニウム系金属が存在しないとき
はアンモニアを用いてもこの発明の効果には全く影響が
無い。またスルファミン酸、硫酸等も用いる事ができる
が硝酸又は塩酸は通常その使用は避けるべきである。
特に系内に銅又はアルミニウム系金属が存在しないとき
はアンモニアを用いてもこの発明の効果には全く影響が
無い。またスルファミン酸、硫酸等も用いる事ができる
が硝酸又は塩酸は通常その使用は避けるべきである。
復水系防食剤としては、モルホリン、シクロヘキシルア
ミン、エタノールアミン、ア電ノメチルブロバンール、
プロパツールアミン等が用い得る。
ミン、エタノールアミン、ア電ノメチルブロバンール、
プロパツールアミン等が用い得る。
さらに分散剤としてはポリアクリル酸、ぼりマレイン酸
、アクリル酸、アクリル酸エステルコポリマー、アクリ
ル酸アクリルアシドコポリマー等で通常分子量が100
0〜10.000程度の水溶性塩を用いることができる
。
、アクリル酸、アクリル酸エステルコポリマー、アクリ
ル酸アクリルアシドコポリマー等で通常分子量が100
0〜10.000程度の水溶性塩を用いることができる
。
次にこの発明を参考例及び実施例をもって説明するがこ
の発明はこれに依って限定されるべきものではない。
の発明はこれに依って限定されるべきものではない。
(ホ)実施例
参考例1(−膜冷却水系での効果)
テストピースを用いて温水中における腐食防止テストを
行った。テストピースは市販品名8PCC。
行った。テストピースは市販品名8PCC。
形状50X30X1ggの板状で上部に径4jiJの孔
のあいた軟鋼の材質のものである。これをステンレス製
の撹拌棒に取付け、所定量の薬剤を加えた試験液ll中
に浸漬する。液はラバーヒーターを巻き付けたセバラフ
ルフラスコの下部の平底ビーカーに収容されている。サ
ーモスタットとラバーヒーターにより水温を60″C!
ζ保ちつ\モーターと連動させた撹拌棒をioorpm
で回転させ3日間テストする。使用した水は大阪重上水
道水である。テスト終了後JIi9 KOloo に
準拠しM、 D、 D、 (Ml/ dm”、 day
)を求メタ。得らしr、=結果を表1に示す。また使
用した水の水質を表1に示す。
のあいた軟鋼の材質のものである。これをステンレス製
の撹拌棒に取付け、所定量の薬剤を加えた試験液ll中
に浸漬する。液はラバーヒーターを巻き付けたセバラフ
ルフラスコの下部の平底ビーカーに収容されている。サ
ーモスタットとラバーヒーターにより水温を60″C!
ζ保ちつ\モーターと連動させた撹拌棒をioorpm
で回転させ3日間テストする。使用した水は大阪重上水
道水である。テスト終了後JIi9 KOloo に
準拠しM、 D、 D、 (Ml/ dm”、 day
)を求メタ。得らしr、=結果を表1に示す。また使
用した水の水質を表1に示す。
表 1
大阪市水上水道水質
表1のI61〜9迄のM、D、Dは冷却系の防食効果と
してよく知られたものの再試の結果である。
してよく知られたものの再試の結果である。
これを見るとヘキサメタリン酸ソーダはグルコン酸ソー
ダや亜鉛イオンと併用して良い結果が得られ、一方二ト
リロトリメチルホスホン酸はグルコン酸又は亜鉛イオン
との二成分だけの併用では十分な効果が得られず、三成
分を同時に使用して初めて有効となる。これはニトリロ
トリメチルホスホン酸が比較的硬度成分の高い水では効
果が高いが大阪重上水道水の様に硬度の低い水では効果
が低い為であり、二成分系の効果の低い理由と思われる
。もちろん軟水ではさらに効果は下がると推定される。
ダや亜鉛イオンと併用して良い結果が得られ、一方二ト
リロトリメチルホスホン酸はグルコン酸又は亜鉛イオン
との二成分だけの併用では十分な効果が得られず、三成
分を同時に使用して初めて有効となる。これはニトリロ
トリメチルホスホン酸が比較的硬度成分の高い水では効
果が高いが大阪重上水道水の様に硬度の低い水では効果
が低い為であり、二成分系の効果の低い理由と思われる
。もちろん軟水ではさらに効果は下がると推定される。
一方塩化スズは対応する硫酸亜鉛と比べ三成分の併用に
おいても十分な効果が得られない。これは常温〜80℃
付近では塩化スズの反応性が低い為と推定されるが、未
だ明らかではない。
おいても十分な効果が得られない。これは常温〜80℃
付近では塩化スズの反応性が低い為と推定されるが、未
だ明らかではない。
冷却系ではスズはほとんど使用されていない。
次に示す実施例1では、これら参考例で得られる常識的
な結果とかなり異った結果が得られた。
な結果とかなり異った結果が得られた。
実施例−1
オートクレーブを用いて軟水ボイラにおける薬剤の効果
を調べた。試験水は、大阪市水土水遣水をカチオン交換
樹脂を用いてイオン交換した軟水の10倍濃縮水に相当
する合成水である。用いた水の水質を表Hに示す。1.
21の試験水に所定量の薬剤を添加しオートクレーブ内
容器に収容した。
を調べた。試験水は、大阪市水土水遣水をカチオン交換
樹脂を用いてイオン交換した軟水の10倍濃縮水に相当
する合成水である。用いた水の水質を表Hに示す。1.
21の試験水に所定量の薬剤を添加しオートクレーブ内
容器に収容した。
参考例1にて用いたものと同一のテストピースをオート
クレーブの蓋に装備された撹拌棒に取付は試験液に浸漬
する。オートクレーブを密閉しオートクレーブ内容器の
液にて充填されていない空間部分の空気をアスピレータ
−Gζて吸引脱気する。
クレーブの蓋に装備された撹拌棒に取付は試験液に浸漬
する。オートクレーブを密閉しオートクレーブ内容器の
液にて充填されていない空間部分の空気をアスピレータ
−Gζて吸引脱気する。
従ってこの時点でオートクレーブ内は15〜20313
1 Hy程度の真空となっている。一方試験液中にはな
おlO〜12114/lの溶存酸素が存在している。圧
力ゲージを見て示さnた圧力に変化がなく従ってオート
クレーブの密閉が完全である事を確認したのち、マント
ルヒーターとサーモスタットを装着し撹拌棒をモーター
と連動させ、1100rpで回転のもと、15kgf/
CM (約200℃)の加圧加熱の一定条件に保ちつつ
2日間テストする。
1 Hy程度の真空となっている。一方試験液中にはな
おlO〜12114/lの溶存酸素が存在している。圧
力ゲージを見て示さnた圧力に変化がなく従ってオート
クレーブの密閉が完全である事を確認したのち、マント
ルヒーターとサーモスタットを装着し撹拌棒をモーター
と連動させ、1100rpで回転のもと、15kgf/
CM (約200℃)の加圧加熱の一定条件に保ちつつ
2日間テストする。
終了後テストピースを純水で洗浄し乾燥後テスト中に形
成された被膜の耐食強度を調べる。15%塩酸溶液20
0ccをビーカーに入れ、20±2℃に保ちつつテスト
ピースをその酸性溶液中に浸漬する。Cの液は鉄表面に
形成された被膜に対し強い浸蝕溶解をもっている。従っ
て表面に形成された被膜は時間の経過とともに溶解し始
め終暑ζ消失する。なお時間の測定はストップウォッチ
を用いた。初め督こ5秒間テストピースの半分を漬し引
き上げて直ちに水洗して、水を拭い取りその酸液中に浸
漬した部分の変化を観察する。次(ζ10秒間、前に浸
漬した部分と同じ所を再び浸漬し引き上げて同じ操作を
行った後観察する。その後10秒毎に同じ操作を続け、
テストピースの表面が鉄の地肌に近くなるまで行う。最
後の被膜が俗解消失すると予想される時点で今度は酸液
中で消失を観察する。この時ストップウォッチと見比べ
乍ら浸漬した時点から液中で最後の被膜が消失するまで
の秒数を測定し、それまでに要した秒数を全て合わせ加
えて溶解消失までに要した時間を算出する。この数値の
多少をもってテストピースの被膜の強度を判定した。こ
の数値を抗塩酸力(antiHOlpower)と定義
する。単位は秒である。
成された被膜の耐食強度を調べる。15%塩酸溶液20
0ccをビーカーに入れ、20±2℃に保ちつつテスト
ピースをその酸性溶液中に浸漬する。Cの液は鉄表面に
形成された被膜に対し強い浸蝕溶解をもっている。従っ
て表面に形成された被膜は時間の経過とともに溶解し始
め終暑ζ消失する。なお時間の測定はストップウォッチ
を用いた。初め督こ5秒間テストピースの半分を漬し引
き上げて直ちに水洗して、水を拭い取りその酸液中に浸
漬した部分の変化を観察する。次(ζ10秒間、前に浸
漬した部分と同じ所を再び浸漬し引き上げて同じ操作を
行った後観察する。その後10秒毎に同じ操作を続け、
テストピースの表面が鉄の地肌に近くなるまで行う。最
後の被膜が俗解消失すると予想される時点で今度は酸液
中で消失を観察する。この時ストップウォッチと見比べ
乍ら浸漬した時点から液中で最後の被膜が消失するまで
の秒数を測定し、それまでに要した秒数を全て合わせ加
えて溶解消失までに要した時間を算出する。この数値の
多少をもってテストピースの被膜の強度を判定した。こ
の数値を抗塩酸力(antiHOlpower)と定義
する。単位は秒である。
なお、抗塩酸テストはピッチングに大きく関与する低p
Hと高濃度クロルイオンによりその被膜に対する浸透腐
食する条件を強化促進させたもので、この液中でより長
時間耐えるものは、より短時間で溶解消失してしまう被
膜より、一般のボイラ水中でもより長期耐えうるものと
考えられる。
Hと高濃度クロルイオンによりその被膜に対する浸透腐
食する条件を強化促進させたもので、この液中でより長
時間耐えるものは、より短時間で溶解消失してしまう被
膜より、一般のボイラ水中でもより長期耐えうるものと
考えられる。
得らnた結果を表■に示す。表■中のN1115及び1
6と洩81〜89(比較例)の抗塩酸力を見比べると、
この発明の三成分の相乗的効果は明らかである。また先
20〜8Gは色々の組合わせの三成分の効果が非常に優
れている事を示している。
6と洩81〜89(比較例)の抗塩酸力を見比べると、
この発明の三成分の相乗的効果は明らかである。また先
20〜8Gは色々の組合わせの三成分の効果が非常に優
れている事を示している。
−刀先40及び41の様に冷却系で良い結果の得られた
ものも高温では必ずしも良いとは言えない。
ものも高温では必ずしも良いとは言えない。
またNo48.44及び45は従来有効とされたものの
組合わせであるが何れも十分な効果とは言えない。
組合わせであるが何れも十分な効果とは言えない。
表 I
大阪市水と水道水・軟化水の10倍濃縮水の水質実施例
2 大阪重上水道水軟水の20倍濃縮水の合成水を用いオー
トクレーブを使って実施例1と同様のテ 。
2 大阪重上水道水軟水の20倍濃縮水の合成水を用いオー
トクレーブを使って実施例1と同様のテ 。
ストを行った。その結果を表■に示す。またその水質を
表Y(ζ示す。
表Y(ζ示す。
表 V
大阪布と水道水・吠化水の20倍濃縮水の水質実施例8
(温度の影響) テスト温度を代える以外、実施例1と同様な条件でテス
トを行なった。この結果を表■に示す。
(温度の影響) テスト温度を代える以外、実施例1と同様な条件でテス
トを行なった。この結果を表■に示す。
このように、温度が150℃以上でとくに屑い抗塩酸力
が認めらnt;。
が認めらnt;。
比較例 (金属イオンの盪の影響)
テスト温度を200℃に設定し、カルボン酸化合物と金
属イオンとの重量比ω)/(c)の金属イオンが3未満
の場合について追加テストを行なった。
属イオンとの重量比ω)/(c)の金属イオンが3未満
の場合について追加テストを行なった。
この結果を表v厘に示す。
(へ)発明の効果
この発明の方法によnば、脱酸素処理を行うことなく、
高温軟水ボイラ系中の鉄系金属の点食の発生を防止しか
つ一般腐食も著しく抑制することができる。そして、高
温下で形成さnる防食被膜も強固なものであり、こnら
種々の腐食を長期間に亘って防止又は抑制することがで
きる。しかもヒドラジンや亜硫酸ソーダのごとき脱酸素
剤を用いないので、これらに起因する種々のトラブルを
招くこともない。
高温軟水ボイラ系中の鉄系金属の点食の発生を防止しか
つ一般腐食も著しく抑制することができる。そして、高
温下で形成さnる防食被膜も強固なものであり、こnら
種々の腐食を長期間に亘って防止又は抑制することがで
きる。しかもヒドラジンや亜硫酸ソーダのごとき脱酸素
剤を用いないので、これらに起因する種々のトラブルを
招くこともない。
従って、両便にかつ効果的に軟水ボイラの防食が行なえ
、その工業的価値は著しく大きなものである。
、その工業的価値は著しく大きなものである。
代理人 弁理士 舒 河 信太部 ′j、−1
(−−!−t1
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、高温の軟水が使用されるボイラ水系に、(a)重合
リン酸類、正リン酸類及び有機リン酸類より選ばれるリ
ン化合物、(b)脂肪族オキシカルボン酸類及びアミノ
酸類より選ばれるカルボン酸化合物、及び(c)スズ、
亜鉛、マンガン及びニッケルより選ばれる金属イオンを
水中で容易に放出する金属化合物を、化合物(a)が1
0〜200mg/l、化合物(b)が40〜500mg
/l、化合物(c)が0.5〜50mg/lでかつ化合
物(b)と化合物(c)の金属イオンとの重量比(化合
物(b)/化合物(c)の金属イオン)が3以上となる
ように添加調整することにより、脱酸素処理を行なうこ
となく上記ボイラ水系で生じうる鉄系金属の腐食を防止
することを特徴とする軟水ボイラの防食処理方法。 2、高温の軟水の温度が150℃〜250℃である特許
請求の範囲第1項記載の処理方法。 3、化合物(a)が次式( I )〜(III); ▲数式、化学式、表等があります▼・・・( I ) (但し、kは0〜2の整数、mは2〜6の整数、Mは同
一又は異なつて水素原子、ナトリウム又はカリウムを示
す。) ▲数式、化学式、表等があります▼・・・・・・(II) (但し、Xは水酸基またはアミノ基を、Mは同一又は異
なつて水素原子、ナトリウム又はカリウムを示す。Rは
メチル基またはエチル基を示す。)、又は ▲数式、化学式、表等があります▼・・・・・・(III
) (但し、m、nは正の整数でm+n=4〜 20、Mは水素原子又はアルカリ金属を示す。)で示さ
れる有機リン化合物である特許請求の範囲第1項記載の
処理方法。 4、カルボン酸化合物(b)が、グリコール酸、乳酸、
クエン酸、酒石酸、リンゴ酸、グルコン酸、ニトリロト
リ酢酸、エチレンジアミン四酢酸、グリシン、アラニン
、バリン、ロイシン、セリン、スレオニン、アスパラギ
ン酸又はグルタミン酸もしくはこれらのアルカリ金属塩
である特許請求の範囲第1項記載の処理方法。 5、金属化合物(c)が、スズ、亜鉛、マンガン又はニ
ッケルの硫酸塩、硝酸塩、塩化物又はスルファミン酸塩
である特許請求の範囲第1項記載の処理方法。 6、金属化合物(c)が、スズの硫酸塩、硝酸塩、塩化
物又はスルファミン酸塩である特許請求の範囲第1項記
載の処理方法。
Priority Applications (7)
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