증기터어빈 보존제와 증기터어빈 부품의 보호방법
본 발명은 일반적으로, 증기터어빈 보존제에 관한 것이며, 더 특별하게는 신규의 증기 터어빈 보존제와 증기 터어빈 부품의 보존방법에 관한 것이다. 증기 터어빈 부품은 전통적으로 두개의 주요 보존제 중의 하나로 보존되어 왔다 : 오일이나 그리이스(grease)같은 석유 유도체, 또는 래커(lacquer) 같은 경화 피복, 한편, 래커는 시간이 경과되면 갈라지는 경향이 있으며 그에 의해 보존제로서의 효율성이 감소된다. 다른 면에서, 석유 유도체는 보존제의 필름 표면에 갈라짐과 긁힘을 "보호"하는 경향이 있으므로 일시적인 갈라짐이나 긁힘에서도 보존제로서의 효율성을 유지할 수 있다. 그러나 석유 유도체를 포함하는 보존제는 부품의 설비 이전에 사용하여 증기 터어빈 부품으로부터 완전히 제거되어야만 하며, 그 이후에 황과 중금속 같은 불순물을 함유하는 오일과 그리이스의 실질적인 농도는 증기 발생기와 터어빈에의 급속 공급에 있어서 필수적으로 피해야만 한다. 특히, 상기의 불순물의 존재로 야기되는 증기 발생시 부식에 관해서는 핵발전소의 경우에 중요하다. 더욱이, 작동전 연장시간이 필요하기 때문에, 보존제 없이 터어빈을 조립하는 것은 바람직하지 않다. 습한 대기에 상기의 터어빈을 노출시키면 부식이 용이하게 발생한다. 석유 유도체로 구성된 증기 터어빈 부품의 보존제는 그것을 적용한 부품으로부터 빠르게 제거할 수 있는 장점을 제공하는 반면, 래커 피복의 비교물은 제거하기가 난해하고 표면에 형성된 갈라짐과 긁힘을 "보호"하지 못한다. 더욱이, 부품에 남아있는 래커 피복 보존제는 연마제가 응축 서브시스템(sub system)에 사용될 경우 특별한 물질로서 통상적인 응축 연마용 수지에 작용하는 경향이 있다. 따라서, 본 발명의 주 목적은 보존제 사용에 있어서 상술한 단점이 없는 증기 터어빈 부품을 보존하는 방법 및 증기 터어빈 보존제를 제공하는 것이다. 증기 터어빈 부품을 보존하는 방법면에서, 본 발명의 목적은 유효량의 선결된 유기 용매를 아민 중합체와 혼합하여 부품의 보호에 유효한 층으로 부품에 사용하는 적용 및 예정된 기간동안 상기 층의 분해할 수 있도록 혼합물을 사용하기에 적합한 점도로 맞추는 것을 특징으로 한다. 아민은 정상적으로 통상적인 증기 발생계와 관련된 화학 물질의 부분이며, 긴-사슬의 아민류가 가끔 증기 상 억제제로 사용되기 때문에, 아민 중합체(또는 "폴리아민류"라 함)로 구성된 보존제는 그것의 석유유도체와 래커 피복 비교물 보다 중요한 장점을 나타낸다. 상기의 폴리 아민류는 전반적인 증기 발생기의 화학에 무해할 뿐만 아니라, 아민을 분해하는 모든 산성 물질을 중화할 수 있도록 염기성 환경을 제공하는 잇점이 있다. 본 발명의 중요한 일면에 따르면, 선택된 범위내의 분자량을 갖는 폴리아민과 저가의 탄소수로 이루어진 단량체를 선택된 용매로 혼합하여 사용에 적합한 점도를 갖게 한다. 상기 혼합물을 분무와 같은 통상적인 방식으로 부품에 적용하여 유지되도록 한다. 단시간 경과후, 용매를 혼합물에서 증발시키고 부품을 보호하기 위한 폴리아민이 남도록 한다. 본 발명의 다른 일면에 따르면, 폴리아민 보존제는 부품을 증기 발생제계내에 설치 또는 배치한 후에도 부품에 남아있도록 한다. 명백하게는, 부품의 설치나 배치 이전에 제거 단계를 생략하면 증기 발생계의 휴지 시간을 최소화할 수 있지만 폴리아민 보존제가 증기의 대기 존재하에서 유리하게 분해되기 때문에 증기 발생의 화학을 해결할 수 없다. 그러나 본 발명의 또 다른 중요한 일면에 따르면, 증기 터어빈 부품에 대한 폴리아민 보존제의 적용 두께는 상기의 폴리아민 보존제의 적용 점도를 변화시킴으로써 조절될 수도 있다. 결과적으로, 폴리아민 보존제의 얇은 층은 부품의 장기간 보호를 제공하는 반면, 두꺼운 층은 "자체-보호"의 바람직한 특성을 개선한다. 아민 중합체와 이것을 생성하는 방법에 관하여 더 자세한 것은 J. March, Advanced Organic Chemistry(3d, ed, 1985)의 부록 B의 "아민"편에서 기술하고 있으며, 본 명세서에 참고로 하고 있다. 또한 March에서는 사슬의 형성 및 가지화에 관해 자세히 기술하고 있다. 본 발명은 하기의 상세한 서술로 더욱 명확해질 것이다. 증기 터어빈 보존제 증기 터어빈 부품을 보존 하는 방법은 아민 중합체류 또는 폴리아민류를 사용한다. "증기 터어빈 부품"이란 용어는 본 출원에서 두루 사용될 것이며, 이 용어는 본 발명을 제한하는 것은 아니라는 것을 주지해야만 한다. "증기 터어빈 부품"이란 용어를 사용함으로써 본 출원 인은 핵 발전소 내의 증기 발생기, 수분 분리재 열기 및 물이나 증기를 사용하는 기타 전열기 부품 같은 증기 발생계에서 사용되는 모든 다른 방식으로 비피복된 금속성 부품을 일컫는 것이다. 폴리아민을 본 발명에 따라 선택하고 약 1:1의 비율로 유기성 용매와 혼합하여 증기 터어빈 부품의 표면에 적용할 수 있도록 혼합물의 점도를 조절한다. 모든 폴리아민이 본 발명의 실시에 적합한 반면, 할로겐화합물의 부재하에 합성된 폴리아민은 할로겐 화합물이 부품의 부식을 야기하기 때문에 더욱 바람직한다. 유사한 방식으로, 모든 적합한 유기 용매는 염화 메틸렌 같은 할로겐화 용매가 아니고 물을 기제로 한 것이 아니한 본 발명에 따라 사용될 수 있다. 폴리아민과 용매의 혼합물중에 물이 존재하는 것은 반드시 피해야 하며, 그 이유는 증기 터어빈 보존중의 물의 존재는 또한 부품의 부식을 야기하기 때문이다. 선택된 폴리아민은 저 분자량의 보존제가 바람직한 적용특성을 제공할 뿐만 아니라, 물을 기재로한 용매를 피하는 것이 바람직한 본 명세서에서 참고로 상술한 바와 동일한 이유로 물에 대한 불용성이 바람직하기 때문에 저분자량 바람직하게는 500-20,000 범위의 분자량이 바람직하다. 분자량이 500인 보존제는 천연적으로 점액이 흐르며, 그에 의해 증기 터어빈 부품 상에 얇은 층(예, 거의 1mil)으로 적용하는 것이 용이한 반면, 분자량이 20,000인 보존제는 매우 점성이여서, 그에 의해 증기 터어빈 부품 상에 두꺼운 층(예, 거의 3mils)으로 적용하는 것이 용이하고, 상기의 보존 필름의 표면 상에 갈라짐과 긁힘을 "자체-보호"하도록 한다. 부가하여, 선택된 폴리아민은 보존제의 분해 특성을 최적화 하기 위해 단량체 내의 2 내지 5개 탄소 원자를 갖는다. 폴리아민과 용매를 적용에 적당한 점도로 혼합한 후에, 그 혼합물의 바람직한 두께로 부품에 바르고 건조한다. 이어서 용매를 혼합물에서 증발시키고 폴리아민이 남도록 하여 증기의 대기중에 노출되어도 부품이 보호될 수 있도록 한다. 그후 부품을 설비 또는 배치할 경우, 전반적인 증기 발생계의 화학 대한 염려 없이 증기의 존재중에서 시간의 경과에 따라 폴리아민이 무해한 화합물로 분해되기 때문에 보존제를 미리 제거하지 않고도 설비 또는 배치를 수행할 수 있다. 임의의 폴리아민/용매 혼합물은 상술한 요건에 부합되는 한 사용에 적합한 반면, 하기의 실시예는 본 발명에 있어서의 폴리아민 보존제의 바람직한 구체화를 기술하고자 한다. 거의 정제한 1, 2 디클로로 에탄을 거의 화학양적인 비율로 암모니아와 축합하여 가지화된 3차 폴리아민을 생성한다. 축합 과정에서 부산물로 형성된 염화수소를 추출법으로 조심스럽게 제거한 후 물로 수세한다. 그리고 나서 산출한 폴리아민을 합성 나프타와 약 1:1의 비율로 혼합하여 적용에 적합한 점도를 갖도록 한다. "합성 나프타"란 용어는 거의 정제한 나프타를 언급하는 것이다. 산출한 폴리아민 보존제의 점도, 예를들면 나프타를 증발한 후 증기 터어빈 부품의 표면에 남아 있는 잔유물은 아민 중합체 단위의 크기 뿐만 아니라 아민 중합체 사슬에 걸쳐 있는 가지화의 전도에 의해 조절된다. 사슬의 형성 및 가지화의 정도를 감소시키는데 적합한 임의의 수단이 사용되는데, 상기의 사슬의 형성 및 가지화의 정도는 본 발명의 구체화, 즉 사슬의 한 말단과 반응할 수 있는 클로로 에탄을 첨가하고 그에 의해 사슬의 연장을 중단시킴으로써 효율적으로 조절된다. 증기 발생계의 시동 시점에서, 상술한 잔유물은 암모니아, 1-히드록시-2-아미노에탄, 에틸렌 디아민 및 에틸렌 글리콜의 혼합물로 분해되며, 그것중 어느것도 증기 발생계에 유해하지 않다. 부가하여, 폴리아민 보존제가 통상적인 응축 연마용 수지로 사용된다면 간단한 부식성 세척을(예, 수산화나트륨으로 세척)하며 폴리아민 보존제의 분해를 향상시키는 경향이 있다. 상술한 폴리아민 보존제는 전적으로 합성 화합물이기 때문에 황과 중금속 같이 증기 발생계의 유효한 작동을 저해하는 불순물을 용이하게 피할 수 있다. 상술한 아민 합성법은 본 발명의 실시예는 중요하지 않으나, 가능하면 할로겐화합물을 사용하지 않고 폴리아민을 합성하는 것이 바람직하다. 따라서, 하기의 실시예는 상기의 할로겐 화합물의 사용을 피할 수 있는 본 발명에 따른 바람직한 아민 합성법을 서술하고자 한다. 에틸렌 디아민과 글리옥살의 아미노화 반응은 몰 비율의 2.5 : 1 내지 3.5 :1 범위에서 수행한다. 바람직하게는, 글리옥살과 에틸렌 디아민을 약 2.9 :1의 몰 비율로 혼합하여 고도의 가지화를 유지할 수 있도록 한다. 사슬의 형성 및 가지화의 정도를 조절하기 위하여, 유효량의 단기능성 알데히드(예, 아세트 알데히드)를 아미노화 반응 과정에 첨가할 수 있다. 산출한 폴리아민을 합성 나프타와 약 1:1의 비율로 혼합한 후 적용에 적합한 점도를 갖는 혼합물을 생성한다. 그 후에 혼합물을 분무로 증기 터어빈 부품에 적용하고 나프타를 증발시켜서 부품의 표면에 폴리아민 잔유물이 남도록 한다. |
