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DE3001505C2 - Korrosionsinhibitor für geschlossene Wassersysteme - Google Patents

Korrosionsinhibitor für geschlossene Wassersysteme

Info

Publication number
DE3001505C2
DE3001505C2 DE19803001505 DE3001505A DE3001505C2 DE 3001505 C2 DE3001505 C2 DE 3001505C2 DE 19803001505 DE19803001505 DE 19803001505 DE 3001505 A DE3001505 A DE 3001505A DE 3001505 C2 DE3001505 C2 DE 3001505C2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
benzotriazole
sodium
corrosion inhibitor
corrosion
inhibitor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DE19803001505
Other languages
English (en)
Other versions
DE3001505A1 (de
Inventor
John Auel Etobicoke Ontario Gray
John E. Dr. Mississauga Ontario Waller
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
GEA Group AG
Original Assignee
Metallgesellschaft AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Metallgesellschaft AG filed Critical Metallgesellschaft AG
Publication of DE3001505A1 publication Critical patent/DE3001505A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE3001505C2 publication Critical patent/DE3001505C2/de
Expired legal-status Critical Current

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Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23FNON-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
    • C23F11/00Inhibiting corrosion of metallic material by applying inhibitors to the surface in danger of corrosion or adding them to the corrosive agent
    • C23F11/08Inhibiting 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)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Preventing Corrosion Or Incrustation Of Metals (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft einen verbesserten Korrosionsinhibitor für geschlossene Wassersysteme auf Basis einer Kombination aus Natriummolybdat und stickstoffhaltiger Verbindung.
Im Stand der Technik ist eine Vielzahl von Inhibitoren bekannt, von denen viele Nachteile aufweisen. Einige neigen zum Beispiel zum Verlust Ihrer Effektivität oder brechen zusammen aufgrund eines Lufteinbruches in das Wassersystem. In dieser Welse reagieren Hydrazin enthaltende Inhibitoren mit Sauerstoff und verlieren nicht nur ihre Effektivität, sondern neigen auch In Heißwasserbereitungssystemen zur Entwicklung von Ammoniak, welches in Gegenwart von Sauerstoff schwere Korrosionen des Kupfers oder der Kupferlegierungen herbeiführt. Andere Inhibitoren auf z. B. Borat/Nitrit basierender Zusammensetzung sind häufig empfänglich für biologischen Abbau. Einige Inhibitoren werden als ernstliche Umweltverschmutzer angesehen, wenn eine Leckage auftritt. Dies Ist z. B. der Fall bei Chromaten und Hydrazinen. Die Chromate haben auch eine unerwünscht gelbe Farbe und neigen zum Färben. Viele der vorbekannten Inhibitoren erfordern einen hohen anorganischen Feststoffgehalt. der In hohem Maße die unerwünschte Ablagerung von Feststoffen dort vermehrt, wo sich Leckagen Im System gebildet haben, und greifen auch die Pumpendichtungen an.
Viele Inhibitoren sind auch unverträglich mit Systemen, die mit Athylenglykol behandelt sind. Einige Inhibitoren reichen für Flußstahl, bewirken aber merkliche Korroslonszunahmen bei anderen Metallen und können auch zu unerwünscht hohen pH-Werten führen. Andere werden durch Hitze zersetzt.
Aus »Material Performance«, 1976, Seiten 40 bis 44, sind lnhibliorsysteme auf Basis von Natriummolybdat bekannt, die als binäre oder Vlelkomponenten-Systeme eingesetzt werden. Unter den binären Komponenten-Systemen wird Natriummolybdat In Kombination mit stickstoffhaltigen Verbindungen erwähnt, wie Mercaptobenzothlazol oder Nitrit. Die vorbekannten Inhibitorsysteme werden für offene, belüftete Rückkühlsysteme eingesetzt. Der aus US-PS 40 18 701 bekannte Korrosionsinhibitor Ist molybdatfrei. enthält Phosphorsäure und Zinkionen In bestimmtem Verhältnis und kann auch noch Dlsperglerhllfen. wie Methacrylate, enthalten. Ein weiterer Zusatz komplexlerender Mittel, wie Triazole oder Mcrcaptobenzothlazol, erweitert die Anwcndungsbreiie auf Buntmetalle. Die bekannte molybdatfreie Inhibitor-Kombination wird In wäßrigen Systemen mit Sauerstoff führenden Wässern eingesetzt. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachtelle der vorbekannten Inhibitor-Systeme zu vermelden und einen Korrosionsinhibitor für geschlossene Wassersysteme bereitzustellen, der gegen vorzeitigen Abbau nicht anfällig ist und eine große Anwendungsbreite für verschiedene metallische Werkstoffe aufweist.
Die Aufgabe wird gelöst, indem ein Korrosionsinhibitor der eingangs genannten Art auf Basis einer Kombination aus Natriummolybdat und stickstoffhaltiger Verbindung entsprechend der Erfindung derart ausgestaltet wird, daß er Benzotriazol und ein Amin aus der Gruppe Morpholin, Äthylendiamin und 2-Amino-2-methylpropanol enthält.
Die mit verschiedenen Zusammensetzungen gemäß der Erfindung erzielbaren Ergebnisse von ve-besserten Korrosionsraten stehen in einem ungewöhnlichen Kontrast zu den Ergebnissen von Korrosionsinhibitoren der vorbekannten Art.
In einer bevorzugter. Ausfahrungsforrrs der Erfindung wird zusätzlich als Hilfsinhlbltor Natrlumpolymethacrylat* oder ein Copolymerisai aus sulfoniertem StyroJ und Maleinsäureanhydrid eingesetzt. Motpholin und Äthylendiamin sind bevorzugte Amine.
Der erfindungsgemäße inhibitor Ist auch für die Verwendung In geschlossenen Wassersystemen geeignet, die Athylenglykol enthalten.
Das Molybdat-Anlon kann leicht und genau unter Ver-
JO wendung eines einfachen Farbvergleichstestes bestimmt werden, sei es, daß das verwendete Medium Wasser Ist oder eine Mischung von Athylenglykol und Wasser.
In den folgenden Beispielen wurden zwei Arten von Tests verwendet, die für die erhaltenen Ergebnisse kenn-
J"' zeichnend sind.
Im Becherglastest wurden die Metallproben In einer Lösung des Inhibitors in Leitungswasser mittlerer Härte bei Raumtemperatur während sechs Tagen gerührt. Im zweiten Test waren, um den Inhibitor unter statischen Bedingungen zu prüfen, die Metallproben in Inhibiertes Leitungswasser In einer geschlossenen, fast vollen Flasche eingetaucht. Die Flaschen wurden bei Raumtemperatur während zweier Tage gehalten und dann In einen Ofen bei 70° C für weitere fünf Tage eingebracht. Die fol-
4' genden Ergebnisse veranschaulichen die Korrosionsschutzeigenschaften der Mischungen aus Natriummolybdat und Aminen:
Beispiel
Zusammensetzung Konzen- Korrosions-Rale für
tration Flußstahl (mm/Jahr)
ppm Becherglas- Flaschen-
Test
Test
1. Natriummolybdat 75
Morpholin 152 0,130 0,372
Benzotriazol 16
2. Natriummolybdat 160
Morphniin 200 0,042 0.0
Benzotriazol 16
3. Natriummolybdat 250
Morpholin 200 0.02
Benzotriazol 16
Fortsetzung
Fortsetzung
Zusammensetzung
Konzen- Korrosions-Rate für tration Rußstahl (mm/Jahr) ppm Becherglas- Flaschen- "
Test
Test
4. Natriummolybdat
Morpholin
Benzotriazol
5. Natriummolybdat
2-Amino-2-methylpropanol
Benzotriazol
6. Natriummolybdat
Äthylendiamin
Benzotriazol
7. NatriumEJolybdat
Morpholin
Benzotriazol
Natriumpolymethacrylat
8. Natriummolybdat
Morpholin
Benzotriazol
Natriumpolymethacrylat
9. Natriummolybdat
Morpholin
Benzotriazol
Natriumpolymethacrylat
10. Natriummolybdal
Morpholine
Benzotriazol
Natriumpolymethacrylat
11. Natriummolybdat
Äthylendiamin
Benzotriazol
Natriumpolymethacrylat
Behandlung
220
200
16
220 200
16
220
100
16
220
200
16
36
330
300
24
54
220
200
36
440
400
12
72
220
100
36
0,017
0,025
0,007
-P
0,007
0,010
0,045
0,050
0,012
0,015
0,005
0,050
0,020
0,015 Zusammensetzung
Konzen- Korrosions-Rate für
tration Flußstahl (mm/Jahr)
ppm Becherglas- Flaschen-Tsst Test
12. Natnummotybdat 440
Äthylendiamin 200
Benzotriazol 12
Natrium- 72
polymethacrylat
13. Natriummolybdat 200
Äthylendiamin 100
Benzotriazol 6
Sulphon.Styrol/ 9
Maleinsäure-
anhydrid-
Copolymerisat
0,005
0,005
0,007
0,010
Es wurde gefunden, daß Benzotrtazol ein Inhibitor für Kupfer und Kupferlegierungen ist, wodurch die Korroslonsschutzeigensct'iften der Zusammensetzung erweitert werden.
In die Zusammensetzungen 7 bis 12 wurde Natrlumpolymethacrylat aus folgenden Gründen einbezogen:
a) Es wurde gefunden, daß dieser Zusatz die unerwünschte Kesselsteinbildung auf Oberflächen von Hochtemperatur-Wärmeaustauschern verzögert oder verhindert, wie dies bei Helßwasserbereltungssystemen unter Verwendung von nicht weichgemachtem Zusatzwasser der Fall 1st.
b) Es wurde auch gefunden, daß dieser Zusatz das Kristallwachstum von Calcium-. Magnesium- und Elsenablagerungen verzögert. Uicje Kristallablagerungen sind unerwünscht und wirken zerstörend auf die Pumpendichtungen.
Als eine Alternative zu dem NatMumpolymethacrylat wurde im Beispiel 13 ein Copolym';risat aus sulphonlertem Styrol und Maleinsäureanhydrid untersucht.
Einige der vorgenannten Stoffkomblnationen wurden als Korrosionsinhibitoren fur andere Metalle als Flußstahl mit folgendem Ergebnis aufgefunden:
Zusammensetzung Konzen Metall Korrosions-Rate (mm/Jahr)
tration Becherglas- Flaschen-
ppm Test Test
4. Natriummolybdat 200 Kupfer 0,007
Morpholin 200 Schiffsmessing 0,007 -
Benzotriazol 16 Aluminium 0,035
11. Natriummolybdat 220 Kupfer 0,010 _
Äthylendiamin 100 Aluminium 0,087 0,050
Benzotriazol 6
Natriumpolymethacrylat 36
5
Fortsetzung
30 01 505 6 (mm/iahr)
Flaschen-
Test
Zusammensetzung Konzen
tration
ppm
Metall Korrosions-Rate
Becherglas-
Test
0,140
12. Natriummolybdat
Äthylendiamin
Benzotriazol
440
200
12
Kupfer
Aluminium
0,010
0,200
Natriumpolymethacrylat 72
9 a. Natriummolybdat 440
Morpholin 400
Benzotriazol 12 Weißmessing 0,002 0,040
Natriumpolymethacrylat 72 Aluminium 0,052 0,247
10. Natriummolybdat 440
Morpholin 400 Weißmessing 0,002 0,040
Benzotriazol 12 Aluminium 0,052 0,247
Natriumpolymethacrylat 72
Die bevorzugte Behandlung erfolgt mit der Zusammensetzung Nr. 9 a und Nr. 10 (Ansätze mit doppelter Dosierung des Ansatzes Nr. 9). Diese Zusammensetzung ist weniger aggressiv gegenüber Aluminium in einem fließenden System als die auf Äthylendiamin basierende Zusammensetzung (Nr. 11 und Nr. 12).
Schließlich wurden die Korrosionsraten für Flußstahl durch Behandlung mit den Zusammensetzungen Nr. 9 a und 10 unter Verwendung eines Kühlmediums aus 50% Leitungswasser und 50% Äthylenglykol bestimmt.
Diese Ergebnisse zeigen, daß der gleiche Korrosionsschutz in Äthylenglykol-Wasser-Mischungen erzielt werden kann wie in Wasser allein.
Die Erfindung weist Vorteile auf. Der Korrosionsinhibitor der vorliegenden Erfindung für geschlossene Wassersysteme ist ebenso auch für Äthylenglykol enthaltende Systeme geeignet, er reagiert n'cht in nachteiliger Weise mit Sauerstoff, verliert nicht seine Effektivität, ruft keine Korrosionseffekte an Kupfer oder Kupferlegierungen hervor, unterliegt keinem biologischen Abbau, ist umweltfreundlich und wirkt nicht verfärbend.
Behandlung mit
Zusammensetzung
Korrosions-Rate Becherglas-Test
in mm/Jahr Flaschentest
Nr. 9a
Nr. 10
0,010
0,010
0,025 0,007

Claims (3)

Patentansprüche:
1. Korrosionsinhibitor für geschlossene 'Wassersysteme auf Basis einer Kombination aus Natriummolybdat und stickstoffhaltiger Verbindung, dadurch gekennzeichnet, daß er Benzotriazol und ein Amin aus der Gruppe Morphoiln, Äthylendiamin und 2-Amino-2-methylpropanol enthält.
2. Korrosionsinhibitor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er zusätzlich als HilfsInhibitor Natriumpolymethacrylat enthält.
3. Korrosionsinhibitor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er zusätzlich als Hllfslnhibitor ein Copolymerisat aus sulfoniertem Styrol und Maleinsäureanhydrid enthält.
DE19803001505 1979-01-30 1980-01-17 Korrosionsinhibitor für geschlossene Wassersysteme Expired DE3001505C2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CA000320465A CA1118990A (en) 1979-01-30 1979-01-30 Molybdate-amine corrosion inhibitor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE3001505A1 DE3001505A1 (de) 1980-08-14
DE3001505C2 true DE3001505C2 (de) 1984-05-10

Family

ID=4113414

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19803001505 Expired DE3001505C2 (de) 1979-01-30 1980-01-17 Korrosionsinhibitor für geschlossene Wassersysteme

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DE (1) DE3001505C2 (de)

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DE3001505A1 (de) 1980-08-14
CA1118990A (en) 1982-03-02

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