JPH0248629B2 - Tetsukeikinzokunofushokuboshihoho - Google Patents
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- JPH0248629B2 JPH0248629B2 JP22656387A JP22656387A JPH0248629B2 JP H0248629 B2 JPH0248629 B2 JP H0248629B2 JP 22656387 A JP22656387 A JP 22656387A JP 22656387 A JP22656387 A JP 22656387A JP H0248629 B2 JPH0248629 B2 JP H0248629B2
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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
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C22/00—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
- C23C22/05—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions
- C23C22/60—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions using alkaline aqueous solutions with pH greater than 8
- C23C22/62—Treatment of iron or alloys based thereon
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- Preventing Corrosion Or Incrustation Of Metals (AREA)
Description
（発明の目的）
産業上の利用分野
本発明は水と接触する各種機器の金属面を防食
する方法に関し、更に詳しくはボイラ、熱交換
器、配管系などにおける鉄系金属の表面を耐食化
する方法に関する。 従来の技術 鉄系金属によつて製作された機器等が水と接触
して使用される場合、表面が腐食して機器等の機
能を損い、あるいは寿命を縮めるなどの問題がお
こる。かかる水による鉄系金属面の腐食の主な因
子は水のPHと溶存酸素であり、特にボイラなど高
温の水系を取扱う機器においては特に著しい影響
を有している。 このような金属面に対する腐食因子を除くため
には、特別な場合を除き薬剤の添加による化学的
処理方法が採用されることが普通である。すなわ
ち、PHに関しては、金属材料の材質や使用される
環境条件に応じて、それぞれ腐食速度が最小とな
る範囲内に入るよう制御することが行われ、たと
えばボイラなど高温水系の機器に使用される鉄系
金属材料ではPHが11ないし12の範囲で腐食速度が
小さくなるところから、水中に水酸化ナトリウム
や炭酸ナトリウムなどのアルカリ性薬剤を添加し
て、PHをこの範囲内に保つように管理するのが普
通である。 また、溶存酸素については、ヒドラジンや亜硫
酸ナトリウムなどの還元剤を用いて水の脱酸素を
行なう方法があるが、水には空気中の酸素が溶け
込むため還元剤を消耗に応じて補給することが必
要である。 一方、鉄の表面は100℃以上の温度領域におい
て水と反応し、シツコール（schikorr）反応によ
つてマグネタイト（Fe3O4）の皮膜を形成し、耐
食性となることが知られている。 Fe→Fe2+＋2e- Fe2+＋2OH-→Fe（OH）2 3Fe（OH）2→Fe3O4＋H2＋2H2O しかし、この反応は200℃以上の高温領域にお
いては比較的速やかに起るが、それ以下の温度で
は反応速度が遅く、長時間かからないと充分に防
食性のあるマグネタイト皮膜が形成されない。そ
してこの際に、水中に溶存酸素があるときには酸
素と水酸化第１鉄とが反応して水酸化第２鉄とな
り、マグネタイト皮膜の形成が妨げられるという
問題がある。 4Fe（OH）2＋O2＋2H2O→4Fe（OH）3 このような事情にあつて、鉄系金属表面に安定
な耐食性皮膜を速やかに形成させるため、アルカ
リ性化剤と還元剤とを水中に添加して高温処理す
ることが行なわれているが、かかる薬剤は使用量
が少いと効果が少なく、またボイラ水などで薬剤
の濃縮が行なわれると孔食発生などの原因ともな
る危険性がある。そして更に、200℃以上のよう
な充分に高い温度でないと安定で強い防食皮膜が
形成されず、100〜200℃では不安定で破壊され易
い防食皮膜となり易いという問題があつた。 発明が解決しようとする問題点 以上のことから、鉄系金属の表面に200℃以上
のような高温度でなくても短時間の処理によつて
安定な防食皮膜を確実に形成するための方法が望
まれており、本発明はかかる要望にこたえうるよ
うな防食皮膜を形成することにより鉄系金属の腐
食を防止する方法を提供しようとするものであ
る。 （発明の構成） 問題点を解決するための手段 本発明者らは、前記の問題点を解決するために
鋭意研究を進めた結果、鉄系金属が特定範囲内の
PH値を有する２価のスズ塩水溶液に接触すると、
金属表面に酸化第２スズの層が形成されると同時
にこの酸化第２スズを含む強固な防食皮膜が生成
することを見出し、本発明を完成するに至つた。
すなわちかかる本発明は、２価のスズ塩を含有す
る水溶液であつてそのPHが次の式（）、（）お
よび（） PH≧10.5 （） PH≧2.8log10〔Sn〕＋19 （） PH≧−9.8log10〔Sn〕−25 （） ただし〔Sn〕は２価のスズのモル濃度（mol／
）を示す。 を同時に満足する範囲内にあるものを、反応温度
下において鉄系金属表面に接触させることを特徴
とする鉄系金属の防食防止方法である。 このような２価のスズの濃度とPHとの関係を第
１図に示すが、図における３本の線に囲まれた斜
線を付した領域が、本発明の実施に適した範囲を
表わしている。 本発明において、水溶液中に含有される２価の
スズ塩は水中に溶解していればよく、スズイオン
であつてもよくまた錯イオンであつても構わな
い。かかるスズ塩としては塩化第１スズ、硫酸第
１スズ、硝酸第１スズなどが挙げられるが、アル
カリ金属の亜スズ酸塩などであつてもよく、特に
限定されない。 また反応温度は100℃以上であるのがよく、更
には150℃以上であるのが一層好ましい。 本発明の方法を実施するに当つてスズイオンと
鉄系金属表面の反応を阻害しない限り、適宜の薬
剤等を併用してもよいことは勿論である。 実施例 東京都水から得た第１表に示す性状の脱アルカ
リ軟水にそれぞれ所定のスズ濃度となるように塩
化第１スズ２水塩を添加し、水酸化カリウムを用
いて所定のPHとなるように調整して、それぞれ試
験水を得た。 内容積３のオートクレーブにそれぞれ試験水
を入れ、この中にみがき軟鋼板の試験片（30mm×
15mm×２mm）を吊して取り付け、密閉後、撹拌し
ながら170℃で48時間加熱処理し、反応させた。
処理終了後試験片を取り出して、外観ならびに孔
食の有無を調べた。その結果は第２表に示す。 本発明の方法によつて処理された試験片の表面
は青〜黒色に着色しており、その表面をＸ線回折
により調べたところ鉄と共に二酸化スズを含む皮
膜が生成していることがわかつた。更に、表面皮
膜についてオージエ電子分光分析を行なつたとこ
ろ、鉄を含むスズの酸化物皮膜であることが確か
められた。 次に、前記と同じ脱アルカリ軟水に亜硝酸ナト
リウム１mg／、グルコース15mg／、および水
酸化カリウム10mg／を添加調製した腐食試験水
１中に、前記の処理済み試験片を吊し、開放下
に撹拌しながら40℃で72時間浸漬して腐食試験を
行なつた。一方、ブランク試験として未処理の軟
鋼板の試験片についても全く同様に腐食試験を行
なつた。このような試験により、それぞれ腐食速
度（mdd：1dm2１日当りの腐食減量mg）を求め、
次の計算式 防食率＝ブランクのmdd−サンプルのmdd／ブランクのmd
d×100 によつて防食率を算出した。 これらの腐食試験の結果も、合わせて第２表に
示す。
する方法に関し、更に詳しくはボイラ、熱交換
器、配管系などにおける鉄系金属の表面を耐食化
する方法に関する。 従来の技術 鉄系金属によつて製作された機器等が水と接触
して使用される場合、表面が腐食して機器等の機
能を損い、あるいは寿命を縮めるなどの問題がお
こる。かかる水による鉄系金属面の腐食の主な因
子は水のPHと溶存酸素であり、特にボイラなど高
温の水系を取扱う機器においては特に著しい影響
を有している。 このような金属面に対する腐食因子を除くため
には、特別な場合を除き薬剤の添加による化学的
処理方法が採用されることが普通である。すなわ
ち、PHに関しては、金属材料の材質や使用される
環境条件に応じて、それぞれ腐食速度が最小とな
る範囲内に入るよう制御することが行われ、たと
えばボイラなど高温水系の機器に使用される鉄系
金属材料ではPHが11ないし12の範囲で腐食速度が
小さくなるところから、水中に水酸化ナトリウム
や炭酸ナトリウムなどのアルカリ性薬剤を添加し
て、PHをこの範囲内に保つように管理するのが普
通である。 また、溶存酸素については、ヒドラジンや亜硫
酸ナトリウムなどの還元剤を用いて水の脱酸素を
行なう方法があるが、水には空気中の酸素が溶け
込むため還元剤を消耗に応じて補給することが必
要である。 一方、鉄の表面は100℃以上の温度領域におい
て水と反応し、シツコール（schikorr）反応によ
つてマグネタイト（Fe3O4）の皮膜を形成し、耐
食性となることが知られている。 Fe→Fe2+＋2e- Fe2+＋2OH-→Fe（OH）2 3Fe（OH）2→Fe3O4＋H2＋2H2O しかし、この反応は200℃以上の高温領域にお
いては比較的速やかに起るが、それ以下の温度で
は反応速度が遅く、長時間かからないと充分に防
食性のあるマグネタイト皮膜が形成されない。そ
してこの際に、水中に溶存酸素があるときには酸
素と水酸化第１鉄とが反応して水酸化第２鉄とな
り、マグネタイト皮膜の形成が妨げられるという
問題がある。 4Fe（OH）2＋O2＋2H2O→4Fe（OH）3 このような事情にあつて、鉄系金属表面に安定
な耐食性皮膜を速やかに形成させるため、アルカ
リ性化剤と還元剤とを水中に添加して高温処理す
ることが行なわれているが、かかる薬剤は使用量
が少いと効果が少なく、またボイラ水などで薬剤
の濃縮が行なわれると孔食発生などの原因ともな
る危険性がある。そして更に、200℃以上のよう
な充分に高い温度でないと安定で強い防食皮膜が
形成されず、100〜200℃では不安定で破壊され易
い防食皮膜となり易いという問題があつた。 発明が解決しようとする問題点 以上のことから、鉄系金属の表面に200℃以上
のような高温度でなくても短時間の処理によつて
安定な防食皮膜を確実に形成するための方法が望
まれており、本発明はかかる要望にこたえうるよ
うな防食皮膜を形成することにより鉄系金属の腐
食を防止する方法を提供しようとするものであ
る。 （発明の構成） 問題点を解決するための手段 本発明者らは、前記の問題点を解決するために
鋭意研究を進めた結果、鉄系金属が特定範囲内の
PH値を有する２価のスズ塩水溶液に接触すると、
金属表面に酸化第２スズの層が形成されると同時
にこの酸化第２スズを含む強固な防食皮膜が生成
することを見出し、本発明を完成するに至つた。
すなわちかかる本発明は、２価のスズ塩を含有す
る水溶液であつてそのPHが次の式（）、（）お
よび（） PH≧10.5 （） PH≧2.8log10〔Sn〕＋19 （） PH≧−9.8log10〔Sn〕−25 （） ただし〔Sn〕は２価のスズのモル濃度（mol／
）を示す。 を同時に満足する範囲内にあるものを、反応温度
下において鉄系金属表面に接触させることを特徴
とする鉄系金属の防食防止方法である。 このような２価のスズの濃度とPHとの関係を第
１図に示すが、図における３本の線に囲まれた斜
線を付した領域が、本発明の実施に適した範囲を
表わしている。 本発明において、水溶液中に含有される２価の
スズ塩は水中に溶解していればよく、スズイオン
であつてもよくまた錯イオンであつても構わな
い。かかるスズ塩としては塩化第１スズ、硫酸第
１スズ、硝酸第１スズなどが挙げられるが、アル
カリ金属の亜スズ酸塩などであつてもよく、特に
限定されない。 また反応温度は100℃以上であるのがよく、更
には150℃以上であるのが一層好ましい。 本発明の方法を実施するに当つてスズイオンと
鉄系金属表面の反応を阻害しない限り、適宜の薬
剤等を併用してもよいことは勿論である。 実施例 東京都水から得た第１表に示す性状の脱アルカ
リ軟水にそれぞれ所定のスズ濃度となるように塩
化第１スズ２水塩を添加し、水酸化カリウムを用
いて所定のPHとなるように調整して、それぞれ試
験水を得た。 内容積３のオートクレーブにそれぞれ試験水
を入れ、この中にみがき軟鋼板の試験片（30mm×
15mm×２mm）を吊して取り付け、密閉後、撹拌し
ながら170℃で48時間加熱処理し、反応させた。
処理終了後試験片を取り出して、外観ならびに孔
食の有無を調べた。その結果は第２表に示す。 本発明の方法によつて処理された試験片の表面
は青〜黒色に着色しており、その表面をＸ線回折
により調べたところ鉄と共に二酸化スズを含む皮
膜が生成していることがわかつた。更に、表面皮
膜についてオージエ電子分光分析を行なつたとこ
ろ、鉄を含むスズの酸化物皮膜であることが確か
められた。 次に、前記と同じ脱アルカリ軟水に亜硝酸ナト
リウム１mg／、グルコース15mg／、および水
酸化カリウム10mg／を添加調製した腐食試験水
１中に、前記の処理済み試験片を吊し、開放下
に撹拌しながら40℃で72時間浸漬して腐食試験を
行なつた。一方、ブランク試験として未処理の軟
鋼板の試験片についても全く同様に腐食試験を行
なつた。このような試験により、それぞれ腐食速
度（mdd：1dm2１日当りの腐食減量mg）を求め、
次の計算式 防食率＝ブランクのmdd−サンプルのmdd／ブランクのmd
d×100 によつて防食率を算出した。 これらの腐食試験の結果も、合わせて第２表に
示す。
【表】
【表】
【表】
【表】
＊ 比較例
＊＊ 未処理鋼板の腐食試験20個の
平均値
以上の結果をみると、本発明の方法によつて鉄
系金属の表面を処理することにより、すぐれた耐
食性が得られることがわかる。 （発明の効果） 本発明は、２価のスズ塩を含む水溶液であつて
そのPHが２価のスズのモル濃度に対して特定の範
囲内にあるものと接触させることによつて鉄系金
属の表面にすぐれた耐食性を付与するものであ
り、短時間で確実に安定な防食皮膜を形成できる
特長を有する。
＊＊ 未処理鋼板の腐食試験20個の
平均値
以上の結果をみると、本発明の方法によつて鉄
系金属の表面を処理することにより、すぐれた耐
食性が得られることがわかる。 （発明の効果） 本発明は、２価のスズ塩を含む水溶液であつて
そのPHが２価のスズのモル濃度に対して特定の範
囲内にあるものと接触させることによつて鉄系金
属の表面にすぐれた耐食性を付与するものであ
り、短時間で確実に安定な防食皮膜を形成できる
特長を有する。
第１図は、本発明の鉄系金属の腐食防止方法に
用いられる処理用水溶液のスズの濃度とPHとに必
要とされる範囲を示すグラフである。
用いられる処理用水溶液のスズの濃度とPHとに必
要とされる範囲を示すグラフである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ ２価のスズ塩を含有する水溶液であつてその
PHが下記の式（）、（）および（） PH≧10.5 （） PH≧2.8log10〔Sn〕＋1.9 （） PH≧−9.8log10〔Sn〕−25 （） ただし〔Sn〕は２価のスズのモル濃度（mol／
）を示す。 を同時に満足する範囲内にあるものを、反応温度
下において鉄系金属表面に接触させることを特徴
とする、鉄系金属の腐食防止方法。 ２ 反応温度が100℃以上である、特許請求の範
囲第１項記載の鉄系金属の腐食防止方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22656387A JPH0248629B2 (ja) | 1987-09-11 | 1987-09-11 | Tetsukeikinzokunofushokuboshihoho |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22656387A JPH0248629B2 (ja) | 1987-09-11 | 1987-09-11 | Tetsukeikinzokunofushokuboshihoho |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6473093A JPS6473093A (en) | 1989-03-17 |
| JPH0248629B2 true JPH0248629B2 (ja) | 1990-10-25 |
Family
ID=16847118
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22656387A Expired - Lifetime JPH0248629B2 (ja) | 1987-09-11 | 1987-09-11 | Tetsukeikinzokunofushokuboshihoho |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0248629B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7964044B1 (en) * | 2003-10-29 | 2011-06-21 | Birchwood Laboratories, Inc. | Ferrous metal magnetite coating processes and reagents |
| US12497684B2 (en) | 2021-07-28 | 2025-12-16 | Birchwood Laboratories Llc | Methods and compositions for forming magnetite coatings on ferrous metals |
-
1987
- 1987-09-11 JP JP22656387A patent/JPH0248629B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6473093A (en) | 1989-03-17 |
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