[發(fā)明專利]耐高溫油污海水的鋁合金犧牲陽極

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811324816.4
• 申請日: 2018-11-08
• 公開（公告）號: CN109252170B
• 公開（公告）日: 2020-10-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳亞林;楊朝暉;劉敏;李延偉;張叢;趙紹波;陳凌宇;楊海洋;孫天翔;鄭志建;尹鵬飛;韓冰
• 申請（專利權(quán)）人: 青島鋼研納克檢測防護技術(shù)有限公司;國網(wǎng)浙江省電力有限公司電力科學(xué)研究院;杭州意能電力技術(shù)有限公司;浙江國華浙能發(fā)電有限公司
• 主分類號: C23F13/14
• 分類號: C23F13/14;C22C21/10;C22C1/03
• 代理公司: 北京中安信知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11248
• 代理人: 李彬;張小娟

本發(fā)明屬于金屬腐蝕與防護技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種耐高溫油污海水的鋁合金犧牲陽極。該鋁合金犧牲陽極，以鋁為原材料，通過添加鋅、銦、鈦、錫、鎵合金元素消除高溫油污環(huán)境對犧牲陽極電化學(xué)性能的影響，其各組成的含量的重量比為：鋅4.10％～4.70％，銦0.015％～0.030％，鈦0.05％～0.10％，錫0.05％～0.10％，鎵0.01％～0.02％，余量為鋁，其中鋁原料含有的雜質(zhì)元素鐵0.1％，硅0.15％。其電化學(xué)性能為：在65℃油污海水環(huán)境中，開路電位負于?1.10V(相對于SCE)，工作電位穩(wěn)定在?1.05～?1.1V(相對于SCE)，腐蝕產(chǎn)物容易脫落，溶解后腐蝕形貌較均勻，電容量≥2190A·h/Kg，電流效率≥77.5％。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于金屬腐蝕與防護技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種耐高溫油污海水的鋁合金犧牲陽極。

背景技術(shù)

海洋油田的工藝生產(chǎn)水是含有長鏈烴的高溫油污海水，水中還含有成份復(fù)雜的添加劑，其腐蝕性較普通海水還要高。由于無法直排，生產(chǎn)水要在工藝艙內(nèi)儲存一段時間。為了保護艙壁，使用犧牲陽極的陰極保護法來防止艙內(nèi)腐蝕。

相比于其他犧牲陽極材料，鋁合金犧牲陽極具有電容量較高、費用較低、壽命較長、重量較輕等突出的優(yōu)點。由于現(xiàn)有的鋁陽極一般只能用于常溫環(huán)境下，高溫油污海水中的電化學(xué)性能極低。并且少數(shù)已經(jīng)公開的耐高溫鋁合金配方陽極在工藝生產(chǎn)水中的實際應(yīng)用效果不理想，實際壽命與設(shè)計壽命相差較大。因此，開發(fā)耐高溫油污海水的鋁合金犧牲陽極具有重要的意義。目前，現(xiàn)有技術(shù)中適用于高溫油污海水環(huán)境的犧牲陽極材料較少，且效率較低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種高效的耐高溫油污海水的鋁合金犧牲陽極，通過對其成分進行改進，使其可在65℃的高溫油污海水環(huán)境中使用，工作電位符合陰極保護設(shè)計要求，腐蝕產(chǎn)物容易脫落，溶解后的腐蝕形貌較均勻，電容量≥2190A·h/Kg，電流效率≥77.5％。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案：

本發(fā)明提供一種耐高溫油污海水的鋁合金犧牲陽極，化學(xué)組成按重量百分比為：鋅4.10％～4.70％，銦0.015％～0.030％，鈦0.05％～0.10％，錫0.05％～0.10％，鎵0.01％～0.02％，余量為鋁；其中鋁原料含有的雜質(zhì)元素鐵小于0.1％，硅小于0.15％。

進一步地，所述鋁合金犧牲陽極的化學(xué)組成按重量百分比為：鋅4.38％～4.70％，銦0.023％～0.028％，鈦0.077％～0.085％，錫0.074％～0.10％，鎵0.015％～0.016％，余量為鋁。

該鋁合金犧牲陽極采用熔鑄法制備。

該鋁合金犧牲陽極在65℃油污海水環(huán)境中，開路電位負于-1.10V，工作電位穩(wěn)定在-1.05～-1.1V，腐蝕產(chǎn)物容易脫落，溶解后腐蝕形貌較均勻，電容量≥2190A·h/Kg，電流效率≥77.5％。

本發(fā)明提供一種耐高溫油污海水的鋁合金犧牲陽極的制備方法，包括如下步驟：

1)按照如下重量百分比準備原料：鋅4.10％～4.70％，銦0.015％～0.030％，鈦0.05％～0.10％，錫0.05％～0.10％，鎵0.01％～0.02％，余量為鋁；其中Al含有的雜質(zhì)元素鐵小于0.1％，硅小于0.15％；

2)熔煉前先將鋁錠和鋅錠置于120℃的坩堝或煉爐中保溫2小時；然后將鋁錠置入煉爐加熱，加熱至670℃～700℃，使鋁錠完全熔化，再加入鋅錠，繼續(xù)加熱，待鋁液和鋅液的混合液溫度升到720℃～750℃時，停止加熱，用石墨棒充分攪拌均勻；

3)用小坩堝舀取鋁液和鋅液的混合液，將鈦中間體加入小坩堝，攪拌使之溶解，再倒入高溫加熱爐中，使其充分熔融并用石墨棒攪拌均勻；

4)再用小坩堝舀取混合液，將銦、錫、鎵元素用鋁箔包好后放入小坩堝中，攪拌使之溶解，再次倒入高溫加熱爐中，用石墨棒攪拌均勻；