(57)【要約】【課題】海水等の塩化物イオンを含む水溶液環境下で当該水溶液と接する炭素鋼の腐食を大幅に抑制する。【解決手段】炭素鋼と接する塩化物イオンを含む水溶液にＮａ２ＭｏＯ４及びＮａＮＯ３を添加して腐食抑制剤含有液とし、腐食抑制剤含有液に脱気を施す炭素鋼の腐食抑制方法において、腐食抑制剤含有液に含まれるＮａ２ＭｏＯ４は５０〜５０００ｐｐｍの範囲となるようにし、腐食抑制剤含有液に含まれるＮａＮＯ３は５０〜５００ｐｐｍの範囲となるようにする。Ｎａ２ＭｏＯ４及びＮａＮＯ３を水に溶解した溶液（炭素鋼用腐食抑制液）を作製し、炭素鋼と接する塩化物イオンを含む水溶液に注入して用いてもよい。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭素鋼と接する塩化物イオンを含む水溶液にＮａ２ＭｏＯ４及びＮａＮＯ３を添加して腐食抑制剤含有液とし、前記腐食抑制剤含有液に脱気を施し、前記腐食抑制剤含有液に含まれるＮａ２ＭｏＯ４が５０〜５０００ｐｐｍの範囲となるようにし、前記腐食抑制剤含有液に含まれるＮａＮＯ３が５０〜５００ｐｐｍの範囲となるようにすることを特徴とする炭素鋼の腐食抑制方法。
【請求項２】
純水にＮａ２ＭｏＯ４及びＮａＮＯ３を添加して腐食抑制液を作製し、前記腐食抑制液に脱気を施し、その後、炭素鋼と接する塩化物イオンを含む水溶液に前記腐食抑制液を注入して腐食抑制剤含有液とし、前記腐食抑制剤含有液に含まれるＮａ２ＭｏＯ４が５０〜５０００ｐｐｍの範囲となるようにし、前記腐食抑制剤含有液に含まれるＮａＮＯ３が５０〜５００ｐｐｍの範囲となるようにすることを特徴とする炭素鋼の腐食抑制方法。
【請求項３】
前記腐食抑制剤含有液に脱気を施すことを特徴とする請求項２記載の腐食抑制方法。
【請求項４】
純水にＮａ２ＭｏＯ４及びＮａＮＯ３を添加して腐食抑制液を作製し、炭素鋼と接する塩化物イオンを含む水溶液に前記腐食抑制液を注入して腐食抑制剤含有液とし、前記腐食抑制剤含有液に含まれるＮａ２ＭｏＯ４が５０〜５０００ｐｐｍの範囲となるようにし、前記腐食抑制剤含有液に含まれるＮａＮＯ３が５０〜５００ｐｐｍの範囲となるようにし、前記腐食抑制剤含有液に脱気を施すことを特徴とする炭素鋼の腐食抑制方法。
【請求項５】
前記腐食抑制剤含有液に含まれるＮａ２ＭｏＯ４が５０〜３０００ｐｐｍの範囲となるようにすることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の腐食抑制方法。
【請求項６】
Ｎａ２ＭｏＯ４及びＮａＮＯ３を水に溶解した液であって、炭素鋼と接する塩化物イオンを含む水溶液に注入して用い、前記塩化物イオンを含む水溶液に含まれるＮａ２ＭｏＯ４が５０〜５０００ｐｐｍの範囲となるようにし、かつ、前記塩化物イオンを含む水溶液に含まれるＮａＮＯ３が５０〜５００ｐｐｍの範囲となるようにするものであることを特徴とする炭素鋼用腐食抑制液。
【請求項７】
脱気を施したものであることを特徴とする請求項６記載の炭素鋼用腐食抑制液。
【請求項８】
前記水は、純水であることを特徴とする請求項６又は７に記載の炭素鋼用腐食抑制液。
【請求項９】
前記塩化物イオンを含む水溶液に含まれるＮａ２ＭｏＯ４が５０〜３０００ｐｐｍの範囲となるようにするものであることを特徴とする請求項６〜８のいずれか一項に記載の炭素鋼用腐食抑制液。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、海水等の塩化物イオンを含む水溶液と接する炭素鋼の腐食抑制方法及びこれに用いる炭素鋼用腐食抑制液に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、密閉循環型吸収式冷凍機及び吸収式冷凍機用吸収液に関するものであり、この吸収液に特定のインヒビタを添加し、炭素鋼等の鉄系金属の腐食を抑制することを目的としたものである。具体的には、吸収液の主成分である臭化リチウム及び水酸化リチウムに、モリブデン酸リチウム１０〜１５０ｐｐｍ及び硝酸リチウム５．５〜３９０ｐｐｍを複合的に添加した吸収液であり、インヒビタとしてモリブデン酸リチウム及び硝酸リチウムを混合して添加していることが特徴である。
【０００３】
特許文献２には、アルコール含有機能液体と接触する金属表面の腐食抑制等に関し、鉄系材料と接する塩化物イオンを含む水溶液にモリブデン酸ナトリウム及び硝酸ナトリウムを添加したものが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１−９２３８６号公報
【特許文献２】特開昭５９−２０５４８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
吸収式冷凍機用吸収液のような臭化リチウム及び水酸化リチウムを主とする水溶液環境下では、特許文献１に記載された混合インヒビタを添加することで、炭素鋼等の鉄系金属に対する高い腐食抑制効果を得ることができる。
【０００６】
また、特許文献２に記載されたアルコール含有機能液体は、モリブデン酸ナトリウム及び硝酸ナトリウムの添加を必須とするものではなく、モリブデン酸ナトリウム及び硝酸ナトリウムの添加量に関する好ましい範囲について実施例の裏付けが少なく、実際に適用する際における不具合に関して検討の余地が残っていると考えられる。
【０００７】
本発明の目的は、海水等の塩化物イオンを含む水溶液環境下で当該水溶液と接する炭素鋼の腐食を大幅に抑制することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の前記炭素鋼の腐食抑制方法は、炭素鋼と接する塩化物イオンを含む水溶液にＮａ２ＭｏＯ４及びＮａＮＯ３を添加して腐食抑制剤含有液とし、腐食抑制剤含有液に脱気を施すものである。腐食抑制剤含有液に含まれるＮａ２ＭｏＯ４は５０〜５０００ｐｐｍの範囲となるようにし、腐食抑制剤含有液に含まれるＮａＮＯ３は５０〜５００ｐｐｍの範囲となるようにする。Ｎａ２ＭｏＯ４及びＮａＮＯ３を水に溶解した溶液（炭素鋼用腐食抑制液）を作製し、炭素鋼と接する塩化物イオンを含む水溶液に注入して用いてもよい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、海水等の塩化物イオンを含む水溶液と接する炭素鋼の腐食を大幅に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】Ｎａ２ＭｏＯ４の添加量による炭素鋼の腐食への影響を示すグラフである。
【図２】Ｎａ２ＭｏＯ４をＭｏＯ４２−として５００ｐｐｍ添加し、さらにＮａＮＯ３を添加した場合のＮａＮＯ３の添加量による炭素鋼の腐食への影響を示すグラフである。
【図３】無添加、Ｎａ２ＭｏＯ４のみ添加、並びにＮａ２ＭｏＯ４及びＮａＮＯ３を混合して添加した場合の大気環境下及び脱気環境下での炭素鋼の腐食への影響を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態に係る炭素鋼の腐食抑制方法及び炭素鋼用腐食抑制液について説明する。
【００１２】
前記炭素鋼の腐食抑制方法は、炭素鋼と接する塩化物イオンを含む水溶液にモリブデン酸ナトリウム（Ｎａ２ＭｏＯ４）及び硝酸ナトリウム（ＮａＮＯ３）を添加して腐食抑制剤含有液とし、腐食抑制剤含有液に脱気を施すものである。腐食抑制剤含有液に含まれるＮａ２ＭｏＯ４は５０〜５０００ｐｐｍの範囲となるようにし、腐食抑制剤含有液に含まれるＮａＮＯ３は５０〜５００ｐｐｍの範囲となるようにする。
【００１３】
ここで、「脱気」とは、窒素、アルゴンその他の不活性ガスを用いたバブリングをいう。代表的なものは、窒素を用いたバブリングであり、これは窒素バブリングともいう。不活性ガスを用いたバブリングにより、液中に溶解している酸素等のガス（炭素鋼を酸化し、又は腐食するおそれのあるガス）を除去することができる。
【００１４】
本発明は、主として、密閉された空間において炭素鋼と接する塩化物イオンを含む水溶液に適用されるが、炭素鋼が密閉されていない場所に設置されている場合にも適用可能である。
【００１５】
前記炭素鋼の腐食抑制方法においては、純水にＮａ２ＭｏＯ４及びＮａＮＯ３を添加して腐食抑制液を作製し、この液を炭素鋼と接する塩化物イオンを含む水溶液に注入して腐食抑制剤含有液としてもよい。この場合において、腐食抑制液に脱気を施し、その後、当該水溶液に注入してもよい。
【００１６】
腐食抑制剤含有液に脱気を施すことは望ましい。この場合の脱気は、継続的に行うことが更に望ましい。
【００１７】
腐食抑制液に脱気を施さず、塩化物イオンを含む水溶液に注入し、腐食抑制剤含有液に脱気を施してもよい。
【００１８】
腐食抑制剤含有液に含まれるＮａ２ＭｏＯ４は、５０〜３０００ｐｐｍの範囲となるようにすることが望ましい。
【００１９】
前記炭素鋼用腐食抑制液は、Ｎａ２ＭｏＯ４及びＮａＮＯ３を水に溶解した液であって、炭素鋼と接する塩化物イオンを含む水溶液に注入して用いるものである。注入後において当該塩化物イオンを含む水溶液に含まれるＮａ２ＭｏＯ４は５０〜５０００ｐｐｍの範囲となるようにし、かつ、当該水溶液に含まれるＮａＮＯ３は５０〜５００ｐｐｍの範囲となるようにする。
【００２０】
前記炭素鋼用腐食抑制液は、脱気を施したものであることが望ましい。
【００２１】
前記炭素鋼用腐食抑制液を作製するための水は、純水であることが望ましい。
【００２２】
前記炭素鋼用腐食抑制液は、塩化物イオンを含む水溶液に含まれるＮａ２ＭｏＯ４が５０〜３０００ｐｐｍの範囲となるようにするものであることが望ましい。
【００２３】
以下、本発明について実施例を用いて説明するが、本発明は、これらの実施例に限定されるものではなく、温度、時間その他の条件を調整して適用することができる。
【実施例】
【００２４】
人工海水を純水で２０倍希釈した希釈人工海水（Ｃｌ−として１０００ｐｐｍ）にＮａ２ＭｏＯ４を０〜５０００ｐｐｍ添加した試験溶液、ＮａＮＯ３を０〜５００ｐｐｍ添加した試験溶液及びこれらを混合して添加した試験溶液を用いて炭素鋼の腐食試験を実施し、分極測定（アノード分極曲線測定）を行った。
【００２５】
分極は、炭素鋼を各試験溶液に３時間または２４時間浸せきした後、測定した。また、腐食試験は、５０℃で、大気バブリング（以下、本実施例において「大気」という。）または窒素バブリング（以下、本実施例において「脱気」という。）して行った。なお、測定された分極の浸せき電位近傍（過電圧≦１０ｍＶ）の電位／電流値から分極抵抗値を推定し、炭素鋼のアノードＴａｆｅｌ勾配を０．０７８Ｖ・ｄｅｃａｄｅ−１と仮定して腐食電流密度に換算した。
【００２６】
図１は、希釈人工海水にＮａ２ＭｏＯ４のみを０〜５００ｐｐｍ添加した大気環境下の試験溶液に３時間浸漬した後に分極測定した場合の結果である。横軸はＮａ２ＭｏＯ４濃度であり、縦軸は各試験結果から算出された腐食電流密度を無添加時の腐食電流密度で除した値、すなわち無添加時の腐食電流密度との比であり、この値が小さいほど腐食が抑制されることを意味する。
【００２７】
本図から、Ｎａ２ＭｏＯ４の添加量が大きいほど、腐食抑制効果が大きくなることがわかる。また、Ｎａ２ＭｏＯ４の添加量が５０ｐｐｍ未満の場合、腐食電流密度が０ｐｐｍ（無添加）の場合とほぼ等しくなり、腐食抑制効果が小さくなることがわかる。
【００２８】
図２は、希釈人工海水にＮａ２ＭｏＯ４を５００ｐｐｍ、ＮａＮＯ３を５０〜５００ｐｐｍ添加した大気環境下の試験溶液に３時間浸漬した後の結果である。横軸はＮａＮＯ３濃度であり、縦軸は各試験結果から算出された腐食電流密度を無添加時の腐食電流密度で除した値、すなわち無添加時の腐食電流密度との比である。
【００２９】
本図より、５０〜５００ｐｐｍの範囲でＮａＮＯ３を添加した場合、ＮａＮＯ３の添加量によらず同程度の効果が得られることがわかる。なお、本図における四角印は、希釈人工海水にＮａ２ＭｏＯ４を５００ｐｐｍ、ＮａＮＯ３を５０ｐｐｍ添加した大気環境下の試験溶液に２４時間浸漬した後の結果であり、３時間浸漬した後の結果と比べ大きな値となっている。
【００３０】
なお、ＮａＮＯ３の添加量が５０ｐｐｍ未満の場合、腐食電流密度が大きくなり、腐食抑制効果が小さくなることがわかる。また、ＮａＮＯ３の添加量が５００ｐｐｍを超えると、ＮＯ３−による腐食促進のおそれが生じるため好ましくない。
【００３１】
図３は、希釈人工海水にＮａ２ＭｏＯ４を５００〜５０００ｐｐｍの範囲で、ＮａＮＯ３を０〜５０ｐｐｍの範囲で添加した大気または脱気環境下の試験溶液に２４時間浸漬した後の結果である。横軸はＮａ２ＭｏＯ４濃度であり、縦軸は各試験結果から算出された腐食電流密度を無添加時の腐食電流密度で除した値、すなわち無添加時の腐食電流密度との比である。
【００３２】
本図より、Ｎａ２ＭｏＯ４（単独インヒビタ）３０００ｐｐｍを添加したものと、Ｎａ２ＭｏＯ４３０００ｐｐｍ及びＮａＮＯ３５０ｐｐｍ（混合インヒビタ）を添加したものとを比較すると、大気環境下ではほとんど差異は認められないが、脱気環境下ではＮａ２ＭｏＯ４のみを添加した場合と比べてＮａＮＯ３を添加することで１／３程度に低減されることがわかる。
【００３３】
また、大気環境下でインヒビタを添加しない条件と、脱気環境下でＮａ２ＭｏＯ４３０００ｐｐｍ及びＮａＮＯ３５０ｐｐｍを混合して添加した条件を比較すると、前者に比べ後者の方が１／５０程度まで低減されることがわかる。脱気のみの場合は１／９程度に低減され、混合インヒビタの添加のみ場合は１／３程度に低減される程度であることから、混合インヒビタを添加し、更に脱気することで大幅に腐食が抑制されることがわかる。
【００３４】
なお、Ｎａ２ＭｏＯ４の添加量が３０００ｐｐｍを超えると、温度が低下した場合に時間の経過とともに沈殿物が発生しやすくなる。また、Ｎａ２ＭｏＯ４の添加量が５０００ｐｐｍを超えると、沈殿物が付着しやすくなる。よって、Ｎａ２ＭｏＯ４の添加量は、５０００ｐｐｍ以下が望ましく、３０００ｐｐｍ以下が更に望ましい。
【００３５】
また、大気環境下でインヒビタを添加しない条件は３時間浸漬後に分極を測定した結果であり、図２に示すように２４時間浸漬後に分極を測定した場合、その値はやや大きくなると推定され、脱気環境下で混合インヒビタを添加することによる腐食抑制効果は更に大きくなると考えられる。
【００３６】
したがって、図１〜３より、Ｎａ２ＭｏＯ４を５０〜５０００ｐｐｍの範囲で添加し、かつ、ＮａＮＯ３を５０〜５００ｐｐｍの範囲で添加し、更に脱気することにより、塩化物イオンを含む水溶液と接する炭素鋼の腐食を大幅に抑制することができる。なお、Ｎａ２ＭｏＯ４の添加量の更に望ましい範囲は、５０〜３０００ｐｐｍである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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