[发明专利]一种高温锌合金牺牲阳极

说明书

技术领域：

本发明属于腐蚀与防护技术领域，涉及一种阴极保护用的高温锌合金牺牲阳极。

背景技术：

近年来，随着海上采油和石油加工业的发展，输油管道的里程迅速增加，所处的环境也纷繁复杂，如海底、土壤等。输油管道在这些环境中不可避免地要遭受腐蚀，输油管道的腐蚀损坏不仅会造成经济损失，而且会由于原油泄露而引起环境灾难或者危害公共安全，因此，必须对输油管道采取防腐措施。对于海底输油管道而言，主要的防腐措施就是涂层和牺牲阳极保护联合防腐。但是，海底输油管道的腐蚀环境具有特殊性：为提高原油的流动性，往往要进行加温，使得管道周围的环境温度常在50～70℃之间，因此，现有的牺牲阳极在这种工况环境下性能都急剧下降。如普通的三元锌阳极在高温下使用时，会发生晶间腐蚀，电流效率大幅降低，电位正移，甚至电位变得比钢铁还正，不仅不能保护钢铁设施，反而加速其腐蚀。传统的铝合金牺牲阳极在高温海水中表面容易钝化，形成一层腐蚀产物硬壳，发生电流量急剧下降，起不到应有的保护作用。因此，需要研制一种适合在高温海水中使用的牺牲阳极材料。高温锌合金阳极，国外有一家生产商能制造这种产品，其阳极的实际电容量仅为780A·h/kg，综合性能指标也难以满足相应环境的防腐要求。

发明内容：

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，寻求制备一种新型的牺牲阳极材料，使其在高温海水中具有优良的电化学性能，阳极电容量大于780A·h/kg，表面溶解均匀，工作电位符合GB/T 4950-2002的要求，可用于海底输油管道的阴极保护。

为了实现上述目的，本发明设计的新型高温锌合金牺牲阳极材料在锌基体中按重量百分比添加合金元素，通过控制Al、Mn元素的比例，得到高电化学性能的牺牲阳极材料，阳极的电容量大于790A·h/kg，表面溶解均匀，腐蚀产物容易脱落，用于高温海水中的阴极保护；其锌合金牺牲阳极的重量百分比配方为Al：0.2-1.0％；Mn：0.05-0.2％；杂质含量：Pb≤0.03％；Cd≤0.002％；Cu≤0.001％；Fe≤0.001％；余量为Zn。

本发明涉及的高温锌合金牺牲阳极采用常规的熔铸法加工制造，用专用石墨坩锅盛锌锭，在加热炉中将锌锭熔化，按照一定的配比，往熔融的锌液中添加Al和Mn，用石墨棒搅拌，除渣，出炉浇铸；加热炉选用焦碳炉、电炉、油炉、气炉等。其电化学性能见表1。

表1高温锌合金牺牲阳极的电化学性能(50℃的天然海水中)

  开路电位，  V(SCE)  工作电位，  V(SCE)  实际电容  量，  Ah/kg  电流效率，  ％  溶解状况  -1.09～-  1.05  -1.05～-  1.00  ≥790  ≥97  产物容易脱落，  表面溶解均匀

本发明与现有技术相比，其制备工艺方法成熟，操作简便，配比合理，使用寿命长，保护效果好，可以广泛用于高温环境下的海水领域的阴极保护。

具体实施方式：

下面通过实施例对本发明作进一步描述。