CN101104937A - 保护金属表面不被腐蚀、不结垢的方法及装置 - Google Patents
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Abstract
一种保护金属表面不被腐蚀、不结垢的方法，是将需要保护的金属件(1)的二端分别与交流电源(2)相连，使通过金属件的电流密度至少为0.5A/m2。实现上述方法的装置包括振荡器、驱动电路和逆变器，振荡器信号输入驱动电路，驱动电路驱动逆变器。由于高频电流在金属导体内趋肤效应，使用金属件表面集中大量自由电子，这些电子是带负电荷，电子排斥具有氧化性负离子，从而具有防腐、防垢作用。其适用于船舶，海洋钻井平台，石油、化工管线，各种金属容器、设备，锅炉，空调，发动机，桥梁的防腐、防垢。其目的是提供一种不需对设备及结构进行改造，成本低、保护范围广、保护均匀，保护效果好的保护金属表面不被腐蚀、不结垢的方法及装置。
Description
技术领域
本发明涉及一种保护金属表面不被腐蚀、不结垢的方法及装置。
背景技术
金属材料被腐蚀会给相关设备造成严重损害。目前金属防腐常采用以下两种方法：一个是隔离法：将金属材料与腐蚀介质如水、土壤、空气等隔离开来防腐，这类方法包括喷涂油漆、缠绕胶带、内衬塑料等。另一个是阴极保护法：就是将金属材料作为阴极，另加一阳极，并令直流电源在阳极和金属材料之间加一电场，通过腐蚀阳极，保护阴极的金属材料免于被腐蚀。上述隔离法和阴极保护法都存在缺陷，隔离法的防护层容易脱落或有针孔时就会失去保护作用。而阴极保护法很难使保护物的各处都能达到保护电位，如管线和容器的内侧，所以保护范围有局限性。
发明内容
本发明的目的是提供一种不需对设备及结构进行改造，成本低、保护范围广、保护均匀，保护效果好的保护金属表面不被腐蚀、不结垢的方法及装置。
为实现上述目的，本发明提供了一种保护金属表面不被腐蚀、不结垢的方法，将需要保护的金属件的二端分别与交流电源相连，使通过金属件的电流密度至少为0.5A/m2。
本发明的保护金属表面不被腐蚀、不结垢的方法，其中所述交流电源的电压等于或小于36V，交流电源的频率大于50Hz，通过所述金属件的电流密度为0.8-1000A/m2。
本发明的保护金属表面不被腐蚀、不结垢的方法，其中所述金属件包括采用金属材料制成的设备、管线、容器、船舶，建筑物内金属构件、锅炉。
本发明的实现上述保护金属表面不被腐蚀、不结垢的方法的装置，包括振荡器、驱动电路和逆变器，振荡器信号输入驱动电路，驱动电路驱动逆变器。
本发明的保护金属表面不被腐蚀、不结垢的方法的装置，其中所述逆变器为IGBT大功率逆变器，逆变器通过变压器输出交变电流。
本发明的保护金属表面不被腐蚀、不结垢的方法，是将需要保护的金属件的二端分别与交流电源相连，使通过金属件的电流密度至少为0.5A/m2。实现上述方法的装置包括振荡器、驱动电路和逆变器，振荡器与驱动电路相连，驱动电路与逆变器相连。由于高频电流在金属导体内的“趋肤效应”，使用金属件表面集中大量自由电子，这些电子是带负电荷的，所以重构了金属件和腐蚀介质之间的电荷分布，电子排斥具有氧化性的负离子，从而具有防腐、防垢作用。本发明的保护金属表面不被腐蚀、不结垢的方法及装置适用于船舶，港口，海洋钻井平台，石油、化工管线，各种金属容器、设备，铁路，锅炉，换热设备，空调，发动机汽缸活塞，桥梁，建筑物内的钢结构的防腐、防垢。
作进一步详细说明。
附图说明
图1是本发明的保护金属表面不被腐蚀、不结垢的方法的一种实施方式的结构示意图；
图2是实现本发明保护金属表面不被腐蚀、不结垢的方法的装置的一种实施方式的电路图；
图3是实现本发明保护金属表面不被腐蚀、不结垢的方法的装置的另一种实施方式的电路图；
图4是实现本发明保护金属表面不被腐蚀、不结垢的方法的装置的振荡器的电路图；
图5是实现本发明保护金属表面不被腐蚀、不结垢的方法的装置的驱动电路的电路图。
具体实施方式
如图1所示，本发明的保护金属表面不被腐蚀、不结垢的方法，将需要保护的金属件1的二端分别与交流电源2相连，交流电源2的频率大于50Hz，使通过金属件1的电流密度至少为0.5A/m2。
上述交流电源2的电压等于或小于36V，其优选取值范围为3V-36V，交流电源2的频率可以为500Hz-5kHz，通过上述金属件1的电流密度的优选取值范围可以是0.8-1000A/m2。
上述金属件1包括采用金属材料制成的设备、管线、容器、船舶，建筑物内金属构件、锅炉。
如图2所示，实现上述的保护金属表面不被腐蚀、不结垢的方法的装置，包括变压器，变压器将380V或220V工业电源变压成36V以下安全电压，再通过整流将交流整流成36V直流电，作为振荡器、驱动电路和逆变器的电源，振荡器信号输入驱动电路，驱动电路驱动逆变器，逆变器可将输出的电流逆变成高频交流电，逆变器为IGBT大功率逆变器，逆变器输出的电流的大小采用可调电阻调整。其中的驱动电路可以是如图4所示的电路，也可以是其他公知的可以用于驱动逆变器的驱动电路。
如图3所示，实现上述的保护金属表面不被腐蚀、不结垢的方法的装置，包括振荡器、驱动电路和逆变器，振荡器信号输入驱动电路，驱动电路驱动逆变器，逆变器可将输出的电流逆变成高频交流电，逆变器为IGBT大功率逆变器，逆变器通过变压器输出交变电流。其中的振荡器可以是如图4所示，也可以是其他公知的振荡器。其中的驱动电路可以是如图5所示的电路，也可以是其他公知的可以用于驱动逆变器的驱动电路。
实施例1：
在多个相同的水池内[500mm×500mm×500mm]分别放置多个相同钢管结构的金属件1，长250mm、直径50mm、壁厚3mm，水池内充满饱和盐水，其中一个不采取任何措施，多个钢管采用本法进行防腐，其中一个所连通的交流电源2的频率为2kHz，通过钢管的电流密度为2A/m2，另一个所连通的交流电源2的频率为200Hz，通过钢管的电流密度为0.8A/m2，再一个所连通的交流电源2的频率为50Hz，通过钢管的电流密度为0.5A/m2，还一个所连通的交流电源2的频率为1kHz，通过钢管的电流密度为1A/m2，又一个所连通的交流电源2的频率为4kHz，通过钢管的电流密度为10A/m2，又一个所连通的交流电源2的频率为3kHz，通过钢管的电流密度为50A/m2，又一个所连通的交流电源2的频率为0.8kHz，通过钢管的电流密度为800A/m2，对其进行一个星期、一个月、半年的观察，未实施防腐的钢管所在的水池一个星期水质就混浊，一个月已发稠，半年管子已明显有腐蚀痕迹，而实施本发明防腐的钢管所在的水池水质清晰、透明，钢管无任何腐蚀痕迹。上述使钢管通一高频电流，由于高频电流在金属导体内的“趋肤效应”，使用钢管表面集中大量自由电子，这些电子是带负电荷的，所以重构了钢管和腐蚀介质之间的电荷分布，电子排斥具有氧化性的负离子，从而具有防腐作用。
实施例2：
在两个相同的锅炉容器内分别多次注入水，其中一个不采取任何措施，多个锅炉容器结构的金属件1采用本法进行防垢，其中一个所连通的交流电源2的频率为2kHz，通过锅炉容器的电流密度为2A/m2，另一个所连通的交流电源2的频率为200Hz，通过锅炉容器的电流密度为0.8A/m2，再一个所连通的交流电源2的频率为50Hz，通过锅炉容器的电流密度为0.5A/m2，还一个所连通的交流电源2的频率为1kHz，通过锅炉容器的电流密度为1A/m2，又一个所连通的交流电源2的频率为4kHz，通过锅炉容器的电流密度为10A/m2，又一个所连通的交流电源2的频率为3kHz，通过锅炉容器的电流密度为500A/m2，又一个所连通的交流电源2的频率为0.8kHz，通过锅炉容器的电流密度为1000A/m2，对其进行一个星期、一个月、半年的观察，未实施防腐的锅炉容器的内壁所结的水垢明显多于实施本发明防垢的锅炉容器。上述使锅炉容器通一高频电流，由于高频电流在金属导体内的“趋肤效应”，使用锅炉容器各个表面集中大量自由电子，这些电子是带负电荷的，所以重构了锅炉容器和腐蚀介质之间的电荷分布，电子排斥具有氧化性的负离子，从而具有防垢作用。
Claims (5)
1.保护金属表面不被腐蚀、不结垢的方法，其特征在于：将需要保护的金属件(1)的二端分别与交流电源(2)相连，使通过金属件的电流密度至少为0.5A/m2。
2.按照权利要求1所述的保护金属表面不被腐蚀、不结垢的方法，其特征在于：所述交流电源(2)的电压等于或小于36V，交流电源的频率大于50Hz，通过所述金属件(1)的电流密度为0.8-1000A/m2。
3.按照权利要求2所述的保护金属表面不被腐蚀、不结垢的方法，其特征在于：所述金属件(1)包括采用金属材料制成的设备、管线、容器、船舶，建筑物内金属构件、锅炉。
4.实现权利要求1或2或3所述的保护金属表面不被腐蚀、不结垢的方法的装置，其特征在于：包括振荡器、驱动电路和逆变器，振荡器信号输入驱动电路，驱动电路驱动逆变器。
5.按照权利要求4所述的保护金属表面不被腐蚀、不结垢的方法的装置，其特征在于：所述逆变器为IGBT大功率逆变器，逆变器通过变压器输出交变电流。
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