一種防蠟防垢防腐蝕合金材料的製作方法
2023-05-31 02:41:46
專利名稱：一種防蠟防垢防腐蝕合金材料的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種防蠟防垢防腐蝕合金材料，尤其涉及一種用於工業生產中管線或 者設備防蠟防垢防腐蝕合金材料。
背景技術：
工業生產中，如鋼鐵廠、化工廠、冶煉廠、食品廠、造紙廠的管線、設備結蠟、結垢、 腐蝕問題嚴重，目前處理這類問題普遍採用的是化學方法和物理方法。化學藥劑處理方法 以化學反應為基礎，而化學藥劑本身就是一種汙染腐蝕性物質，而且容易與管線和設備發 生化學反應，因此，容易造成環境汙染並且腐蝕設備，影響設備的使用壽命；而採用物理方 法處理設備，管線防蠟防垢防腐蝕往往達不到理想的效果，而且需要外接電源，並且四周不 能有磁場幹擾，否則使用效果就會很差。從而，如何開發一種新的解決管線、設備結蠟、結垢、腐蝕問題的方法或者材料將 是本領域技術人員一直以來努力尋找的方向。
發明內容
本發明的目的在於提供一種新的合金材料，該合金材料通過不同組分的適當配 比，抑制固相粒子、蠟和垢的形成，改變流體的靜電位，將固相礦物質懸浮在液相中，防止 蠟、垢的形成以及對設備的腐蝕，從而解決了管線、設備結蠟、結垢、腐蝕的問題，並且避免 了環境汙染以及設備腐蝕。本發明所述的這種新的合金材料，即一種防蠟防垢防腐蝕合金材料，在該合金 材料中，各成份的重量百分比含量範圍分別為52wt%< Cu < 65wt%U4. 2wt % < Zn
< 20wt%U5wt%< Ni < 19wt% 2wt%< Pb < 3wt%,3wt%< Sn < 5wt%,0. 23wt%
< Fe < 0. 43wt%,Sb < 0. 005wt%,其餘的成份為 S 和 Mn。優選地，合金材料中各成份的重量比分別為Cu = 61. 13wt%, Zn = 15. 6wt%, Ni =16. 83wt%,Pb = 2. 51wt%,Sn = 3. 35wt%,Fe = 0. 33wt%,Sb < 0. 005wt%，其餘的為 S和Mn，例如其含量可以分別為S = O. 125wt%,Mn = 0. 12wt%0本發明所述合金材料防蠟防垢防腐蝕的原理當流體在通過由本發明所述合金材料製備的設備時，流體中固相粒子、蠟和垢的 形成受到了抑制，流體的靜電位被改變，固相礦物質懸浮在液相中，從而防止了流體管線設 備的結蠟結垢以及腐蝕情況。對經過這種設備處理的流體進行檢測，可知流體的PH值、密 度、揮發性、溶解性、張力、電導率、沸點、冰點都有不同的改變，經過研究以及實驗，可知這 種改變和9種合金金屬材料有密切的關係。例如流體為水時，水中的結垢物質CaC03、Ca(HCO3)2、MgCO3等高硬度物質，以顆粒 物質存在於水中。當水以一定的流速與該合金材料(CPRS金屬)接觸時，水中的粒子及締 合分子獲得催化反應，影響分子能級的躍遷，水分子易被極化。由於極化使粒子間相互排斥 或碰撞，使分子健扭曲、伸長以致斷裂取得自由能量低狀態。同樣，締合水分子在催化的作用下，氫鍵變化，聚合度降低，水分子團變小溶解力增強，水中的碳酸鈣的亞穩過飽和區擴 大。由於極化水中碳酸鈣的過飽和度比普通水中的高，改變了鈣鎂粒子的水解度和半徑，使 碳酸鈣傾向於水中成膜，易粘附於器壁的固相顆粒可隨水排出，故防止結垢。由於極化水溶 解力變大，滲透性增強，老水垢浸泡在極化水中，可以逐漸溶解鬆動脫落，故而有除垢功能。利用合金本身產生的電化學反應。使油包水的乳化結構穩定，防止蠟從膠束結構 中釋放出來而形成固態沉積。從而保證原油流動無阻礙和管壁清潔無蠟沉積。綜上所述該合金作為電化學催化體，當流體通過本發明所述的合金時與合金材 料接觸使溶液發生電化學催化作用，從而使液相中的膠體物質呈懸浮狀態，不易聚集吸附於管壁上；使液相中的各種離子及雜質不易結合形成垢，並能使已結的垢脫落；減弱溶液組合對金屬的氧化作用，增強其還原作用，抑制金屬的腐蝕。本發明所述的這種合金材料通過鑄造工藝製備，在製備的過程中，首先要選取爐 料，在爐料的選取上大都以鑄造黃銅(ZCuZn20)、鑄造白銅(ZCuNi20)、電解銅、電解鎳、電 解鋅、鉛、錫、鐵片為原料，但是也可以利用純金屬代替鑄造黃銅(ZCuZn20)與鑄造白銅 (ZCuNi20)；其次，要對各種配料的具體需要量做計算；再次，選擇熔煉工具進行熔煉工藝。綜上所述，採用本發明所述的這種合金材料來製造防蠟防垢防腐蝕器，並將這種 防蠟防垢防腐蝕器應用於冶金設備和採油設備中，抗腐蝕、防結垢結蠟功能都有了相當大 的提高，大大延長了工業設備維修和更換周期，降低了生產成本。
具體實施例方式為了具體了解本發明所述合金的成份，製備過程以及作用效果，下面藉助幾個具 體實施例對其作進一步的描述。實施例1 合金中各成份的重量百分比為Cu = 61. 13wt%, Zn = 15. 6wt%,Ni = 16. 83wt%,Pb = 2. 51wt%,Sn = 3. 35wt%, Fe = 0. 33wt%, Sb < 0. 005wt%，其餘的為 S 和Mn，這種合金材料的防蠟防垢防腐蝕作用尤為突出。具體的防蠟防垢效果某油田的油井設備，沒有採用這種合金材料製備的防蠟防 垢器，採油設備結蠟結垢嚴重，而且由於清蠟清垢方式單一，所以原油產能較低，而採用了 這種合金材料製備的防蠟防垢器後有較好的效果，主要表現在平穩生產，累計運行時間長， 可達到240天；累計產油量較以前提高了很多，目前為7750噸。具體的防腐蝕效果某油田選用了其中一口油井作為對測試該合金材料所製備設 備的防腐蝕防垢性能，該井在採用了該合金材料設備後，2006年9月到2008年8月，共檢泵 3次，原因均為井卡或泵故障。該井2008年8月21日由於泵故障檢泵。起管柱，泵座以上 第6根油管破，管杆結垢嚴重，通過對該井腐蝕結垢產物進行組分分析，下表為分析結果
權利要求
1.一種防蠟防垢防腐蝕合金材料，其特徵在於，在該合金材料中，各成份的重量百分比 含量範圍分別為52wt%< Cu < 65wt%,14. 2wt%< Zn < 20wt%U5wt%< Ni < 19wt% 2wt% < Pb < 3wt%,3wt%< Sn < 5wt%,0. 23wt%< Fe < 0. 43wt%, Sb < 0. 005wt%, 其餘的為S和Mn。
2.如權利要求1所述的合金材料，其特徵在於，在該合金材料中，各成份的重量百分比 分別為Cu = 61. 13wt%,Zn = 15. 6wt%,Ni = 16. 83wt%,Pb = 2. 51wt%,Sn = 3. 35wt%, Fe = 0. 33wt%, Sb < 0. 005wt%，其餘的為 S 和 Mn。
3.如權利要求1或2所述的合金材料，其特徵在於，S和Mn的重量百分比為S= 0. 125wt%,Mn = 0. 12wt%。
全文摘要
本發明提供一種防蠟防垢防腐蝕合金材料，該合金材料用於工業生產中管線或者設備的防護設置，例如，防蠟防垢防腐蝕器。該合金材料由九種成份熔煉而成，各成份的重量百分比分別為52wt％＜Cu＜65wt％、14.2wt％＜Zn＜20wt％、15wt％＜Ni＜19wt％、2wt％＜Pb＜3wt％、3wt％＜Sn＜5wt％、0.23wt％＜Fe＜0.43wt％、Sb＜0.005wt％，其餘的成份為S和Mn。採用該合金材料製造的防蠟防垢防腐蝕器，使得冶金設備和採油設備的抗腐蝕、防結垢結蠟功能都有了相當大的提高，不僅延長了工業設備維修和更換周期，還降低了生產成本。
文檔編號C22C9/06GK102094135SQ20111004199
公開日2011年6月15日 申請日期2011年2月22日 優先權日2011年2月22日
發明者何立新 申請人:恩曼自動化技術(上海)有限公司