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Verfahren zur Korrosionsverhütung Die Wirkung des Hydrazins als Korrosionsschutzmittel
ist bekannt. Nach einer älteren Literaturstelle wird Sauerstoff aus Wasser mit Hilfe
von Hydrazin und Ionenaustauschern entfernt, wobei ein überschuß von Hydrazin im
Wasser vermieden wird.
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Es ist weiterhin bekannt, zur Korrosionsverhinderung in z. B. Dampferzeugern
dem Wasser direkt Hydrazin ohne weitere Zusätze zuzufügen, wobei für einen ständigen
überschuß an Hydrazin gesorgt wird.
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Ferner wurden Schutzrechte auf die Verwendung von organischen Derivaten
des Hydrazins, wie. z. B. Phenylhydrazin, und auf die katalytische Wirkung von Metallen
oder Aktivkohle bei der Reaktion des Hydrazins mit korrodierenden Stoffen genommen.
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Es ist jedoch bisher kein Verfahren bekanntgeworden, das alle Vorrichtungen,
bei denen Wasserphasen als Energieüberträger dienen, in befriedigender Weise vor
Korrosion schützt.
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Die vorliegende Erfindung, bei der der Hydrazinhydrat kleine Mengen
Jod, Brom bzw. ein Salz der betreffenden Wasserstoff- oder Sauerstoffsäuren zugesetzt
werden, ist ein Verfahren, das allen Vorrichtungen aus Eisen, Kupfer, Aluminium
oder deren Legierungen, in denen Wasserphasen als Energieüberträger dienen, einen
guten Schutz vor Korrosion gibt.
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Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren werden zur »Aktivierung« des
Hydrazins z. B. pro 100 kg 240%iges Hydrazinhydrat etwa 0,1 bis 10 g der obenerwähnten
Halogene bzw. entsprechende Mengen der genannten Verbindungen verwendet. Der Gehalt
dieses aktivierten Hydrazinhydrats im Wasser soll etwa 0,0001 bis 10 g/1 betragen.
Diese Menge hängt vom Gehalt des Wassers an Sauerstoff bzw. anderer oxydierbarer
Substanzen ab. Daher kann dieser Wert sowohl über- als auch unterschritten. werden.
Es ist unerheblich für die Wirkung, ob das Hydmzin und der aktivierende Stoff dem
Wasser getrennt oder im Gemisch zugegeben werden. Vorteilhaft, vor allem im Dampfkesselbetrieb,
ist die Verwendung von Jod, da es nicht nur die stärkste Wirkung zeigt, sondern
da auch das auf diese Weise aktivierte Hydrazin ohne Rückstand verdampfbar ist.
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Durch die Aktivierung wird die korrosionsverhütende Wirkung des Hydrazins
nicht nur verstärkt, es können auch Vorrichtungen geschützt werden, die dieser Behandlung
bisher nicht zugänglich waren. In diesem Zusammenhang muß hervorgehoben werden,
daß das Hydrazin zusammen mit einem der genannten Halogene bzw. einer der Halogenverbindungen
die korrosionsverhütende Wirkung schon bei Normaltemperatur entfaltet. Daher können
nachdem erfindungsgemäßen Verfahren auch Kältesysteme vor Korrosion geschützt werden.
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Die folgenden Beispiele zeigen einmal die Leistungsfähigkeit des neuen
Verfahrens und weisen zum anderen auf die Vorrichtungen hin, die bisher mit Hydrazin
nur schlecht bzw. überhaupt nicht vor Korrosion geschützt werden konnten.
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Beispiel 1 Die an sich schon katalytisch beeinfiußte Reaktion zwischen.
Sauerstoff, Hydrazin und Aktivkohle wird durch z. B. Jodzusatz: wesentlich beschleunigt;.
wie folgende -Gegenüberstellung zweier Versuche zeigt. Sauerstoffgesättigtes Wasser
mit einem Gehalt von 8 mg 02 pro Liter wird unter sonst gleichen Bedingungen einmal
ohne und das andere Mal - mit Jodzusatz über ein Kohlefilter geschickt. Der Hydrazingehalt
des Wassers beträgt 9 mg N.H4 pro Liter H20, pro 100 kg 24n/oiges Hydrazinhydrat
werden 0,1 g Jod verwendet.
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Die oben geschilderte unterschiedlicheBehandlung der beiden Wasserproben
wurde zusätzlich bei verschiedenen Temperaturen vorgenommen. Im jeweiligen Filtrat
wurde der Sauerstoffgehalt in der üblichen Weise bestimmt.
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Die Tabelle zeigt, daß der Sauerstoffgehalt des Wassers durch den
Jodzusatz schon bei Normaltemperaturen auf Spuren vermindert wird. Eine ähnliche,
leicht abgeschwächte Wirkung zeigen Brom bzw. Alkalijodide.
| 1 1 mg 02 Pro Liter |
| 20°C 30°C I "50°C I 60°C |
| Normales Hydrazig 0,68 I 0,48 0,03 0,02 |
| Aktiviertes Hydrazig .'.. . . . :.. . . . . . . .......
0,04 0,02 (0,003) (0,002) |
| . . . untere Grenze |
| - I der genauen Bestimmbarkeit |
' Beispiel 2 100 kg 24a/oiges Hydrazinhydrat werden mit 1 g Jod bzw. Brom aktiviert.
Von dieser Lösung werden Mengen von 0,1 bis 1,0 g/1 zu Leitungswasser gegeben. Mit
dieser Lösung werden eine Reihe von Reagenzgläsern beschickt, in die außerdem ein
Streifen blanken Eisenblechs gestellt wird. Zusätzlich werden einige@Gläser-suf;einen
pH-Wert von 10 bis 11 eingestellt, während eine dritte Versuchsreihe NaCI in einer
Menge von 1 g NaCI pro Liter enthält. Ahnlich werden Vergleichsserien ohne Zusatz
der aktivierenden Substanzen angesetzt.
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Die Bleche in den Lösungen mit aktiviertem Hydrazig überziehen sich
rasch mit einer fest haftenden Schicht von Fes04 und zeigen auch nach 3 Monaten
keine Korrosionserscheinungen. Die Fes04 Schutzschicht bildet sich auch in den Lösungen,
die NäCI enthalten, sowie mit einem pH-Wert unter 10.
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In den Normalproben hat sich nach 3 Monaten ein 5 mm hoher Niederschlag
von Fe(OH)$ und Fe(OH)2 - Fe(OH)a gebildet, während die Bleche stark korrodiert
sind. Alle Proben werden bei Normaltemperatur aufbewahrt.
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Diese Ausbildung einer Fe$04-Schicht auf eisenhaltigen Oberflächen
in Gegenwart von aktiviertem Hydrazig ist ein wesentlicher Vorteil gegenüber den
bekannten Verfahren, die ihre Schutzwirkung vor Korrosion in dPx Hauptsache gegenüber
Metalloberflächen entfalten, die bereits mit einer Fes04 Schicht bedeckt sind.
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Das aktivierte Hydrazig schützt somit auch stillstehende Heizungs#-
und Kesselanlagen sowie Kühlsysteme wirksam vor Korrosion. Diese Konservierung hat
zadern den Vorteil, daß die Anlagen nach einer Unterbrechung ohne weitere Maßnahmen
(Spülung usw.) in Betrieb genommen werden können.
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Beispiel 3 Aktiviertes Hydrazinhydrat (100 kg 24,bloiges Hydrazinhydrat
und 1 g Jod bzw. 2 bis 3 g Natriumjodid oder -jocht) wird in einer Menge von 1 bis
2 1 pro Kubikmetier Wasser -- übliches Speisewasser --y- zur Konservietvng eines
Kessels verwendet. Der esstündig mit diesem Wasser aufgefüllte Kessel zeigt auch
nach Monaten keine Korrosionsstellen. Beispiel 4 Aktiviertes Hydrazinhydrat (100
kg 24o/oiges Hydratinhydrat und 10 a Jod) wird ,in einer Menge von 1 1/m3 zu einem
üblichen salzhaltigen Speisewasser für eine Heizungsanlage gegeben. Gleichzeitig
wird noch so viel Ammoniak dosiert, daß der pH-Wert des Wassers auf etwa 10 erhöht
wird. Eine derartig aufgefüllte Heizungsanlage zeigt nach der Sommerpause keinerlei
Korrosion und kann mit dem so behandelten Wasser wieder in Betrieb genommen werden.
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Beispiel s Für eine Umlaufkühlung in einem geschlossenen System wird
ein enthärtetes bzw. vollentsalztes Wasser verwendet, dem etwa 1,0 bis 5,0 g/1 aktiviertes
Hydrazig (s. Beispiel 3) zugegeben werden. Wenn der Hydrazingehalt des Kühlwassers
durch gelegentliche Zugaben auf diesem Wert gehalten wird, zeigt sich auch nach
monatelangem Umlauf keinerlei Korrosion.
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Beispiel 6 Zum Schutz des Kondensators und der Niederdruckvorwärmer
eines Kondensationskraftwerkes wird in den Abdampfstutzen der Turbine oder auch
direkt in den Kondensator ein nach Beispiel 1 hergestelltes aktiviertes Hydrazinhydrat
mit einer Dosierpumpe und einer Düse vernebelt.
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Man erreicht dadurch und bei den hier herrschenden niedrigen Temperaturen
einen ausreichenden Schutz, zumal, wenn mit Ammoniak der pH-Wert auf 8 bis 10 angehoben
wird. Auch für die aus Kupferlegierungen bestehenden Kondensationsrohre wird ein
hinreichender Schutz erzielt.