[發明專利]一種鈍性金屬材料表面阻垢方法

有效

• 申請號: 202010593093.9
• 申請日: 2020-06-26
• 公開（公告）號: CN111702410B
• 公開（公告）日: 2022-04-01
• 發明（設計）人: 唐長斌;陶冠宇;薛娟琴;畢強;李發根;尹成先
• 申請（專利權）人: 西安建筑科技大學
• 主分類號: B23P9/02
• 分類號: B23P9/02;B08B3/12;C23G5/032
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 王晶

一種鈍性金屬材料表面阻垢方法，包括以下步驟；首先對試樣進行表面除油處理；其次進行超聲表面滾壓加工；最后，實施滾壓表面保護，使其維持加工狀態進入服役使用。本發明阻垢效果良好、成本較低、制備簡單，并能很好地克服傳統結垢方法存在的成本高、繁瑣、部分污染嚴重等缺點。

技術領域

本發明涉及金屬材料表面處理應用技術領域，特別涉及一種鈍性金屬材料表面阻垢方法。

背景技術

由金屬材料組成的石油管線、換熱器、鍋爐等設備在服役期間，其表面難免會發生結垢現象。這主要是因為金屬設備在使用過程中，因介質溫度、壓力、組分等的變化打破了原先的物質平衡，使得成垢離子通過結晶作用產生晶粒，并在長時間的積累下生長成污垢。一般而言，污垢組成中主要以CaCO₃垢為主，同時還混有MgCO₃、CaSO₄、MgSO₄等。金屬設備表面出現結垢后，如果不及時進行清理，則會帶來一系列問題，比如：油田集輸管線出現生垢現象后，在長時間不清垢的情況下，污垢會慢慢堆積形成一定厚度的垢層附著在管壁，造成管道有效面積明顯減小，使得管線運輸效率大大降低、運輸成本增加，另外，還可能會伴隨著腐蝕發生，嚴重時還會造成管線穿孔，給人們的生命及財產帶來不可估量的損失。因此，尋求經濟、實用的金屬表面阻垢技術對于相關工業生產順利進行以及技術發展十分重要。

目前，國內外用于金屬表面阻垢的技術主要包括：(1)化學阻垢法，即根據具體的使用環境選擇相應的阻垢劑來除垢，但該方法對環境不友好、局限性強，且操作流程繁瑣；(2)物理阻垢法，主要是采用電、磁、聲波輻射等手段使管壁或設備上的結晶沉淀物脫落，一般包括超聲波法、高頻電磁法、輻射處理法、磁場法和催化處理法，但該方法防護效果容易受材料、設備和環境等因素所影響，且成本較高；(3)機械阻垢法，一般是通過清管器進行機械除垢，但這一方法容易對金屬表面造成損傷，且防護周期較短、成本高；(4)選材防護法，利用特殊合金材料的電化學催化作用，可在體系內產生極化效應，避免出現聚合現象，減緩和防止污垢在管線沉積，但該方法研發成本較高，技術尚不成熟；(5)涂層防護法，目前人們大多利用有機涂層或鍍層對金屬表面進行處理，從而獲得具有阻垢功能的涂層材料，但有機涂層的附著力、硬度和耐蝕性往往較差，涂層性能也難以達標。綜上所述，無論采用哪種阻垢方法，都會妨礙正常生產，耗費大量人力、物力以及財力。因此，尋求更為實用、經濟的阻垢技術來有效抑制金屬材料表面結垢，對于企業降本增效具有重要意義。

發明內容

為了克服上述現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種鈍性金屬材料表面阻垢方法，該方法阻垢效果良好、成本較低、制備簡單、經濟實用，能很好地克服傳統結垢方法存在的成本高、繁瑣、部分污染嚴重等缺點。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種鈍性金屬材料表面阻垢方法，包括以下步驟；

首先對試樣進行表面除油；

其次進行超聲表面滾壓加工；

最后，實施滾壓表面保護，使其維持加工狀態進入服役使用。

所述的除油處理具體為，將試樣放入有機溶劑丙酮或KF201金屬清洗劑溶液中進行超聲清洗，去除表面的油污，最后，再使用去離子水漂洗，暖風烘干、備用。

所述的試樣為316L不銹鋼。

所述的超聲表面滾壓加工具體為，將經除油處理后的316L不銹鋼固定在機床上，然后設置超聲滾壓加工的工藝參數，主要參數為：加工線速度2～5m/min，步距0.04～0.1mm，壓力0.8～1.2MPa，氣動滾珠，滾壓1～5次，然后，啟動電源開關，對316L不銹鋼表面進行可控超聲滾壓處理，經超聲滾壓處理后的316L不銹鋼表面可達到鏡面效果，再將其進行超聲波清洗潔凈，最后用去離子水清洗，烘干、備用。所述的除油處理為使用化學除油或溶劑除油，輔以超聲波可強化除油處理效果，以保障后續滾壓效果的一致性。