JPS6393882A - 銅系金属材料の防食方法 - Google Patents
銅系金属材料の防食方法Info
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Landscapes
- 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
酸性水を冷却水として用いる銅または銅合金製冷却器の
防食方法に関する。
防食方法に関する。
酸性水を冷却水として使用する銅または銅合金製冷却器
にあっては、酸性水による金属腐蝕のため、その耐用年
数が短い、そのために従来酸性水を冷却水として用いる
場合には、環境処理対策による防食方法か材料変更によ
る防食対策を採用していた。 前者の場合はアルカリ性薬品添加によるＰＨ管理やクロ
ム酸塩（例えばＮａｚＣｒＯｔ）などの腐蝕抑制剤を用
いるものなどがある。 しかしながらＰＨ管理を行なうときは保守管理に手間が
かかり設備費や維持費がたかいという欠点があった。ま
た水質如何によっては、冷却管壁にスケールが析出して
熱効率を低下させたり管閉塞をおこしたり局部腐蝕を招
くなどするので精度の高いＰＨ管理が必要とされた。 またクロム酸塩などの腐蝕抑制剤を使用するときは防食
効果は十分満足できるが排水する場合に六価クロムとし
ての公害規制を受けるので排水処理費が高いという欠点
があった。さらに本薬品は不働態皮膜型に属する腐蝕抑
制剤であり、濃度不足を生じると孔食を発生しやす（厳
しい濃度管理が要求された。 以上のような環境処理対策に対し材料変更による防食対
策としては例えばステンレス鋼の使用が考えられる。し
かしながらステンレス鋼は高価であるうえに熱伝導率が
わるく冷却器が大型化するうえ冷却水中に塩素イオンが
存在すると孔食やスキマ腐食などが発生しやすくなり、
このような局部腐食を核にして応力腐食割れを招き冷却
管が短期間で破損するという問題があった。
にあっては、酸性水による金属腐蝕のため、その耐用年
数が短い、そのために従来酸性水を冷却水として用いる
場合には、環境処理対策による防食方法か材料変更によ
る防食対策を採用していた。 前者の場合はアルカリ性薬品添加によるＰＨ管理やクロ
ム酸塩（例えばＮａｚＣｒＯｔ）などの腐蝕抑制剤を用
いるものなどがある。 しかしながらＰＨ管理を行なうときは保守管理に手間が
かかり設備費や維持費がたかいという欠点があった。ま
た水質如何によっては、冷却管壁にスケールが析出して
熱効率を低下させたり管閉塞をおこしたり局部腐蝕を招
くなどするので精度の高いＰＨ管理が必要とされた。 またクロム酸塩などの腐蝕抑制剤を使用するときは防食
効果は十分満足できるが排水する場合に六価クロムとし
ての公害規制を受けるので排水処理費が高いという欠点
があった。さらに本薬品は不働態皮膜型に属する腐蝕抑
制剤であり、濃度不足を生じると孔食を発生しやす（厳
しい濃度管理が要求された。 以上のような環境処理対策に対し材料変更による防食対
策としては例えばステンレス鋼の使用が考えられる。し
かしながらステンレス鋼は高価であるうえに熱伝導率が
わるく冷却器が大型化するうえ冷却水中に塩素イオンが
存在すると孔食やスキマ腐食などが発生しやすくなり、
このような局部腐食を核にして応力腐食割れを招き冷却
管が短期間で破損するという問題があった。
この発明は上述の点に鑑みてなされたものであり、その
目的とするところは、酸性水環境で使用される銅および
銅合金製冷却器の簡易かつ効率的な防食方法を提供する
にある。
目的とするところは、酸性水環境で使用される銅および
銅合金製冷却器の簡易かつ効率的な防食方法を提供する
にある。
この発明は、酸性水環境で使用される銅系金属材料の防
食方法において、酸性水にベンゾトリアゾールを加える
ことによって、銅系金属材料の表面に酸性領域で安定な
耐食性皮膜を設けようとするものである。
食方法において、酸性水にベンゾトリアゾールを加える
ことによって、銅系金属材料の表面に酸性領域で安定な
耐食性皮膜を設けようとするものである。
次に図面にもとづいてこの発明の詳細な説明する。試験
片として暢２５鶴×長さ５０ｍＸ厚さ１鶴の銅系金属（
銅、真ちゅう＋ＢｅＣｕ合金、Ａｇろう。 銅ろうなど）を用意した。これを室温において硫酸でＰ
Ｈ−２となした水溶液に浸漬した。実験は静止条件下で
空気を吹き込みながら行った。腐食抑制剤としてのベン
ゾトリアゾール（以下ＢＴＡ。 と略称）は０．０１％ないし４％の濃度になるように加
えた。比較のためにベンゾトリアゾールを加えない条件
下においても実験し、ベンゾトリアゾールを加えた場合
と比較検討した。 酸性の条件下では酸素が存在するとき例えば（１）のア
ノード反応がおこる。 ＣｕｘＯ＋ ２ Ｈ″″−２Ｃｕ”＋Ｈ，Ｏ＋２ ｅ
−１１）またカソード反応としては（２）の反応がお
こる。 ２ Ｈｘ Ｏ＋ Ｏｚ ＋ ４ ｅ −４０Ｈ−四曲曲
・＋２１このような＋１）と（２）の反応により局部電
池ができ、銅系金属の腐食がおこる。 腐食量は所定日数試験片を硫酸酸性水溶液に浸漬し、こ
のときの試験片の重滅減少を測定することによって行な
った。 腐食抑制剤としてのベンゾトリアゾールは、下記のよう
にベンゼン環にトリアゾールを附加した化合物である。 ただしＸはＨまたは炭化水素などの＝換基である。 ベンゾトリアゾールが腐食抑制剤として機能する理由は
、アノード反応＋１１で生成した銅イオン（Ｃｕ” ）
がベンゾトリアゾールの活性水素と置換して沈澱性のキ
レート化合物となり、これが銅系金属材料表面に安定な
耐食性皮膜を形成するためであると推考される。この耐
食性皮膜は電気絶縁性であるために前述の局部電池を構
成する電解液（硫酸酸性水溶液）に絶縁膜ができ、腐食
電流が流れなくなる。ベンゾトリアゾールの腐食抑制効
果を第１図と第２図に例示する。第１図は硫酸酸性水溶
液にＢＴＡを０．１％添加したときと、添加しない場合
の銅および黄銅材料の腐食量を示す、ＢＴＡを加えたと
きは、いずれもその腐食量が極端に減っている。ＢＴＡ
は従来中性付近において銅材料に対して防食剤として働
くことが知られており、酸性溶液においては効果がない
と報告されていたが、今回ＢＴＡは、硫酸酸性水溶液に
おいて腐食抑制剤として機能することをはじめて見出し
たものである。第２図は銅材料に対する長期間の腐食試
験結果を示す、直＆１１はＢＴＡをＯ，１％加えた場合
。 直線２はＢＴＡを加えない場合である。ＢＴＡを加える
と、初期腐食（それも極めてわずか）のみであとは腐食
が進行しないことを示す、ＢＴＡを加えないと腐食量は
大きいうえ定常的に腐食が進行している。このようにＢ
ＴＡを添加することにより長期間安定した防食効果が得
られる。 またＢＴＡは前述したように沈澱皮膜型の防食機構をと
るものと推定されるので、クロム酸塩のように濃度不足
の際孔食が発生するという危険性がないので腐食抑制剤
としては信頼性の高いものと言える。 一方ＢＴＡは人体に対する毒性の点でも低毒性薬品であ
り、かつ公害規制対象外であるので取扱いは容易、排水
も可能で、安全性の点で問題がない。 −ｍ的にＰＨ−２のような低いＰＨ値の酸性水に対して
は従来腐食抑制剤で防食するという考え方より、材料側
で対処するのが防食技術の常激とされていたが、本発明
により材料を変更することなくＢＴＡを単に添加するの
みで捲めて簡易に高い防食効果が得られる。 近年工業地帯および都市部に設置されるクーリングタワ
を付帯した熱交換器は熱効率と小型化のため銅系金属の
冷却器を用いるが、これに用いられる冷却水は酸性河川
水（ＰＨ−２ないし５〉であることが多い、また地熱発
電で蒸気と一緒に噴出する熱水を利用する熱交換器は銅
製冷却器を用いることが熱効率の点で不可欠である。こ
の場合の熱水は硫酸や硫酸塩を含む腐食性の強い液体で
ある。 本発明はこのような冷却器に対して通用することができ
、ＢＴＡを添加することによって銅系金属製冷却器は、
無添加時に比較してその耐食性が大きく向上する。 【発明の効果］ この発明においては酸性水環境で使用される銅系金属材
料の防食方法として、酸性水にベンゾトリアゾールを加
えることとしたので銅系金属材料の表面に酸性領域で安
定なキレート化合物よりなる耐食性皮膜が形成され、ベ
ンゾトリアゾールを加える操作のみで極めて簡易に長期
間の安定した防食効果を得ることができる。
片として暢２５鶴×長さ５０ｍＸ厚さ１鶴の銅系金属（
銅、真ちゅう＋ＢｅＣｕ合金、Ａｇろう。 銅ろうなど）を用意した。これを室温において硫酸でＰ
Ｈ−２となした水溶液に浸漬した。実験は静止条件下で
空気を吹き込みながら行った。腐食抑制剤としてのベン
ゾトリアゾール（以下ＢＴＡ。 と略称）は０．０１％ないし４％の濃度になるように加
えた。比較のためにベンゾトリアゾールを加えない条件
下においても実験し、ベンゾトリアゾールを加えた場合
と比較検討した。 酸性の条件下では酸素が存在するとき例えば（１）のア
ノード反応がおこる。 ＣｕｘＯ＋ ２ Ｈ″″−２Ｃｕ”＋Ｈ，Ｏ＋２ ｅ
−１１）またカソード反応としては（２）の反応がお
こる。 ２ Ｈｘ Ｏ＋ Ｏｚ ＋ ４ ｅ −４０Ｈ−四曲曲
・＋２１このような＋１）と（２）の反応により局部電
池ができ、銅系金属の腐食がおこる。 腐食量は所定日数試験片を硫酸酸性水溶液に浸漬し、こ
のときの試験片の重滅減少を測定することによって行な
った。 腐食抑制剤としてのベンゾトリアゾールは、下記のよう
にベンゼン環にトリアゾールを附加した化合物である。 ただしＸはＨまたは炭化水素などの＝換基である。 ベンゾトリアゾールが腐食抑制剤として機能する理由は
、アノード反応＋１１で生成した銅イオン（Ｃｕ” ）
がベンゾトリアゾールの活性水素と置換して沈澱性のキ
レート化合物となり、これが銅系金属材料表面に安定な
耐食性皮膜を形成するためであると推考される。この耐
食性皮膜は電気絶縁性であるために前述の局部電池を構
成する電解液（硫酸酸性水溶液）に絶縁膜ができ、腐食
電流が流れなくなる。ベンゾトリアゾールの腐食抑制効
果を第１図と第２図に例示する。第１図は硫酸酸性水溶
液にＢＴＡを０．１％添加したときと、添加しない場合
の銅および黄銅材料の腐食量を示す、ＢＴＡを加えたと
きは、いずれもその腐食量が極端に減っている。ＢＴＡ
は従来中性付近において銅材料に対して防食剤として働
くことが知られており、酸性溶液においては効果がない
と報告されていたが、今回ＢＴＡは、硫酸酸性水溶液に
おいて腐食抑制剤として機能することをはじめて見出し
たものである。第２図は銅材料に対する長期間の腐食試
験結果を示す、直＆１１はＢＴＡをＯ，１％加えた場合
。 直線２はＢＴＡを加えない場合である。ＢＴＡを加える
と、初期腐食（それも極めてわずか）のみであとは腐食
が進行しないことを示す、ＢＴＡを加えないと腐食量は
大きいうえ定常的に腐食が進行している。このようにＢ
ＴＡを添加することにより長期間安定した防食効果が得
られる。 またＢＴＡは前述したように沈澱皮膜型の防食機構をと
るものと推定されるので、クロム酸塩のように濃度不足
の際孔食が発生するという危険性がないので腐食抑制剤
としては信頼性の高いものと言える。 一方ＢＴＡは人体に対する毒性の点でも低毒性薬品であ
り、かつ公害規制対象外であるので取扱いは容易、排水
も可能で、安全性の点で問題がない。 −ｍ的にＰＨ−２のような低いＰＨ値の酸性水に対して
は従来腐食抑制剤で防食するという考え方より、材料側
で対処するのが防食技術の常激とされていたが、本発明
により材料を変更することなくＢＴＡを単に添加するの
みで捲めて簡易に高い防食効果が得られる。 近年工業地帯および都市部に設置されるクーリングタワ
を付帯した熱交換器は熱効率と小型化のため銅系金属の
冷却器を用いるが、これに用いられる冷却水は酸性河川
水（ＰＨ−２ないし５〉であることが多い、また地熱発
電で蒸気と一緒に噴出する熱水を利用する熱交換器は銅
製冷却器を用いることが熱効率の点で不可欠である。こ
の場合の熱水は硫酸や硫酸塩を含む腐食性の強い液体で
ある。 本発明はこのような冷却器に対して通用することができ
、ＢＴＡを添加することによって銅系金属製冷却器は、
無添加時に比較してその耐食性が大きく向上する。 【発明の効果］ この発明においては酸性水環境で使用される銅系金属材
料の防食方法として、酸性水にベンゾトリアゾールを加
えることとしたので銅系金属材料の表面に酸性領域で安
定なキレート化合物よりなる耐食性皮膜が形成され、ベ
ンゾトリアゾールを加える操作のみで極めて簡易に長期
間の安定した防食効果を得ることができる。
第１図は銅と黄銅に対するＢＴＡの腐食抑制効果を示す
棒図、第２図は銅材料に対するＢＴＡの長期にわたる腐
食抑制効果を示す線図である。 第１図 第２図
棒図、第２図は銅材料に対するＢＴＡの長期にわたる腐
食抑制効果を示す線図である。 第１図 第２図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）酸性水環境で使用される銅系金属材料の防食方法に
おいて、酸性水にベンゾトリアゾールを加えることを特
徴とする銅系金属材料の防食方法。 ２）特許請求の範囲第１項記載の防食方法において、酸
性水は硫酸酸性の水溶液であることを特徴とする銅系金
属材料の防食方法。 ３）特許請求の範囲第１項記載の防食方法において、ベ
ンゾトリアゾールを０．０１％ないし４％の濃度になる
よう加えることを特徴とする銅系金属材料の防食方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23860386A JPS6393882A (ja) | 1986-10-07 | 1986-10-07 | 銅系金属材料の防食方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23860386A JPS6393882A (ja) | 1986-10-07 | 1986-10-07 | 銅系金属材料の防食方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6393882A true JPS6393882A (ja) | 1988-04-25 |
Family
ID=17032640
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23860386A Pending JPS6393882A (ja) | 1986-10-07 | 1986-10-07 | 銅系金属材料の防食方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6393882A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013065207A1 (ja) * | 2011-11-02 | 2013-05-10 | 三菱電機株式会社 | 防食性能劣化検知センサー並びに給湯暖房システム及び設備機器 |
-
1986
- 1986-10-07 JP JP23860386A patent/JPS6393882A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013065207A1 (ja) * | 2011-11-02 | 2013-05-10 | 三菱電機株式会社 | 防食性能劣化検知センサー並びに給湯暖房システム及び設備機器 |
| JPWO2013065207A1 (ja) * | 2011-11-02 | 2015-04-02 | 三菱電機株式会社 | 防食性能劣化検知センサー並びに給湯暖房システム及び設備機器 |
| US9677992B2 (en) | 2011-11-02 | 2017-06-13 | Mitsubishi Electric Corporation | Corrosion protection performance degradation detection sensor, hot-water supply heating system, and facility apparatus |
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