Brevet FR2231780A1 — publié le 19741227

La présente invention concerne l'inhibition de la corrosion dans des systèmes aqueux qui utilisent des eaux contenant de l'oxygène. Plus particulièrement, la présente invention concerne l'application de compositions comprenant des polymères de bas poids moléculaire et de l'acide amino tris (méthylphosphonique) ou ses sels hydrosolubles pour inhiber la corrosion de métaux dans des systèmes aqueux qui contiennent des eaux renfermant de l'oxygène. La corrosion par l'oxygène est bien entendu, un sérieux problème dans tous les systèmes aqueux contenant des métaux. La corrosion du fer et de l'acier est d'importance capitale du fait de leur emploi généralisé dans de nombreux types de systèmes aqueux. Le cuivre et ses alliages l'aluminium et ses alliages et l'acier galvanisé sont également utilisés dans des systèmes aqueux et sont sujets à la corrosion. La demanderesse a découvert des inhibiteurs de corrosion qui inhibent la corrosion par 1 'oxygène dans des systèmes aqueux contenant ces métaux. La demanderesse a trouvé que des compositions comprenant des polymères de bas poids moléculaire et de l'acide amino tris (méthylphosphonique) ou ses sels hydrosolubles constituent des inhibiteurs de corrosion efficaces. Des polymères appropriés comprennent les sels hydrosolubles d'acrylates et méthacrylates, des acrylamides non hydrolysés ou partiellement hydrolysés et des propanesulfonates d'ecrylamidométhyle. Les polymères peuvent être des homo-, co- ou ter-polymères de l'un quelconque des polymères précédemment mentionnés et peuvent avoir un poids moléculaire d'environ 500 à environ 10.000,. Le poids moléculaire préféré, toutefois, est environ 1 000. Les présentes compositions inhibitrices de corrosion peuvent contenir un rapport du polymère à l'acide amino tris (méthylphosphonique) d'environ 10 : 1 à environ 1 : 5 pour cent en poids. Le rapport préféré, toutefois, est d'environ 5 : 1 à 1 : 2 en poids. Ces compositions inhibent de façon efficace la corrosion quand on les maintient dans un système aqueux à une concentration d'au moins environ 5 ppm pour les rapports ci-dessus et, de préférence, entre 30 ppm. Les concentrations maximales sont déterminées par les considérations économiques de l'application particulière. Il peut, bien entendu, être interessant d'ajouter du zinc aux compositions selon l'invention pour certaines application. Le zinc peut être fourni de plusieurs façons. Par exemple, il peut être ajouté en utilisant un sel de zinc hydrosoluble, comme le chlorure, l'acétate, le nitrate ou le sulfate de zinc ou il peut être fourni en ajoutant du zinc en poudre à une solution de la composition. Des composés comme le benzotriazole ou le mercaptobenzothiazole peuvent aussi dtre ajoutés à la formulation finale en quantités variables pour en permettre l'utilisation dans une plus grande variété d'applications industrielles où l'acier et le fer sont tous deux présents dans le même système. Les tableaux qui suivent montrent les résultats d'expériences qui démontrent l'efficacité des compositions selon l'invention pour inhiber la corrosion des métaux. Les expériences ont été conduites dans de l'eau de Pittsburgh synthétique, On a utilisé des électrodes d'acier dans les cellules d'essai de polarisation avec un pH initial de 7,0. Les concentrations en inhibiteurs sont calculées sur la base de 100% de matériau actif. La quantité de corrosion qui s1est produite est déterminée par la densité de courant à l'intersection d'une extrapolation de la portion dite "Tafel" de la courbe de polarisation anodique, avec la valeur du potentiel à l'équilibre ou 'mixte", qu'on appelle couramment le potentiel de corrosion, "ECorr". L'application de la loi de Faraday permet de calculer un rapport mathématique direct entre la densité de courant à ECorr, exprimée en ampères par centimètre carré et une expression plus courante du taux de corrosion, comme les milligrammes d'acier consommés par décimètre carré de surface par jour (m.b.d.) et les mils par an (m.p.y.) le mil est une unité valant 0,0254 mm.Ce rapport est tel qu'une valeur de densité de courant de 4,0 x 10 7 ampères/ cm2 = 1,0 mg/dm2/jour. De plus la valeur m.p.y. est calculée par 44 par la formule : m.p.y. = m.d.d. x d1n4s-4 , en utilisant une valeur de densité de 7,87 g/cm3 pour l'acier. Le tableau suivant illustre l'effet synergique d'une composition comprenant du polyacrylate de sodium et de l'acide amino tris (méthylphosphonique) ou ses sels hydrosolubles comme inhibiteur de corrosion dans des essais effectués à 350C. Tableau 1 Système inhibiteur Dosage Taux de corrosion (mS mdd) Contrôle 0 100 Acide amino tris (méthylphosphonique 15 50 Polyacrylate de sodium poids moléculaire ~1,000) 30 78 Acide amino tris (méthylphosphonique) + Polyacrylate de sodium 15 + 30 12 Le tableau qui suit illustre l'efficacité de diverses compositions selon la présente invention comme inhibiteurs de corrosion dans des essais de 5 jours effectués à 140"F et à un pH de 6,0. Tableau 2 Système inhibiteur Dosage Taux de corrosion (mg/l) (m/l) (mg/dm2/jour) Contrôle --- 250 Polyacrylamide partiellement hydrolysé (poids moléculaire v 7,000) 25 143 Phosphonate d'aminométhylène 12 115 Polyacrylamide partiellement hydrolysé + Phosphonate d'aminométhylène 25 + 12 42 Tableau 3 Système inhibiteur Dosage Taux de corrosion (mg/l) (mg/dm2/iour Contrôle --- 250 Polyacrylamide partiellement hydrolysé 15 200 Acide amino tris (méthylphosphonique) 7,5 90 Zinc 10 90 Polyacrylamide partiellement. hydrolysé + Acide amino tris (méthylphosphonique) + Zinc 15 + 7,5 + 10 6 REVENDICATIONS 1) Composition utilisable pour inhiber la corrosion de métaux dans un système aqueux qui comprend un polymère de bas poids moléculaire et de 11 acide amino tris (méthylphosphonique) ou ses sels hydrosolubles. 2) Compositions selon la revendication 1 dans laquelle le polymère a un poids moléculaire d'environ 500 à environ 10 000. 3) Composition selon la revendication 2 dans laquelle le polymère est un polyacrylamide. 4) Composition selon la revendication 1 dans laquelle le rapport du polymère à l'acide amino tris (méthylphosphonique) ou ses sels hydrosolubles est d'environ 10 : 1 à environ 1 : 5 en poids. 5) Composition selon la revendication 4 dans laquelle le rapport du polymère à l'acide amino tris (méthylphosphonique) ou ses sels hydrosolubles est d'environ 5 : 1 à environ 1 : 2 en poids. 6) Composition selon la revendication 1 qui contient en outre du zinc. 7) Composition selon la revendication 1, qui contient en outre un composé choisi dans le groupe formé par le benzotriazole et le mercaptobenzothiazole. 8) Procédé pour inhiber la corrosion de métaux dans un système aqueux dans lequel on maintient dans l'eau dudit système au moins environ 5 ppm d'une composition comprenant un polymère de bas moléculaire et de l'acide amino tris (méthylphosphonique) ou ses sels hydrosolubles. 9) Procédé selon la revendication 8 dans lequel le polymère a un poids moléculaire d'environ 500 à environ 10 000. 10) Procédé selonla revendication 9 dans lequel le polymère est un polyacrylamide. 11) Procédé selon la revendication 8, dans lequel le rapport du polymère à l'acide amino tris (méthylphophonique) ou ses sels hydrosolubles est d'environ 10 : 1 à environ 1 : 5 en poids. 12) Procédé selon la revendication Il dans lequel le rapport du polymère à l'acide amino tris (méthylphosphonique) ou ses sels hydrosolubles est d'environ 5 : 1 à environ 1 : 2 en poids. 13) Procédé selon la revendication 8 dans lequel la composition contient en outre du zinc. 14) Procédé selon la revendication 8 dans lequel la composition comprend un membre choisi dans le groupe formé par le benzotriazole et le mercaptobenzothiazole.