專(zhuān)利名稱(chēng)：一種快速活化鋁合金犧牲陽(yáng)極的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鋁合金犧牲陽(yáng)極。
背景技術(shù)：
海洋是極為苛刻的腐蝕環(huán)境，腐燭與防護(hù)問(wèn)題是海上結(jié)構(gòu)物如船舶、海洋平臺(tái)、港 口碼頭、跨海大橋、過(guò)海管線等面臨的重要課題。陰極保護(hù)(cathodic protection)是海 洋防腐的重要手段，特別是在結(jié)構(gòu)物的內(nèi)部保護(hù)中(如船舶壓載水艙等)，由于安全原因， 只能使用犧牲陽(yáng)極陰極保護(hù)。
過(guò)去，陰極保護(hù)主要采用鋅合金犧牲陽(yáng)極，但由于其比重大、電容量小，并且在干濕 交替的環(huán)境中易結(jié)殼失效，大大降低了陰極保護(hù)的效果。相比之下，鋁合金犧牲陽(yáng)極重 量輕、電容量高、壽命長(zhǎng)，達(dá)到相同的保護(hù)效果時(shí)費(fèi)用低，因此，以鋁合金犧牲陽(yáng)極代 替鋅陽(yáng)極是大勢(shì)所趨。目前，鋁合金犧牲陽(yáng)極已在海洋環(huán)境的防腐中得到了應(yīng)用，而不 斷提高鋁合金犧牲陽(yáng)極的電化學(xué)性能成為腐蝕工程師孜孜追求的目標(biāo)。犧牲陽(yáng)極的主要 電化學(xué)性能指標(biāo)包括陽(yáng)極的開(kāi)路電位、工作電位、電容量、電流效率以及表面溶解狀 況。目前犧牲陽(yáng)極材料研制的主要目標(biāo)是開(kāi)路電位和工作電位合適、表面溶解均勻、電 容量大、電流效率高的陽(yáng)極。
海洋結(jié)構(gòu)物中有的部位是間歇性浸水的，即間浸部位，用于這些部位的犧牲陽(yáng)極除 上述要求外，還要求浸水時(shí)能夠快速活化，使得被保護(hù)體的電位迅速達(dá)到保護(hù)電位，從 而提高保護(hù)效果。而目前的鋅合金犧牲陽(yáng)極在間浸環(huán)境中表面易結(jié)殼，電化學(xué)性能迅速 下降，保護(hù)效果很差，因而不適用于間浸環(huán)境；傳統(tǒng)的鋁合金犧牲陽(yáng)極(見(jiàn)GB4948-2002) 在間浸環(huán)境中電容量下降很大， 一般不超過(guò)2200Ah/kg，活化時(shí)間較長(zhǎng)， 一般需要10分 鐘以上，使得陰極保護(hù)的效果不理想。
因此，實(shí)際應(yīng)用中非常需要一種能夠快速活化，并且在全浸和間浸環(huán)境中都具有較高 電容量和電流效率的犧牲陽(yáng)極材料
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種快速活化鋁合金犧牲陽(yáng)極，適用于一切間、 全浸環(huán)境中的鋼結(jié)構(gòu)陰極保護(hù)，能快速活化釋放出持續(xù)大電流。
本發(fā)明一種快速活化鋁合金犧牲陽(yáng)極，其特征在于以鋁為原料，添加以下元素，按 照重量百分比其組成為鋅3.5-7.5wt%，鎂:0.7-2wt。/。，錳:0.04-0.10wt% ，銦 0.015-0.050wt%，鎵0.01-0.06 wt。/o,其中硅S0.10wt。/。，鐵S0.15wt。/。，銅，01wt0/。, 余量為鋁。
本發(fā)明通過(guò)在鋁合金中添加合金元素Ga、 Mg、 Mn等，使鋁合金犧牲陽(yáng)極晶粒細(xì) 化，使陽(yáng)極在海水中能快速活化，并持續(xù)釋放出大電流，保護(hù)被腐蝕的鋼結(jié)構(gòu)。適用于 一切間、全浸環(huán)境中的鋼結(jié)構(gòu)陰極保護(hù)。可以應(yīng)用于船舶、海洋平臺(tái)、港口碼頭、跨海 大橋、過(guò)海管線等結(jié)構(gòu)物的防腐，具有廣闊的產(chǎn)業(yè)化前景。
該犧牲陽(yáng)極按照傳統(tǒng)工藝可采用鑄造工藝，也可采用其它冶金手段鑄造。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)
1、 該鋁合金犧牲陽(yáng)極在海水中能夠快速活化，活化時(shí)間小于3min。
2、 該陽(yáng)極在全浸和間浸環(huán)境中都具有較高的電容量和電流效率:在間浸環(huán)境情況下， 實(shí)際電容量》2450Ah/Kg,電流效率》86%;在全浸環(huán)境情況下，實(shí)際電容量^ 2700Ah/Kg，電流效率>93%。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例h
與海面接觸部位、船舶內(nèi)艙、巖洞金屬設(shè)備等處在間浸部位，普通的犧牲陽(yáng)極電容 量、電流效率、活化時(shí)間等降低，不能保持浸水時(shí)能夠快速活化。我們采用鋅5.5wt%， 鎂:L3wt。/o，錳:0.080wto/0，銦0.035wt%,鎵0.045 wt。/o，余量為鋁的材料(其中硅S0.10 wt%，鐵^U5wt。/。，銅50.01wt。/。)制作的犧牲陽(yáng)極，經(jīng)檢測(cè)處在間浸環(huán)境中，陽(yáng)極電 容量2472Ah/Kg，電流效率87%，活化時(shí)間2.5min,完全達(dá)到設(shè)計(jì)要求。把生產(chǎn)陽(yáng) 極塊直接焊接到被保護(hù)結(jié)構(gòu)物，過(guò)兩個(gè)月發(fā)現(xiàn)被保護(hù)物表面的銹斑為擴(kuò)大現(xiàn)象，露出錚 亮鋼結(jié)構(gòu)表面，釆用高活化的鋁合金犧牲陽(yáng)極使得被保護(hù)體的電位迅速達(dá)到保護(hù)電位， 從而提高保護(hù)效果。 實(shí)施例2:對(duì)于碼頭下面全浸環(huán)境下的鋼管樁采用犧牲陽(yáng)極保護(hù)，我們采用鋅4.5wt%， 鎂:l.lwt。/。，錳:0.060wt。/。，銦0.040wt%，鎵0.025 wt。/o，余量為鋁的材料(其中硅$0.10 wt%，鐵S0.15wt。/。，銅50.01wtV。)，經(jīng)檢測(cè)處在全浸環(huán)境中，陽(yáng)極電容量2700Ah/Kg， 電流效率94.5°/。，活化時(shí)間2min。經(jīng)過(guò)近半年的觀察測(cè)量，工作電位正常，陽(yáng)極表面 脫落均勻，被保護(hù)鋼結(jié)構(gòu)表面無(wú)銹斑生成，同時(shí)節(jié)約陽(yáng)極的用量。 實(shí)施例3:
對(duì)于石化儲(chǔ)罐內(nèi)壁的防腐保護(hù)，我們采用鋅4.5wtn/o薦:l.lwtVo，錳:0.060wtn/。，銦 0.035wt%，鎵0.030 wt。/。，余量為鋁的材料(其中硅S0.10wt。/。，鐵^0.15wt。A，銅SO.Ol wt%)，經(jīng)檢測(cè)處在全浸環(huán)境中，陽(yáng)極電容量2710Ah/Kg，電流效率95%;經(jīng)檢測(cè)處 在間浸環(huán)境中，陽(yáng)極電容量2462Ah/Kg，電流效率87.5%?？焖倩罨臓奚?yáng)極很 好的解決儲(chǔ)罐內(nèi)壁處在全、間浸環(huán)境的問(wèn)題。
權(quán)利要求
1、一種快速活化鋁合金犧牲陽(yáng)極，其特征在于以鋁為原料，添加以下元素，按照重量百分比其組成為鋅3.5-7.5wt％，鎂0.7-2wt％，錳0.04-0.10wt％，銦0.015-0.050wt％，鎵0.01-0.06wt％，其中硅≤0.10wt％，鐵≤0.15wt％，銅≤0.01wt％，余量為鋁。
全文摘要
一種快速活化鋁合金犧牲陽(yáng)極，其組成成分主要如下Zn3.5-7.5wt％，Mg0.7-2wt％，Mn0.04-0.10wt％，In0.015-0.050wt％，Ga0.01-0.06wt％，其中Si≤0.10wt％，F(xiàn)e≤0.15wt％，Cu≤0.01wt％，余量為鋁。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是在鋁合金中添加Ga、Mg、Mn等元素，使鋁合金犧牲陽(yáng)極晶粒細(xì)化，在間、全浸環(huán)境中鋁合金犧牲陽(yáng)極原電池能快速活化釋放出持續(xù)大電流，保護(hù)被腐蝕的鋼結(jié)構(gòu)。適用于一切間、全浸環(huán)境中的鋼結(jié)構(gòu)陰極保護(hù)。
文檔編號(hào)C23F13/00GK101619459SQ200910017590
公開(kāi)日2010年1月6日 申請(qǐng)日期2009年8月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月11日
發(fā)明者趙尊生, 逯彥偉, 逯彥國(guó), 逯紀(jì)德, 逯顏軍 申請(qǐng)人:山東德瑞防腐材料有限公司