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Verfahren zur Verhinderung der Korrosion und der Bildung von Abscheidungen
in wasserführenden Kühl- bzw. Heizanlagen mit unwesentlicher Verdampfung Um der
Korrosion von metallischen Bauteilen in wasserführenden Kühl- bzw. Heizsystemen
mit unwesentlicher Verdampfung entgegenzuwirken, hat man unter anderem vorgeschlagen,
dem Wasser Alkalibichromat oder Chromsäure zuzusetzen, wodurch gleichzeitig angeblich
auch das Ansetzen von Wasserstein an den Leitungswandungen mehr oder weniger wirksam
verhindert werden sollte. Die Erfahrung hat jedoch gelehrt, daß eine Korrosion der
metallischen Bauteile hierdurch nicht völlig verhindert wird und daß weiterhin sich
im Laufe der Zeit, insbesondere nach wiederholter Ergänzung des Wasservorrats, im
Maße der Verdampfung Abscheidungen bilden, die sich in Form von Krusten an den Leitungswandungen
absetzen und so zu Störungen im Wasserumlauf sowie zu einer Verschlechterung des
Wärmeaustausches führen. Diese Erscheinungen treten bei den einzelnen chromsauren
Salzen nicht in gleichem Maße auf; vielmehr wird beobachtet, daß der Korrosionsangriff
bei der Verwendung von Lösungen, die Monochromat allein enthalten, am geringsten,
gleichzeitig aber die Neigung zur Bildung von Abscheidungen am größten ist, und
daß beim Übergang zur Verwendung von Bichromat und entsprechend noch mehr bei Verwendung
von Chromsäure zwar die Abscheidungen abnehmen, aber der korrodierende Angriff der
Lösungen auf die metallischen Leitungs- bzw. Gefäßwandungen entsprechend immer stärker
wird. Beispielsweise wurde beobachtet, daß bei Verwendung eines Wassers mit 5 bis
7 Sulfat- und 5 bis Carbonathärte nach Verdampfung der iofachen Menge des normalen
Gefäßinhaltes bei einem Zusatz von Allcalimonochromat allein die Gesamtmenge der
Abscheidungen sich auf etwa 5oo bis 6oo mg je Liter belief, wobei der PH-Wert der
Lösungen anfangs 8,5 betrug und sich nach Abschluß des Versuchs auf 6 bis
7 verringert hatte. Unter den gleichen Verhältnissen ergab sich bei einem Zusatz
von Alkalibichromat allein eine Gesamtabscheidung von etwa ioo bis 150 mg
je Liter und ein Anfangs-pH-Wert von 4. bis 4,5, der sich am Ende des Versuchs bis
auf etwa -6 erhöht hatte.
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Durch umfangreiche Versuchsreihen wurde nun gefunden, daß sowohl der
Angriff solcher
Lösungen auf die metallischen Leitungsbauteile
als auch das Auftreten von Abscheidungen aus den Lösungen eine Funktion des PH-Wertes
der Lösungen ist, und es hat sich ergeben, daß es zur Verhinderung der Bildung von
Abscheidungen wie auch einer Korrosion der metallischen Bauteile erforderlich ist,
Lösungen zu verwenden, deren Gehalt an chromsaurem Alkali so eingestellt ist, daß
der pH-Wert sich innerhalb der Grenzen von und 7 hält und vorzugsweise auf etwa
6 beläuft. Um zu solchen Lösungen zu gelangen, ist es erforderlich, dem Wasser sowohl
Alkalimonochromat als auch Alkalibichromat gemeinsam zuzusetzen, wobei ein PH-Wert
von 7 der Verwendung eines Gemisches aus 7 5 Gewichtsteilen Monochromat und 25 Gewichtsteilen
Bichromat und ein PH-Wert von ; einem Verhältnis von 9 Gewichtsteilen Monochromat
zu 9i Gewichtsteilen Bichromat entspricht. Der zweckmäßigste PH-Wert von 6 wird
erreicht, wenn die Lösung etwa 22 Gewichtsteile Monochrornat und ;78 Gewichtsteile
Bichromat enthält, wobei dein Wasser etwa i °/" des Salzgemisches zugesetzt ist.
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Weitere Untersuchungen haben indessen ergeben, daß die Bildung von
Abscheidungen aus solchen Lösungen praktisch erst völlig verhindert wird, wenn man
den mono- und bichromathaltigen Lösungen mit einem PH-Wert von 5 bis 7 geringe -Mengen
Alkalichlorat und/oder Alkaliperchlorat, zweckmäßig im Verhältnis von etwa i bis
2 "E" der gesamten zur Anwendung gelangenden Schutzstoffwenge, zusetzt. Durch diese
Zusätze wird eine doppelte Wirkung erzielt. Sie «wirken nämlich einmal puffernd
auf den pH-Wert der Lösung und verhindern andererseits durch Bildung der leicht
löslichen Erdalkalichlorate bzw. Perchlorate aus den im Wasser enthaltenen Erdalkaliverbindungen
das Auftreten von Ausscheidungen. So kann man beispielsweise durch Zusatz von i
°/" eines Gemisches aus 86 Gewichtsteilen Kaliumbichromat, 12 Gewichtsteilen Kaliummonochromat,
i Gewichtsteil Natriumchlorat und i Gewichtsteil Natriumperchlorat zu Leitungswasser
die Bildung von Abscheidungen sowohl wie die Korrosion der aus Metallen verschiedensten
Potentials bestehenden Leitungen und Gefäße praktisch vollständig vermeiden. Es
gelingt sogar bei Verwendung eines- Chlorat- bz«-. Perchloratzusatzes, die Bildung
von Abscheidungen und das Auftreten von Korrosion bei Lösungen zu vermeiden, die
außer diesen Salzen nur noch Alkalibichromat enthalten, deren pat-Wert also noch
um ein@rin<@c#@ unterhalb 5 gelegen ist.
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Der durch die Erfindung gegenüber dein eingangs erwähnten Verfahren
erreichte technische Fortschritt ergibt sich aus den folgeirden Vergleichsversuchen,
bei denen einanal Leitungswasser mit 5 bis 7 Sulfat- und @ bis
7 Carbonathärte und zum anderen Seewasser mit je i
% der
angegebenen Schutzstoffe versetzt wurden. Die in der Tabelle angegebenen Werte sind
Verhältniszahlen, wobei die bezüglich Schlammbildung und Korrosion in einem Nullversuch
(d. h. ohne jeden Zusatz an Schutzstoffen) erhaltenen Werte gleich Ioo gesetzt sind.
Die Zahlen beziehen sich bei den Versuchen mit Leitungswasser auf das Ergebnis nach
Verdampfung des Iofachen Wasserinhalts des Systems, während die Versuche mit Seewasser
bereits nach I,2facher Verdampfung des Wasserinhalts des Systems abgebrochen werden
mußten, da die am Eisen stattfindende Korrosion beim Versuch mit Chromsäure zur
Undichtigkeit des Systems führte.
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Für die Behandlung von Kesselspeisewasser zwecks Verhinderung der
Korrosion und Überführung etwa sich bildender Abscheidungen in eine unschädliche
Form hat man bereits vorgeschlagen, dem jeweils nachzuspeisenden Wasser Lösungen,
die neben einem erheblichen Gehalt an Natriumchlorid auch geringe Mengen von Chromsäureverbindungen
(d. salso Monochromat, Bichromat und Chromsäure selbst) aufweisen, in solchen Mengen
zuzusetzen, daß der Gehalt der jeweils zugesetzten Lösung an gelösten Stoffen annähernd
dem Gehalt des zu behandelnden Wassers an Härtebildnern entspricht. Die hiernach
anzuwendenden Schutzstoffkonzentrationen sind bei diesem Verfahren viel geringer
als im vorliegenden Fall, wo die einmal dem System zugeführten Mengen an Schutzstoffen
ihre Wirksamkeit auch bei bis zu Iofacher Verdampfung des Wasserinhalts des Systems
beibehalten müssen, da ein Zusatz der Schutzstoffe zu dem zwecks Ergänzung des Wasservorrats
von Zeit zu Zeit -zugeführten Wasser bei Systemen mit unwesentlicher Verdampfung
nicht in Frage kommt. Bei den hier vorliegenden viel höheren Konzentrationen der
Schutzstoffe wirken sich aber Unterschiede im PH-Wert der Lösung sowohl in Bezug
auf Korrosion als auch in Bezug auf Schlammbildung-viel stärker aus als bei den
niedrigeren, für die erwähnte Behandlung von Kesselspeisewasser in Frage kommenden,
wobei der Einfluß des nach dem bekannten Verfahren gleichzeitig in erheblichen Mengen
zuzusetzenden Natriumchlorids noch völlig unberücksichtigt geblieben ist.