【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及油气管线腐蚀防护工程，尤其涉及一种镁铝复合牺牲阳极及制备方法。
技术介绍
1、对于山区管道来说，由于管道所处山区位置土壤电阻率较高，因此普通牺牲阳极的电流效率较低，不易达到阴极保护要求。对于传统的镁阳极来说，虽然其能够适用于土壤电阻率相对较高的土壤环境，但是对于含cl-浓度不同的复杂土壤环境其适用性有待进一步研究。尤其是在直流杂散电流干扰条件下，由于镁与铝的电流效率以及机械性能的问题，导致传统镁铝合金牺牲阳极不适合于山区的复杂土壤环境，有必要提出一种新型镁铝合金牺牲阳极来满足上述要求。
2、cn113122852公开了一种镁铝复合阳极的制备方法，所述制备方法包括：根据使用环境以及条件确定铝合金和镁合金的组分；基于所述铝合金的组分选取对应的材料进行配比；将配比完成的与所述铝合金的组分相对应的材料投入熔炉中进行熔化；将全部熔化的与所述铝合金的组分相对应的材料注入第一模具以成型第一铸件；基于所述镁合金的组分选取对应的材料进行配比；将配比完成的与所述镁合金的组分相对应的材料投入熔炉中进行熔化；将全部熔化的与所述镁合金的组分相对应的材料注入第二模具使得镁合金的熔化液包覆于所述第一铸件以成型第二铸件，所述第二铸件为镁铝复合阳极。该阳极是以al合金为主体形成的复合阳极，是以镁阳极和铝阳极为基础对其结构进行改进形成的新型镁铝阳极，阳极分为两个部分，而不是一个整体，在海洋环境中具有较高的电流效率，但是在高土壤电阻率环境中，内部铝阳极主体发生钝化，无法产生持续有效的阴极保护电流。
3、cn205115606u公
4、因此，开发一种在高土壤电阻率、高cl-含量和直流干扰条件下具有较高电流效率的镁铝复合牺牲阳极，是亟待解决的问题。
技术实现思路
1、为了解决上述问题，本专利技术提供一种用于山区高土壤电阻率环境中的镁铝复合牺牲阳极。所述镁铝复合牺牲阳极中特定含量的al元素与mg元素能够形成固溶体，促使所述牺牲阳极在高电阻条件下活化，在高cl-含量的土壤条件下，加入al能够促使所述牺牲阳极的电流效率和电容量的改善。
2、本专利技术的技术方案如下：
3、本专利技术提供一种用于山区高土壤电阻率环境中的镁铝复合牺牲阳极，所述镁铝复合牺牲阳极的组成包含1-20％的al、0.01-5％的mn、0.001％-0.01％的fe、0.01-0.1％的cu、0.001-0.01％的ni、0.001-0.01％的si、0.01-8％的其他杂质元素，余量为mg。
4、进一步地，优选地，所述镁铝复合牺牲阳极的组成包含5-15％的al、0.01-2％的mn、0.001-0.005％的fe、0.01-0.05％的cu、0.001％-0.005％的ni、0.001％-0.005％的si、0.1-5％的其他杂质元素，余量为mg。
5、进一步地，优选地，所述镁铝复合牺牲阳极的组成包含5％的al、0.20％的mn、0003％的fe、0.01％的cu、0.002％的ni、0.08％的si、0.30％的其他杂质元素，余量为mg。
6、进一步地，优选地，所述镁铝复合牺牲阳极的组成包含13.2％的al、0.20％的mn、0003％的fe、0.01％的cu、0.002％的ni、0.08％的si、0.30％的其他杂质元素，余量为mg。
7、进一步地，在0.1mol/l的cl-浓度下，所述镁铝复合阳极的开路电位为-1.44v。
8、进一步地，在0.1mol/l的cl-浓度下，所述镁铝复合阳极的最小腐蚀电流密度为16.9μm/m2，最大腐蚀电流密度为190.8μm/m2。
9、进一步地，在直流电位1v条件下，在0-0.5mol/l的cl-浓度下，所述镁铝复合阳极的开路电位为-1.44v。
10、进一步地，在直流电位1v条件下，在0-0.5mol/l的cl-浓度下，所述镁铝复合阳极的最小腐蚀电流密度为37.68μm/m2，最大腐蚀电流密度为376.3μm/m2。
11、进一步地，在直流电位0-5v条件下、高氯离子浓度为0-0.5mol/l下，所述镁铝复合牺牲阳极的电流效率为0.56。
12、传统mg合金具有较高的驱动电压(开路电位为-1.5～-1.8v)，能够保证在高土壤电阻率环境中持续输出电流，但是由于mg的活性很高，电流效率非常低，低于50％，尤其是在直流电位作用下，在高氯离子环境中电流效率更低，在本文的研究条件下为40％。
13、当加入一定量的al时，一方面，al的电容量>2600a·h/kg(镁约为1200-1500a·h/kg)，能够极大的提高新型镁铝阳极的电容量，提高使用寿命；另一方面，由于镁本身原子间结合力较低导致其强度较低，即使较大半径离子仍然能够扩散进入到mg内部促进内部反应过程，极大地减少镁阳极的对外输出电流，当加入al时，形成mg-al固溶体能够极大地提高镁阳极的强度，减少内部反应过程，从而有效提高对外输出电流。
14、本专利技术还提供一种前述镁铝复合牺牲阳极的制备方法，所述制备方法为将与所述镁铝复合牺牲阳极的组成相对应的原材料投入熔炉中进行熔炼，在730-780℃的熔炼温度下充分机械搅拌、精炼、合金均匀化处理，完成后恒温700-800℃静置10-30min。
15、进一步地，所述制备方法包括如下步骤：
16、步骤s1：干燥：对熔炼坩埚以及所有炉料包括镁锭及其他原材料在入炉前充分干燥，保证整个熔炼过程无水分，以防止镁燃烧而引起爆炸；
17、步骤s2：熔炼：镁合金熔炼开始时加入阻燃剂al-be合金阻燃，将与所述镁铝复合牺牲阳极的组成相对应的原材料投入熔炉中进行熔炼，在730-780℃的熔炼温度下充分机械搅拌、精炼、合金均匀化处理；
18、步骤s3：精炼：机械搅拌，恒温静止，加入精炼剂进行精炼。
19、进一步地，步骤s2中，镁合金的熔炼过程中需处于一定保护气下，抑制镁的氧化燃烧，常用的保护气有ar、co2或sf6：co2＝1：100，优选sf6：co2＝1：100保护气。
20、进一步地，步骤s2中，整个熔炼过程中操作员要时刻注意熔体情况，随时用粉剂扑灭火星，隔绝空气，并严禁搅拌。
21、本专利技术的有益效果如下：
22、(1)在较高的土壤电阻率条件下(>1000ω·cm)，现有的镁阳极在含有cl-的环境中电流效率较小，并且无法适应杂散电流干扰的环境。本专利技术提供一种新型镁铝复合牺牲阳极，在高土壤电阻率、高cl-含量本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种镁铝复合牺牲阳极，其特征在于，所述镁铝复合牺牲阳极的组成包含1-20％的Al、0.01-5％的Mn、0.001％-0.01％的Fe、0.01-0.1％的Cu、0.001-0.01％的Ni、0.001-0.01％的Si、0.01-8％的其他杂质元素，余量为Mg。
2.根据权利要求1所述的镁铝复合牺牲阳极，其特征在于，所述镁铝复合牺牲阳极的组成包含5-15％的Al、0.01-2％的Mn、0.001-0.005％的Fe、0.01-0.05％的Cu、0.001％-0.005％的Ni、0.001％-0.005％的Si、0.1-5％的其他杂质元素，余量为Mg。
3.根据权利要求2所述的镁铝复合牺牲阳极，其特征在于，所述镁铝复合牺牲阳极的组成包含5％的Al、0.20％的Mn、0003％的Fe、0.01％的Cu、0.002％的Ni、0.08％的Si、0.30％的其他杂质元素，余量为Mg。
4.根据权利要求1或2所述的镁铝复合牺牲阳极，其特征在于，在0.1mol/L的Cl-浓度下，所述镁铝复合阳极的开路电位为-1.44V。
5.根据权利要求1
6.根据权利要求1或2所述的镁铝复合牺牲阳极，其特征在于，在直流电位1V条件下，在0-0.5mol/L的Cl-浓度下，所述镁铝复合阳极的开路电位为-1.44V。
7.根据权利要求1或2所述的镁铝复合牺牲阳极，其特征在于，在直流电位1V条件下，在0-0.5mol/L的Cl-浓度下，所述镁铝复合阳极的最小腐蚀电流密度为37.68μm/m2，最大腐蚀电流密度为376.3μm/m2。
8.根据权利要求1或2所述的镁铝复合牺牲阳极，其特征在于，在直流电位0-5V条件下、高氯离子浓度为0-0.5mol/L下，所述镁铝复合牺牲阳极的电流效率为0.56。
9.一种根据权利要求1-8任一项所述的镁铝复合牺牲阳极的制备方法，其特征在于，将与所述镁铝复合牺牲阳极的组成相对应的原材料投入熔炉中进行熔炼，在730-780℃的熔炼温度下充分机械搅拌、精炼、合金均匀化处理，完成后恒温700-800℃静置10-30min。
10.根据权利要求9所述的镁铝复合牺牲阳极的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种镁铝复合牺牲阳极，其特征在于，所述镁铝复合牺牲阳极的组成包含1-20％的al、0.01-5％的mn、0.001％-0.01％的fe、0.01-0.1％的cu、0.001-0.01％的ni、0.001-0.01％的si、0.01-8％的其他杂质元素，余量为mg。
2.根据权利要求1所述的镁铝复合牺牲阳极，其特征在于，所述镁铝复合牺牲阳极的组成包含5-15％的al、0.01-2％的mn、0.001-0.005％的fe、0.01-0.05％的cu、0.001％-0.005％的ni、0.001％-0.005％的si、0.1-5％的其他杂质元素，余量为mg。
3.根据权利要求2所述的镁铝复合牺牲阳极，其特征在于，所述镁铝复合牺牲阳极的组成包含5％的al、0.20％的mn、0003％的fe、0.01％的cu、0.002％的ni、0.08％的si、0.30％的其他杂质元素，余量为mg。
4.根据权利要求1或2所述的镁铝复合牺牲阳极，其特征在于，在0.1mol/l的cl-浓度下，所述镁铝复合阳极的开路电位为-1.44v。
5.根据权利要求1或2所述的镁铝复合牺牲阳极，其特征在于，在0.1mol/l的cl-浓...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨超，齐光峰，韩庆，王芫芫，吕德东，刘延峰，盛梁，孙亮，田旺，赵杰，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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