Brevet FR2223475A1 — publié le 19741025

La présente inventIon concerne l'utilisation des esters phosphoriques de triéthanolamine, isolément ou en combinaison avec certains triazoles, thiazoles et leurs mélanges, pour inhiber la corrosion des métaux par des eaux contenant de l'oxygène. La corrosion par l'oxyene est évidemment un problème sérieux dans toutes canalisations a'eau contenant des métaux. La corrosion du fer et de l'acier est particulièrement préoccunante en raison de leur large utilisation dans de nombreux tyses de réseaux d'eau industriels et municipaux. Le cuivre et ses al@iages, l'aluminium et ses alliages et 'acier zal- vanisé sont utilisés aussi aans des réseaux d'eau et sont susceptibles de corrosion. L'utilisation d'inhibiteurs de corrosion similaires est décrite dans les brevets E.U.A. N 3.260.673 au nom de Fisher, N 3.397.150 aux noms de Burt et Coll, et N 3.422.166 au nom de Pitman. On a trouvé que les esters d'acide phosphoricue de triéthanolamine sont des inhibiteurs Qe corrosion efficaces sans la nécessité d'ajouter du zine, des chromates ou d'autrés additifs. Ces esters inhibent efficacement la corrosion des métaux dans des canalisations d'eau uand ils sont ajoutés à raison de 10 à 100 mg environ par litre, isolément ou en combinai- son avec 1 à 10 mg environ par litre d'un thiazole ou thiazole efficace, comme par exemple le mercaptobenzothiazole ou le benzotriazole. Le tableau suivant indique les résultats d'expériences qui montrent l'efficacité d'un ester d'acide phosphorique ce triéthanolamine et de ses sels solubles dans l'eau pour inhiber la corrosion métallique. Ces essais ont été effectués dans de l'eau synthétique de Pittsburgh. On a utilisé des électroues c'acier dans des cellules d'essai de polarisation avec le pH initial à 7,0. Les concentrations de l'inhibiteur sont calculées sur la nase de la matière active.La quantité de corrosion oui s'est produite a été déterminée l'après la densité de courant à l'intersection à'une extrapolation de la Dortion aite "Tafel" de la courbe de polarisation anodique avec la valeur du potentiel d'équili@re ou "mixte", que l'on appelle habituellement le potentiel de corrosion, "Bcorr" L'application de la loi Faraday permet un calcul d'une relation matbématioue directe entre la densité de courant à Ecorr, exprimée en ampères par centimètre carré, et une expression plus utile de la vitesse ce corrosion comme le nombre de milligrammes d'acier consommés par décimètre carré de surface par jour (m.d.j.) et le nombre de microns par an (p p.a.). Cette relation est telle qu'une valeur de densité de courant de 4,0x10 7 ampères/cm2 = 1,0 mg/dm2/jour. De plus, la quantité p.a. est calculée.par la formule usuelle p p.a. = m.d.j. X 1,44 . . x 25,4' masse volumique en utilisant une valeur de masse volumique de 7,87 g/cm3 pour l'acier. TABLEAU I mg/l : Vitesse de corrosion m.d.j. p.a. 0 150 691 10 71 330 15 . 5) 52 20 t 1 96,5 25 4,6 21 30 . 2,5 : 12 40 2,8 13 50 . 3,2 15 75 75 1,0 : 4,8 100 0,4 1,8 L'essai suivant a donné des résultats de vitesse de corrosion dans des conditions réelles.On a utilisé un appareillage d'essai tour de refroidissem ent-échangeur de chaleur (CTHE) ayant des dimensions d'installation pilote pour simuler des systèmes industriels importants d'eau de refroidissement recyclée. L'eau d'appoint pour cette expérience a été une eau de distribution préparée synthétiquement ayant une analyse similaire à celle de l'eau de distribution de Pittsburgh, Pennsylvanie. Le pH de l'eau dans le système était réglé à 7,0 + 0,1 par introduction d'une solution diluée d'acide sulfuricue suivant le besoin, comme commandé par un système automatique de réglage du pH. Cette simulation comprenait aussi des vitesses d'écoulement ae 0,6 à 3 m/s, une concentration naturelle des substances minérales dans l'eau à cinq fois environ leur concentration dans l'eau d'appoint (5x) par évaporation, plusieurs métaux différents exposés, (mais sas couplés galvaniquement), trois surfaces successives de transfert ae chaleur, etc. Ce système est très élaboré et fournit de rensignements intéressarts concernant le comportement des inhibiteurs, car on peut évaluer non seulement des éprouvettes, mais aussi des surfaces de transfert de chaleur en acier et en laiton Amirauté, et enregistrer continuellement les résultats de vitesse de corrosion (Corrater instrument, Magna Corp., Santa Fe Sprints, Californie).L'ester phosthorique de triéthanolamine est maintenu à 30-60 m durant cet essai. Les vitesses de corrosion sur l'acier durant cet essai d'une durée de 3 semaines (essai effectué d'une manière continue, 24 heures par jour, pendant 24 jours consécutifs) ont été de 38 à 89 r p.a. sur des éprouvettes; le diagramme d'enregistrement de Corrater a@ indiqué une valeur très stable de 38 # 13 p.a. les surfaces de transfert de chaleur des tubes de l'échangeur de chaleur ét@ient propres et sensiblement exempts de toute attaaue corrosive. Les éprouvettes d'alliage de cuivre ont présenté initialement des vitesses de corrosion de 13 à 23 > i p.a. Comme c1 est un peu beaucoup pour des alliages de cuivre, on a introduit dans le système 1 à 2 mg/l d'un inhibiteur spécifique de corrosion du cuivre, le mercaptobenzothiazole sodique. Cela a réduit les vitesses de corrosion des alliages de cuivre à une vitesse acceptable de moins de 2,) n.a. Le benzotriazole est également efficace dans cette application. Les deux produits sont compatibles avec lester et peuvent être utilisés de manière interchan geôle dans une préparation commerciale. R E V E N D I C A T I O N S -o-o-o-o-o-o-o-o-o-o-o-o-o-o-o-o- 10) - Un procédé pour inhiber la corrosion de métaux dans un réseau d'eau caractérisé en ce ou'on maintient dans l'eau de ce réseau au moins 10 mg environ par litre d'un ester d'acide phosphoricue de triéthanolamine. 20) - Un procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on maintient en outre dans le réseau au moins 1 mg environ par litre d'un composé choisi parmi les thiazoles et les triazoles. 30) - Un procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le thiazole est du mercaptobenzothiazole. 4 ) - Un procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le triazole est du benzotriazole.