[发明专利]一种防蜡防垢防腐蚀合金材料

说明书

技术领域

本发明涉及一种防蜡防垢防腐蚀合金材料，尤其涉及一种用于工业生产中管线或者设备防蜡防垢防腐蚀合金材料。

背景技术

工业生产中，如钢铁厂、化工厂、冶炼厂、食品厂、造纸厂的管线、设备结蜡、结垢、腐蚀问题严重，目前处理这类问题普遍采用的是化学方法和物理方法。化学药剂处理方法以化学反应为基础，而化学药剂本身就是一种污染腐蚀性物质，而且容易与管线和设备发生化学反应，因此，容易造成环境污染并且腐蚀设备，影响设备的使用寿命；而采用物理方法处理设备，管线防蜡防垢防腐蚀往往达不到理想的效果，而且需要外接电源，并且四周不能有磁场干扰，否则使用效果就会很差。

从而，如何开发一种新的解决管线、设备结蜡、结垢、腐蚀问题的方法或者材料将是本领域技术人员一直以来努力寻找的方向。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新的合金材料，该合金材料通过不同组分的适当配比，抑制固相粒子、蜡和垢的形成，改变流体的静电位，将固相矿物质悬浮在液相中，防止蜡、垢的形成以及对设备的腐蚀，从而解决了管线、设备结蜡、结垢、腐蚀的问题，并且避免了环境污染以及设备腐蚀。

本发明所述的这种新的合金材料，即一种防蜡防垢防腐蚀合金材料，在该合金材料中，各成份的重量百分比含量范围分别为：52wt％＜Cu＜65wt％、14.2wt％＜Zn＜20wt％、15wt％＜Ni＜19wt％  2wt％＜Pb＜3wt％、3wt％＜Sn＜5wt％、0.23wt％＜Fe＜0.43wt％、Sb＜0.005wt％，其余的成份为S和Mn。

优选地，合金材料中各成份的重量比分别为Cu＝61.13wt％、Zn＝15.6wt％、Ni＝16.83wt％、Pb＝2.51wt％、Sn＝3.35wt％，Fe＝0.33wt％，Sb＜0.005wt％，其余的为S和Mn，例如其含量可以分别为S＝0.125wt％、Mn＝0.12wt％。

本发明所述合金材料防蜡防垢防腐蚀的原理：

当流体在通过由本发明所述合金材料制备的设备时，流体中固相粒子、蜡和垢的形成受到了抑制，流体的静电位被改变，固相矿物质悬浮在液相中，从而防止了流体管线设备的结蜡结垢以及腐蚀情况。对经过这种设备处理的流体进行检测，可知流体的PH值、密度、挥发性、溶解性、张力、电导率、沸点、冰点都有不同的改变，经过研究以及实验，可知这种改变和9种合金金属材料有密切的关系。

例如流体为水时，水中的结垢物质CaCO₃、Ca(HCO₃)₂、MgCO₃等高硬度物质，以颗粒物质存在于水中。当水以一定的流速与该合金材料(CPRS金属)接触时，水中的粒子及缔合分子获得催化反应，影响分子能级的跃迁，水分子易被极化。由于极化使粒子间相互排斥或碰撞，使分子健扭曲、伸长以致断裂取得自由能量低状态。同样，缔合水分子在催化的作用下，氢键变化，聚合度降低，水分子团变小溶解力增强，水中的碳酸钙的亚稳过饱和区扩大。由于极化水中碳酸钙的过饱和度比普通水中的高，改变了钙镁粒子的水解度和半径，使碳酸钙倾向于水中成膜，易粘附于器壁的固相颗粒可随水排出，故防止结垢。由于极化水溶解力变大，渗透性增强，老水垢浸泡在极化水中，可以逐渐溶解松动脱落，故而有除垢功能。

利用合金本身产生的电化学反应。使油包水的乳化结构稳定，防止蜡从胶束结构中释放出来而形成固态沉积。从而保证原油流动无阻碍和管壁清洁无蜡沉积。

综上所述：该合金作为电化学催化体，当流体通过本发明所述的合金时与合金材料接触使溶液发生电化学催化作用，从而：

使液相中的胶体物质呈悬浮状态，不易聚集吸附于管壁上；

使液相中的各种离子及杂质不易结合形成垢，并能使已结的垢脱落；

减弱溶液组合对金属的氧化作用，增强其还原作用，抑制金属的腐蚀。

本发明所述的这种合金材料通过铸造工艺制备，在制备的过程中，首先要选取炉料，在炉料的选取上大都以铸造黄铜(ZCuZn20)、铸造白铜(ZCuNi20)、电解铜、电解镍、电解锌、铅、锡、铁片为原料，但是也可以利用纯金属代替铸造黄铜(ZCuZn20)与铸造白铜(ZCuNi20)；其次，要对各种配料的具体需要量做计算；再次，选择熔炼工具进行熔炼工艺。

综上所述，采用本发明所述的这种合金材料来制造防蜡防垢防腐蚀器，并将这种防蜡防垢防腐蚀器应用于冶金设备和采油设备中，抗腐蚀、防结垢结蜡功能都有了相当大的提高，大大延长了工业设备维修和更换周期，降低了生产成本。

具体实施方式