專利名稱：一種抑制金屬管道腐蝕或結(jié)垢的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種抑制金屬管道腐蝕或結(jié)垢的裝置技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型涉及一種抑制金屬腐蝕及結(jié)垢的裝置，特別是涉及一種抑制金屬管道腐蝕或結(jié)垢的裝置。
背景技術(shù)：
[0002]眾所周知，金屬材料會(huì)與其周?chē)沫h(huán)境發(fā)生化學(xué)、電化學(xué)和物理等作用而產(chǎn)生的變質(zhì)和破壞。金屬的銹蝕是其中最常見(jiàn)的腐蝕形態(tài)。腐蝕的過(guò)程中，在金屬的界面上發(fā)生了化學(xué)或電化學(xué)的多相反應(yīng)，使金屬轉(zhuǎn)入氧化(離子)狀態(tài)。這會(huì)顯著降低金屬材料的強(qiáng)度、 塑性、韌性等力學(xué)性能，破壞金屬構(gòu)件的幾何形狀，增加轉(zhuǎn)動(dòng)件間的磨損，惡化電學(xué)和光學(xué)等物理性能，縮短設(shè)備的使用壽命。[0003]金屬的腐蝕原理有很多種，其中電化學(xué)的腐蝕是最為廣泛的一種。當(dāng)金屬被放置在水溶液中或潮濕的大氣中，金屬表面會(huì)形成一種微電池，也稱腐蝕電池(其電極習(xí)慣上稱為陰極、陽(yáng)極)。陽(yáng)極上發(fā)生氧化反應(yīng)，使陽(yáng)極產(chǎn)生溶解，陰極上發(fā)生還原反應(yīng)，一般只起傳遞電子的作用。腐蝕電池的形成原因主要是由于金屬表面吸附了空氣中的水分，形成一層水膜，因而使空氣中CO2、SO2、NO2等溶解在這層水膜中，形成電解質(zhì)溶液，而浸泡在這層溶液中的金屬又總是不純的，如工業(yè)用的鋼鐵，實(shí)際上是合金，即除鐵之外，還含有石墨、滲碳體 (Fe3C)以及其它金屬和雜質(zhì)等，它們大多數(shù)沒(méi)有鐵活潑。這樣形成的腐蝕電池的陽(yáng)極為鐵， 而陰極為雜質(zhì)，又由于鐵與雜質(zhì)之間相互緊密接觸，使得腐蝕會(huì)不斷進(jìn)行。[0004]而由于金屬發(fā)生的電化學(xué)反應(yīng)，使其帶上負(fù)電，從而很容易吸附溶液中的正離子， 會(huì)造成進(jìn)一步的結(jié)垢。現(xiàn)有技術(shù)中的金屬防腐蝕保護(hù)方式主要有涂層保護(hù)、犧牲陽(yáng)極保護(hù)以及外加直流電保護(hù)等。這幾種辦法在具體實(shí)施上均存在費(fèi)用高、持續(xù)時(shí)間短、不易操作等弊端。實(shí)用新型內(nèi)容[0006]本實(shí)用新型的目的是提出一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉、效果明顯的抑制金屬管道腐蝕或結(jié)垢的裝置，該裝置能夠有效地抑制熱網(wǎng)輸水、石油輸送等領(lǐng)域金屬管道的腐蝕或結(jié)垢現(xiàn)象。[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了一種抑制金屬管道腐蝕或結(jié)垢的裝置，所述裝置包括信號(hào)及能量發(fā)生器和至少部分安裝在所述金屬管道外圍的能量耦合機(jī)構(gòu)，所述信號(hào)及能量發(fā)生器與能量耦合機(jī)構(gòu)之間通過(guò)傳輸線或傳輸信號(hào)相連，且所述信號(hào)及能量發(fā)生器發(fā)送的信號(hào)經(jīng)由所述能量耦合機(jī)構(gòu)向金屬管道內(nèi)的流體發(fā)送電磁波。[0008]優(yōu)選地，在抑制金屬管道腐蝕時(shí)，所述信號(hào)及能量發(fā)生器向能量耦合機(jī)構(gòu)發(fā)送頻率為IOOkHz ImHz、振幅為30疒100V的交變正弦波。[0009]更優(yōu)選地，所述交變正弦波的頻率調(diào)整梯度為1kHz。[0010]優(yōu)選地，在抑制金屬管道結(jié)垢時(shí)，所述信號(hào)及能量發(fā)生器向能量耦合機(jī)構(gòu)發(fā)送頻率為120kHz 200kHz、振幅為30疒100V的阻尼交變正弦波。[0011]更優(yōu)選地，所述阻尼交變正弦波的振幅從30疒100V衰減至零[0012]優(yōu)選地，所述能量耦合機(jī)構(gòu)由磁傳導(dǎo)材料制成。[0013]進(jìn)一步,所述能量稱合機(jī)構(gòu)由猛鋅系鐵氧體制成。[0014]優(yōu)選地，所述能量耦合機(jī)構(gòu)上纏有線圈并固定在支架。[0015]基于上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是[0016]本實(shí)用新型通過(guò)信號(hào)及能量發(fā)生器經(jīng)由能量耦合機(jī)構(gòu)向金屬管道內(nèi)的流體施加一定振幅和頻率的交變電磁信號(hào)，能夠有效地抑制熱網(wǎng)輸水、石油輸送等地下金屬管道內(nèi)的腐蝕或結(jié)垢現(xiàn)象。本實(shí)用新型還具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本較低、效果明顯，適于大規(guī)模的工業(yè)化運(yùn)用和普及。


[0017]此處所說(shuō)明的附圖用來(lái)提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分， 本實(shí)用新型的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的不當(dāng)限定。在附圖中[0018]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
[0019]下面通過(guò)附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。[0020]參見(jiàn)圖1，其中示出本實(shí)用新型一種抑制金屬管道腐蝕或結(jié)垢的裝置的優(yōu)選實(shí)施例，本實(shí)用新型所述的裝置包括信號(hào)及能量發(fā)生器I和至少部分安裝在所述金屬管道外圍的能量耦合機(jī)構(gòu)5，該能量耦合機(jī)構(gòu)5優(yōu)選由磁傳導(dǎo)材料制成，更具體地，在本實(shí)施例中，該 能量耦合機(jī)構(gòu)5由錳鋅系鐵氧體制成；所述信號(hào)及能量發(fā)生器I與能量耦合機(jī)構(gòu)5之間通過(guò)傳輸線2或傳輸信號(hào)相連，在本實(shí)施例中，信號(hào)及能量發(fā)生器I與能量耦合機(jī)構(gòu)5之間通過(guò)傳輸線2相連接，當(dāng)然，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，在需要的場(chǎng)合下，信號(hào)及能量發(fā)生器I 與能量耦合機(jī)構(gòu)5之間可以通過(guò)電信號(hào)等方式進(jìn)行無(wú)線連接和傳輸；進(jìn)一步，所述能量耦合機(jī)構(gòu)5上纏有線圈并固定在支架3。并且本實(shí)用新型所述信號(hào)及能量發(fā)生器I發(fā)送的信號(hào)經(jīng)由所述能量耦合機(jī)構(gòu)5向金屬管道4內(nèi)的流體發(fā)送電磁波或交變電磁信號(hào)。[0021]在抑制金屬管道腐蝕時(shí)，所述信號(hào)及能量發(fā)生器I向能量耦合機(jī)構(gòu)5發(fā)送頻率為 IOOkHz ImHz、振幅為30疒100V的交變正弦波；在從管道末端發(fā)射回來(lái)的波和交變正弦波疊加產(chǎn)生感應(yīng)波。在實(shí)際操作中，所述交變正弦波的頻率調(diào)整梯度為1kHz。[0022]在抑制金屬管道結(jié)垢時(shí)，所述信號(hào)及能量發(fā)生器I向能量耦合機(jī)構(gòu)5發(fā)送頻率為 120kHz 200kHz、振幅為30疒100V的阻尼交變正弦波。在實(shí)際操作中，所述阻尼交變正弦波的振幅從30疒100V衰減至零。[0023]本實(shí)用新型可以抑制金屬的腐蝕或結(jié)垢，特別是用于抑制金屬管道內(nèi)的腐蝕和/ 或結(jié)垢，本實(shí)用新型的基本原理為通過(guò)信號(hào)及能量發(fā)生器I和能量耦合機(jī)構(gòu)5對(duì)金屬管道施加高頻電磁信號(hào)，該信號(hào)頻率或振幅可調(diào)。在該電磁信號(hào)的作用下，金屬發(fā)生了鈍化效應(yīng)，從而破壞了其與電解質(zhì)溶液發(fā)生的電化學(xué)反應(yīng)；使金屬不再離子化，同時(shí)也使其不再具備負(fù)電位，并進(jìn)一步減弱其對(duì)其他正離子的吸附力，從達(dá)到了抑制腐蝕及結(jié)垢的目的。[0024]進(jìn)一步，在抑制金屬腐蝕時(shí)，主要對(duì)信號(hào)及能量發(fā)生器I發(fā)出的交變電磁信號(hào)(電磁波)的頻率進(jìn)行調(diào)整，此種結(jié)構(gòu)主要用于抑制熱網(wǎng)輸水、石油輸送等地下金屬管道的腐蝕。在抑制金屬結(jié)垢時(shí)，主要對(duì)電磁信號(hào)的振幅進(jìn)行阻尼調(diào)整，此種結(jié)構(gòu)主要對(duì)存在熱交換的環(huán)節(jié)或設(shè)備進(jìn)行結(jié)垢抑制。[0025]需要說(shuō)明的是，能量耦合機(jī)構(gòu)5至少部分安裝在所述金屬管道的外圍，在本實(shí)用新型中，所述的“外圍”是指能量耦合機(jī)構(gòu)5以一定的幾何形狀(例如三角形、矩形、多邊形或其他現(xiàn)有的形狀結(jié)構(gòu)形式)設(shè)置在金屬管道的管道壁外側(cè)，金屬管道壁的內(nèi)側(cè)通過(guò)一定的流體，例如水或石油等物質(zhì)。[0026]具體地，本實(shí)用新型的工作過(guò)程和技術(shù)效果為[0027](I)、本實(shí)用新型交變正弦波的頻率調(diào)整范圍為IOOkHz ImHz，當(dāng)頻率為IOOkHz是交變正弦波覆蓋的范圍為3000米；當(dāng)頻率為ImHz交變正弦波覆蓋的范圍為30米，即本實(shí)用新型對(duì)于抑制腐蝕的技術(shù)效果為能處理的管道長(zhǎng)度范圍為3(Γ3000米。[0028]在實(shí)際測(cè)試中，采用了 ImHz的頻率，使用的管道為50米，在經(jīng)過(guò)三個(gè)月的通水實(shí)驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)，在本實(shí)用新型的安裝點(diǎn)范圍30米內(nèi)的管道中沒(méi)有發(fā)現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象，而在30米范圍之外的管道中發(fā)現(xiàn)了大量的腐蝕點(diǎn)，由此說(shuō)明本實(shí)用新型簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)卻產(chǎn)生了意想不到的技術(shù)效果。[0029](2)、為驗(yàn)證本實(shí)用新型抑制結(jié)垢的技術(shù)效果，采用阻尼交變正弦波，其頻率固定在160kHz，振幅最高設(shè)為50V，在已經(jīng)結(jié)垢有3mm左右的舊鍋爐上使用，實(shí)驗(yàn)周期為3個(gè)月， 每隔一個(gè)月打開(kāi)一次。在第一月打開(kāi)時(shí)，發(fā)現(xiàn)結(jié)垢層已剩下2mm左右，并且結(jié)構(gòu)層表面比較軟；在第二月打開(kāi)時(shí)，發(fā)現(xiàn)結(jié)垢層已剩下Imm左右，在第三月打開(kāi)時(shí)，發(fā)現(xiàn)結(jié)垢層已經(jīng)消失， 可見(jiàn)金屬色，并且清除下來(lái)的污垢狀態(tài)非常細(xì)微，顆粒直徑僅為O. 2_左右。[0030]進(jìn)一步，將頻率固定在120kHz，振幅最高設(shè)為50V，在已經(jīng)結(jié)垢有3mm左右的板式換熱器上使用，實(shí)驗(yàn)周期為3個(gè)月，每隔一個(gè)月打開(kāi)一次。在第一月打開(kāi)時(shí)，發(fā)現(xiàn)結(jié)垢層已剩下1. 5mm左右，并且結(jié)構(gòu)層表面比較軟；在第二月打開(kāi)時(shí)，發(fā)現(xiàn)結(jié)垢層已經(jīng)消失；在第三月打開(kāi)時(shí)，依然沒(méi)有結(jié)垢，可見(jiàn)金屬色，并且清除下來(lái)的污垢狀態(tài)較160kHz時(shí)顆粒要大，顆粒直徑在O. 5mm左右。所以，頻率越高，效率越低，但解析力大；頻率越低，效率越高，但解析力小。[0032]最后應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非對(duì)其限制；盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解依然可以對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
進(jìn)行修改或者對(duì)部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的精神，其均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型請(qǐng)求保護(hù)的技術(shù)方案范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求1.一種抑制金屬管道腐蝕或結(jié)垢的裝置，其特征在于所述裝置包括信號(hào)及能量發(fā)生器(I)和至少部分安裝在所述金屬管道外圍的能量耦合機(jī)構(gòu)(5)，所述信號(hào)及能量發(fā)生器(I)與能量耦合機(jī)構(gòu)(5)之間通過(guò)傳輸線(2)或傳輸信號(hào)相連，且所述信號(hào)及能量發(fā)生器(I)發(fā)送的信號(hào)經(jīng)由所述能量耦合機(jī)構(gòu)(5)向金屬管道(4)內(nèi)的流體發(fā)送電磁波。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于在抑制金屬管道腐蝕時(shí)，所述信號(hào)及能量發(fā)生器(I)向能量耦合機(jī)構(gòu)(5)發(fā)送頻率為IOOkHz ImHz、振幅為30疒100V的交變正弦波。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于所述交變正弦波的頻率調(diào)整梯度為1kHz。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于在抑制金屬管道結(jié)垢時(shí)，所述信號(hào)及能量發(fā)生器(I)向能量耦合機(jī)構(gòu)(5)發(fā)送頻率為120kHz 200kHz、振幅為30疒100V的阻尼交變正弦波。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于所述阻尼交變正弦波的振幅從30疒100V衰減至零
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于所述能量耦合機(jī)構(gòu)(5)由磁傳導(dǎo)材料制成。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于所述能量耦合機(jī)構(gòu)(5)由錳鋅系鐵氧體制成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于所述能量耦合機(jī)構(gòu)(5)上纏有線圈并固定在支架(3)上。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種抑制金屬管道腐蝕或結(jié)垢的裝置，所述裝置包括信號(hào)及能量發(fā)生器和至少部分安裝在所述金屬管道外圍的能量耦合機(jī)構(gòu)，所述信號(hào)及能量發(fā)生器與能量耦合機(jī)構(gòu)之間通過(guò)傳輸線或傳輸信號(hào)相連，且所述信號(hào)及能量發(fā)生器發(fā)送的信號(hào)經(jīng)由所述能量耦合機(jī)構(gòu)向金屬管道內(nèi)的流體發(fā)送電磁波。本實(shí)用新型通過(guò)信號(hào)及能量發(fā)生器經(jīng)由能量耦合機(jī)構(gòu)向金屬管道內(nèi)的流體施加一定振幅和頻率的交變電磁信號(hào)，能夠有效地抑制熱網(wǎng)輸水、石油輸送等地下金屬管道內(nèi)的腐蝕或結(jié)垢現(xiàn)象。本實(shí)用新型還具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本較低、效果明顯，適于大規(guī)模的工業(yè)化運(yùn)用和普及。
文檔編號(hào)C23F15/00GK202849548SQ20122038116
公開(kāi)日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2012年8月2日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月2日
發(fā)明者周綺玲, 金科, 李思遠(yuǎn) 申請(qǐng)人:周綺玲, 金科, 李思遠(yuǎn)