WO2017209524A1 - 스테인레스 스틸 배관과 구조물의 용접부위 스케일과 녹을 제거하기 위한 산세와 부동태 피막 처리제 - Google Patents

스테인레스 스틸 배관과 구조물의 용접부위 스케일과 녹을 제거하기 위한 산세와 부동태 피막 처리제 Download PDF

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    • C23G1/08—Iron or steel

Definitions

  • the present invention relates to stainless steel that does not easily cause rust and corrosion under environmental conditions such as oxygen atmosphere, moisture, and aqueous solution in the air, compared to general steel, and more particularly, piping, structures,
  • the present invention relates to a composition for picking up welded parts and parts in which rust occurs according to installation of a plant and the like and forming a passive film.
  • the oxidized surface is mainly formed on the surface of FeO, Fe 3 O 4 , Fe 2 O 3 , NiiO, Ni 3 O 4 , Ni 2 O 3 , CrO 3 and Cr 2 O 3 .
  • FeO has strong acid resistance, corrosion resistance and oxidation resistance.
  • the present invention does not need to be neutralized with a basic agent in the process by using a neutral material having a pH of 6.9 to 7.1 as a pickling and passivating agent, and is intended to shorten the process by immediately washing with water.
  • the present invention 2 to 10 parts by weight of disodium hydrogen phosphate, 1 to 5 parts by weight of sodium gluconate, 0.5 to 3 parts of sodium tripolyphosphate as a pickling and passivating agent for removing scale and rust on the welded portions of stainless steel pipes and structures Neutralized to pH6.9-7.1 by reacting 1.1 to 4.5 parts by weight of sodium dihydrogen phosphate in a basic aqueous solution such as 3 parts by weight, and neutralizing the redox potential to 170 to 310 mV by increasing the amount of dissolved oxygen by aeration of the carbon dioxide-removed air. Sanctions.
  • the present invention solves other problems in the use of harmful compounds as well as work in parallel with other operations by using the composition of the neutral agent during pickling and passivation treatment to remove scale and rust of welded portions of stainless steel pipes and structures. It can be, and also because it is a neutral material, there is an advantage that does not occur discoloration and deformation even when dropped on the floor coated with epoxy resin.
  • 1 is a process diagram of the passivation process and the present invention on a conventional stainless steel surface
  • Example 3 is a component analysis curve of the surface of the stainless steel treated in Example 1
  • Figure 4 is a salt spray test results of JIS H 8502 standard on the surface of stainless steel treated in Example 1
  • Fig. 9 is a component analysis curve diagram of the stainless steel surface treated in Example 2.
  • Example 10 is a salt spray test result of JIS H 8502 standard of the surface of stainless steel treated in Example 2
  • Example 11 is a component analysis curve of the surface of the stainless steel treated in Example 3.
  • Example 13 is a component analysis curve diagram of the stainless steel surface treated in Example 4.
  • a basic aqueous solution is obtained by containing 2 to 10 parts by weight of disodium hydrogen phosphate, 1 to 5 parts by weight of sodium gluconate, and 0.5 to 3 parts by weight of sodium tripolyphosphate.
  • the present invention is characterized in that the work process is simpler than the conventional acidic material as a neutral material and does not use harmful chemicals.
  • iron oxide and iron hydroxide caused by corrosion of phosphate and gluconate react to remove rust from the surface, and chromium, nickel, iron, etc. react with dissolved oxygen to form an oxide layer on the surface. Formed to form a passivation film.

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Abstract

본 발명은 스테인레스스틸로 만들어진 배관, 구조물, 플랜트 등의 설치에 따른 용접부위 및 녹이 발생하는 부분을 산세(picking)하고 부동태피막을 형성하는 조성물에 관한 것으로, 염기성수용액을 pH6.9∼7.1로 중성화하여 중성제재를 얻은 후 상기 중성제재에 이산화탄소가 제거된 공기를 폭기하여 용존산소량을 증가시켜 산화환원전위를 170∼310mV로 하는 스테인레스 스틸 금속표면을 부동태화 하는 중성제재이다.

Description

스테인레스 스틸 배관과 구조물의 용접부위 스케일과 녹을 제거하기 위한 산세와 부동태 피막 처리제
본 발명은 일반 강철(Steel)에 비해 대기중에서 산소분위기, 습기, 수용액과 같은 환경적인 조건하에서 녹, 부식이 쉽게 발생하지 않는 스테인레스 스틸에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 스테인레스 스틸로 만들어진 배관, 구조물, 플랜트 등의 설치에 따른 용접부위 및 녹이 발생하는 부분을 산세(picking)하고 부동태 피막을 형성하는 조성물에 관한 것이다.
현재 조선소와 해양플랜트에 가장 많이 사용되는 스테인레스 스틸은 STS 304와 STS 316L이며 이러한 것들은 외부노출에 의한 흠집, 용접에 의해 산화된 표면층이 오염되거나 변형되어 녹, 부식이 발생한다.
정상적인 스테인레스 스틸은 Fe가 기초성분이며, Cr과 Ni을 주성분으로 하며 소량의 Mo, Ti, Mn, Zr, Nb, N 등으로 조성되어 있다.
현재 스테인레스 스틸은 냉간압연, 용접, 열처리, 산세와 부동태피막 처리방법 등에 의해 판재, 코일, 강관, 기타 제품으로 출하된다.
또한 산화된 표면은 주로 FeO, Fe3O4, Fe2O3, NiiO, Ni3O4, Ni2O3, CrO3 및 Cr2O3 등으로 표면에 형성이 된다.
이와 같이 산화된 표면에 Cr2O3와 NI2O3가 많은 경우에는 내산성, 내부식성, 내산화성이 강하게 되어 쉽게 녹이 발생하지 않게 된다.
또한 산화철의 경우도 Fe2O3 > Fe3O4 > FeO으로 내산성, 내부식성, 내산화성이 강하다.
또한 기존의 산세와 부동태화 처리제재의 경우 대부분이 산성분위기 또는 산성용액으로 작업을 하며 위해화학물질이 포함되어 있고, 일부 중성용액의 경우도 원료로 사용되는 산과 염기성 화학물질이 위해화학물질로 분류됨으로 이러한 물질로 제조된 제품의 경우 물질정보에 위해화학물질을 표기해야 한다.
현재 위해화학물질을 사용할 경우 화학물질관리법과 산업안전보건법에 의해 화학안전 보호장구를 착용하고 작업을 해야 하고 방지시설도 갖추어야 한다.
특히 조선과 플랜트산업에서는 산세와 부동태화 작업 시 구역을 통제하며 다른 작업과 병행작업을 하지 않는다.
또한 선박건조와 해양플랜트를 건설할 때 스테인레스 스틸 배관과 구조물들은 선박이나 현장에서 설치하고, 설치된 배관과 구조물은 오염되거나 용접에 의해 부식이 발생함으로 산세와 부동태피막 처리를 해야 한다.
일반적으로 산세와 부동태화 제재로 질산, 황산, 염산과 불산이 혼합된 강한 산성용액을 사용하여 처리하며 이때 산성용액제재는 바닥표면으로 흘러내리거나 세척작업 시 세척액이 바닥에 흘러내리면 일반적으로 도장된 에폭시수지와 반응을 하여 변색되거나 변형이 발생하여 다시 도장을 하는 경우가 종종 발생한다.
또한 강한 산성제재이어서 염기성제재로 중화처리를 한 후 맑은 물로 최종 수세처리를 해야 하고, 위해화학물질을 사용함으로 작업장을 통제해야 하며 다른 작업과 병행을 할 수 없고, 화학물질안전보호장비와 방지물질도 갖추어야 한다.
본 발명은 산세와 부동태화 제재로 pH6.9∼7.1인 중성제재를 사용함으로 공정상 염기성제재로 중화처리할 필요가 없으며 바로 수세처리를 할 수 있어 공정이 단축되도록 하기 위한 것이다.
또한 중성제재임으로 수지와 반응하지 않아 도장부분이 변색과 변형되는 현상이 발생하지 않아 사용이 편리하도록 하기 위한 것이다.
또한, 제품규격은 원료로 사용되는 물질정보에 위해화학물질이 포함되어 있지 않아 화학물질관리법, 위험물안전관리법, 산업안전보건법에 규제를 받지 않아 편리하게 작업하기 위한 것이다.
이를 위해 본 발명은, 스테인레스스틸 배관과 구조물의 용접부위의 스케일과 녹을 제거하기위한 산세와 부동태피막 처리제로 인산수소이나트륨 2∼10 중량부, 글루콘산나트륨 1∼5 중량부, 트리폴리인산나트륨 0.5∼3 중량부 등의 염기성수용액에 인산이수소나트륨 1.1∼4.5 중량부를 반응시켜 pH6.9∼7.1로 중성화하였으며 이산화탄소가 제거된 공기를 폭기하여 용존산소량을 증가시켜 산화환원전위를 170∼310mV로 하는 중성제재이다.
따라서 본 발명은 스테인레스 스틸 배관과 구조물의 용접부위 스케일과 녹을 제거에 하기 위한 산세와 부동태화 처리시 중성제제의 조성물로 사용함으로서 위해화합물질의 사용에 다른 문제점을 해소함은 물론 다른 작업과 병행을 하여 작업을 할 수 있고, 또한 중성제재이기 때문에 에폭시수지로 도장된 바닥에 떨어져도 변색과 변형이 발생하지 않는 것이 장점이 있는 것이다.
그리고 기존의 공정에서는 산액 도포, 수세, 염기성액 도포, 수세 등으로 여러 단계로 작업을 해야 하는 불편함을 중성제재 도포 후 수세만으로 공정이 간단하고 작업시간도 단축이 될 수 있는 장점이 있는 것이다.
도 1은 기존의 스테인레스스틸 표면에 부동태화 공정도과 본 발명의 공정도
도 2은 부식이 발생한 스테인레스스틸 표면의 성분분석곡선도
도 3은 실시예1에 의해 처리된 스테인레스스틸 표면의 성분분석곡선도
도 4은 실시예1에 의해 처리된 스테인레스스틸 표면의 JIS H 8502규격의 염수분무시험결과
도 5은 비교예1에 의해 처리된 스테인레스스틸 표면의 성분분석곡선도
도 6은 비교예1에 의해 처리된 스테인레스스틸 표면의 JIS H 8502규격의 염수분무시험결과
도 7은 비교예2에 의해 처리된 스테인레스스틸 표면의 성분분석곡선도
도 8은 비교예2에 의해 처리된 스테인레스스틸 표면의 JIS H 8502규격의 염수분무시험결과
도.9은 실시예2에 의해 처리된 스테인레스스틸 표면의 성분분석곡선도
도 10은 실시예2에 의해 처리된 스테인레스스틸 표면의 JIS H 8502규격의 염수분무시험결과
도 11은 실시예3에 의해 처리된 스테인레스스틸 표면의 성분분석곡선도
도 12은 실시예3에 의해 처리된 스테인레스스틸 표면의 JIS H 8502규격의 염수분무시험결과
도 13은 실시예4에 의해 처리된 스테인레스스틸 표면의 성분분석곡선도
도 14은 실시예4에 의해 처리된 스테인레스스틸 표면의 JIS H 8502규격의 염수분무시험결과
본 발명의 실시를 위한 최선의 형태는 물에 인산수소이나트륨 2∼10 중량부와 글루콘산나트륨 1∼5 중량부와, 트리폴리인산나트륨 0.5∼3 중량부가 함유토록 하여 염기성수용액을 얻고,
상기의 염기성수용액에 인산이수소나트륨 1.1∼4.5 중량부를 반응시켜 pH6.9∼7.1로 중성화한 후
이산화탄소가 제거된 공기를 폭기하여 용존산소량을 증가시켜 산화환원전위를 170mV∼310mV로 하여 스테인레스 스틸 배관과 구조물의 용접부위 스케일과 녹을 제거하기 위한 산세와 부동태 피막 처리제이다.
본 발명은 중성제재로 기존의 산성제재에 비해 작업공정이 간단하며 위해화학물질을 사용하지 않는 친환경적인 것을 특징으로 한다.
특히 중성제재를 부식이 발생한 부위에 도포하면 인산염, 글루콘산염 등이 부식으로 발생한 산화철, 수산화철 등이 반응하여 표면에서 녹이 제거되며 크롬, 니켈, 철 등이 용존산소와 반응하여 표면에 산화물 층이 형성되어 부동태피막을 형성한다.

Claims (2)

  1. 물에 인산수소이나트륨 2∼10 중량부와 글루콘산나트륨 1∼5 중량부와, 트리폴리인산나트륨 0.5∼3 중량부가 함유토록 하여 염기성수용액을 얻고,
    상기의 염기성수용액에 인산이수소나트륨 1.1∼4.5 중량부를 반응시켜 pH6.9∼7.1로 중성화한 후
    이산화탄소가 제거된 공기를 폭기하여 용존산소량을 증가시켜 산화환원전위를 170mV∼310mV로 하여 스테인레스 스틸 배관과 구조물의 용접부위 스케일과 녹을 제거하기 위한 산세와 부동태 피막 처리제.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 이산화탄소가 제거된 폭기는 중성제제 100g에 이산화탄소가 제거된 공기를 100ml/min의 유속으로 2~10시간을 폭기토록 하는 스테인레스 스틸 배관과 구조물의 용접부위 스케일과 녹을 제거하기 위한 산세와 부동태 피막 처리제
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