DE3001505A1

DE3001505A1 - Korrosionsinhibitor fuer geschlossene wassersysteme

Info

Publication number: DE3001505A1
Application number: DE19803001505
Authority: DE
Inventors: John Auel Gray; John E Dr Waller
Original assignee: Metallgesellschaft AG
Current assignee: GEA Group AG
Priority date: 1979-01-30
Filing date: 1980-01-17
Publication date: 1980-08-14
Also published as: DE3001505C2; CA1118990A

Description

Korrosionsinhibitor für geschlossene Wassersysteme
Die Erfindung betrifft einen verbesserten Korrosionsinhibitor für geschlossene Wassersysteme.
Im Stand der Technik ist eine Vielzahl von Inhibitoren bekannt, von denen viele Nachteile aufweisen. Einige zum Beispiel neigen zum Verlust ihrer Effektivität oder brechen zusammen aufgrund eines Lufteinbruches in das Wassersystem. In dieser Weise 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 sind empfänglich für biologischen Abbau, der häufig bei auf Borat/Nitrit basierenden Zusammensetzungen vorkommt.
Einige Inhibitoren werden als ernstliche Umweltverschmutzer angesehen, wenn eine Leckage auftritt. Dies ist 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 greift auch die Pumpendichtungen an.
Viele Inhibitoren sind auch unverträglich mit Syse,' JV v die mit Äthylenglykol behandelt sind.
einige Inhibitoren, die für Fluß stahl ausreichen, bewirken mer che Korrosionszunahmen bei anderen Metallen und können auch zu unerwünscht hohen pH-Werten führen.
Andere werden durch Hitze zersetzt oder haben verschiedene Nachteile.
Im Hinblick auf die vielen Nachteile der vorbekannten Inhibitoren ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen neuen und verbesserten Korrosionsinhibitor für geschlossene Wassersysteme bereitzustellen, der die Nachteile der vorbekannten Inhibitoren überwindet.
Der Korrosionsinhibitor für geschlossene Wassersysteme ist gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß er wenigstens ein Molybdat und wenigstens ein Amin, sowie gegebenenfalls einen Hilfsinhibitor enthält. Diese Stoffe bewirken, wenn sie zusammengemischt und dem Wasser zugesetzt werden, den Korrosionsschutz des Metalls in wäßriger Umgebung.
Es wurden verschiedene Zusammensetzungen entwickelt und die Korrosionsrate bestimmt. Die Ergebnisse stehen in einem ungewöhnlichen Kontrast zu den Ergebnissen von Korrosionsinhibitoren der vorbekannten Art.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird ein Hilfsinhibitor zugesetzt, wie Benzotriazol, Natriumpolymethacrylat oder ein Copolymer aus sulfoniertem Styrol und Maleinsäureanhydrid.
Morpholin und Äthylendiamin sind bevorzugte Amine. Der erfindungsgemäße Inhibitor ist auch für die Verwendung in geschlossenen Wassersystemen geeignet, die Äthylenglykol enthalten.
Es ist weiterhin festzuhalten, daß das Molybdat-Anion leicht und genau bestimmt werden kann unter Verwendung eines einfachen Farbvergleichstestes, sei es, daß das verwendet Medium Wasser ist oder Äthylenglykol und Wasser Als kennzeichnend für die erhaltenen Ergebnisse wurden, wie in den folgenden Beispielen gezeigt, zwei Arten von Tests verwendet: Der erste war ein Becherglastest, in welchem die Metallproben in einer Lösung des Inhibitors in Leitungswasser mittlerer Härte bei Raumtemperatur während sechs Tagen gerührt wurden. Im zweiten Test wurden, um den Inhibitor unter statischen Bedingungen zu prüfen, die Proben in inhibiertem Leitungswasser in einer geschlossenen, fast vollen Flasche eingetaucht. Die Flaschen wurden bei Raumtemperatur während zweier Tage gehalten und dann in einen Ofen bei 70 OC für weitere fünf Tage eingebracht. Die folgenden Ergebnisse veranschaulichen die Korrosionsschutzeigenschaften der Mischungen aus Natriummolybdat und Aminen: Beispiel Zusammensetzung Konzentration Korrosions-Rate für PPM Flußstahl (mm/Jahr) Becherglas- Flaschen-Test Test 1. Natriummolybdat Morpholin 152 0,130 0,372 Benzotriazol 16 2. Natriummolybdat 160 Morpholin 200 Benzotriazol 16 0,042 0,0 3. Natriummolybdat 250 Morpholin 200 Benzotriazol 16 0,02 Becherglas- Flaschen-Test Test 4. Natriummolybdat 220 Morpholin 200 0,017 0,045 Benzotriazol 16 5. Natriummolybdat 220 2-Amino-2-methylpropanol 200 0,025 0,050 Benzotriazol 16 6. Natriummolybdat 220 Äthylendiamin 100 0,007 0,012 Benzotriazol 16 7. Natriummolybdat 220 Morpholin 200 Benzotriazol 16 - 0,015 Natriumpolymeth- 36 acrylat 8. Natriummolydat 330 Morpholin 300 Benzotriazol 24 - 0,005 Natriumpolymethacrylat 54 9. Natriummolybdat 220 Morpholin 200 Benzotriazol 6 0,022 0,050 Natriump olymethacrylat 36 10. Natriummolybdat 440 Ifiorpholine 400 Benzotriazol 12 0,007 0,020 bTatriumpolymethacrylat 72 11. Natriummolybdat 220 Äthylendiamin 100 Benzotriazol 6 0,010 0,015 Natriumpolymethacrylat 36 12. Natriummolybdat 440 Äthylendiamin 200 Benzotriazol 12 Natriumpolymethacrylat 72 Becherglas- Flaschen-Test Test 13. Natriummolybdat 200 Äthylendiamin 100 Benzotriazol 6 0,007 0,010 Sulphori. Styrol/ t'taleinsäureanhydrid-Copolymerisat 9 Es wurde gefunden, daß Benzotriazol ein Inhibitor für Kupfer und Kupferlegierungen ist und deshalb die Korrosionsschutzeigenschaften dieses Ansatzes verbessert.
In die Ansätze 7 bis 13 wurde Natriumpolymethacrylat aus folgenden Gründen einbezogen: a) Es wurde gefunden, daß dies die unerwünschte Kesselsteinbildung auf Oberflächen von Hochtemperatur-W+årmeaustauschern verzögert oder verhindert, wie dies bei Heißwasserbereitungssystemen unter Verwendung von nicht weichgemachtem Zusatzwasser der Fall ist.
b) Es wurde auch gefunden, daß dies das Kristallwachstum von Calcium, Magnesium und Eisenablagerungen verzögert.
Diese Kristallablagerungen sind unerwünscht und wirken zerstörend auf die Pumpendichtungen.
Als eine Alternative zu dem Natriumpolymethacrylat wurde ein Copolymer aus sulphoniertem Styrol und Maleinsäureanhydrid untersucht.
Einige der vorgenannten Stoffkombinationen wurden als Korrosionsinhibitoren für andere Metalle als Flußstahl mit folgendem Ergebnis ausgewertet: Behandlung Zus ensetzung Konzentra- Metall Korrosions-Rate tion ppM (mm/Jahr) Becherglas- Flachen-Test - Test 4. 0 ri1rrnmolybdat 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 12. Natriummolybdat 440 Äthylendiamin 200 Kupfer 0,010 Ben20triazol 12 Aluminium 0,200 0,140 Natriumpolymethacrylat 72 9a. Natriummolydat 440 Morpholin 400 Benzotriazol 12 Weißmessing 0,002 0,040 Natriumpolymethactylat 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 Ansatz Nr. 9a (und Nr. 10; Ansätze mit doppelter Dosierung des Ansatzes Nr. 9) insoweit, als sie weniger aggressiv gegenüber Aluminium in einem fliessenden System ist als die auf Äthylendiamin anstatt Morpholin basierende Formulierung (Nr. 11 und Nr. 12).
Schließlich wurden die Korrosionsraten für Flußstahl einer Behandlung mit den Ansätzen Nr. 9a und 10 unter Verwendung eines Kühlmediums aus 50 % Leitungswasser und 50 % Äthylenglykol bestimmt.
Die Werte waren die folgenden: 3handlung mit Ansatz Korrosions-Rate in mm/Jahr Becherglas- Flaschen-Test Test Nr. 9a 0,010 0,025 Nr. 10 0,010 0,007 Diese Ergebnisse zeigen, daß der gleiche Korrosionsschutz in kthylenglykol-Wasser-Mischungen erzielt werden kann wie in Wasser alleine.
Die Erfindung weist Vorteile auf. Der Korrosionsinhibitor der vorliegenden Erfindung für geschlossene Wassersysteme ist ebenso auch für Äthylenglykol enthaltende Systeme geeignet, er reagiert nicht 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.

Claims

Patentansprüche 1. Korrosionsinhibitor für geschlossene Wasser-Systeme, dadurch gekennzeichnet, daß er wenigstens ein Molybdat und wenigstens ein Amin sowie gegebenenfalls einen Hrlfsinhibitor enthält.
2. Korrosionsinhibitor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeic'nnet, daß er Natriummolybdat enthält.
3. Korrosionsinhibitor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er als Amin Morpholin enthält.
4. Korrosionsinhibitor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er als Amin Äthylendiamin enthält.
5. Korrosionsinhibitor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er als Hilfsinhibitor Benzotriazol enthält.
6. Korrosionsinhibitor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er als Hilfsinhibitor Natriumpolymethacrylat enthält.
7. Korrosionsinhibitor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er als Hilfsinhibitor ein Copolymerisat aus sulfoniertem Styrol und Maleinsäureanhydrid enthält.
8. Verfahren zur Verhinderung der Korrosion in geschlossenen wäßrigen Systemen, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Molybdat und wenigstens ein Amin in diese eingeführt werden.