DE1111900B - Hochtemperaturbestaendige Inhibitoren zur Verhinderung der Heisswasserkorrosion - Google Patents
Hochtemperaturbestaendige Inhibitoren zur Verhinderung der HeisswasserkorrosionInfo
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Description
- Hochtemperaturbeständige Inhibitoren zur Verhinderung der Heißwasserkorrosion Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Verhinderung der Heißwasserkorrosion in Umlaufsystemen, insbesondere von Brennkraftmaschinen, Umlaufheizsystemen, Boilern und anderen Aggregaten, durch Zusatz von hochtemperaturbeständigen Inhibitoren zur Betriebsflüssigkeit.
- Es ist z. B. bekannt, daß etwa 35% der einer Brennkraftmaschine zugeführten Energie durch ein Kühlsystem abgeführt werden müssen, um Überhitzungen und Beschädigungen des Motors zu vermeiden. Bei fahrbaren Verbrennungskraftmaschinen, deren normale Betriebstemperatur bei 80 bis 90° C liegt, wird seit Jahrzehnten die Wasserumlaüfkühlung angewendet, die mit einer im Vergleich zu den Gewichten des Triebwerkes sehr geringen Menge Kühlflüssigkeit arbeitet. Diese Aggregate haben aber den großen Nachteil, daß durch Korrosionsschäden an den Kühlwänden des Motorblocks jährlich ungeheuere Verluste an hochwertigen Materialien entstehen, weil es bisher für den Bereich hoher Temperaturen noch keinen sicheren Korrosionsschutz gibt.
- Diese Schäden sind aber vor allem darauf zurückzuführen, daß im allgemeinen die Meinung verbreitet ist, allein »weiches« Wasser, also destilliertes Wasser oder Regenwasser, sei die ideale Flüssigkeit zur Füllung von Umlaufheizsystemen. Doch hat sich ergeben, daß außerLeitungswasser gerade das »weiche« Wasser die empfindlichen Eisenteile am stärksten korridiert. Hinzu kommt, daß Brennkraftmaschinen von Fahrzeugen, die in der Regel diskontinuierlich und mit recht unterschiedlichen Betriebstemperaturen arbeiten, ja zeitweise auch überheizt werden, weitaus stärkere Korrosionsschäden zeigen als kontinuierlich betriebene gleichartige Anlagen.
- Die Wasserkorrosion, um die es sich hier handelt, führt zu drei Arten von Korrosionsschäden. Man kennt den »Oberflächenfraß«, eine sich über große Flächen erstreckende Metallauflösung, die langsam in die Tiefe dringt. Viel gefürchteter ist die zweite Form, der »Lochfraß«, eine interkristalline Korrosionserscheinung, die zur Lochbildung, z. B. durch Entzinkung bei Messingblechen oder durch Enteisenung kohlenstoffreicher Eisensorten, führt. Die oxydative Zerstörung des Eisens ist als »Rosten« allgemein bekannt, aber nicht minder gefährlich.
- Übersteigt die Temperatur eines Systems etwa 50° C, so macht sich die »Heißwasserkorrosion« bemerkbar. Die Beschädigungen entstehen hier viel schneller und schreiten mit weiterer Temperatursteigerung mit vielfacher Geschwindigkeit fort. Besonders gefährdet sind die überhitzten Stellen, z. B. der aus Eisen bestehende dünnwandige Kühlmantel des Verbrennungsraumes von Motoren. Hinzu kommt noch, daß die Heißwasserkorrosion auch in starkem Maße von der hohen Strömungsgeschwindigkeit der durch Umwälzungen stark beschleunigten Flüssigkeit verstärkt wird.
- Es hat nicht an Versuchen gefehlt, diese Korrosionsschäden in erträglichen Grenzen zu halten. Das einfachste Mittel, eine für Eisenlegierungen geringe Verbesserung der Gewichtsabnahme durch Korrosion zu erzielen, ist die Alkalisierung der Betriebsflüssigkeit durch den Zusatz von Ätznatron, Ätzkali oder Ätzkalk. Aus dem Dampfkesselbetrieb sind auch Zusätze alkalisch reagierender Salze, z. B. Soda, Borax usw., als Korrosionsinhibitoren bekannt. Auch Zusätze von Trinatriumphosphat sind als geeignet genannt worden, doch dienen sie nur zur Wasserenthärtung und zum Lösen alter Steinkrusten, ohne dabei die Korrosion zu hemmen.
- Alle diese Zusätze haben aber den Nachteil, daß sie eine ungenügende Wirksamkeit besitzen und daß sie große Mengen Schlamm bilden, der sich in den feinen Kühlröhren festsetzt und Verstopfungen und Wärmestauungen heraufbeschwört. Es wäre ein ständiges sorgfältiges Entschlammen der ganzen Anlage notwendig, um einen sicheren Betrieb zu garantieren.
- Es ist auch versucht worden, Beizzusätze, z. B. Chromatlösungen, der Betriebszuflüssigkeit zuzusetzen, doch ist die Schutzwirkung gerade bei Kupfer-Aluminium- und Kupfer-Zink-Legierungen (Messing) völlig ungenügend.
- Weiterhin sind zahlreiche organischeVerbindungen als Korrosionsinhibitoren vorgeschlagen worden; z. B. Thioharnstoff und seine Derivate, Alkalisalze der Benzoesäure, Alkylmercaptane und Alkylsulfide, verschiedene aliphatische und aromatische Säuren oder Schwermetallseifen, wie Zinklaurat, Calciumoleat. In neuester Zeit wurden Kondensationsprodukte von aromatischen Aldehyden und Ketonen mit nichtaromatischen, primären Aminen genannt. Eine Patentschrift empfiehlt den- "Zusatz des-Natriumsalzes der 2-Äthylhexyl-3-methyl-butyl-orthophosphorsäure zum Kühlwasser. Trithione haben sich bei Temperaturen unter 50° C bewährt. Auch Stoffe aus der Gruppe der fünfgliedrigen heterocyclischen Benzoverbindungen sind als Inhibitoren bekannt, doch konnte gezeigt werden,- daß die korrosionshemmende Wirkung dieser Verbindungen nur bei Temperaturen unterhalb von 50° C einigermaßen befriedigt.
- In neuerer Zeit hat man die Verwendung von Aminophosphaten, z. B. Triäthanolammoniumphosphat, als Korrosionsschutzmittel empfohlen, doch wird eine Korrosionsverhütung in Flüssigkeiten über 50° C durch den Zusatz des Aminophosphats allein nicht erreicht.
- Auch wurden sowohl Alkalisalze der Benzoesäure als auch organische Phosphate, wie Triäthanolammoniumphosphat, als geeignete Inhibitoren zu Kühlmitteln genannt. Es ließ sich aber zeigen, daß Alkalisalze der Benzoesäure weder für sich allein noch in Mischung mit Triäthanolammoniumphosphat in Kühlmitteln bei Temperaturen über 50° C eine Inhibitorwirkung erkennen lassen. Die Inhibitorwirkung wird aber vollständig erreicht, wenn man die erfindungsgemäß genannte Mischung von z. B. Benztriazol - welches strukturell einer ganz anderen Verbindungsklasse angehört als die Benzoesäure - und Triäthanolammoniumphosphat verwendet.
- Es ist auch bekannt, zur Steigerung der Inhibitorwirkung mehrere wirksame Inhibitoren zu mischen. Da aber die im Patentbegehren genannten einzelnen Bestandteile für sich allein in Kühlmitteln mit Temperaturen über 50° C keine wirksamen Inhibitoren darstellen, handelt es sich hier nicht um eine Mischung von für sich allein schon wirksamen Inhibitoren.
- Es wurde nun gefunden, daß sich die Heißwasserkorrosion bei Betriebstemperaturen über 50° C vollständig unterbinden läßt, wenn man der Kühl- oder Heizflüssigkeit eine Mischung von 1 bis 2% Triäthanolammoniumphosphat und 0,01 bis 0,2%Benztriazol und bzw. oder eines Mercaptobenzazols bei einem pH-Wert von 7,5 bis 9 zusetzt.
- Es fehlte bisher die Erkenntnis, daß die obengenannte Mischung geeignet ist, die Heißwasserkorrosion bei Temperaturen über 50° C mit Sicherheit zu verhindern.
- Als Mischungen dieser Art wirken besonders günstig die Alkalisalze und die Derivate des Benztriazols, des Phenyhnereaptotetrazols, des 2-Mecapto-benzthiazols und des 2-Mercapto-benzoxazols sowie des 2-Mercapto-benzirnidazols mit Triäthanolammoniumphosphat in obengenannten Verhältnissen.
- Beispiel 1 Die Korrosion von Eisen führt in Leitungswasser von 20° d. H. bei einer Einwirkungszeit von 13 Tagen bei einer Temperatur von 80° C zu einem Gewichtsverlust von 86,17 gim2, bei Leitungswasser vom pfi-Wert 8,0 unter gleichen Bedingungen zu einem Gewichtsverlust von 63,78 gim2. Fügt man dem Leitungswasser 1,59/o Triäthanolammoniumphosphat und 0,01% 2-Mercapto-benzthiazol-Natrium hinzu, so bleibt das Ausgangsgewicht bei der gleichen Einwirkungszeit und -temperatur erhalten.
- Beispiel 2 Die Korrosion von Eisen führt in destilliertem Wasser unter den im Beispiel 1 genannten Bedingungen zu einem Gewichtsverlust von 53,95 g/m2, in destilliertem Wasser vom pH-Wert 7,8 unter gleichen Bedingungen zu einem Gewichtsverlust von 50,89 g/m2. Nach Zusatz von 2% Triäthanolammoniumphosphat und 0,2% Benztriazol ist kein Korrosionsverlust mehr nachweisbar.
- Beispiel 3 Die Korrosion von Eisen führt in einer 400%igen wässerigen Glykollösung, welche als Frostschutzmittel für den Winterbetrieb dient, unter den im Beispiel 1 genannten Bedingungen zu einem Gewichtsverlust von 31,2 g/m2. Setzt man dieser Lösung 1% Triäthanolammoniumphosphat und 0,19/o Phenylmercapto-tetrazol-Natrium hinzu, so tritt unter gleichen Bedingungen kein Gewichtsverlust ein.
- Beispiel 4 Die Korrosion von Eisen führt in einer 40 %igen wässerigen Glykollösung vom PH-Wert 7,6 unter den im Beispiel l genannten Bedingungen zu einem Gewichtsverlust von 30,0 g/m2. Setzt man dieser Lösung 1% Triäthanolammoniumphosphat und 0,1% Benztriazol beim gleichen pH-Wert zu, so ist kein Gewichtsverlust mehr nachzuweisen.
- Beispiel 5 Die Korrosion von Zink führt in destilliertem Wasser unter den im Beispiel 1 genannten Bedingungen zu einem Gewichtsverlust von 30,18 g/m2. Bei Zugabe von 1,5% Triäthanolammoniumphosphat und 0,1% 2-Mercapto-benzthiazol-Natrium tritt kein Gewichtsverlust mehr ein.
- Beispiel 6 Die Korrosion von Messing führt in einer 40 %igen wässerigen Glykollösung unter den im Beispiel 1 genannten Bedingungen zu einem Gewichtsverlust von 5,12 g/m2. Wird dieser Lösung 101o Triäthanolammoniumphosphat und 0,010/0 2-Mercapto-benzimidazol-Natrium zugesetzt, so läßt sich kein Gewichtsverlust mehr nachweisen.
- Beispiel 7 Der im Beispie16 genannte Versuch führt auch durch den Zusatz von 1% Triäthanolammoniumphosphat und 0,1% Benztriazol zu einem vollständigen Korrosionsschutz.
Claims (1)
- PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur Verhinderung der Heißwasserkorrosion in Betriebsflüssigkeiten über 50° C, dadurch gekennzeichnet, daß der Heiz-oder Kühlflüssigkeit eine Mischung von 1 bis 29/o Triäthanolammoniumphosphat und 0,01 bis 0,20% des Alkalisalzes und bzw. oder eines Derivates des Benztriazols und bzw. oder eines Mercaptobenzazols bei einem pH-Wert von 7,5 bis 9,0 zugesetzt wird. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Triäthanolammoniumphosphat 0,01 bis 0,211/o eines Alkalisalzes und bzw. oder eines Derivates des Phenyl-mercaptotetrazols zugesetzt wird. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Triäthanolammoniumphosphat 0,01 bis 0,1% eines Alkalisalzes und bzw. oder eines Derivates des Mercapto-benzthiazols zugesetzt wird. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Triäthanolammoniumphosphat 0,01 bis 0,1% eines Alkalisalzes und bzw. oder eines Derivates des Mercapto-benzoxazols zugesetzt wird. 5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Triäthanolammoniumphosphat 0,01 bis 0,1% eines Alkalisalzes und bzw. oder eines Derivates des Mercapto-benzimidazols zugesetzt wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 814 725; USA.-Patentschrift Nr. 2 691631; »Schweizer Archiv für angewandte Wissenschaft und Technik«, 1956, S. 69; »Mitteilungen über Kühl- und Frostschutzmittel für den Motorfahrzeugbetrieb«, Bern 1949; »Angewandte Chemie«, 1952, S. 666.
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ID=7220476
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DEK35793A Pending DE1111900B (de) | 1958-09-20 | 1958-09-20 | Hochtemperaturbestaendige Inhibitoren zur Verhinderung der Heisswasserkorrosion |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE1111900B (de) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1222444B (de) * | 1961-10-13 | 1966-08-04 | Bayer Ag | Verfahren zur Verhinderung von Steinansatz und Korrosionen |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE814725C (de) * | 1947-10-24 | 1951-09-24 | Bataafsche Petroleum Mij De | Verfahren zur Behandlung von Materialien, ins-besondere Verpackungsmaterialien, um dieselben zu befaehigen, korrosionsverhindernde Daempfe abzugeben |
| US2691631A (en) * | 1951-04-19 | 1954-10-12 | Socony Vacuum Oil Co Inc | Method of inhibiting corrosion |
-
1958
- 1958-09-20 DE DEK35793A patent/DE1111900B/de active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE814725C (de) * | 1947-10-24 | 1951-09-24 | Bataafsche Petroleum Mij De | Verfahren zur Behandlung von Materialien, ins-besondere Verpackungsmaterialien, um dieselben zu befaehigen, korrosionsverhindernde Daempfe abzugeben |
| US2691631A (en) * | 1951-04-19 | 1954-10-12 | Socony Vacuum Oil Co Inc | Method of inhibiting corrosion |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1222444B (de) * | 1961-10-13 | 1966-08-04 | Bayer Ag | Verfahren zur Verhinderung von Steinansatz und Korrosionen |
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