專利名稱：：一種防垢合金的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及材料科學(xué)和液體盛放或者輸送系統(tǒng)的防垢技術(shù)，特別提供了一種可用于液體系統(tǒng)的管路、閥門、鍋爐防垢的防垢合金。
背景技術(shù)：
：現(xiàn)有技術(shù)中，很多情況下我們需要對盛放或者輸送水或其他物質(zhì)的容器或者管路進(jìn)行防垢處理。例如，在石油開采中，為了盡可能地將油藏開采出來，我們采取了許多物理的和化學(xué)的手段。大部分手段幾乎都與水有關(guān)，包括向地下回灌水、注入熱水、注入含各類化學(xué)物質(zhì)的水等等。實際上，許多油田開采出來的石油，水含量在50%以上，甚至達(dá)到95%，必須進(jìn)行油水分離和水的循環(huán)使用。因此水處理是石油生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)。在其它生產(chǎn)領(lǐng)域和日常生活中，也有大量的水系統(tǒng)。有水就有水垢，從鍋爐到管路和閥門，由于垢的生成會引起熱效率的下降和能耗增加、管路堵塞和閥門失效，因此必須經(jīng)常進(jìn)行除垢作業(yè)。除垢是一項費(fèi)時費(fèi)力且效率低下的操作。使用軟化水是防垢的有效手段，但在用水?dāng)?shù)量巨大，而且使用中要添加各類化學(xué)物質(zhì)的條件下，根本無法進(jìn)行有效的軟化；傳統(tǒng)的防垢除垢方法包括使用磁性材料、機(jī)械除垢和化學(xué)清洗，但效果均不理想。常用的化學(xué)清洗方法，不僅要停止鍋爐加熱，還有排放引起的環(huán)境問題。使用由合金制成的防垢裝置，有望有效解決防垢問題，同時還能解決額外能源消耗或污染物排放問題。因此，人們期望獲得一種技術(shù)效果更好的防垢合金。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種可用于液體系統(tǒng)的管路、閥門、鍋爐防垢的防垢合金。本發(fā)明提供了一種防垢合金，其特征在于所述防垢合金包含有以下組成成分Ni、Cu、Zn、Ti、V、Cr、Mn、Fe;以上所述各種成分的重量百分比含量具體如下-Ni:725%、Cu:1545%、Zn:620%、Ti:38%、V:0.l0.6%、Cr:210%、Mn:16%、Fe:余量。本發(fā)明的優(yōu)選內(nèi)容還包括以下內(nèi)容所述防垢合金還含有下述幾種組成成分中的至少一種B、輕稀土元素、Sn;所述的各種成分的重量百分比含量要求具體是B:0.050.15%、輕稀土元素0.050.5%、Sn:0.11.0%;所述防垢合金中的C元素的重量百分比含量《0.10%，Si元素的重量百分比含量為0.10.8%;所述輕稀土元素具體優(yōu)選為La、Ce、Pr、Nd之一或其組合。本發(fā)明所述防垢合金的具體形態(tài)是以下幾種之一或其組合粉末狀、顆粒狀、圓球狀、多孔板狀，噴涂在其它材質(zhì)表層的層狀。當(dāng)所述防垢合金的具體形態(tài)是粉末狀或顆粒狀或圓球狀時，其優(yōu)選的粒度要求分別如下-粉末狀的粒度要求為100nm0.5ram，顆粒狀的粒度要求為0.5mm3mm，圓球狀的粒度要求為3mm15mra。本發(fā)明如上所述的防垢合金，具體可以應(yīng)用于液體系統(tǒng)防垢，尤其是針對水系統(tǒng)的防垢。所述防垢合金在用作防垢用途時，其使用方法具體是將所述防垢合金作為工作介質(zhì)，置入防垢裝置中，然后將防垢裝置串接在需防垢的水路中。具體而言，所述防垢合金具體的應(yīng)用方法優(yōu)選是將所述防垢合金作為工作介質(zhì)，置入防垢裝置中，然后將防垢裝置串接在需防垢的水路中的入水口處。所述防垢合金的使用方法中，所述正在使用中的防垢合金的具體形態(tài)是以下幾種之一或其組合粉末狀、顆粒狀、圓球狀、多孔板狀，噴涂在其它材質(zhì)表層的層狀。當(dāng)所述防垢合金的使用狀態(tài)主要為粉末狀時，用于盛裝所述防垢合金的防垢裝置的出口或/和入口處裝有過濾網(wǎng)。網(wǎng)的孔徑小于合金粉末的最小粒徑。所述防垢合金的使用方法中，所述防垢合金的總表面積應(yīng)與液體流量或/和液體的品質(zhì)相適配，總表面積越大，所需合金量越小。本發(fā)明所述防垢合金的功能原理如下將由防垢合金作為工作介質(zhì)的防垢裝置串接在水路中，本發(fā)明利用防垢合金與液體物質(zhì)(尤其是水)中組分的電負(fù)性差使其在相關(guān)系統(tǒng)中具有某種靜電催化活性，能夠使從其表面流過的液體中組分的靜電位發(fā)生改變和產(chǎn)生極化效應(yīng)，使可能產(chǎn)生沉淀(如水中能夠形成垢的組分)或聚集的物質(zhì)分散和處于懸浮狀態(tài)或溶解狀態(tài)，避免發(fā)生凝結(jié)或團(tuán)聚，從根本上解決了液體(尤其是水)系統(tǒng)的結(jié)垢問題，這種獨特的極化效應(yīng)可以使液體(尤其是水)系統(tǒng)的管路、閥門、鍋爐和各種加熱或貯存液體的裝置有效防止垢的形成和沉積，達(dá)到防垢的效果。本發(fā)明所述防垢合金在使用過程中只起催化作用，本身并不消耗，因此可以長期使用，使用方便、價格低廉。本發(fā)明的有益效果具體是(1)防垢與不使用合金防垢裝置相比，使用合金防垢裝置后，水質(zhì)中不溶性或微溶性鹽的溶解能力提高，即使垢的形成趨勢大為減小；(2)提高效率與使用機(jī)械或物理方法相比，使用合金裝置有效延長清裙周期；(3)環(huán)保與常用的化學(xué)清洗方法相比，合金防垢裝置只起催化作用，不會向水中導(dǎo)入任何物質(zhì)，避免了化學(xué)清洗后的有害排放問題。本項發(fā)明適用于各類水系統(tǒng)，包括鍋爐、管路、閥門等的防垢。本發(fā)明使用由所述防垢合金制成的防垢裝置，有望有效解決防垢問題，同時還能解決額外能源消耗或污染物排放問題。本發(fā)明具有可以預(yù)見的巨大的經(jīng)濟(jì)價值和社會價值。具體實施例方式所述防垢合金的制備在真空感應(yīng)爐中進(jìn)行。澆鑄成棒材后，按需要加工成所需形狀(如切片和鉆孔)或粉碎、球磨成不同顆粒度的合金材料。以下通過實施例對本發(fā)明的處理效果作進(jìn)一步說明實施例1一種防垢合金，合金成分按重量百分比如表1所示;表l<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>防垢合金應(yīng)用在某一水系統(tǒng)的加熱爐匯管上，在進(jìn)、出水口處分別取樣，流量5000mV天。防垢合金具體以粉末狀態(tài)使用，裝在特制的罐體中，由于粉末有巨大的表面積，水從罐體中流過時，與粉末狀的防垢合金有充分的接觸。通過粉末狀的防垢合金與水之間產(chǎn)生的電化學(xué)效應(yīng)，防垢合金釋放大量電子從而提高水中成垢離子的溶解性。試驗數(shù)據(jù)如表2所示由于合金的電化學(xué)作用，盡管有較大溫升過程，但Mg"、S042—、C032—和Ca2+等易成垢離子的濃度均有上升，上升幅度在20%以上，表明水質(zhì)中不溶性的或微溶性的鹽類的溶解能力有提高，即具有較好的防垢功能。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>實施例2一種防垢合金，合金成分按重量百分比如表3所示:表3<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>與實施例1不同的是，防垢合金以多孔狀的形式使用，而不是以粉末狀態(tài)使用。防垢裝置為裝有合金多孔葉片的罐體，使用過程中葉片旋轉(zhuǎn)，與從罐體中流過的液體充分接觸。合金防垢裝置安裝在水系統(tǒng)加熱爐匯管上。通過合金與水之間產(chǎn)生的電化學(xué)效應(yīng)，合金釋放大量電子從而提高水中成垢離子的溶解性。試驗數(shù)據(jù)如表4所示由于合金的靜電催化作用，盡管有較大溫升過程，但Mg"、S0/—、C032—和Ca2+的濃度均有上升，上升幅度在20%以上。說明水質(zhì)中不溶性或微溶性硫酸鹽的溶解能力有提高，即具有明顯的防垢功能。表4~"^"~-^^^^^間，min離子濃度,ppm0142226S042_進(jìn)口一60104856出口-66157169Mg2+進(jìn)口—5777出口一781015進(jìn)口—27312435出口-39403146co廣進(jìn)口一237160149212出口—303227199261實施例3一種防垢合金，其主要特征如下1)一種防垢合金，其具體組成和各成分的重量百分含量具體如下Ni:16%,Cu:30%,Zn:15%,Ti:5%，V:0.4%,Cr:6%,Mn:4%，B:0.1%，La、Ce、Pr、Nd四種之一或其組合0.3%,Sn:0.2%,C《0.腦,Si:0.5%，F(xiàn)e:余量。2)所述防垢合金的具體形態(tài)是以下幾種之一或其組合粉末狀、顆粒狀、圓球狀、多孔板狀，噴涂在其它材質(zhì)表層的層狀。粉末狀的粒度要求為大約0.920mm;顆粒狀的粒度要求為大約1.5mm,圓球狀的粒度要求為大約8mm。當(dāng)所述防垢合金的使用狀態(tài)主要為粉末狀時，用于盛裝所述防垢合金的防垢裝置的出口或/和入口處裝有過濾網(wǎng)。網(wǎng)的孔徑小于合金粉末的最小粒徑。在實際使用過程中，所述防垢合金的總表面積應(yīng)與液體流量或/和液體的品質(zhì)相適配，總表面積越大，所需合金量越小。3)所述防垢合金的使用方法具體是將所述防垢合金作為工作介質(zhì)，置入防垢裝置中，然后將防垢裝置串接在需防垢的水路中的入水口處。本實施例中所述防垢合金使用的其他要求具體可參考說明書部分。實施例4一種防垢合金，其主要特征如下1)一種防垢合金，其具體組成和各成分的重量百分含量具體如下Ni:7%，Cu:15%,Zn:20%,Ti:8%，V:0.1%,Cr:2%，Mn:6%，B:0.15%,La、Ce、Pr、Nd四種之一或其組合0.05%，Sn:0.1%，C《0.腦，Si:0.8%，F(xiàn)e:余量。2)所述防垢合金的具體形態(tài)是以下幾種之一或其組合粉末狀、顆粒狀、圓球狀、多孔板狀，噴涂在其它材質(zhì)表層的層狀。粉末狀的粒度要求為100nm0.5咖；顆粒狀的粒度要求為0.5mm3mm,圓球狀的粒度要求為3mm15nmic3)所述防垢合金的使用方法具體是將所述防垢合金作為工作介質(zhì)，置入防垢裝置中，然后將防垢裝置串接在需防垢的水路中。本實施例中所述防垢合金使用的其他要求具體可參考說明書部分。實施例5一種防垢合金，其主要特征如下1)一種防垢合金，其具體組成和各成分的重量百分含量具體如下Ni:25%,Cu:45%,Zn:6%，Ti:3%，V:0.6%，Cr:10%,Mn:1%,B:0.05%，La、Ce、Pr、Nd之一或其組合0.5%,Sn:1.0%，C《0.06%,Si:0.1%,Fe:余量。2)所述防垢合金的具體形態(tài)是以下幾種之一或其組合粉末狀、顆粒狀、圓球狀、多孔板狀，噴涂在其它材質(zhì)表層的層狀。粉末狀的粒度要求為100nm0.5mra;顆粒狀的粒度要求為0.5mm3nim，圓球狀的粒度要求為3ram15mm。3)所述防垢合金的使用方法具體是將所述防垢合金作為工作介質(zhì)，置入防垢裝置中，然后將防垢裝置串接在需防垢的水路中。本實施例中所述防垢合金使用的其他要求具體可參考說明書部分。1權(quán)利要求1、一種防垢合金，其特征在于所述防垢合金包含有以下組成成分Ni、Cu、Zn、Ti、V、Cr、Mn、Fe；以上所述各種成分的重量百分比含量具體如下Ni7～25％、Cu15～45％、Zn6～20％、Ti3～8％、V0.1～0.6％、Cr2～10％、Mn1～6％、Fe余量。2、按照權(quán)利要求1所述防垢合金，其特征在于所述防垢合金還含有下述幾種組成成分中的至少一種輕稀土元素、Sn;所述的各種成分的重量百分比含量要求具體是B:0.050.15%、輕稀土元素0.050.5%、Sn:0.11.0%。3、按照權(quán)利要求1或2所述防垢合金，其特征在于所述防垢合金中的C元素的重量百分比含量《0.10%,Si元素的重量百分比含量為:O.l0.8%;所述輕稀土元素具體為La、Ce、Pr、Nd之一或其組合。4、按照權(quán)利要求3所述防垢合金，其特征在于所述防垢合金的具體形態(tài)是以下幾種之一或其組合粉末狀、顆粒狀、圓球狀、多孔板狀，噴涂在其它材質(zhì)表層的層狀。5、按照權(quán)利要求3所述防垢合金，其特征在于當(dāng)所述防垢合金的具體形態(tài)是粉末狀或顆粒狀或圓球狀時，其粒度要求分別如下粉末狀的粒度要求為100nm0.5mm，顆粒狀的粒度要求為0.5ram3mm，圓球狀的粒度要求為3mm15mm。全文摘要一種防垢合金，其特征在于所述防垢合金包含有以下組成成分Ni、Cu、Zn、Ti、V、Cr、Mn、Fe；以上所述各種成分的重量百分比含量具體如下Ni7～25％、Cu15～45％、Zn6～20％、Ti3～8％、V0.1～0.6％、Cr2～10％、Mn1～6％、Fe余量。本發(fā)明所述防垢合金在使用過程中只起催化作用，本身并不消耗，因此可以長期使用，使用方便、價格低廉。所述防垢合金具有防垢、高效、環(huán)保等優(yōu)勢；其具有可以預(yù)見的巨大的經(jīng)濟(jì)價值和社會價值。文檔編號C22C38/50GK101538688SQ20081001071公開日2009年9月23日申請日期2008年3月21日優(yōu)先權(quán)日2008年3月21日發(fā)明者呂曼祺,張海峰,柯楊,董加勝,陳德敏申請人:中國科學(xué)院金屬研究所