本發(fā)明涉及降低金屬制構(gòu)件的腐蝕的方法。

背景技術(shù)：

為了降低由腐蝕性氣體的接觸導(dǎo)致的金屬制構(gòu)件的腐蝕，對(duì)接觸時(shí)被吸附于金屬制構(gòu)件表面的腐蝕性氣體進(jìn)行脫附。例如，如果是流通腐蝕性氣體的配管，則有一邊加熱配管一邊流通惰性氣體的方法(參照專利文獻(xiàn)1)。

但是，專利文獻(xiàn)1公開的方法，如果配管的尺寸大則需要大型的加熱裝置，因此存在成本高的問題。另外，對(duì)于復(fù)雜形狀的部分，存在加熱本身較困難的問題。而且，專利文獻(xiàn)1公開的方法，有時(shí)在配管中發(fā)生溫度不均。因此，對(duì)于局部地溫度過于上升了的部分而言，在腐蝕性氣體中含有水分的情況下，有可能與其說是脫附在進(jìn)行，不如說是由腐蝕性氣體導(dǎo)致的腐蝕在進(jìn)行，對(duì)于局部地溫度低的部分而言，有可能不能夠使腐蝕性氣體充分脫附。

在先技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本專利公報(bào)第3134116號(hào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

因此，本發(fā)明的課題是解決如上所述的現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供低成本、充分且切實(shí)地使接觸時(shí)被吸附于金屬制構(gòu)件表面的腐蝕性氣體脫附，從而降低金屬制構(gòu)件的腐蝕的方法。

為解決所述課題，本發(fā)明的一技術(shù)方案如以下的[1]～[5]所述。

[1]一種金屬制構(gòu)件的腐蝕降低方法，是降低由腐蝕性氣體的接觸導(dǎo)致的金屬制構(gòu)件的腐蝕的方法，包括以下步驟：使預(yù)先加熱了的脫附用氣體接觸所述金屬制構(gòu)件的表面之中的接觸過所述腐蝕性氣體的接觸面，使被吸附在所述接觸面的所述腐蝕性氣體脫附。

[2]根據(jù)[1]所述的金屬制構(gòu)件的腐蝕降低方法，所述預(yù)先加熱了的脫附用氣體的溫度為30℃以上且低于100℃。

[3]根據(jù)[1]或[2]所述的金屬制構(gòu)件的腐蝕降低方法，所述腐蝕性氣體含有溴化氫、氯化氫、氟化氫、溴氣、氯氣、氟氣、三氯化硼、氨、硫化氫、二氧化硫、一氧化氮、二氧化氮、硒化氫、四氟化硅和六氟化鎢之中的至少一種。

[4]根據(jù)[1]～[3]的任一項(xiàng)所述的金屬制構(gòu)件的腐蝕降低方法，所述脫附用氣體是氮?dú)?、氬氣、氦氣、氫氣、二氧化碳、氧氣和空氣之中的至少一種。

[5]根據(jù)[1]～[4]的任一項(xiàng)所述的金屬制構(gòu)件的腐蝕降低方法，所述金屬制構(gòu)件的金屬是不銹鋼。

根據(jù)本發(fā)明，能夠低成本、充分且切實(shí)地使接觸時(shí)被吸附在金屬制構(gòu)件表面的腐蝕性氣體脫附，從而降低金屬制構(gòu)件的腐蝕。

附圖說明

圖1是表示脫附用氣體的溫度與從試片溶出的溴離子的量的關(guān)系的圖。

圖2是表示脫附用氣體的溫度與從試片溶出的金屬離子的量的關(guān)系的圖。

具體實(shí)施方式

以下，對(duì)本發(fā)明的一實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。

本實(shí)施方式的金屬制構(gòu)件的腐蝕降低方法，是降低由腐蝕性氣體的接觸導(dǎo)致的金屬制構(gòu)件的腐蝕的方法，包括以下步驟：使預(yù)先加熱了的脫附用氣體接觸金屬制構(gòu)件的表面之中的接觸過腐蝕性氣體的接觸面，使被吸附在接觸面的腐蝕性氣體脫附。

如果是這樣的技術(shù)方案，則金屬制構(gòu)件表面之中的接觸過腐蝕性氣體的接觸面，能被已預(yù)先加熱的脫附用氣體切實(shí)且均勻地加熱，因此在金屬制構(gòu)件的接觸面難以發(fā)生溫度不均。在接觸時(shí)被吸附在金屬制構(gòu)件的接觸面的腐蝕性氣體的吸附平衡通過加熱而轉(zhuǎn)向脫附側(cè)，由于金屬制構(gòu)件的接觸面被脫附用氣體切實(shí)且均勻地加熱，因此能夠?qū)⒈晃皆诮佑|面的腐蝕性氣體充分且切實(shí)地從接觸面脫附，能夠降低金屬制構(gòu)件的腐蝕。而且，由于金屬制構(gòu)件的溫度不會(huì)局部地過于上升，因此即使是腐蝕性氣體中含有水分的情況，也難以發(fā)生在脫附時(shí)與脫附相比由腐蝕性氣體導(dǎo)致的腐蝕更增進(jìn)的現(xiàn)象。

另外，如果在金屬制構(gòu)件中殘留著腐蝕性氣體，則在金屬制構(gòu)件向大氣開放而與大氣中的水分接觸了的情況下，有可能由于大氣中的水分的影響而使腐蝕快速進(jìn)行，但由于被吸附在接觸面的腐蝕性氣體被脫附了，因此即使金屬制構(gòu)件向大氣開放也難以發(fā)生腐蝕，即使金屬制構(gòu)件長期暴露在大氣中也難以發(fā)生腐蝕的進(jìn)行。

另外，由于不是直接加熱金屬制構(gòu)件，而是經(jīng)由脫附用氣體來加熱金屬制構(gòu)件，因此只要僅具有加熱脫附用氣體的設(shè)備，就能夠加熱金屬制構(gòu)件。因此，與金屬制構(gòu)件的尺寸無關(guān)而能夠以同樣的操作進(jìn)行腐蝕性氣體的脫附，因此即使是金屬制構(gòu)件的尺寸大的情況，也能夠以低成本進(jìn)行腐蝕性氣體的脫附。而且，即使金屬制構(gòu)件存在復(fù)雜形狀的部分(例如錯(cuò)綜復(fù)雜的部分)，也能夠沒有問題地由被加熱了的脫附用氣體均勻地加熱，因此不論是怎樣的形狀的金屬制構(gòu)件，都能夠進(jìn)行腐蝕性氣體的脫附。

預(yù)先加熱了的脫附用氣體的溫度，可以設(shè)為30℃以上且低于100℃，優(yōu)選為30℃以上且80℃以下。如果是30℃以上且低于100℃的溫度，則能夠不使金屬制構(gòu)件進(jìn)行腐蝕而進(jìn)行腐蝕性氣體的脫附。

加熱脫附用氣體的方法并不特別限定，如果能夠在與金屬制構(gòu)件的接觸面接觸之前將脫附用氣體預(yù)先加熱到所期望的溫度，則采用怎樣的方法都可以。

再者，使脫附用氣體接觸之前的金屬制構(gòu)件的溫度，可以設(shè)為常溫以下，例如可以設(shè)為25℃以下，可以設(shè)為20℃以上且25℃以下。

另外，腐蝕性氣體的種類不特別限定，例如可舉出在電子工業(yè)領(lǐng)域中以蝕刻、清潔(cleaning)等用途使用的腐蝕性氣體。作為具體例，可舉出溴化氫(hbr)、氯化氫(hcl)、氟化氫(hf)、溴氣(br2)、氯氣(cl2)、氟氣(f2)、三氯化硼(bcl3)、氨(nh3)、硫化氫(h2s)、二氧化硫(so2)、一氧化氮(no)、二氧化氮(no2)、硒化氫(h2se)、四氟化硅(sif4)、六氟化鎢(wf6)等的腐蝕性化合物的氣體。關(guān)于這些腐蝕性化合物的氣體，可以將一種單獨(dú)作為腐蝕性氣體，也可以將兩種以上適當(dāng)混合來作為腐蝕性氣體。另外，也可以將上述腐食性化合物的氣體之中的至少一種與氮?dú)?n2)、空氣等非腐蝕性氣體混合而成的混合氣體作為腐蝕性氣體。

本實(shí)施方式的金屬制構(gòu)件的腐蝕降低方法，在各種腐蝕性氣體之中，特別適合于使用了含有溴化氫的腐蝕性氣體的情況，所述溴化氫是在分子中具有溴原子的溴化合物。

進(jìn)而，脫附用氣體的種類不特別限定，例如可舉出氮?dú)?n2)、氬氣(ar)、氦氣(he)、氫氣(h2)、二氧化碳(co2)、氧氣(o2)、空氣等非腐食性氣體。關(guān)于這些非腐蝕性氣體，可以將一種單獨(dú)作為脫附用氣體，也可以將兩種以上適當(dāng)混合來作為脫附用氣體。但是，作為脫附用氣體，優(yōu)選使用擴(kuò)散性良好的氣體。

進(jìn)而，金屬制構(gòu)件的種類不特別限定，例如可舉出在腐蝕性氣體的制造工序、精制工序、半導(dǎo)體的制造工序中使用從而與腐蝕性氣體接觸的金屬制構(gòu)件。更具體而言，可舉出在所述各工序中流通腐蝕性氣體的配管、在所述各工序中使用的各種機(jī)器(罐、泵、壓縮機(jī)等)所具備的金屬制構(gòu)件。

再者，如果對(duì)流通腐蝕性氣體的配管、在所述各工序中使用的各種機(jī)器實(shí)施本實(shí)施方式的金屬制構(gòu)件的腐蝕降低方法，則能夠從配管、各種機(jī)器中除去腐蝕性氣體，因此即使針對(duì)其他氣體使用了這些配管、各種機(jī)器，也能夠抑制腐蝕性氣體向其他氣體的混入。

進(jìn)而，構(gòu)成金屬制構(gòu)件的金屬的種類不特別限定，例如可舉出鐵(fe)、鈦(ti)、鉭(ta)等純金屬、不銹鋼、碳鋼、鎳合金等合金。在這些金屬之中，優(yōu)選不銹鋼。

再者，本實(shí)施方式示出了本發(fā)明的一例，本發(fā)明并不被本實(shí)施方式限定。另外，可以對(duì)本實(shí)施方式加以各種變更或改良，加以那樣的變更或改良后的方式也包括在本發(fā)明中。

實(shí)施例

以下示出試驗(yàn)例，來更詳細(xì)地說明本發(fā)明。

向不銹鋼(sus316l)制的電解研磨管容器的內(nèi)部插入不銹鋼(sus316l)制的板狀試片(長2cm、寬5cm、厚0.2cm)之后，使不銹鋼制的電解研磨管容器的內(nèi)部流通氮?dú)?小時(shí)，來除去不銹鋼制的電解研磨管容器的內(nèi)部和試片所附著的水分。再者，試片使用了將表面研磨成與研磨度400號(hào)相當(dāng)?shù)脑嚻?/p>

接著，將插入了試片的不銹鋼電解研磨管容器冷卻至-20℃。而且，一邊將溴化氫氣體(腐蝕性氣體)加壓液化，一邊導(dǎo)入不銹鋼電解研磨管容器中，使含有1ppm的水分的液態(tài)的溴化氫接觸試片。然后，進(jìn)行升溫使得溴化氫的液溫成為40℃，使溴化氫氣化，以使不銹鋼電解研磨管容器的內(nèi)部的壓力以表壓計(jì)成為3.2mpa，將試片在溴化氫氣體中放置1天。在本試驗(yàn)例中，試片的整個(gè)表面成為腐蝕性氣體的接觸面。

放置1天后，從不銹鋼電解研磨管容器抽出溴化氫氣體后就反復(fù)進(jìn)行了15次的清理(purge)操作，所述清理操作由導(dǎo)入預(yù)先調(diào)整為規(guī)定溫度的氮?dú)?脫附用氣體)而使不銹鋼電解研磨管容器的內(nèi)部的壓力以表壓計(jì)上升到1.5mpa(加壓)，接著進(jìn)行吹風(fēng)(blow)的步驟構(gòu)成。氮?dú)獾臏囟仍O(shè)為20℃、30℃、40℃、50℃、80℃或100℃。再者，總是測定不銹鋼電解研磨管容器的內(nèi)部的溫度，并確認(rèn)氮?dú)庖驯徽{(diào)整為規(guī)定的溫度。

從15次的清理操作結(jié)束起60分鐘后，要是確認(rèn)到不銹鋼電解研磨管容器的內(nèi)部的溫度已被調(diào)整為20℃，就從不銹鋼電解研磨管容器中取出試片。然后，將試片在氣溫25℃、濕度50％的大氣中放置5天后，通過目視來觀察試片的表面的狀態(tài)。將結(jié)果示于表1。

另外，從15次的清理操作結(jié)束起60分鐘后，要是確認(rèn)到不銹鋼電解研磨管容器的內(nèi)部的溫度已被調(diào)整為20℃，就從不銹鋼電解研磨管容器中取出試片，使其在20℃的純水中浸漬30分鐘。然后，對(duì)純水進(jìn)行分析，測定了從試片溶出的溴離子的量和金屬離子(鐵離子、鉻離子和鎳離子)的量。再者，在對(duì)于一種金屬存在不同價(jià)數(shù)的離子的情況下，測定所有的價(jià)數(shù)的離子的量，并進(jìn)行合計(jì)。例如，在純水中存在2價(jià)的鐵離子和3價(jià)的鐵離子的情況下，測定兩種離子的合計(jì)量。將結(jié)果示于表1和圖1、2的圖中。表1和圖1、2的圖中示出的溴離子的量和金屬離子的量，是純水中所含有的各離子的量除以試片的表面積而得到的值，即，表示每單位面積的各離子的溶出量。

表1

*)數(shù)值的單位是μg/cm²。

再者，各離子的量的測定方法如下。首先，對(duì)溴離子的量的測定方法進(jìn)行說明。

將浸漬了試片的純水用注射器分取1ml后，注入到離子色譜儀中來對(duì)溴離子進(jìn)行定量。以下記載使用了的離子色譜儀的詳細(xì)情況。

測定裝置：dionex公司制的離子色譜儀(型號(hào)：dx-120)

保護(hù)柱：dionex公司制的柱dionexionpacag23

分離柱：dionex公司制的柱dionexionpacas23

抑制器：dionex公司制的抑制器asrs-300

抑制器電流：50ma

洗提液的流量：1.5ml/min

洗提液：2.7mmol/lna2co3、0.3mmol/lnahco3

接著，對(duì)金屬離子的量的測定方法進(jìn)行說明。將浸漬了試片的純水分取100ml后，添加1ml的電子工業(yè)用鹽酸(和光純藥工業(yè)株式會(huì)社制)制成試料液，然后導(dǎo)入到icp發(fā)射光譜分析裝置中，對(duì)金屬離子進(jìn)行定量。以下記載使用了的icp發(fā)射光譜分析裝置的詳細(xì)情況。

測定裝置：株式會(huì)社島津制作所制的icp發(fā)射光譜分析裝置(型號(hào)：icps-8100)

rf輸出：1.2kw

試料導(dǎo)入速度：1ml/min

積分時(shí)間：50秒

平均次數(shù)：3次

測定元素、波長：fe259.940nm

cr267.716nm

ni231.604nm

由表1可知，在氮?dú)獾臏囟葹?0～80℃的情況下，與氮?dú)獾臏囟葹?0℃的情況相比，從試片溶出的溴離子的量少。另外，在氮?dú)獾臏囟葹?0～80℃的情況下，放置5天后的試片的表面沒有確認(rèn)到腐蝕，而在氮?dú)獾臏囟葹?0℃的情況下，放置5天后的試片的表面確認(rèn)到腐蝕，在5天的放置中腐蝕進(jìn)行了。

進(jìn)而，在氮?dú)獾臏囟葹?00℃的情況下，與氮?dú)獾臏囟葹?0～80℃的情況相比，從試片溶出的金屬離子的量多，可知在5天的放置之前已經(jīng)發(fā)生了腐蝕。另外，在氮?dú)獾臏囟葹?00℃的情況下，在剛從不銹鋼電解研磨管容器取出試片后，試片的表面就確認(rèn)到腐蝕。由此可知，由殘存在試片表面的溴化氫和水導(dǎo)致的腐蝕，被預(yù)先加熱到100℃的氮?dú)饧铀倭恕?/p>

由這些結(jié)果可知，為了不使腐蝕進(jìn)行而從金屬制構(gòu)件除去溴化氫，使用預(yù)先加熱到30℃～80℃的脫附用氣體是有效的。另外可知，如果除去溴化氫，則即使在溴化氫除去后暴露于大氣中，金屬制構(gòu)件的腐蝕也難以進(jìn)行。

再者，在上述的試驗(yàn)例中，作為為了將腐蝕性氣體脫附而使預(yù)先加熱了的脫附用氣體接觸金屬制構(gòu)件的方法，采用了反復(fù)進(jìn)行多次的由將脫附用氣體加壓后進(jìn)行吹風(fēng)的步驟構(gòu)成的清理操作的方法，但也可以應(yīng)用不對(duì)預(yù)先加熱了的脫附用氣體加壓而使其流通的方法。