JP2009138226A - 金属の腐食抑制剤及び腐食抑制方法 - Google Patents
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Abstract
Description
A−1:3,3′,4,4′−ベンゾフェノンテトラカルボン酸
A−2:3,3′,4、4′−ジフェニルスルホンテトラカルボン酸
A−3:3,4,9,10−ペリレンテトラカルボン酸
A−4:ピロメリット酸
A−5:3,3′,4,4′−ジフェニルエーテルテトラカルボン酸
A−6:1,2,3,4−シクロペンタンテトラカルボン酸
A−7:5−(2,5−ジオキソテトラヒドロフラリル)−3−メチル−3−シクロヘキセン−1,2−ジカルボン酸
A−8:3,4−ジカルボキシ−1,2,3,4−テトラヒドロ−1−ナフタレンコハク酸
B−1:ホモマレイン酸重合体(商品名:BELCLENE200LA、BWA社製)
C−1:アクリル酸・2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸共重合体
〔重合比(重量)60:40、重量平均分子量10,000〕
D−1:ブタン−1,2,3,4−テトラカルボン酸
D−2:tert−ブチル安息香酸
D−3:テレフタル酸
D−4:cis−1,2−シクロヘキサンジカルボン酸
D−5:cis−4−シクロヘキセン−1,2−ジカルボン酸
D−6:trans−1,2−シクロヘキサンジアミン四酢酸
D−7:グルコン酸
D−8:フタル酸
D−9:クエン酸
D−10:酒石酸
pH:8.3、Ca硬度:100mg−CaCO3/L、Mアルカリ度:100mg−CaCO3/Lの組成を有する試験液に表1の腐食抑制剤を25mg/L添加し、腐食試験用のフラスコに入れ、予め重量を測定した炭素鋼試験片〔材質JIS G3141−SPCC、寸法(厚さ)1mm×(幅)30mm×(長さ)50mm〕をモータの回転軸と同軸に取り付けられた保持器に取り付け、各試験片をフラスコ内の試験溶液に浸漬した。このフラスコを40℃恒温槽に入れ、各試験片を0.3m/sの回転速度で回転させ、3日間試験を行なった。その後、試験片を保持具から取り外し、試験片に付着した腐食生成物を流水下でブラシにより除去し、乾燥させた後、重量を測定し、次式により腐食速度(mdd)を計算した。
腐食速度(mdd)=α/〔β×(試験日数:日)〕
α:試験前後の試験片の重量減(mg)
β:試験片の表面積(dm2)
腐食速度(mdd)が10以下であれば、腐食抑制効果が良好と判断した。結果を表1に示す。
<試験装置>
「JIS G0593−2002:水処理剤の腐食及びスケール防止評価試験方法」のオンサイト試験法に準拠して腐食試験を行った。評価に用いた試験装置の概略を図1に示す。その他の諸条件は以下の通り。
・試験用伝熱管:外径12.7mm、長さ510mmの炭素鋼鋼管STKM11A(JIS G3445)
・水容量:62L(水槽2及び配管を含む系全体の水容量)
・水槽の水温:35℃(水温制御装置9で制御)
・冷却塔入口・出口の循環水の温度差:15℃
・蒸発水量:4.4L/h
・補給水量:5.5L/h
・ブローダウン水量:1.5L/h
・濃縮度:3.9倍
流量調整バルブ5で試験用伝熱管評価部の線流速:0.3m/sとなるような流量210L/hに制御しながら循環ポンプ3で通水し、熱交換器7の熱流束は70kW/m2とした。冷却塔1は冷却能力1.8冷却トンの誘引通風向流接触型のものを使用した。循環水の電気伝導率を電気伝導率測定セル4で連続的に測定し、電気伝導率の入力信号より電気伝導率制御装置11を用いて濃縮度3.9倍に相当する電気伝導率になるようにブローダウンポンプ10を制御した。
上記試験装置において、補給水12として四日市市水を使用し腐食試験を行った。四日市市水の水質は
pH:7、電気伝導率:13mS/m、Ca硬度:40mg−CaCO3/L、Mg硬度:8mg−CaCO3/L、Mアルカリ度:40mg−CaCO3/L、 塩化物イオン:10mg/L、硫酸イオン:11mg/L、シリカ:12mg/Lであった。
水槽に市水を入れ、表2に示す腐食抑制剤を保有水量に対して300mg/L添加して、常温で48時間循環した。その後、熱負荷開始して濃縮度が3.9倍に達した後、直ちにブローダウンを開始して濃縮度を3.9倍に維持した。ブローダウン開始と同時にブローダウン量に対して100mg/Lの前記腐食抑制剤を水処理剤注入装置13により添加し、腐食試験を1ヶ月間実施した。試験終了後、試験用伝熱管を取り外して、腐食速度、最大孔食深さを「JIS G0593−2002:水処理剤の腐食及びスケール防止評価試験方法」に準拠して測定した。結果を表2に示す。
3,3′,4,4′−ベンゾフェノンテトラカルボン酸30重量部に48%水酸化ナトリウム27重量部を加えてナトリウム塩とした後、全量が100重量部になるように水を加えて腐食抑制剤1を調製した。
〔腐食抑制剤2〕
3,3′,4,4′−ベンゾフェノンテトラカルボン酸10重量部に48%水酸化ナトリウム28重量部を加えてナトリウム塩とした後、ホモマレイン酸重合体(商品名:BELCLENE200LA、BWA社製)を活性分として20重量部を加え、全量が100重量部になるように水を加えて腐食抑制剤2を調製した。
〔腐食抑制剤3〕
3,3′,4,4′−ベンゾフェノンテトラカルボン酸10重量部に48%水酸化ナトリウム28重量部を加えてナトリウム塩とした後、アクリル酸・2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸共重合体〔重合比(重量)60:40、重量平均分子量10,000〕の20重量部を加え、全量が100重量部になるように水を加えて腐食抑制剤3を調製した。
〔腐食抑制剤4〕
3,3′,4,4′−ベンゾフェノンテトラカルボン酸10重量部に48%水酸化ナトリウム28重量部を加えてナトリウム塩とした後、ホモマレイン酸重合体(商品名:BELCLENE200LA、BWA社製)を活性分として10重量部とアクリル酸・2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸共重合体〔重合比(重量)60:40、重量平均分子量10,000〕の10重量部を加え、全量が100重量部になるように水を加えて腐食抑制剤4を調製した。
〔腐食抑制剤5〕
3,3′,4,4′−ベンゾフェノンテトラカルボン酸の替わりに3,3′,4,4′−ジフェニルスルホンテトラカルボン酸を加えた以外は腐食抑制剤4と同一の腐食抑制剤5を調製した。
〔腐食抑制剤6〕
3,3′,4,4′−ベンゾフェノンテトラカルボン酸の替わりにピロメリット酸を加えた以外は腐食抑制剤4と同一の腐食抑制剤6を調製した。
〔腐食抑制剤7〕
3,3′,4,4′−ベンゾフェノンテトラカルボン酸の替わりに5−(2,5−ジオキソテトラヒドロフラリル)−3−メチル−3−シクロヘキセン−1,2−ジカルボン酸を加えた以外は腐食抑制剤4と同一の腐食抑制剤7を調製した。
〔腐食抑制剤8〕
3,3′,4,4′−ベンゾフェノンテトラカルボン酸の替わりに3,4−ジカルボキシ−1,2,3,4−テトラヒドロ−1−ナフタレンコハク酸を加えた以外は腐食抑制剤4と同一の腐食抑制剤8を調製した。
〔腐食抑制剤9〕
ホモマレイン酸重合体(商品名:BELCLENE200LA、BWA社製)を活性分として30重量部を加え、全量が100重量部になるように水を加えて腐食抑制剤9を調製した。
〔腐食抑制剤10〕
アクリル酸・2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸共重合体〔重合比(重量)60:40、重量平均分子量10,000〕の30重量部を加え、全量が100重量部になるように水を加えて腐食抑制剤10を調製した。
〔腐食抑制剤11〕
ホモマレイン酸重合体(商品名:BELCLENE200LA、BWA社製)を活性分として15重量部とアクリル酸・2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸共重合体〔重合比(重量)60:40、重量平均分子量10,000〕の15重量部を加え、全量が100重量部になるように水を加えて腐食抑制剤11を調製した。
〔腐食抑制剤12〕
3,3′,4,4′−ベンゾフェノンテトラカルボン酸の替わりにフタル酸を加えた以外は腐食抑制剤4と同一の腐食抑制剤12を調製した。
〔腐食抑制剤13〕
3,3′,4,4′−ベンゾフェノンテトラカルボン酸の替わりにクエン酸を加えた以外は腐食抑制剤4と同一の腐食抑制剤13を調製した。
〔腐食抑制剤14〕
3,3′,4,4′−ベンゾフェノンテトラカルボン酸の替わりに酒石酸を加えた以外は腐食抑制剤4と同一の腐食抑制剤14を調製した。
2 水槽
3 循環ポンプ
4 電気伝導率測定セル
5 流量調整バルブ
6 流量計
7 熱交換器
8 試験片保持器
9 水温制御装置
10 ブローダウンポンプ
11 電気伝導率制御装置
12 補給水
13 水処理剤注入装置
Claims (14)
- (B)マレイン酸及び/又は(メタ)アクリル酸を構成単位として含む重合体を含有する請求項1記載の金属の腐食抑制剤。
- (A)テトラカルボン酸化合物が、3,3′,4,4′−ベンゾフェノンテトラカルボン酸、2,2′,3,3′−ベンゾフェノンテトラカルボン酸、3,3′,4,4′−ジフェニルスルホンテトラカルボン酸、ピロメリット酸、3,3′,4,4′−ジフェニルエーテルテトラカルボン酸、5−(2,5−ジオキソテトラヒドロフラリル)−3−メチル−3−シクロヘキセン−1,2−ジカルボン酸、3,4−ジカルボキシ−1,2,3,4−テトラヒドロ−1−ナフタレンコハク酸から選択された1種以上である請求項1又は2記載の金属の腐食抑制剤。
- (B)成分が、ホモマレイン酸重合体、アクリル酸・2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸共重合体、アクリル酸・3−アリロキシ−2−ヒドロキシ−1−プロパンスルホン酸共重合体、アクリル酸・イソプレンスルホン酸共重合体から選択された1種以上である請求項2又は3に記載の金属の腐食抑制剤。
- ホモマレイン酸重合体が、重量平均分子量300〜20,000である請求項2乃至4のいずれかに記載の金属の腐食抑制剤。
- アクリル酸・2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸共重合体、アクリル酸・3−アリロキシ−2−ヒドロキシ−1−プロパンスルホン酸共重合体、アクリル酸・イソプレンスルホン酸共重合体において、共重合体組成が、アクリル酸:30〜90重量%、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、又は3−アリロキシ−2−ヒドロキシ−1−プロパンスルホン酸、又はイソプレンスルホン酸:70〜10重量%、共重合体の重量平均分子量が1,000〜100,000である請求項2乃至4のいずれかに記載の金属の腐食抑制剤。
- (A)成分と(B)成分の配合比率が、重量比で90:10〜10:90である請求項2乃至6のいずれかに記載の金属の腐食抑制剤。
- (A)一般式(1)(式中、M1、M2、M3、M4はそれぞれ独立に水素、カリウム、ナトリウム、アンモニウム、及び炭素数2〜8の1級アミン、2級アミン、3級アミンである。Z1は炭素数6〜40で1つ以上の芳香族環を含む芳香族炭化水素基、あるいは炭素数4〜40の脂環式炭化水素基であって、複数の−CO−基がZの1つの炭素原子に結合していることはない。)で表されるテトラカルボン酸化合物及びその塩を水系に添加することを特徴とする金属の腐食抑制方法。
- 前記(A)成分と(B)マレイン酸及び/又は(メタ)アクリル酸を構成単位として含む重合体を併用して水系に添加することを特徴とする金属の腐食抑制方法。
- (A)テトラカルボン酸化合物が、3,3′,4,4′−ベンゾフェノンテトラカルボン酸、2,2′,3,3′−ベンゾフェノンテトラカルボン酸、3,3′,4,4′−ジフェニルスルホンテトラカルボン酸、ピロメリット酸、3,3′,4,4′−ジフェニルエーテルテトラカルボン酸、5−(2,5−ジオキソテトラヒドロフラリル)−3−メチル−3−シクロヘキセン−1,2−ジカルボン酸、3,4−ジカルボキシ−1,2,3,4−テトラヒドロ−1−ナフタレンコハク酸、及びその塩から選択された1種以上である請求項8又は9記載の金属の腐食抑制方法。
- (B)成分が、ホモマレイン酸重合体、アクリル酸・2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸共重合体、アクリル酸・3−アリロキシ−2−ヒドロキシ−1−プロパンスルホン酸共重合体、アクリル酸・イソプレンスルホン酸共重合体から選択された1種以上である請求項9又は10記載の金属の腐食抑制方法。
- ホモマレイン酸重合体が重量平均分子量300〜20,000である請求項9乃至11のいずれかに記載の金属の腐食抑制方法。
- アクリル酸・2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸共重合体、アクリル酸・3−アリロキシ−2−ヒドロキシ−1−プロパンスルホン酸共重合体、アクリル酸・イソプレンスルホン酸共重合体において、共重合体組成が、アクリル酸:30〜90重量%、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、又は3−アリロキシ−2−ヒドロキシ−1−プロパンスルホン酸、又はイソプレンスルホン酸:70〜10重量%、共重合体の重量平均分子量が1,000〜100,000である請求項9乃至11のいずれかに記載の金属の腐食抑制方法。
- (A)成分と(B)成分の添加比率が、重量比で90:10〜10:90である請求項9乃至13のいずれかに記載の金属の腐食抑制方法。
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