[发明专利]一种改善污水储罐水/气界面保护效果的铝合金牺牲阳极材料及其制备方法

说明书

本发明一种改善污水储罐水/气界面保护效果的铝合金牺牲阳极材料及其制备方法，按质量百分比计，包括以下成分：Zn 3.0～4.0％，In 0.01～0.1％，Mg 0.4～0.5％，Sn 0.01～0.1％，其余为Al。将铝锭进行熔炼，得铝液，在熔炼过程中持续通入惰性气体进行保护；铝液保温30～35min后，在铝液中加入Zn，熔化、搅拌均匀后，加入In、Mg和Sn，至完全熔化，搅匀后扒渣，保温，得到混合液；混合液在模具中浇注成型，并冷却至室温，制备出所述铝合金牺牲阳极材料。本发明通过添加合适的合金元素种类以及配比，从而制备出能有效保护污水储罐水/气界面位置的铝合金材料，并且在污水储罐中溶解均匀。

技术领域

本发明属于金属腐蚀与防护技术领域，涉及一种铝合金阳极材料，具体涉及一种改善污水储罐水/气界面保护效果的铝合金牺牲阳极材料及其制备方法。

背景技术

储罐在原油污水储运中充当着重要的角色，但由于污水成分复杂，腐蚀性离子多，且储罐不同位置腐蚀差异大。特别在水/气界面处由于干湿交替导致液膜不连续，造成保护电流达不到大气区而易发生腐蚀。因腐蚀诱发的穿孔等安全问题屡见不鲜。因此，如何有效防止腐蚀已成为企业亟待解决的问题。目前，用于保护的牺牲阳极材料主要为镁基合金、锌基合金和铝基合金三种。其中铝合金牺牲阳极材料因其具有更负的电位、更高的电量和电流效率以及经济性应用最为广泛。近年来，人们为了研究添加元素对于铝合金阳极的影响，从而继续提高铝合金阳极的性能，对多元铝合金阳极材料进行了不断地研究和改善。其中Al-Zn-In系合金阳极是铝基合金中应用最广泛地一种。

目前关于陆地原油污水储罐有效保护的阳极材料专利研究报道较少，加之污水储罐含有泥、水两种腐蚀介质，其不同位置（水/气界面、水相、水/泥界面、泥相）储罐的腐蚀行为不同，阳极材料对不同位置的保护效果不同。按照GB/T 4948-2002《铝-锌-铟系牺牲阳极》生产的现有典型的Al-Zn-In-Cd铝合金牺牲阳极材料在实际运行中发现阳极表面成片脱落、效率较低，且在储罐水/气界面处保护效果不佳，仍然存在局部腐蚀和电位不稳等情况。加之Cd元素也是有毒元素，在一些场合也被限制使用。目前在现有的铝合金阳极专利文献中，未查到关于Al-Zn-In铝合金在污水储罐中水/气界面或全位置的保护效果方面的相关专利技术记载。

因此，如何有效调整合金元素的种类以及添加比例对铝合金在污水储罐水/气界面干湿交替环境下的保护性能具有重要的影响。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种改善污水储罐水/气界面保护效果的铝合金牺牲阳极材料及其制备方法，对污水储罐水/气界面保护效果好、溶解更均匀。

本发明通过以下技术方案来实现：

一种改善污水储罐水/气界面保护效果的铝合金牺牲阳极材料，按质量百分比计，包括以下成分：Zn 3.0~4.0%，In 0.01~0.1%，Mg 0.4~0.45%，Sn 0.01~0.05%，其余为Al。

一种改善污水储罐水/气界面保护效果的铝合金牺牲阳极材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）将铝锭进行熔炼，得铝液，在熔炼过程中持续通入惰性气体进行保护；

（2）铝液保温30~35 min后，在铝液中加入Zn，熔化、搅拌均匀后，加入In、Mg和Sn，至完全熔化，搅匀后扒渣，保温，得到混合液；

（3）混合液在模具中浇注成型，并冷却至室温，制备出所述铝合金牺牲阳极材料。

优选的，步骤（1）中，所述惰性气体为氮气。

优选的，步骤（1）中，铝锭纯度为99.99%，铝锭放入石墨坩埚中熔炼。

优选的，步骤（1）中，熔炼温度为770℃~790℃。

优选的，步骤（2）中，扒渣后保温2~2.5h。