[發明專利]鍍鎳磷合金鋼瓶及其施鍍方法

有效

• 申請號: 200910059619.9
• 申請日: 2009-06-17
• 公開（公告）號: CN101922608A
• 公開（公告）日: 2010-12-22
• 發明（設計）人: 王濤;周啟雄;范俊明;周志強;劉大云;黃瑛
• 申請（專利權）人: 成都格瑞特高壓容器有限責任公司
• 主分類號: F17C1/10
• 分類號: F17C1/10;C23C18/36;C23C18/18;C23G1/08
• 代理公司: 成都科海專利事務有限責任公司 51202
• 代理人: 黃幼陵;肖睿澤

技術領域

本發明涉及用于裝各種氣體(氮氣、氧氣、天然氣等)的鋼瓶(亦稱氣瓶)及其防腐方法。

背景技術

鑒于鋼瓶口徑小、長徑比較大、內壁表面粗糙等特點，鋼瓶內壁的防腐(防銹)處理一直是個難題。關于鋼瓶內壁的防腐處理，主要有兩個階段，涉及兩種方法：1、內壁表面淌漆，從上個世紀80年代末到90年代中期，一般直接由使用廠家根據需要對氣瓶內壁表面進行處理，通常采用內壁表面淌防銹底漆的方法，使用實踐證明，淌漆防腐的鋼瓶短時間使用不會出現問題，但長時間使用的鋼瓶由于不斷充放氣會導致漆層脫落，脫落的漆層將堵塞管道及閥件，故該方法逐漸被淘汰。2、磷化處理，從上個世紀90年代末期到現在，出現了磷化處理鋼瓶內壁表面的方法，即將鋼瓶浸入磷酸、磷酸鹽為主的酸性溶液中，使鋼瓶內壁表面生成一層難溶的磷酸鹽膜層-磷化膜。磷化處理后的鋼瓶雖然耐蝕性有所提高，但同樣只能在短時間起到防腐的作用，隨著時間的增長，鋼瓶內壁會產生白色磷化粉，所述磷化粉會隨氣體進入管道損壞控制閥件，若反復磷化，鋼瓶容易產生氫碎，影響使用的安全性。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種鍍鎳磷合金鋼瓶及其施鍍方法，以有效解決鋼瓶內壁的防腐問題。

本發明所述鍍鎳磷合金鋼瓶，包括瓶體，所述瓶體的內壁鍍有非晶態鎳-磷防腐層(即通過還原反應從鍍液中沉積出的非晶態鎳和磷組成的防腐層)。實驗表明，非晶態鎳-磷防腐層的厚度為3μm～8μm即可。根據需要，鋼瓶有單頭鋼瓶和雙頭鋼瓶。

本發明所述鍍鎳磷合金鋼瓶的施鍍方法為化學鍍，工藝步驟如下：

(1)待鍍鋼瓶的處理

待鍍鋼瓶的處理依次為水洗、酸洗、水洗、活化和預熱，酸洗前的水洗是用自來水沖洗掉附在鋼瓶壁上的雜物，酸洗是用鹽酸水溶液去除鋼瓶內壁上的黑斑，酸洗后的水洗是用自來水去除鋼瓶內壁的鹽酸，活化是用質量濃度10％～15％的鹽酸水溶液對鋼瓶內壁進行浸潤，溫度為室溫，時間為20秒～60秒，預熱是將活化處理后的鋼瓶用80℃～90℃的去離子水浸泡至少3分鐘；

(2)對鋼瓶進行化學鍍

鍍液的配制：

鍍液由硫酸鎳、次亞磷酸鈉、絡合劑A、絡合劑B、緩沖劑A、緩沖劑B、穩定劑和去離子水配制而成，配方為：硫酸鎳25g/L-30g/L，次亞磷酸鈉25g/L-30g/L，絡合劑A8mL/L～15mL/L，絡合劑B?8g/L-12g/L，緩沖劑A?10mL/L-15mL/L，緩沖劑B?2mL/L-6mL/L，穩定劑2mg/L～4mg/L，鍍液的pH值控制在4.5-5.5，所述絡合劑A為乳酸或蘋果酸，所述絡合劑B為丁二酸，所述緩沖劑A為乙酸鈉，所述緩沖劑B為硼酸，所述穩定劑為硫酸鉛；

施鍍操作：

將步驟(1)處理后的待鍍鋼瓶放于化學鍍設備中，在常壓下進行施鍍，鍍液溫度控制在85℃-95℃，施鍍時間以使鋼瓶內壁沉積的非晶態鎳-磷防腐層厚度達到3μm～8μm為限，施鍍過程中，每隔15分鐘～20分鐘對鍍液中的鎳離子濃度和鍍液的pH值進行檢測，并根據檢測結果添加新鮮鍍液和用氨水調整鍍液的pH值，使鍍液的pH值保持在4.5-5.5；

(3)已鍍鋼瓶的處理

將進行化學鍍后的鋼瓶在室溫用濃度30g/L～50g/L的Na₂CO₃水溶液浸泡1分鐘～2分鐘，再用溫度85℃～95℃的去離子水浸泡至少3分鐘，然后將被鍍鋼瓶從去離子水中取出讓其自然干燥。

上述方法中，待鍍鋼瓶的處理時，酸洗步驟所用鹽酸水溶液的配方是：自來水體積∶鹽酸體積＝1∶0.5～1。

本發明具有以下有益效果：

1、非晶態鎳-磷防腐層具有以下性能：

a)優良的抗腐蝕性能，非晶態不存在晶界、位錯等晶體缺陷，是單一均勻組織，不易形成電偶腐蝕，決定其有較高的耐蝕性，

b)優良的附著力，非晶態鎳-磷防腐層在鋼瓶內壁產生壓應力(4MPa)，且與鋼瓶瓶體的熱膨脹系數相當，因而與鋼瓶內壁的附著力好(可達300MPa～400Mpa)，長時間使用也不會脫落，

c)硬度高、抗磨性好，非晶態鎳-磷防腐層的抗拉強度超過700Mpa，經熱處理硬度可達HV1100；

由于非晶態鎳-磷防腐層具有上述性能，因此有效解決了鋼瓶內壁的防腐問題，可延長鋼瓶的使用壽命，提高鋼瓶使用中的安全性。

2、由于鋼瓶內壁的非晶態鎳-磷防腐層通過化學沉積的方法獲得，因而厚度均勻。

3、由于本發明所述施鍍方法為化學鍍，因而能避免電鍍形成的邊角效應等缺陷，并能獲得具有較高光潔度的非晶態鎳-磷防腐層。

附圖說明