專利名稱：鍍鎳磷合金鋼瓶的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及用于裝各種氣體(氮氣、氧氣、天然氣等)的鋼瓶(亦稱氣瓶)。
背景技術(shù)：
鑒于鋼瓶口徑小、長徑比較大、內(nèi)壁表面粗糙等特點，鋼瓶內(nèi)壁的防腐(防銹)處 理一直是個難題。關(guān)于鋼瓶內(nèi)壁的防腐處理，主要有兩個階段，涉及兩種方法1、內(nèi)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(jù)需要對氣瓶內(nèi)壁表面 進行處理，通常采用內(nèi)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(xiàn)問題，但長時間使用的鋼瓶由于不斷充放氣會導(dǎo)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(xiàn)在，出現(xiàn)了 磷化處理鋼瓶內(nèi)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(nèi)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(nèi)壁會產(chǎn)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(fù)磷化，鋼瓶容易產(chǎn)生氫碎，影響使用的安全性。

發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種鍍鎳磷合金鋼瓶，以有效 解決鋼瓶內(nèi)壁的防腐問題。 本實用新型所述鍍鎳磷合金鋼瓶，包括瓶體，所述瓶體的內(nèi)壁鍍有非晶態(tài)鎳-磷 防腐層(即通過還原反應(yīng)從鍍液中沉積出的非晶態(tài)鎳和磷組成的防腐層)。實驗表明，非晶 態(tài)鎳_磷防腐層的厚度為3 ii m 8 ii m即可。根據(jù)需要，鋼瓶有單頭鋼瓶和雙頭鋼瓶。 本實用新型具有以下有益效果 1、非晶態(tài)鎳_磷防腐層具有以下性能 a)優(yōu)良的抗腐蝕性能，非晶態(tài)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(yōu)良的附著力，非晶態(tài)鎳-磷防腐層在鋼瓶內(nèi)壁產(chǎn)生壓應(yīng)力(4MPa)，且與鋼瓶 瓶體的熱膨脹系數(shù)相當，因而與鋼瓶內(nèi)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(tài)鎳_磷防腐層的抗拉強度超過700Mpa，經(jīng)熱處理硬度 可達HV1 100 ; 由于非晶態(tài)鎳-磷防腐層具有上述性能，因此有效解決了鋼瓶內(nèi)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(nèi)壁的非晶態(tài)鎳_磷防腐層通過化學(xué)沉積的方法獲得，因而厚度均勻。
圖1是本實用新型所述鍍鎳磷合金鋼瓶的一種結(jié)構(gòu)示意圖，鋼瓶為雙頭鋼瓶；[0013] 圖2是本實用新型所述鍍鎳磷合金鋼瓶的又一種結(jié)構(gòu)示意圖，鋼瓶為單頭鋼瓶； 圖3是對雙頭鋼瓶進行化學(xué)鍍的示意圖； 圖4是對單頭鋼瓶進行化學(xué)鍍的示意圖。 圖中，1-瓶體、2-非晶態(tài)鎳-磷防腐層、3-儲液槽、4-熱電偶、5-溫度控制器、6_自 動加熱器、7-攪拌器、8_液下泵、9_過濾器、10-截止閥、11-密封頭、12-待鍍鋼瓶、13-回流管。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型所述鍍鎳磷合金鋼瓶及其施鍍方法作進一步說明。 實施例1本實施例中的鋼瓶為雙頭鋼瓶，其外徑為219mm、長度為1980mm，瓶體1的內(nèi)壁鍍 有厚度為3 ii m的非晶態(tài)鎳_磷防腐層2，如圖1所示。其施鍍工藝步驟如下 (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(yù)熱；酸洗前的水洗是用自來水 沖洗掉附在鋼瓶壁上的雜物；酸洗采用鹽酸水溶液去除鋼瓶內(nèi)壁上的黑斑，其配方是自 來水體積鹽酸體積=1 : 0. 5 ;酸洗后的水洗是用自來水去除鋼瓶內(nèi)壁的鹽酸；活化用質(zhì)
量濃度15%的鹽酸水溶液，溫度為室溫(25°C )，時間為20秒；預(yù)熱用8(TC的去離子水，浸
泡時間為5分鐘。 (2)對鋼瓶進行化學(xué)鍍 鍍液的配制鍍液由硫酸鎳、次亞磷酸鈉、乳酸(絡(luò)合劑A) 、丁二酸(絡(luò)合劑B)、乙 酸鈉(緩沖劑A)、硼酸(緩沖劑B)、硫酸鉛(穩(wěn)定劑)和去離子水配制而成，配方為硫酸 鎳25g/L，次亞磷酸鈉25g/L，乳酸8mL/L， 丁二酸8g/L，乙酸鈉10mL/L，硼酸2mL/L，硫酸鉛 2mg/L，鍍液的pH值控制在4. 5。 施鍍設(shè)備施鍍設(shè)備的結(jié)構(gòu)框圖如圖3所示，包括儲液槽3、熱電偶4、溫度控制器 5、自動加熱器6、攪拌器7、液下泵8、過濾器9、截止閥10、密封頭11和回流管13。溫度控 制器5為智能數(shù)字溫度控制儀，根據(jù)熱電偶4所采集的儲液槽中鍍液的溫度控制自動加熱 器6的通電與斷電；攪拌器7為無油鼓風(fēng)機，在施鍍的過程中持續(xù)工作；儲液槽中的鍍液由 液下泵8、過濾器9、截止閥10及連接管件組成的進液流路從待鍍鋼瓶12的下密封頭11進 入鋼瓶內(nèi)腔，鋼瓶內(nèi)腔中經(jīng)過還原反應(yīng)的鍍液從待鍍鋼瓶的上密封頭11流出，經(jīng)回流管13 返回儲液槽3。構(gòu)成施鍍設(shè)備的熱電偶4、溫度控制器5、自動加熱器6、攪拌器7、液下泵8、 過濾器9、截止閥10均可通過市場購買。 施鍍操作 將經(jīng)過步驟(1)處理的待鍍鋼瓶12放于化學(xué)鍍設(shè)備中，安裝方式如圖3所示。施 鍍在常壓下進行，鍍液溫度控制在85t:，施鍍時間以使鋼瓶內(nèi)壁沉積的非晶態(tài)鎳_磷防腐 層厚度達到3 ii m為限(時間為40分鐘左右)，施鍍過程中，每隔15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(jù)檢測結(jié)果添加新鮮鍍液和用氨水調(diào)整鍍液的pH值，使 鍍液的pH值保持在4.5 ; (3)已鍍鋼瓶的處理 將進行化學(xué)鍍后的鋼瓶在室溫(25°C )用濃度30g/L的Na2C03水溶液浸泡1分鐘，再用溫度85t:的去離子水浸泡3分鐘，然后將被鍍鋼瓶從去離子水中取出讓其自然干燥。 實施例2本實施例中的鋼瓶為單頭鋼瓶，其外徑為219mm、長度為1630mm，瓶體1的內(nèi)壁鍍 有厚度為8 ii m的非晶態(tài)鎳-磷防腐層2，如圖2所示。其施鍍工藝步驟如下 (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(yù)熱；酸洗前的水洗是用自來水 沖洗掉附在鋼瓶壁上的雜物；酸洗采用鹽酸水溶液去除鋼瓶內(nèi)壁上的黑斑，其配方是自 來水體積鹽酸體積=1 : 1 ;酸洗后的水洗是用自來水去除鋼瓶內(nèi)壁的鹽酸；活化用質(zhì)量 濃度10%的鹽酸水溶液，溫度為室溫(25°C )，時間為60秒；預(yù)熱用9(TC的去離子水，浸泡 時間為3分鐘。 (2)對鋼瓶進行化學(xué)鍍 鍍液的配制鍍液由硫酸鎳、次亞磷酸鈉、蘋果酸(絡(luò)合劑A) 、丁二酸(絡(luò)合劑B)、 乙酸鈉(緩沖劑A)、硼酸(緩沖劑B)、硫酸鉛(穩(wěn)定劑)和去離子水配制而成，配方為硫 酸鎳30g/L，次亞磷酸鈉30g/L，蘋果酸15mL/L， 丁二酸12g/L，乙酸鈉15mL/L，硼酸6m L/L， 硫酸鉛4mg/L，鍍液的pH值控制在5. 5。 施鍍設(shè)備包括儲液槽3、熱電偶4、溫度控制器5、自動加熱器6、攪拌器7、液下泵 8、過濾器9、截止閥10、密封頭11和回流管13 。儲液槽3中的鍍液由液下泵8、過濾器9、截 止閥10及連接管件組成的進液流路從待鍍鋼瓶12上部的密封頭11進入鋼瓶內(nèi)腔底部，鋼 瓶內(nèi)腔中經(jīng)過還原反應(yīng)的鍍液從所述密封頭11流出，經(jīng)回流管13返回儲液槽3。 施鍍操作 將待鍍鋼瓶13放于化學(xué)鍍設(shè)備中，安裝方式如圖4所示。施鍍在常壓下進行，鍍 液溫度控制在95°C ，施鍍時間以使鋼瓶內(nèi)壁沉積的非晶態(tài)鎳_磷防腐層厚度達到8 i！ m為限 (時間為120分鐘左右)，施鍍過程中，每隔15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(jù)檢測結(jié)果添加新鮮鍍液和用氨水調(diào)整鍍液的PH值，使鍍液的pH值保持在
5. 5 ; (3)已鍍鋼瓶的處理 將進行化學(xué)鍍后的鋼瓶在室溫(25°C )用濃度50g/L的Na2C03水溶液浸泡2分鐘， 再用溫度95t:的去離子水浸泡5分鐘，然后將被鍍鋼瓶從去離子水中取出讓其自然干燥。
權(quán)利要求一種鍍鎳磷合金鋼瓶，包括瓶體(1)，其特征在于所述瓶體的內(nèi)壁鍍有非晶態(tài)鎳-磷防腐層(2)。
2. 根據(jù)權(quán)利要去l所述的鍍鎳磷合金鋼瓶，其特征在于非晶態(tài)鎳-磷防腐層的厚度為 3 u m 8 u m。
專利摘要一種鍍鎳磷合金鋼瓶，包括瓶體，所述瓶體的內(nèi)壁鍍有非晶態(tài)鎳-磷防腐層，非晶態(tài)鎳-磷防腐層的厚度為3～8μm。由于非晶態(tài)鎳-磷防腐層具有優(yōu)良的抗腐蝕性能，與鋼瓶內(nèi)壁的附著力好(可達300MPa～400MPa)，長時間使用也不會脫落，因此可延長鋼瓶的使用壽命，提高鋼瓶使用中的安全性。
文檔編號C23C18/36GK201462389SQ20092008179
公開日2010年5月12日 申請日期2009年6月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月17日
發(fā)明者劉大云, 周啟雄, 周志強, 王濤, 范俊明, 黃瑛 申請人:成都格瑞特高壓容器有限責(zé)任公司