"Korrosionsinhibierung durch Aerosole" Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Korrosionsinhibierung metallischer Oberflächen, die mit feuchten Gasen in Kontakt gebracht werden. Solche metallischen Oberflächen finden sich beispielsweise in Abluftkanälen von Betrieben, in denen wäßrige Medien mit hoher Turbulenz bewegt und/oder versprüht werden und gleichzeitig ein Gas, beispielsweise Luft, durch die Anlage gepumpt oder gesaugt wird. Ein spezielles, jedoch nicht begrenzendes, Beispiel hierfür sind Lackieranlagen, beispielsweise im Fahrzeugbau. In derartigen Anlagen wird Lackoverspray durch Wasser aus der Abluft ausgewaschen. Die dabei entstehende Abluft stellt einen Strom eines feuchten Gases dar, das Wasser zumindest in Gasform, in der Regel jedoch auch in Form eines Aerosols enthält.

Außer dem Wasser enthält der Strom des feuchten Gases anorganische Salze und ggf. organische Komponenten, die mit dem Aerosol mitgerissen werden.

Diese anorganischen Salze und ggf. organische Komponenten schlagen sich auf den Oberflächen der Abluftkanäle nieder. Zusammen mit der ebenfalls niedergeschlagenen Feuchtigkeit können sie Anlaß für Korrosionsschäden sein, wie im folgenden näher beschrieben wird.

In Lackierereien wird als Material für Behälter, Rohrleitungen und Abluftkanäle zunehmend Edelstahl verwendet. Aus Kostengründen verwendet man zumeist die Sorte 1.4301. Diese ist jedoch weder korrosionsstabil gegenüber Chloridionen noch gegen Säuren. Der Grenzwert der Chloridverträglichkeit liegt bei etwa 1 000 ppm. Im Umiaufwasser der wasserberieselten Lackierkabinen selbst lassen sich die Grenzwerte für Chlorid und pH-Wert einhalten. In den Abluftkanälen gelingt dies jedoch nicht, da sich infolge der Verdunstung von Wasser wesentlich höhere Chloridwerte einstellen. Die Chloridgehalte in dem Feuchtigkeitsfilm auf den Oberflächen der Abluftkanäle können bis zu 100 000 ppm betragen. Ferner kann der pH-Wert in diesem Feuchtigkeitsfilm durch biologischen Abbau mitgerissener organischer Komponenten des Umlaufwassers in den sauren Bereich absinken.

Dies führt zu Korrosionserscheinungen, in der Regel zunächst zu Spaltkorrosion und später auch zur Flächenkorrosion. Als Gegenmaßnahme kann der gesamte Kanal von Korrosionsprodukten gereinigt werden, beispielsweise durch Sandstrahlen, und anschließend beschichtet werden. Dies sind aber kostenintensive Maßnahmen, die zudem nur bei einem Stillstand der Anlage durchgeführt werden können. Zudem ist zu erwarten, daß eine Beschichtung den Vibrationen und den mitgerissenen Lösemitteln nicht lange standhält und bald durch Korrosion unterwandert wird, so daß erneut Reparaturmaßnahmen notwendig werden.

Um diese Korrosionsprobleme zu bekämpfen, wäre es denkbar, der Wasserphase in der Anlage, beispielsweise dem Umlaufwasser der Lackierkabinen, Korrosionsinhibitoren zuzusetzen, die zusammen mit Wassertröpfchen in den Abluftstrom mitgerissen werden. Dieses Verfahren hätte jedoch schwerwiegende Nachteile : Die Inhibitoren müßten in einer großen Menge eingesetzt werden, da sie in dem gesamten Volumen der Wasserphase in einer wirksamen Konzentration vorliegen müßten. Die Konzentration im Abluftstrom selbst ließe sich nicht weiter steuern. Weiterhin könnten die Korrosionsinhibitoren den technischen Prozeß, der in der entsprechenden Anlage abläuft, negativ beeinflussen. Im Falle von Lackierbetrieben könnten die Korrosionsinhibitoren beispielsweise die Wirksamkeit der Entklebungs-und Koaguliermiffel beeinträchtigen. Außerdem würden die Korrosionsinhibitoren mit dem Lackschlamm ausgetragen und so unnütz vergeudet. Daher verbietet es sich in der Regel, der Wasserphase selbst Korrosionsinhibitoren in einer solchen Menge zuzusetzen, daß die vorstehend beschriebenen Korrosionsprobleme gelöst werden. Demgegenüber stellt sich die Erfindung die Aufgabe, ein wirksames Verfahren zum Bekämpfen der Korrosion von Metalloberflächen zur Verfügung zu stellen, die mit einem feuchten Gas in Kontakt stehen.

Demnach betrifft die Erfindung in ihrem aligemeinsten Aspekt ein Verfahren zur Korrosionsinhibierung metallischer Oberflächen, die mit feuchten Gasen in Kontakt gebracht werden, wobei man den feuchten Gasen Korrosionsinhibitoren in Form eines Aerosols zugibt. Bei den feuchten Gasen handelt es sich in der Regel um einen Abluftstrom, der Wasser in gasförmiger Form und/oder in Form eines Aerosols enthält. Ein solcher feuchter Abluftstrom tritt generell auf, wenn Luft durch eine Anlage gepumpt oder gesaugt wird, in der Wasser in turbulenter Bewegung gehalten und/oder versprüht wird. Beispielsweise tritt dies bei Gaswäschern auf, in denen durch versprühtes Wasser Verunreinigungen aus einem Gasstrom entfernt werden sollen. Ein weiteres Beispiel sind Abluftkanäle von Lackierbetrieben, bei denen Lackpartikel in der Abluft durch Wasser ausgewaschen werden.

Die metallischen Oberflächen können beispielsweise ausgewählt sein aus Stahl, Zink, verzinktem Stahl oder Aluminium. Hierin sind auch Legierungen der genannten Metalle eingeschlossen. Bei Stahl handelt es sich insbesondere um Edelstahl, beispielsweise um den Typ 1.4301. Insbesondere ist das Verfahren geeignet zur Anwendung bei metallischen Oberflächen von Abluftkanälen in Lackierbetrieben.

Dem feuchten Gasstrom (Abluftstrom) kann man die Korrosionsinhibitoren in Form eines Aerosols kurz vor oder in dem Ablüfter selbst zusetzen. Bei der in Ablüften vorhandenen hohen Luftgeschwindigkeit (beispielsweise 5 bis 15 m/sec.) wird das Korrosionsschutzmittel mitgerissen und gelangt genau an diejenigen Problemzonen, wo auch die Korrosion durch Aufsalzung stattfindet. Vorzugsweise fügt man dem Gasstrom die Korrosionsinhibitoren in Form einer wäßrigen Lösung oder Dispersion zu und sorgt durch geeignete Maßnahmen dafür, daß Tröpfchen dieser wäßrigen Lösung und/oder Dispersion in Form eines Aerosols in den feuchten Gasstrom mitgerissen werden. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, daß man die Lösung oder Dispersion der Korrosionsinhibitoren in den Gasstrom kontinuierlich oder diskontinuierlich einsprüht oder eindüst.

Bei der Auswahl der Korrosionsinhibitoren ist zu bedenken, daß diese über den Abluftstrom in die Umwelt gelangen könnten. Daher sind ungiftige oder biologisch abbaubare Korrosionsinhibitoren bevorzugt. Beispielsweise können die Korrosionsinhibitoren ausgewählt sein aus a) polymeren Aminosäuren, insbesondere Polyasparaginsäure, oder deren Salzen, b) Carbonsäuren mit 6 bis 24, insbesondere mit 6 bis 9 C-Atomen, oder deren Salzen, c) organischen Aminen, insbesondere Alkanolaminen, oder deren Salzen, d) Metaliverbindungen, insbesondere Verbindungen von Zink, Molybdän und/oder Wolfram, die beiden letztgenannten vorzugsweise in der Oxidationsstufe VI, e) anderen polymeren Carbonsäuren als Polyaminosäuren, insbesondere Polymeren oder Copolymeren von Acrylsäure, Methacrylsäure, Maleinsäure sowie teilverseiften Polyacrylamiden, oder jeweils deren Salzen, f) organischen Phosphonsäuren, insbesondere geminalen Diphosphonsäuren und Phosphonocarbonsäuren wie beispielsweise 1-Hydroxyethan-1, 1- diphosphonsäure oder Phosphonobutan-1,2,4-tricarbonsäure. Weiterhin ist Octanphosphonsäure geeignet. g) Petrolsulfonaten.

Als Korrosionsinhibitoren der Gruppe b) kommen beispielsweise Carbonsäuren der Formel (I) in Betracht, R3-COOH (I) in der R3 für einen aliphatischen, linearen oder verzweigten Kohlenwasserstoffrest mit 5 bis 23 Kohlenstoffatomen und 0 bzw. 1 bis 5 Doppelbindungen oder eine R4- Ph-COCH=CH-Gruppe, R'für einen linearen oder verzweigten Alkylrest mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen und Ph für eine Phenylgruppe steht.

Typische Beispiele sind die Fettsäuren Capronsäure, Caprylsäure, Caprinsäure, Laurinsäure, Myristinsäure, Palmitinsäure, Palmoleinsäure, Stearinsäure, <BR> <BR> <BR> Isostearinsäure, Ölsäure, Elaidinsäure, Petroselinsäure, Linolsäure, Linolensäure,<BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> Elaeostearinsäure, Arachinsäure, Gadoleinsäure, Arachidonsäure, Behensäure, Erucasäure und Clupanodonsäure sowie deren technische Gemische, wie sie beispielsweise bei der Druckspaltung von natürlichen Fetten und Ölen anfallen.

Vorzugsweise werden Carbonsäuren der Formel (I) eingesetzt, in der R3 für Alkyl- reste mit 5 bis 17 und insbesondere mit 5 bis 8 Kohlenstoffatomen steht.

Beispiele für substituierte Carbonsäure sind in der Gruppe der Alkylbenzoylacrylsäuren enthalten. Ein Beispiel ist 3- (p- Dodecylbenzoyl) acrylsäure.

Als Gruppe g) von Korrosionsinhibitoren kommen anionische Tenside vom Typ der Petrolsulfonate in Betracht. Hierbei handelt es sich um Sulfoxidationsprodukte von Paraffinfraktionen mit durchschnittlich 6 bis 30, insbesondere 10 bis 20 Kohlenstoffatomen. Die Petrolsulfonate können auch als sekundäre Alkansulfonate aufgefaßt werden, wobei als Gegenionen Alkali-oder Erdalkalimetalle, Ammonium oder Alkylammonium in Betracht kommen.

Vorzugsweise werden die Petrolsulfonate in Form ihrer Natrium-oder Calciumsalze eingesetzt.

Dabei können die Korrosionsinhibitoren der einzelnen Gruppen miteinander kombiniert werden, beispielsweise Gruppe b) mit Gruppe c) oder Gruppe d) mit Gruppe e) und/oder Gruppe f).

Korrosionsinhibitoren, die Brönstedt-Säuren darstellen, setzt man vorzugsweise in Form ihrer wasserlöslichen Salze, insbesondere in Form von Alkalimetall-oder Aminsalzen ein. Hierdurch erreicht man, daß der pH-Wert der wäßrigen Lösung oder Dispersion der Korrosionsinhibitoren im besonders wirksamen Bereich von etwa 7 bis etwa 10 liegt.

Vorzugsweise setzt man dem feuchten Gas zusätzlich Spreitungsmittel als Aerosol zu. Dies kann zusammen mit der Zugabe der Korrosionsinhibitoren, jedoch auch getrennt zu diesen erfolgen. Als Spreitungsmittel sind insbesondere oberflächenaktive Substanzen wie beispielsweise Tenside geeignet. Diese Spreitungsmittel schlagen sich ebenfalls auf den metallischen Oberflächen nieder und verringern die Oberflächenspannung des Feuchtigkeitsfilms auf diesen Oberflächen. Hierdurch gelangen die Korrosionsinhibitoren leichter in Spalten und können alte Ablagerungen leichter unterwandern. Zusätzlich haben diese Spreitungsmittel einen Reinigungseffekt, so daß die regelmäßigen Reinigungsoperationen erleichtert werden.

Weiterhin können dem feuchten Gas zusätzlich Alkalitätsträger zugegeben werden, was vorzugsweise ebenfalls in Form eines Aerosols geschieht. Die Wirkung der Alkalitätsträger besteht neben ihrer generellen passivierenden Wirkung darin, daß die auf den metallischen Oberflächen durch biologischen Abbau mitgerissener organischer Substanzen gebildeten Säuren neutralisiert werden. Die Korrosionswirkung derartiger Säuren wird daher verringert. Die Alkalitätsträger können generell Laugen wie beispielsweise Natronlauge darstellen. Bevorzugt sind jedoch Alkalitätsträger, die ihrerseits zur Korrosionsschutzwirkung beitragen. Beispiele solcher Alkalitätsträger sind Seifen sowie organische Amine, insbesondere Alkanolamine.

Vorzugsweise setzt man die Korrosionsinhibitoren dem feuchten Gas in einer solchen Menge als Aerosol zu, daß ein m3 des feuchten Gases, beispielsweise der Abluft, 1 ug bis 10 mg, bevorzugt 10 ug bis 1 mg Korrosionsinhibitor enthält. Die wäßrige Lösung oder Dispersion der Korrosionsinhibitoren, die man als Aerosole dem feuchten Gas zugibt, enthält die Korrosionsinhibitoren vorzugsweise in einer Konzentration von 0,1 bis 20 Gew.-%, insbesondere von 1 bis 5 Gew.-%.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren werden die eingangs geschilderten Korrosionsprobleme auf metallischen Oberflächen, die mit feuchten Gasen in Kontakt stehen, wirksam verringert. Dies verlängert die Intervalle für Pflegemaßnahmen bzw. Erneuerung der Anlagen und erhöht hierdurch deren Wirtschaftlichkeit.