CN113930775A - 复合式外加电流阴极保护用辅助阳极的生产工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及外加电流阴极保护用辅助阳极技术领域，具体涉及一种复合式外加电流阴极保护用辅助阳极的生产工艺。所述的复合式外加电流阴极保护用辅助阳极的生产工艺，包括以下步骤：型芯制作；树脂原料预处理；模具预热；合模；将预处理好的树脂原料融化为流体；填充：将融化的流体注射入模具型腔；脱模；热处理；修整：将阳极冷却至室温，去毛刺，做飞边处理；装配：将连接头装配到阳极上，并紧固；包装：将合格的阳极包装。本发明提供一种复合式外加电流阴极保护用辅助阳极的生产工艺，制造简单，制备的辅助阳极导电性能好，运输和安装方便，使用寿命长，成本低。

Description

复合式外加电流阴极保护用辅助阳极的生产工艺
技术领域
本发明涉及外加电流阴极保护用辅助阳极技术领域，具体涉及一种复合式外加电流阴极保护用辅助阳极的生产工艺。
背景技术
电极材料在海洋环境中要经受各种条件的腐蚀和侵蚀，尤其是海浪冲刷，海水溅射，海水腐蚀，并且海洋中各种微生物附腐蚀，海洋生物如贝壳、软体类的附着腐蚀作用；而且不同海域海水成分及生物种类也不同，不同深度海水中含氧量、光照和海水流速都对电极材料产生不同程度的腐蚀，并且海水的温度等均会加速阳极过程的反应速度。
辅助阳极是外加电流系统中的重要组成部分，起作用是将保护电流经过介质传递到保护结构物表面上。辅助阳极是用来做外加电流阴极保护的电极，利用电化学腐蚀的原理来抑制钢制结构物的腐蚀，它与控制系统模块、被保护钢铁结构、海水或淡水等导电介质、直流电源等组件形成闭合回路。热水器内胆保护绝大部分使用镁棒作为牺牲阳极提供电子使内胆极化得到保护，但由于水质差异，实际使用寿命较短，且在此过程中逐渐消耗，造成资源浪费。而外加直流电源阴极保护方式，由于寿命长，稳定性好近年来在热水器内胆保护领域显的尤为重要，其基本原理为热水器内胆与直流电源负极相连，辅助阳极与直流电源正极相连，使电子流向内胆，达到阴极极化实现内胆保护的目的。
钢在海水中的保护电位相对于海水在-0.8～-0.9，在最小保护电位时,钢不能得到完全保护,就会再阴极上析氢,发何时能氢脆的危险,目前常规工艺生产的辅助阳极，强度较低，和钛基体结合力差，安装时容易松动，产生沿基体剥离导致渗水，废品率偏高，生产成本高。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种复合式外加电流阴极保护用辅助阳极的生产工艺，制造简单，制备的辅助阳极导电性能好，运输和安装方便，使用寿命长，成本低。
本发明所述的复合式外加电流阴极保护用辅助阳极的生产工艺，包括以下步骤：
（1）型芯制作：将型芯一端加工外螺纹，另一端固定连接钛基体，其余部分表面进行进行滚花、拍扁或开槽处理；
（2）树脂原料预处理；
（3）模具预热；
（4）合模：将制作好的型芯装入模具型腔内，将上下模闭合在一起；
（5）融化树脂原料：将预处理好的树脂原料融化为流体；
（6）填充：将融化的流体注射入模具型腔，得到阳极注塑件；
（7）脱模：将注塑件冷却至室温，打开模具，得到阳极；
（8）热处理：进行阳极热处理；
（9）修整：将阳极冷却至室温，去毛刺，做飞边处理；
（10）装配：将连接头装配到阳极上，并紧固；
（11）包装：将合格的阳极包装。
优选地，步骤（1）固定连接的钛基体表面涂覆有氧化物涂层，连接方式采用机械或者焊接方式。
优选地，步骤（2）预处理为：将树脂颗粒在120～140℃下，干燥2～4h。
优选地，步骤（3）先对模具进行表面清理，然后升温至125～135℃。
优选地，步骤（5）中融化时，设置注塑机的靠近料斗侧的料筒温度为290~300℃，中区料筒温度为305～310℃，靠近喷嘴的料筒温度为315～320℃。
优选地，步骤（6）注塑压力为60～100MPa，背压为0.5～0.9MPa。
优选地，步骤（8）中热处理温度为190～210℃，热处理时间为2～4h。
具体地，所述的复合式外加电流阴极保护用辅助阳极的生产工艺，包括以下步骤：
（1）型芯制作：将不锈钢钢芯一端加工外螺纹，另一端采用机械或者焊接方式与表面涂覆氧化物涂层的钛基体连接，其余部分不锈钢钢芯表面进行滚花、拍扁或开槽处理；
（2）树脂原料预处理：将工程树脂颗粒倒入烘干箱内烘干，在120～140℃度下，干燥2～4h；
（3）模具预热：先对模具进行表面清理，接通电源对模具进行加热至125～135℃；
（4）合模：将制作好的型芯装入模具型腔内，将上下模闭合在一起；
（5）融化树脂原料：将预处理好的树脂原料注入注塑机中进行融化，靠近料斗侧的料筒温度为290~300℃，中区料筒温度为305～310℃，靠近喷嘴的料筒温度为315～320℃；
（6）填充：将融化的流体注射入模具型腔，注塑压力为60～100MPa，背压为0.5～0.9MPa，得到阳极注塑件；
（7）脱模：将注塑件冷却至室温，打开模具，得到阳极；
（8）热处理：将阳极放入烘箱内进行热处理，热处理温度190～210℃，处理时间2～4h；
（9）修整：将阳极冷却至室温，去毛刺，做飞边处理；
（10）装配：将具备防呆设计的快速连接头装配到阳极上，并用螺母紧固；
（11）包装：将检验合格的阳极根据客户要求按批号、规格包装，发货。
本发明的复合式外加电流阴极保护用辅助阳极的生产工艺采用型芯制作工艺，与钛材料性能相近的不锈钢钢芯，替代部分价格是不锈钢价格的10倍以上的钛基体，大幅降低生产成本；本发明将工程树脂颗粒进行融化，颗粒采用短切玻纤增强，型芯表面有增强与树脂结合力的滚花等结构；通过模具填充成型后进行热处理，改善内部组织结构，消除内应力，阳极内部密实均匀细化，型芯和注塑绝缘材料结合牢固无余隙，无气孔、裂纹现象，使阳极的机械强度得到较大提高，阳极成品率提高，减少材料的浪费，节约废料重融的能源，同时近保护结构端采用高电阻的绝缘材料密封，防止靠近阳极侧的被保护钢铁由于电位过负导致的氢脆和涂层剥离，提高外加电流阴极保护效果。
与现有技术相比具有的有益效果是：
（1）采用本发明的辅助阳极的生产工艺，制备的复合式外加电流阴极保护用辅助阳极，采用表面涂覆催化活性氧化物涂层的钛阳极做基体，接近保护结构端采用绝缘材料包覆，具有良好的导电性能，工作电流密度大，极化率小不易损坏，便于加工制造、运输和安装；
（2）采用本发明的辅助阳极的生产工艺，制备的复合式外加电流阴极保护用辅助阳极，耐酸碱盐性能优异，消耗率低，稳定性好，耐压性强，使用寿命长，具备近保护结构端防止过保护功能，综合保护费用低；
（3）采用本发明的辅助阳极的生产工艺，制备的复合式外加电流阴极保护用辅助阳极，成品合格率达99%以上，减少材料浪费，节约废料重融的能源。
附图说明
图1为本发明的复合式外加电流阴极保护用辅助阳极的生产工艺流程示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
所述的复合式外加电流阴极保护用辅助阳极的生产工艺，包括以下步骤：
（1）型芯制作：将不锈钢钢芯一端加工外螺纹，另一端采用机械或者焊接方式与表面涂覆氧化物涂层的钛基体连接，其余部分不锈钢钢芯表面进行滚花处理；
（2）树脂原料预处理：将工程树脂颗粒倒入烘干箱内烘干，在120℃度下，干燥4h；
（3）模具预热：先对模具进行表面清理，接通电源对模具进行加热至130℃；
（4）合模：将制作好的型芯装入模具型腔内，将上下模闭合在一起；
（5）融化树脂原料：将预处理好的树脂原料注入注塑机中进行融化，靠近料斗侧的料筒温度为300℃，中区料筒温度为310℃，靠近喷嘴的料筒温度为320℃；
（6）填充：将融化的流体注射入模具型腔，注塑压力为60MPa，背压为0.5MPa，得到阳极注塑件；
（7）脱模：将注塑件冷却至室温，打开模具，得到阳极；
（8）热处理：将阳极放入烘箱内进行热处理，热处理温度200℃，处理2h；
（9）修整：将阳极冷却至室温，去毛刺，做飞边处理；
（10）装配：将具备防呆设计的快速连接头装配到阳极上，并用螺母紧固；
（11）包装：将检验合格的阳极根据客户要求按批号、规格包装，发货。
制备的辅助阳极成品合格率为99.5%。
实施例2
所述的复合式外加电流阴极保护用辅助阳极的生产工艺，包括以下步骤：
（1）型芯制作：将不锈钢钢芯一端加工外螺纹，另一端采用机械或者焊接方式与表面涂覆氧化物涂层的钛基体连接，其余部分不锈钢钢芯表面进行滚花处理；
（2）树脂原料预处理：将工程树脂颗粒倒入烘干箱内烘干，在135℃度下，干燥2h；
（3）模具预热：先对模具进行表面清理，接通电源对模具进行加热至130℃；
（4）合模：将制作好的型芯装入模具型腔内，将上下模闭合在一起；
（5）融化树脂原料：将预处理好的树脂原料注入注塑机中进行融化，靠近料斗侧的料筒温度为300℃，中区料筒温度为310℃，靠近喷嘴的料筒温度为320℃；
（6）填充：将融化的流体注射入模具型腔，注塑压力为70MPa，背压为0.7MPa，得到阳极注塑件；
（7）脱模：将注塑件冷却至室温，打开模具，得到阳极；
（8）热处理：将阳极放入烘箱内进行热处理，热处理温度200℃，处理2.5h；
（9）修整：将阳极冷却至室温，去毛刺，做飞边处理；
（10）装配：将具备防呆设计的快速连接头装配到阳极上，并用螺母紧固；
（11）包装：将检验合格的阳极根据客户要求按批号、规格包装，发货。
制备的辅助阳极成品合格率为99.7%。
实施例3
所述的复合式外加电流阴极保护用辅助阳极的生产工艺，包括以下步骤：
（1）型芯制作：将不锈钢钢芯一端加工外螺纹，另一端采用机械或者焊接方式与表面涂覆氧化物涂层的钛基体连接，其余部分不锈钢钢芯表面进行滚花、拍扁或开槽处理；
（2）树脂原料预处理：将工程树脂颗粒倒入烘干箱内烘干，在130℃度下，干燥2.5h；
（3）模具预热：先对模具进行表面清理，接通电源对模具进行加热至130℃；
（4）合模：将制作好的型芯装入模具型腔内，将上下模闭合在一起；
（5）融化树脂原料：将预处理好的树脂原料注入注塑机中进行融化，靠近料斗侧的料筒温度为300℃，中区料筒温度为310℃，靠近喷嘴的料筒温度为320℃；
（6）填充：将融化的流体注射入模具型腔，注塑压力为75MPa，背压为0.6MPa，得到阳极注塑件；
（7）脱模：将注塑件冷却至室温，打开模具，得到阳极；
（8）热处理：将阳极放入烘箱内进行热处理，热处理温度200℃，处理2h；
（9）修整：将阳极冷却至室温，去毛刺，做飞边处理；
（10）装配：将具备防呆设计的快速连接头装配到阳极上，并用螺母紧固；
（11）包装：将检验合格的阳极根据客户要求按批号、规格包装，发货。
制备的辅助阳极成品合格率为99.4%。
当然，上述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定对本发明的实施例范围。本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的。

Claims (7)

1.一种复合式外加电流阴极保护用辅助阳极的生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：
（1）型芯制作：将型芯一端加工外螺纹，另一端固定连接钛基体，其余部分表面进行进行滚花、拍扁或开槽处理；
（2）树脂原料预处理；
（3）模具预热；
（4）合模：将制作好的型芯装入模具型腔内，将上下模闭合在一起；
（5）融化树脂原料：将预处理好的树脂原料融化为流体；
（6）填充：将融化的流体注射入模具型腔，得到阳极注塑件；
（7）脱模：将注塑件冷却至室温，打开模具，得到阳极；
（8）热处理：进行阳极热处理；
（9）修整：将阳极冷却至室温，去毛刺，做飞边处理；
（10）装配：将连接头装配到阳极上，并紧固；
（11）包装：将合格的阳极包装。
2.根据权利要求1所述的复合式外加电流阴极保护用辅助阳极的生产工艺，其特征在于，步骤（1）固定连接的钛基体表面涂覆有氧化物涂层，连接方式采用机械或者焊接方式。
3.根据权利要求1所述的复合式外加电流阴极保护用辅助阳极的生产工艺，其特征在于，步骤（2）预处理为：将树脂颗粒在120～140℃下，干燥2～4h。
4.根据权利要求1所述的复合式外加电流阴极保护用辅助阳极的生产工艺，其特征在于，步骤（3）先对模具进行表面清理，然后升温至125～135℃。
5.根据权利要求1所述的复合式外加电流阴极保护用辅助阳极的生产工艺，其特征在于，步骤（5）中融化时，设置注塑机的靠近料斗侧的料筒温度为290~300℃，中区料筒温度为305～310℃，靠近喷嘴的料筒温度为315～320℃。
6.根据权利要求1所述的复合式外加电流阴极保护用辅助阳极的生产工艺，其特征在于，步骤（6）注塑压力为60～100MPa，背压为0.5～0.9MPa。
7.根据权利要求1所述的复合式外加电流阴极保护用辅助阳极的生产工艺，其特征在于，步骤（8）中热处理温度为190～210℃，热处理时间为2～4h。
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