KR101514715B1 - 스케일 및 녹 세정용 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 스케일 및 녹 세정용 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 열교환기, 보일러 및 냉각 탑의 배관에서 발생하는 스케일 및 녹을 시설물의 가동 중단없이 제거할 수 있고, 시설물에 부동태화 막을 형성하여 부식을 억제하는 스케일 및 녹 세정용 조성물에 관한 것이다.
전술한 스케일 및 녹 세정용 조성물은 정제수, 에틸렌디아민테트라아세트산, 암모니아수, 부식억제제, 소포제 및 산도조절제로 이루어진다.

Description

스케일 및 녹 세정용 조성물 {COMPOSITION FOR REMOVING SCALE AND RUST}
본 발명은 스케일 및 녹 세정용 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 열교환기, 보일러 및 냉각 탑 등의 배관에서 발생하는 스케일 및 녹을 시설물의 가동 중단없이 제거할 수 있고, 시설물에 부동태화 막을 형성하여 부식을 억제하는 스케일 및 녹 세정용 조성물에 관한 것이다.
본 발명은 스케일 및 녹 세정용 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 열교환기, 보일러 및 냉각 탑 등의 배관에서 발생하는 스케일 및 녹을 시설물의 가동 중단없이 제거할 수 있고, 시설물에 부동태화 막을 형성하여 부식을 억제하는 스케일 및 녹 세정용 조성물에 관한 것이다.
수용성 시스템 중 특히 보일러 시스템, 냉각탑 시스템, 열교환 시스템, 담수화 시스템, 제지, 가열/냉각 시스템, 소방용수 및 원자로 등의 산업용 수용성 시스템들은 순환수와 접촉하는 내부 표면에 퇴적물들이 형성되기 쉽다. 스케일 및 철 산화물의 퇴적물은 소정의 물 공급원 안에 존재하는 것뿐만 아니라, 시스템의 배관 및 기타 부분의 금속 표면과 물 사이의 화학적 반응에 의하여 발생하게 된다.
이러한 스케일 및 철 산화물의 퇴적물은 금속 표면의 퇴적물 부식을 방지하고 깨끗한 열전달 표면을 유지하여 양호한 열효율을 보증하기 위해 제거되어야 한다.
금속 산화물의 축적은 열전달율에 영향을 미칠 수 있고, 배관을 막히게 하여 물 흐름을 제한하는 원인이 될 수 있으며, 일반적으로 물의 부식 측면을 증가시킨다. 용존 산소와 용존 이온 무기 고형물을 함유하는 물과 같이 부식성의 환경에 노출된 금속 표면은 금속 위에 형성되는 퇴적 고형물에 의해 쉽게 부식되며, 만약 퇴적물이 제때에 제거되지 않는다면, 퇴적물로 인한 부식 물질이 금속 내부로 스며들어 부식이 급격하게 확산되어, 시스템의 누수가 발생하기 시작하고 그 시스템은 라인으로부터 떼어내어 수리하거나 교체해야 하기 때문에, 엄청난 경제적 손실을 야가한다.
전술한 문제점을 해결하기 위해 종래에는, 수용성 시스템의 가동을 중단한 상태에서 산성의 세정액으로 시스템 내부에 발생한 스케일 및 녹을 세정하였으나, 이러한 세정방법은 산성의 세정액을 사용하기 때문에, 시스템 내부를 중성화하는 과정을 거쳐야하며, 작업환경에서 강산과 수소가 다량 방출되어 작업장을 오염시키며, 폐기물의 처리비용이 매우 높은 문제점이 있었다.
본 발명의 목적은 열교환기, 보일러 및 냉각 탑 등의 가동을 중단하지 않고 배관에서 발생한 스케일 및 녹을 세정할 수 있으며, 배관의 부식을 최소화하는 스케일 및 녹 세정용 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 pH가 4 내지 7.5를 나타내어, 스케일 및 녹의 세정과정에서 오염물질의 방출이 최소화되고, 배관의 표면에 부동태화 막을 형성하는 스케일 및 녹 세정용 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 정제수, 에틸렌디아민테트라아세트산, 암모니아수, 부식억제제, 소포제 및 산도조절제로 이루어지는 것을 특징으로 하는 스케일 및 녹 세정용 조성물을 제공함에 의해 달성된다.
본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 녹 세정용 조성물은 정제수 100 중량부, 에틸렌디아민테트라아세트산 90 내지 95 중량부, 암모니아수 40 내지 60 중량부, 부식억제제 0.0025 내지 0.25 중량부, 소포제 0.00025 내지 0.0025 중량부 및 산도조절제 0.01 내지 0.1 중량부로 이루어지는 것으로 한다.
본 발명의 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 부식억제제는 소듐 몰리브데이트, 소듐 나이트라이트, 1,2,3-벤조트리아졸, 피롤리돈 및 알킬아민으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상으로 이루어지는 것으로 한다.
본 발명의 더욱 바람직한 특징에 따르면, 상기 소포제는 디메칠폴리실록산으로 이루어지는 것으로 한다.
본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 산도조절제는 아스코르브산으로 이루어지는 것으로 한다.
본 발명에 따른 스케일 및 녹 세정용 조성물은 열교환기, 보일러 및 냉각 탑 등의 가동을 중단하지 않고 배관에서 발생한 스케일 및 녹을 세정할 수 있으며, 배관의 부식을 최소화하는 탁월한 효과를 나타낸다.
또한, pH가 4 내지 7.5를 나타내어, 스케일 및 녹의 세정과정에서 오염물질의 방출이 최소화되고, 배관의 표면에 부동태화 막을 형성하는 탁월한 효과를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 실시예 1 및 비교예 1 내지 3을 통해 제조된 스케일 및 녹 세정용 조성물로 처리되기 전 녹이 발생한 강판을 나타낸 사진이다.
도 2는 본 발명의 실시예 1 및 비교예 1 내지 3을 통해 제조된 스케일 및 녹 세정용 조성물로 상온(20℃)에서 23시간 처리된 후에 강판을 나타낸 사진이다.
도 3은 본 발명의 실시예 1 및 비교예 1 내지 3을 통해 제조된 스케일 및 녹 세정용 조성물로 상온(20℃)에서 3일 동안 처리된 후에 강판을 나타낸 사진이다.
도 4는 본 발명의 실시예 1 및 비교예 1 내지 3을 통해 제조된 스케일 및 녹 세정용 조성물로 처리되기 전 녹이 발생한 강판을 나타낸 사진이다.
도 5는 본 발명의 실시예 1 및 비교예 1 내지 3을 통해 제조된 스케일 및 녹 세정용 조성물로 60℃의 온도에서 7시간 처리된 후에 강판을 나타낸 사진이다.
도 6은 본 발명의 실시예 1 및 비교예 1 내지 3을 통해 제조된 스케일 및 녹 세정용 조성물로 60℃에서 24시간 동안 처리된 후에 강판을 나타낸 사진이다.
도 7은 본 발명의 실시예 1 내지 2, 비교예 1 및 비교예 5를 통해 제조된 스케일 및 녹 세정용 조성물로 처리되기 전 녹이 발생한 강판을 나타낸 사진이다.
도 8은 본 발명의 실시예 1 내지 2, 비교예 1 및 비교예 5를 통해 제조된 스케일 및 녹 세정용 조성물 60℃의 온도에서 3시간 동안 처리된 후에 강판을 나타낸 사진이다.
이하에는, 본 발명의 바람직한 실시예와 각 성분의 물성을 상세하게 설명하되, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.
본 발명에 따른 스케일 및 녹 세정용 조성물은 정제수, 에틸렌디아민테트라아세트산, 암모니아수, 부식억제제, 소포제 및 산도조절제로 이루어지며, 정제수 100 중량부, 에틸렌디아민테트라아세트산 90 내지 95 중량부, 암모니아수 40 내지 60 중량부, 부식억제제 0.0025 내지 0.25 중량부, 소포제 0.00025 내지 0.0025 중량부 및 산도조절제 0.01 내지 0.1 중량부로 이루어지는 것이 더욱 바람직하다.
전술한 정제수는 100 중량부가 첨가되며, 본 발명에 따른 스케일 및 녹 세정용 조성물의 주성분인 에틸렌디아민테트라아세트산을 희석시켜 농도를 조절해주는 역할을 한다.
전술한 에틸렌디아민테트라아세트산(EDTA, ethylenediaminetetraacetic acid)은 90 내지 95 중량부가 함유되며, 본 발명에 따른 스케일 및 녹 세정용 조성물의 주성분으로, 우수한 스케일 및 녹 세정 효과를 나타낸다.
전술한 에틸렌디아민테트라아세트산은 분말형태로 함유되는데, 전술한 에틸렌디아민테트라아세트산의 함량이 90 중량부 미만이면 본 발명에 따른 스케일 및 녹 세정용 조성물의 스케일 및 녹 세정 효과가 저하되며, 95 중량부를 초과하게 되면 스케일 및 녹 세정 효과는 더 이상 향상되지 않고, 제조비용을 증가시킨다.
전술한 암모니아수는 40 내지 60 중량부가 함유되며, 전술한 에틸렌디아민테트라아세트산 분말이 전술한 정제수에 용해될 수 있도록 하는 역할을 하는데, 전술한 에틸렌디아민테트라아세트산 분말 성분은 그 자체로는 전술한 정제수 성분에 용해되지 않고, 분산되기 때문에, 암모니아수를 혼합하여 전술한 에틸렌디아민테트라아세트산 분말이 전술한 정제수에 용해될 수 있도록 한다.
또한, 전술한 암모니아수는 전술한 산성의 에틸렌디아민테트라아세트산과 반응하여 pH가 6.5 내지 7.5을 나타내어 중성에 가까운 스케일 및 족 세정용 조성물을 생성하는 역할을 한다.
이때, 전술한 암모니아수의 함량이 40 중량부 미만이면 세정용 조성물의 pH가 지나치게 낮아져 강산성의 세정용 조성물이 제조되며, 암모니아수의 함량이 60 중량부를 초과하게 되면 세정용 조성물의 pH가 지나치게 증가하여 강알칼리성을 나타내기 때문에 세정용 조성물의 세정효과가 저하된다.
전술한 부식억제제는 0.0025 내지 0.25 중량부가 함유되며, 열교환기, 보일러 및 냉각 탑 등의 배관이 부식되는 것을 억제하는 역할을 하는데, 부식억제제의 함량이 0.0025 미만이면, 부식억제 효과가 저하되어 세정 중에 배관에서 누수현상이 발생할 수 있다.
이때, 전술한 부식억제제는 소듐 몰리브데이트, 소듐 나이트라이트, 1,2,3-벤조트리아졸, 피롤리돈 및 알킬아민으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상으로 이루어지는 것이 바람직하다.
전술한 피롤리돈은 용액 중에서 양쪽성 이온이 되는 C4 내지 C16 알킬 피롤리돈의 형태를 나타내며, 이는 양전하 또는 음전하로 대전된 금속 표면에 흡착되는 능력을 가지는 형태로써 부식에 대해 균질한 보호를 제공한다.
또한, 전술한 알킬아민 화합물은 C1 내지 C18의 형태를 나타내며, 중성 또는 약알칼리성 pH에서 이온화하여 4급 암모늄 형태를 형성하고, 이 양이온은 음전하로 대전된 금속 표면에 흡착될 수 있으며, 다시 부식의 억제를 촉진시킨다.
전술한 소포제 0.00025 내지 0.0025 중량부가 함유되며, 본 발명에 따른 스케일 및 녹 세정용 조성물로 배관 등에 발생한 스케일 및 녹을 세정할 때, 기포가 발생하는 것을 억제하는 역할을 한다.
전술한 소포제의 함량이 0.00025 중량부 미만이면, 소포제의 기능이 제대로 발휘되지 못해 배관 등에서 세정이 이루어질 때, 다량의 기포가 발생하여 세정상태를 육안으로 구별할 수 없게 된다.
이때, 전술한 소포제는 세정액에서 발생하는 기포를 억제할 수 있는 성분이면 특별히 한정되지 않지만, 디메칠폴리실록산으로 이루어지는 것이 바람직하다.
전술한 산도조절제는 0.01 내지 0.1 중량부가 함유되며, 세정 과정에서 세정액의 pH를 4 내지 6.5로 조절하는 역할을 하는데, 산도조절제의 함량이 0.01 중량부 미만이면 pH 상승억제 효과가 미미하여 세정액이 강알칼리화 되어 배관에 투입되어 있는 배관액에 녹아 있는 철 이온이 석출되며, 산도조절제의 함량이 0.1 중량부를 초과하게 되면 세정액의 pH가 4 미만을 나타내는 강산으로 변해 배관을 손상시키게 된다.
이하에서는, 본 발명에 따른 스케일 및 녹 세정용 조성물의 녹제거 효과를 실시예를 들어 설명하기로 한다.
<실시예 1>
정제수 100 중량부, 에틸렌디아민테트라아세트산 92.5 중량부, 암모니아수 50 중량부, 부식억제제로 소듐 몰리브데이트 0.01 중량부, 소포제로 디메칠폴리실록산 0.001 중량부 및 산도조절제로 아스코르브산 0.05 중량부를 혼합하여 스케일 및 녹 세정용 조성물을 제조하였다.
<비교예 1>
전술한 실시예 1과 동일하게 진행하되, 에틸렌디아민테트라아세트산 23 중량부를 혼합하여 스케일 및 녹 세정용 조성물을 제조하였다.
<비교예 2>
정제수 100 중량부에 한길공업화학의 스케일 용해제인 CWC-10p(아민이 첨가된 유기산 베이스 성분) 5.5 중량부를 혼합하여 스케일 및 녹 세정용 조성물을 제조하였다.
<비교예 3>
전술한 비교예 2와 동일하게 진행하되, CWC-10p 11 중량부를 혼합하여 스케일 및 녹 세정용 조성물을 제조하였다.
<비교예 4>
전술한 실시예 1과 동일하게 진행하되, 개미산 0.05 중량부을 투입하여 pH가 4인 스케일 및 녹 세정용 조성물을 제조하였다.
삭제
삭제
삭제
삭제
전술한 실시예 1 및 비교예 1 내지 3을 통해 제조된 스케일 및 녹 세정용 조성물의 온도(20℃, 60℃) 및 시간(7시간 내지 3일)의 흐름에 따른 녹제거 효율을 측정하여 아래 도 1 내지 6에 나타내었다.
(단, 스케일 및 녹 세정용 조성물의 녹제거 효율은 녹이 발생한 원형 강판을 스케일 및 녹 세정용 조성물이 담긴 1000ml의 비이커에 침지하기 전과 침지한 후에 상태를 촬영하여 나타내었다.)
아래 도 1 내지 6에 나타낸 것처럼 본 발명의 실시예 1을 통해 제조된 스케일 및 녹 세정용 조성물의 녹 제거 효율이 가장 우수하게 나타난 것을 알 수 있다.
삭제
삭제
삭제
따라서, 본 발명에 따른 스케일 및 녹 세정용 조성물은 열교환기, 보일러 및 냉각 탑 등의 가동을 중단하지 않고 배관에서 발생한 스케일 및 녹을 세정할 수 있으며, 배관의 부식을 최소화하는 탁월한 효과를 나타내며, pH가 4 내지 7.5를 나타내기 때문에 스케일 및 녹의 세정과정에서 오염물질의 방출이 최소화되고, 배관의 표면에 부동태화 막을 형성하는 효과를 나타낸다.

Claims (5)

  1. 정제수 100 중량부, 에틸렌디아민테트라아세트산 90 내지 95 중량부, 암모니아수 40 내지 60 중량부, 부식억제제 0.0025 내지 0.25 중량부, 소포제 0.00025 내지 0.0025 중량부 및 산도조절제 0.01 내지 0.1 중량부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 스케일 및 녹 세정용 조성물.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 부식억제제는 소듐 몰리브데이트, 소듐 나이트라이트, 1,2,3-벤조트리아졸, 피롤리돈 및 알킬아민으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 스케일 및 녹 세정용 조성물.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 소포제는 디메칠폴리실록산으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 스케일 및 녹 세정용 조성물.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 산도조절제는 아스코르브산으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 스케일 및 녹 세정용 조성물.
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