DE3001505C2 - Korrosionsinhibitor für geschlossene Wassersysteme - Google Patents
Korrosionsinhibitor für geschlossene WassersystemeInfo
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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
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- 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
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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-
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:
Zusammensetzung Konzen- Korrosions-Rale für
tration Flußstahl (mm/Jahr)
ppm Becherglas- Flaschen-
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
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
Morpholin
Benzotriazol
5. Natriummolybdat
2-Amino-2-methylpropanol
Benzotriazol
2-Amino-2-methylpropanol
Benzotriazol
6. Natriummolybdat
Äthylendiamin
Benzotriazol
Äthylendiamin
Benzotriazol
7. NatriumEJolybdat
Morpholin
Benzotriazol
Natriumpolymethacrylat
Morpholin
Benzotriazol
Natriumpolymethacrylat
8. Natriummolybdat
Morpholin
Benzotriazol
Natriumpolymethacrylat
Morpholin
Benzotriazol
Natriumpolymethacrylat
9. Natriummolybdat
Morpholin
Benzotriazol
Natriumpolymethacrylat
Morpholin
Benzotriazol
Natriumpolymethacrylat
10. Natriummolybdal
Morpholine
Benzotriazol
Natriumpolymethacrylat
Morpholine
Benzotriazol
Natriumpolymethacrylat
11. Natriummolybdat
Äthylendiamin
Benzotriazol
Natriumpolymethacrylat
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)
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
Zusammensetzung
Korrosions-Rate Becherglas-Test
in mm/Jahr Flaschentest
Nr. 9a
Nr. 10
Nr. 10
0,010
0,010
0,010
0,025 0,007
Claims (3)
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.
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Family Applications (1)
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