[發明專利]一種長壽命鐵合金犧牲陽極

有效

• 申請號: 200710015151.4
• 申請日: 2007-07-18
• 公開（公告）號: CN101100751A
• 公開（公告）日: 2008-01-09
• 發明（設計）人: 王洪仁;姚萍;李相波;許立坤
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團公司第七二五研究所
• 主分類號: C23F13/14
• 分類號: C23F13/14
• 代理公司: 青島高曉專利事務所
• 代理人: 于正河

技術領域：

本發明涉及一種海水環境下高效長壽的防腐蝕用鐵合金犧牲陽極，特別是一種適于海水環境中的船舶及其它設備保護銅合金海水管路的長壽命鐵合金犧牲陽極。

背景技術：

船舶的海水管路系統在使用過程中經常會出現腐蝕問題，甚至產生腐蝕泄漏。海水管路的早期頻繁泄漏，不僅造成了船舶技術性能的嚴重降低，而且大大增加船舶的維修費用，影響其正常航行。采用耐海水腐蝕性能更好的管材是解決問題的途徑之一，但鈦合金、雙相不銹鋼等材料價格昂貴，而且易對管路系統中的其他材料帶來電偶腐蝕問題。目前紫銅管路在船舶上應用比較多，相對比較經濟，但其耐蝕性尚不能完全滿足實際要求，需要采取一些配套的防護措施，綜合治理海水管路的腐蝕破損問題。

以前，船舶銅質海水管路廣泛采用鋅合金犧牲陽極保護，但大都不很成功。主要原因不是犧牲陽極保護無效，而是因為海水管路通徑較小，管路上可以安裝的犧牲陽極尺寸有限，加之鋅合金陽極與銅合金陰極之間電位差過大(約800mV)，犧牲陽極溶解過快，壽命太短，大都在數月內即完全消耗，船舶在航期間又不易經常更換，加之鋅塞式的陽極底座和絲堵材料為有脫成分腐蝕敏感性的H59-1黃銅。因此海水管路僅在裝陽極后的數月內受到保護，以后長期處于無保護狀態，甚至發生過絲堵腐蝕后受壓崩出造成電器失火的事故。

目前，俄羅斯、美國、日本等國家在船舶的銅質海水管路犧牲陽極保護方面均推薦用鐵陽極，而不推薦鋅合金犧牲陽極。但其采用的鐵陽極，有的材料直接選用普通碳鋼或純鐵，盡管可以對銅管路提供保護，但其作為犧牲陽極材料的性能并不是最佳的。正如鋁合金犧牲陽極在嚴格控制鋁中的Fe等雜質的基礎上，添加適當的合金元素使鋁合金犧牲陽極材料的電化學性能達到使用要求，鐵合金陽極必須控制雜質含量并根據管路保護的特點添加適當的合金元素，使其耐蝕性、工作電位、電容量和電流效率、溶解性能等達到犧牲陽極材料的要求。

除了陽極材料以外，陽極的結構形式也是影響海水管路保護效果的關鍵因素。中國專利(CN03253305.5)“一種海水管路犧牲陽極保護裝置”介紹了一種海水管路犧牲陽極保護裝置。其特征是所述的犧牲陽極為圓管狀，它的外面套裝一中空圓柱形外殼，夾在兩法蘭中間固定。它的優點在于：結構簡單，安裝、更換方便。但是由于陽極體的尺寸較小，同樣存在壽命較短的問題，難以達到一個塢修期，并且該裝置的耐壓密封方面還有待進一步提高。

發明內容：

本發明的目的在于克服現有技術中存在的不足，提供一種開路電位適宜、電流效率高，溶解均勻并且使用壽命至少達到一個塢修期的鐵合金犧牲陽極組件，該組件不需要復雜技術操作就可進行安裝更換，并且能夠克服現有技術使用壽命短、結構不耐壓的缺點。

為了實現上述目的，本發明先從犧牲陽極材料本身的性能改進入手，設計了一種電位差適宜、溶解均勻且電流效率高的鐵合金犧牲陽極材料并制成陽極組件，其陽極組件主體結構包括陽極外套管、管式陽極體、法蘭、螺栓和管路；采用管段式結構，陽極外套管的材料和海水管路材料相同，陽極組件兩端接有法蘭，陽極與管路之間采用法蘭式連接和密封；管式陽極體鑲嵌在陽極外套管內，其內徑為被保護海水管路內徑的0.9～1.2倍；陽極外套管和管式陽極體的長度可調。

本發明通過腐蝕和電化學性能的研究，確定了以Mn、Cr及微量Al為合金元素的鐵合金犧牲陽極材料成份，其各元素的重量百分比為：Mn為1～6％；Cr為1～5％；Al為0.1～0.5％；余者為Fe；合金元素的加入具有提高陽極的電化學性能、改善陽極本身抗沖刷腐蝕的能力、延長陽極的使用壽命的功效；采用常規的熔鑄技術，控制原材料成分、熔煉和出爐、澆鑄溫度和成分均勻度，使晶粒組織細化，制成鐵合金犧牲陽極組件。

本發明根據船舶海水管路的結構特點，陽極體設計為管段式復合陽極結構，該陽極結構兩端制有法蘭的一段雙金屬管，內層為犧牲陽極材料，外層為與海水管路或法蘭相同的材料，通過法蘭與海水管路的法蘭直接相連。

本發明的陽極結構可以大幅度的增加陽極重量，顯著增加陽極使用壽命，可用于難于進行維修保養，要求保護期限必須達到或超過一個塢修期的海水管路上。

附圖說明：

圖1為本發明的組成結構原理示意圖。

具體實施方式：