Протекторний сплав на основі алюмінію

Описываемое предполагаемое изобретение относится к металлургии, в частности к сплавам протекторным, и может быть использовано для изготовления протекторов на основе алюминия, предназначенных для защиты стальных конструкций от коррозии. Уже известен алюминиевый протекторный сплав, состоящий из следующих ингредиентов, содержащихся в нем в следующи х количествах, мас.%: цинк 4,0 - 6,0; магний 0,5 - 1,0; олово 0,05 - 1,0; железо до 0,1; кремний до 0,1; медь до 0,01; алюминий - остальное (Протекторы для защиты от коррозии. Технические условия ГОСТ 26251 - 84). Недостатком этого сплава является низкая токоотдача в подтоварной воде. Известен также сплав алюминиевый для гальванических анодов (Патент Великобритании №2161180, кл. C22C21/10 от 08.01.86) (протекторний), состоящий из следующих ингредиентов, содержащихся в нем в следующи х количествах, мас.%: цинк 1,0 - 10,0; магний 0,1 - 6,0; олово 0,05 - 0,15; барий или кальций 0,005 - 0,45; кремний 0,09 - 1,0; индий 0,01 - 0,04; алюминий - основа. К недостаткам этого сплава следует отнести низкую токоотдачу в подтоварной воде. В качестве прототипа выбран сплав протекторный на основе алюминия (Патент Японии №63 - 19584 от 23.04.88), состоящий из следующи х ингредиентов, содержащихся в следующих количествах, мас.%: цинк 1,0 - 10,0; магний 1,0 - 6,0; олово 0,01 - 0,10; кремний 0,1 - 1,0; хром 0,04 - 0,2; индий 0,01 - 0,1. К недостаткам этого вещества следуе т относить низкую токоотдачу в подтоварной воде. В основу изобретения поставлена задача усовершенствовать состав протекторного сплава путем замены индия повышенным содержанием менее дефицитного олова, дополнительного введения титана, сурьмы и марганца при следующем соотношении ингредиентов, мас.%: цинк 4,0 - 6,0; магний 3,0 - 6,0; хром 0,02 - 0,2; кремний 0,05 - 0,5; олово 0,01 - 0,2; титан 0,02 - 0,1; сурьма 0,0001 - 0,02; марганец 0,1 - 0,5; алюминий остальное, что приведет к повышению токоотдачи сплава в подтоварной воде. В отличие от сплава-прототипа предложенный сплав содержит титан, который образует с алюминием тугоплавкое химическое соединение TiAl3. Данное соединение является подложкой при кристаллизации твердого раствора алюминия. Наличие множества таких зародышей центров кристаллизации приводит к измельчению зерна в отливках и обеспечивает однородность их структуры, приводит к более равномерному растворению протектора при эксплуатации, что положительно сказывается на токоотдаче протекторного сплава. Введение в состав сплава сурьмы приводит к образованию защитной пленки из оксихлорида сурьмы в присутствии анионов хлора, благодаря чему повышается коррозионная стойкость в подтоварной воде. При эксплуатации происходит более равномерное растворение протектора и соответственно, повышается токоотдача. Марганец является компенсатором вредного влияния железа, неизбежно присутствующе го в алюминиевых сплавах. Добавка марганца изменяет морфологию кристаллизации железосодержащих фаз, делая их более компактными. При этом обеспечивается однородность структуры, что приводит к более равномерному растворению протектора при эксплуатации и положительно сказывается на токоотдаче. Достижение технического результата при использовании предложенного вещества подтверждается результатами испытаний токоотдачи сплавов в подтоварной воде. Предложенный протекторный сплав на основе алюминия получали следующим образом. В лабораторной печи электросопротивления типа СШОЛ в графитовом тигле расплавили 1820г алюминия марки А8 по ГОСТ 11069 - 89, затем в расплав ввели 20г десятипроцентной лигатуры алюминий -марганец и по 10г четырех процентных лигатур алюминий - титан и алюминий - хром, 1г кремния марки КрО по ГОСТ И69 - 69, 0,2г олова марки 01 по ГОСТ 860 75, 0,002г сурьмы марки СуО по ГОСТ 1089 - 73, 81г цинка марки ЦО по ГОСТ 3640 - 79, 62г магния марки Мг95 по ГОСТ 804 - 72. Принимали угар магния равным - 2%, цинка - 1%. Полученное вещество является белым серебристым сплавом, пригодным для использования в качестве протекторного материала. Данный состав соответствует сплаву 1 из табл.1. Аналогично выплавляли сплавы 2 - 8. В табл.1 приведен химический состав конкретных примеров предложенного сплава (№1 - 5) и сплава прототипа (№8), а также сплавов, с содержанием ингредиентов ниже нижнего и выше верхнего предлагаемых пределов (№6 и №7). В табл.2 приведены свойства сплавов из табл.1 Токоотдачу сплавов определяли при плотности тока 5А/м 2 в подтоварной воде Федоровского месторождения следующего состава, мг/л:. Предложенный протекторный сплав на основе алюминия обладает следующими техническими преимуществами перед прототипом (табл.3). Использование предложенного сплава для изготовления протекторов позволит защитить от коррозии магистральные нефте- и газопроводы, нефтеналивные резервуары. При этом экономический эффект в народном хозяйстве достигается за счет увеличения срока службы в 5 раз. Для обеспечения промышленного использования предложенного сплава предлагается изготовление из него протекторов в следующем количестве, т/год; 1995 - 100 1996 - 200 1997 - 300 с дальнейшим увеличением производства до 1000т/год в 1998 году.