JPS61190084A

JPS61190084A - 冷却水系の防食法

Info

Publication number: JPS61190084A
Application number: JP60028771A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Matsumura; 松村　泰
Original assignee: Yanmar Diesel Engine Co Ltd
Current assignee: Yanmar Co Ltd
Priority date: 1985-02-16
Filing date: 1985-02-16
Publication date: 1986-08-23

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野と背景〕本発明は、内燃機関等の冷却水系、たとえば、内燃機関
の閉回路中を循環する冷却水系における防食法に関する
。なお、本明細書でいう閉回路とは冷却水が循環する場
合だけでなく、タンク中に貯溜した場合も含むものとす
る。

周知のごとく、舶用ディーゼル機関において海水を冷却
水として使用するときは、ジャケットやシリンダヘッド
、その他海水に接する部分は錆、腐食、汚れが甚だしい
ので、機関自体を冷却する水は清水を使用し、その清水
を熱交換器によって海水でもって冷却する、いわゆる清
水冷却方式が行われている。かかる閉回路における冷却
方式においては、機関の使用金属が鉄、銅、ハンダ、黄
銅、鋼、アルミニウム合金など多種の金属が使用されて
おることから、接触腐食挙動が促進される。

そのため、内燃機関循環冷却水系には防食剤（インヒビ
ター）、例えばクロム酸塩系やりん酸塩系のインヒビタ
ーが添加されて、当該冷却水系の防食を図っている。

また、最近、小形内燃機関を建築用空調機等の部品に使
用する試みがなされている。すなわち、小形内燃機関を
、地中設置した密閉水槽内に潜水させ、これを原動機と
し冷暖房機用圧縮機を駆動する、いわゆる潜水機関が試
みられている。水槽に機関が浸漬されているので、かか
る場合、機関冷却、防音や廃熱回収をを効に行う反面、
機関外表は錆、腐食が甚だしいので、水槽内の水にイン
ヒビターを添加している。

一方、一般の金属防食法には、周知のごとく、「防食塗
装」、「電気防食」および「インヒビター使用」の３態
様が実施され、これらが単独または併用して行われてい
る。

〔従来の技術とその問題点〕

ところで、前記クロム酸塩系のインヒビターは防食効果
は顕著である反面、毒性を有し環境汚染の観点から好ま
しくないので、接触防止剤としてりん酸塩系のインヒビ
ターが提案されている。例えば、特公昭５８−１６４７
９２号公報において、有効成分として、りん酸およびそ
の塩をｓｏｏ　ｐｐｍ　１モリブデン酸、およびその塩
ならびにモリブデンのへテロポリ酸塩をｓｏｐｐｍ、ベ
ンゾトリアゾールを５ｐｐｍ、を含有するりん酸塩系イ
ンヒビターが紹介されている。しかしながら、閉回路を
循環する冷却水に、かかるインヒビターを添加すれば、
該冷却水を使用後排水した場合、例えば、赤潮の原因に
なるといわれている。そのため、亜硝酸塩系のインヒビ
ターを使用する必要に迫られているが、かかるインヒビ
ターの場合は、他の理由による不具合が生じている。す
なわち、亜硝酸塩系のインヒビターは、主として鉄およ
び銅の防食を対象としたものであり、かつ、閉回路中を
循環する冷却水系には、アルミニウム合金、黄銅などの
多種の金属が使用されていることから、かかる亜硝酸塩
系のインヒビター単体では、防食効果が充分発揮できな
いのみならず、殊に、長時間の防食には耐えられない欠
点があった。

〔問題点を解決するための手段〕

かかる従来技術の諸欠点を解消しようとして鋭意研究を
重ねた結果、インヒビター使用と電気防食法とを併用す
ることを基盤として、各種のインヒビターを併用試験結
果、以下の発明が完成された。すなわち、本発明は、閉
回路を構成する冷却水系に電気防食法を通用するに際し
、該冷却水に少なくとも亜硝酸塩１種を含有するインヒ
ビターを添加するとともに、該冷却水のＰＨを６〜８、
比抵抗を１，０００Ω・１以下にせしめることを特徴と
する、閉回路を構成する冷却水系の防食法を提供するも
のであり、また、電気防食法にＭｇ陽極材を用い、しかも、インヒ
ビターは前記と同様で、かつ、該冷却水にＰＨ緩和剤を
添加する内燃機関の閉回路を構成する冷却水系の防食法
を提供するものであり、更には、電気防食法にアルミニ
ウム陽極材を用い、を効成分として亜硝酸塩１種を含有
するインヒビターを、また必要により、ＰＨ緩衝剤を添
加する内燃機関の閉回路を構成する冷却水系の防食法を
提供するものである。

本発明のｊｌ成を詳り、＜い貸ぽ、内佛閤閘の閉回路の
冷却水系において、亜硝酸塩系のインヒビターを、例え
ばアルミニウム陽極材を用いた電気防食法を通用してい
る冷却水系における冷却水に、添加すると、比抵抗が１
，０００Ω・ω以下に下がる現象が発見され、防食所要
電流がながれやすく、電気防食効果が向上し、ひいては
冷却水系の金属腐蝕防止の効果を認識できた。

すなわち、当該清水冷却水系においては、本来、水道水
は高比抵抗であることから、電気防食法を施した場合、
防食所要電流は流れにくい。そのため、起電力を大とす
べく、例えば防食Ｍｇ合金や外部電源流式を用いて防食
所要電流を増大させてみると、局部的に、ひいては、水
金体のＰＨが上昇する。かかる状態において、冷却水系
の金属にアルミニウム合金が使われておれば、該アルミ
ニウム合金は、一般の不動態化する金属と異なり、両性
金属であるため、特に腐蝕速度が促進されるし、たとえ
、防食塗装を施しても（本来、塗装にとってＰＨ上昇は
好ましくないので）、その塗装は劣化が生じる。かかる
理由により、大きな起電力はないが、アルミニウム陽極
材または亜鉛陽極材が好ましいのである。

一方、かかる冷却水系に、亜硝酸塩系のインヒビターを
添加してみると、意外にも比抵抗が下げられた。もち論
、かかるインヒビターを排出しても環境汚染はない。唯
、陽極材として、前記の防食Ｍｇ合金を使用した場合に
は、起電力が大きすぎるので、更に、ＰＨ暖街材を添加
し、ＰＨ上昇を抑えることにより、冷却水系を構成する
アルミニウム合金の腐食を防止することができたのであ
る。その理由はＰＨ緩衝剤を添加すれば、該冷却水系の
金属表面では、カソード反応；　％　ｑ”　ＨｚＯ”　２　ｅ−４２０
Ｈ−によって生成する強アルカリ土類金属表面にできる
のを抑制でき、殊に、前記のアルミニウム合金に対して
はその効果は大きいからである。

なお、ＰＨ緩衝剤としては、硼酸、硼砂を１０：１とし
た配合剤や、リン酸２水素カリウム、リン酸水素２ナト
リウムを２＝１とした配合剤、他に酢酸ナトリウム・酢
酸配合剤、塩化カリウム・塩酸配合剤、フタル酸カリウ
ム・水酸化ナトリウム配合剤、硼酸塩化カリウム・水酸
化ナトリウム配合剤が考えられるが、硼酸系、リン酸系
、ＰＨ緩衝剤がインヒビター効果の妨害、緩衝能力から
見が適当である。またＰＨ緩衝剤でも比抵抗が下げられ
るのがみられた。

次に、本発明の効果を示す実験例を以下に示す。

〔実験例〕

（冷却水）「冷却水１」水道水に、インヒビター（亜硝酸塩、（１５００ｐｐｍ
）、モリブデン酸ＦＡ（５００ｐｐｍ）ベンゾトリアゾ
ール（１００ｐｐＨｌ）　ｌ　と硼酸１．６ｇ／水ｌ、
硼砂０．１７ｇ／水ｌをそれぞれ添加し、８０℃恒温と
する。

「冷却水２」水道水に、インヒビター（亜硝酸塩（２０００ｐｐｆｆ
ｌ））とリン酸２水素カリウム２．９６ｇ／水ｌ、リン
酸水素２ナトリウム１．０８ｇ／水ｌをそれぞれ添加し
、８０℃恒温とする。

「冷却水３」水道水を８０℃恒温とする。

（テストピース）アルミニウム陽極材（ＡＩ）　、Ａ、ＤＣ１０材（アル
ミニウム調合金）、ＡＣｄＣ材、軟鋼材、５ＵＳ３０４
材を、各々カップル（電気的に接触すること）したもの
（第１図に示す）（イ）と、各々単体にしたちの（ロ）
を、前記冷却水にそれぞれ長時間浸漬した。

（測定項目）カップルしたものは、第１図（イ）に示すごとく、無抵
抗電流計Ａを回路に入れ、防食電流の経時変化を測定し
た６次いで、カップルしたもの、単体のものについて高
入力インピーダンス（１００位）電圧計Ｖと比較電極を
使って浸漬電位（テストピース近傍の電位）の経時変化
を測定した。

（結果）単体のテストピースの浸漬電位の経時変化を第’ｌ！Ｉ
ｍｒ％＞＋Ｊｌ索＋　　ｌ　　−ＷＩＡ鼎ｒ７Ａ−婁ｎ
＊゛９　ｌ　　−Ｎ　ｆ図「冷却水３」のグラフに示す
。カップルしたもののテストピースの防食電流の経時変
化を第３図「冷却水１」、第５図「冷却水２」、第７図
「冷却水３」のグラフに示す。

「冷却水１」への浸漬においては、特に、当該試験前で
は、前記インヒビターによってアルミニウム陽極材表面
に不動態皮膜ができ、防食効果がなくなることを懸念し
たが、第２図に示すごとく、アルミニウム陽極材（Ａｌ
）は、常に−１，１５Ｖ　（Ｖ、　Ｓ、飽和塩化銀）を
示し、防食効果があることが確認された。また、第３図
示「冷却水１」より明らかなごとく、常時、作用電極で
あるＡ１陽極材に対し、各相手電極より８０ｕＡ／ｃｎ
１以上の防食電流が流れ、その値も良好であることが確
認された。

次に、「冷却水１」に１．２００時間の浸漬試験した後
の、各テストピースの腐食状況を第１表に示す。これよ
り明らかなごと（、単体のテストピースでもＡＤＣＩＯ
材以外は、まったく腐食がなく、該インヒビター添加の
効果が認められ、勿論、カップルされたテストピースで
は、何れの材質においても、全く腐食はない。また、溶
液のＰＨも初期（７，２）よりまったく変化がなかった
。

そして、「冷却水２」に８００時間浸漬後の各テストピ
ースの防食状況を第２表に示す。溶液ＰＨも初期６．８
よりまったく変化がなかった。

なお、比較という意味で「冷却水３」浸漬について試験
を行ったが、浸漬４００時間後の各テストピースの防食
状況についてこれを第３表に示す。

第１表　１．２００ＨＲ浸漬後の各テストピースの表面
状態「冷却水１」第２表　８００ＨＲ浸漬後の各テストピースの表面状態
「冷却水２」「冷却水３」なお、上記実験例は、テストピースについて試験したも
のであるが、かかる防食法で空調用潜水機関および廃熱
回収システム（小形エンジンを冷却水タンクに浸漬し、
その廃熱で冷却水を８０°に保持し熱交換器（ｗ４製）
を介し空調に利用するもの）について、アルミニウム陽
極材を適宜エンジンの表面に配置（４〜５個所）して、
防食電位を測定したところ、前記実験例と略同−の結果
が得られた。なお、当該陽極材は防食塗装の併用により
その数を減らすことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図面は本発明の１実施例に用いる測定装置の概略図
、第２図〜第７図はそれぞれグラフを示す。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）閉回路を構成する冷却水系に対し電気防食法を通
用するに際し、該冷却水に、有効成分としての少なくと
も亜硝酸塩１種を含有するインヒビターを添加し、かつ
、該冷却水のＰＨを６〜８、比抵抗を１，０００Ω・ｃ
ｍ以下にすることを特徴とする冷却水系の防食法。
（２）電気防食性にＭｇ合金陽極材を用い、該冷却水に
ＰＨ緩衝剤を添加した特許請求の範囲第１項に記載の冷
却水系の防食法。
（３）電気防食性にアルミニウム陽極材を用いた特許請
求の範囲第（１）項に記載の冷却水系の防食法。
（４）ＰＨ緩衝剤を添加した特許請求の範囲第３項に記
載の冷却水系の防食法。
（５）閉回路を内燃機関の冷却ジャケットとした特許請
求の範囲第（１）項ないし第（４）項に記載の冷却水系
の防食法。