一种改善污水储罐保护效果的高电流效率铝合金牺牲阳极材料及其制备方法

摘要

本发明一种改善污水储罐保护效果的高电流效率铝合金牺牲阳极材料及其制备方法，该阳极材料按质量百分比计，包括以下成分：Zn 5.0～6.0％，In 0.01～0.1％，Mg 0.4～0.5％，Ti 0.01～0.1％，其余为Al。将铝锭在惰性气体保护下进行熔炼，得铝液；在铝液保温30～32min后，依次加入Zn、In、Mg和Ti至完全熔化，并搅拌均匀后扒渣，保温2～2.1h，得混合液；混合液浇注并冷却至室温、成型。本发明通过添加合适的合金元素种类以及配比，从而制备出电流效率更高，能有效改善污水储罐保护效果的铝合金材料。

说明书

技术领域

本发明属于腐蚀与防护技术领域，具体涉及一种改善污水储罐保护效果的高电流效率铝合金牺牲阳极材料及其制备方法。

背景技术

储罐作为储运原油污水的重要设备，应用广泛。但由于原油污水成分杂，腐蚀性离子多，加之储罐不同位置腐蚀程度不同，需要更为有效的保护方法对储罐进行保护。目前，铝合金牺牲阳极材料因其具有电位更负、电流效率更高、经济效益更好应用最为广泛。近年来，关于储罐牺牲阳极保护材料的研究主要集中在海洋环境中的腐蚀行为，即冲蚀、缝隙腐蚀和应力破坏等。而关于陆地原油污水储罐静态腐蚀下不同位置的牺牲阳极材料相关专利研究报道较少。

研究表明，Al-Zn-In系合金阳极是铝基合金中应用最广泛地一种。而按照GB/T4948-2002《铝-锌-铟系牺牲阳极》生产的现有的Al-Zn-In系铝合金牺牲阳极材料在实际运行中出现阳极电流效率较低、表面成片脱落的现象，极大影响了阳极材料的使用寿命。因此，如何制备出电流效率更高、使用寿命更长的铝合金牺牲阳极材料，对延长污水储罐的服役寿命具有重要的影响。

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保护效果的高电流效率铝合金牺牲阳极材料及其制备方法，对污水储罐保护效果好、阳极材料电流效率更高、溶解更均匀。

本发明通过以下技术方案来实现：

一种改善污水储罐保护效果的高电流效率铝合金牺牲阳极材料，按质量百分比计，包括以下成分：Zn 5.0～6.0％，In 0.01～0.1％，Mg 0.4～0.5％，Ti 0.01～0.1％，其余为Al。

所述的改善污水储罐保护效果的高电流效率铝合金牺牲阳极材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)将铝锭在惰性气体保护下进行熔炼，得铝液；

(2)在铝液保温30～32min后，按照质量百分比为：Zn 5.0～6.0％，In 0.01～0.1％，Mg 0.4～0.5％，Ti 0.01～0.1％，依次加入Zn、In、Mg和Ti至完全熔化，并搅拌均匀后扒渣，保温2～2.1h，得混合液；

(3)混合液浇注并冷却至室温、成型。

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％，铝锭在石墨坩埚中熔炼。

优选的，步骤(1)中，熔炼温度为760℃～770℃。

优选的，步骤(3)中，浇注温度为710℃～720℃。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明通过添加合适的合金元素种类以及配比，从而制备出能有效改善污水储罐保护效果的高电流效率铝合金材料。能够满足污水储罐实际工况要求，具有良好的市场前景和推广应用价值。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。

本发明一种改善污水储罐保护效果的高电流效率铝合金牺牲阳极材料，按质量百分比计，包括以下成分：Zn 5.0～6.0％，In 0.01～0.1％，Mg0.4～0.5％，Ti 0.01～0.1％，其余为Al。

所述的改善污水储罐保护效果的高电流效率铝合金牺牲阳极材料的制备方法，包括以下步骤：

1)将铝锭在惰性气体保护下进行熔炼，得铝液；

2)在铝液保温30～32min后，按照质量百分比为：Zn 5.0～6.0％，In0.01～0.1％，Mg 0.4～0.5％，Ti 0.01～0.1％，依次加入Zn、In、Mg和Ti至完全熔化，并搅拌均匀后扒渣，保温2～2.1h，得混合液；

3)混合液浇注并冷却至室温、成型。

步骤(1)中，所述惰性气体为氮气。铝锭纯度为99.99％，铝锭在石墨坩埚中熔炼。所述熔化温度为760℃～770℃。

步骤(3)中，所述浇注温度为710℃～720℃。

实施例1：

将铝锭(纯度99.99％)放入石墨坩埚熔炼炉中，升温至760℃，使之熔融为铝液并保温30min。然后在铝液中依次加入质量百分比5.0％Zn，0.01％In，0.4％Mg，0.01％Ti。充分搅拌，扒渣后在760℃保温2h，使之均匀。最后将熔液浇注在模具中，浇注温度为710℃。待铸件冷却至室温后，即可制备出所述铝合金铸件；整个熔炼过程中，使用氮气保护熔体。

实施例2：

将铝锭(纯度99.99％)放入石墨坩埚熔炼炉中，升温至770℃，使之熔融为铝液并保温31min。然后在铝液中依次加入质量百分比6.0％Zn，0.1％In，0.5％Mg，0.1％Ti。充分搅拌，扒渣后在770℃保温2.1h，使之均匀。最后将熔液浇注在模具中，浇注温度为715℃。待铸件冷却至室温后，即可制备出所述铝合金铸件；整个熔炼过程中，使用氮气保护熔体。

实施例3：

将铝锭(纯度99.99％)放入石墨坩埚熔炼炉中，升温至765℃，使之熔融为铝液并保温30min。然后在铝液中依次加入质量百分比5.5％Zn，0.05％In，0.45％Mg，0.05％Ti。充分搅拌，扒渣后在765℃保温2h，使之均匀。最后将熔液浇注在模具中，浇注温度为720℃。待铸件冷却至室温后，即可制备出所述铝合金铸件；整个熔炼过程中，使用氮气保护熔体。

实施例4：

将铝锭(纯度99.99％)放入石墨坩埚熔炼炉中，升温至770℃，使之熔融为铝液并保温32min。然后在铝液中依次加入质量百分比5.5％Zn，0.03％In，0.4％Mg，0.065％Ti。充分搅拌，扒渣后在770℃保温2.1h，使之均匀。最后将熔液浇注在模具中，浇注温度为718℃。待铸件冷却至室温后，即可制备出所述铝合金铸件；整个熔炼过程中，使用氮气保护熔体。

对比例1：

将铝锭(纯度99.99％)放入石墨坩埚熔炼炉中，升温至770℃，使之熔融为铝液并保温32min。然后在铝液中依次加入质量百分比5.5％Zn，0.03％In，0.7％Mg，0.065％Ti。充分搅拌，扒渣后在770℃保温2.1h，使之均匀。最后将熔液浇注在模具中，浇注温度为718℃。待铸件冷却至室温后，即可制备出所述铝合金铸件；整个熔炼过程中，使用氮气保护熔体。

对比例2：

将铝锭(纯度99.99％)放入石墨坩埚熔炼炉中，升温至770℃，使之熔融为铝液并保温32min。然后在铝液中依次加入质量百分比5.5％Zn，0.03％In，0.4％Mg，0.3％Ti。充分搅拌，扒渣后在770℃保温2.1h，使之均匀。最后将熔液浇注在模具中，浇注温度为718℃。待铸件冷却至室温后，即可制备出所述铝合金铸件；整个熔炼过程中，使用氮气保护熔体。

性能对比结果见表1

表1性能对比结果

以上实施例表明，本发明工艺过程简单可行，按照本发明的成分配比制备出的铝合金材料电流效率更高，能有效改善污水储罐保护效果，完全满足实际工况使用要求。

需要说明的是，以上所述实施例为本发明的较佳实施方式而已。除上述实施例以外，本发明尚有其他多种实施方式。凡是采用等效替换形成的技术方案，均落在本发明要求保护的范围之内。