[发明专利]铝合金压力气瓶的内壁处理工艺及处理装置

说明书

技术领域

本发明涉及金属表面处理领域，提供了一种铝合金材质气瓶内表面的处理工艺，并提供相应的处理装置。

背景技术

环境检测、石油化工以及电子工业等领域的气体样品分析均需用到气体标准物质，例如NH₃、NO_x是环境检测领域的重点检测对象之一，H₂S等硫化物检测在石油、化工等行业受到重视，电子半导体工业中经常用到Cl₂、HCl等强活性的气体；这些领域的气体分析常常需要微量水平(一般指几十μmol/mol)的气体标准物质对相应的仪器进行校准。然而，由于上述气体本身具有吸附性、腐蚀性等特征，它们在普通压力容器中会与容器内壁发生复杂的物理化学过程。这种物理化学过程一方面影响气体标准物质的量值发生变化，导致稳定性不好；另一方面会产生潜在的危险。

一般采用铝合金气瓶作为标准气体储运过程中的压力容器，为了解决含有活性组分的气体标准物质在铝合金气瓶中的稳定性问题，保证气体标准物质量值的准确度和长期稳定，有必要提供一种用于其内壁的处理工艺方法和相应的设备。

发明内容

本发明就是基于上述目的，提供一种用于铝合金气瓶的内壁处理工艺，同时还提供了处理装置。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种铝合金压力气瓶的内壁处理工艺，包括对气瓶内表面的如下步骤：

A、清洗：采用铝合金清洗剂和清水除去油脂和氧化层；

B、臭氧钝化：利用臭氧使得内表面惰性化；

C、硅烷化：向内表面喷涂硅烷偶联剂形成致密的硅烷化涂层；

D、形成氧化硅涂层：采用正硅酸乙酯水解溶液对内表面喷涂形成氧化硅涂层；

E、形成氟碳树脂涂层：对内表面喷涂氟碳树脂漆形成氟碳树脂涂层。

进一步的，所述步骤A包括：将铝合金专用清洗剂和50~60℃温水按1:5比例稀释后，取500mL稀释液灌入气瓶，加入耐磨小球，将气瓶放置于在水平滚动机，连续滚动约10min，滚动速度控制在25~35rpm，然后用自来水冲洗3~5遍，再用去离子水清洗至少2遍，将气瓶置于80℃烘箱中用纯氮气吹干后密闭。

进一步的，所述步骤B包括：将保持干燥的气瓶连接上臭氧发生器，控制臭氧浓度为30~100mg/m³，流量为0.5~2L/min，持续通气10~20min,使气瓶内表面形成致密氧化层，然后通入干燥压缩空气去除残余臭氧。

进一步的，选择与铝合金相兼容的硅烷偶联剂，利用喷涂装置将硅烷偶联剂喷涂至容器内表面，喷涂厚度1~5μm。

进一步的，所述步骤D包括正硅酸乙酯水解、缩聚、喷涂和固化四个步骤，将正硅酸乙酯与无水乙醇按1:9混合溶解；然后加入草酸水溶液预水解，控制PH=3±0.5，优选为2.8~3.5，预水解时间2h~3h，获得正硅酸乙酯水解溶液；将上述水解溶液，加2%的氨水，调节PH到8~11之间，发生缩聚过程；缩聚后溶液立即进行喷涂或淋涂，完成后立即在不超过60℃温度下通风恒温干燥8~12h，控制膜厚在10~30μm。

进一步的，所述步骤E包括：

喷涂封闭底漆：将封闭底漆、常温固化氟碳树脂专用固化剂、稀释剂按照10:1:4的比例搅拌均匀，喷涂到气瓶内壁，获得膜厚10μm的封闭底漆层，表干5~10min；

面漆喷涂：将氟碳树脂与常温固化氟碳树脂专用固化剂、稀释剂按照10:1:4比例混合搅拌均匀，喷涂三遍到压力容器内表面，于60~90℃下烘烤30~60min。

优选的，所述硅烷偶联剂为含有氨基或者丙烯酸基的硅烷偶联剂。

优选的，喷涂硅烷偶联剂时采用多次喷涂，每次喷涂后将气瓶转移至烘干器，在通入干燥压缩空气或氮气状态下，在40~50℃温度下烘烤至少20min。

优选的，所述封闭底漆为丙烯酸树脂类型的封闭底漆，所述氟碳树脂为氟烯烃-乙烯多元共聚物类型的氟碳树脂。

同时提供一种用于上述铝合金压力气瓶的内壁处理工艺的喷涂装置，包括空气压缩机、喷枪、基座和卡座，气瓶通过位于基座上的卡座固定，所述空气压缩机为喷枪提供供料动力、雾化气源和开关控制气；所述喷枪通过喷枪垂直移动机构安装于基座上，并带有长杆雾化头，能够伸入气瓶内进行内壁举行喷涂。

本发明所述的铝合金压力气瓶的内壁处理工艺及喷涂装置，可用于铝合金压力气瓶的内壁处理，具有工艺及装置简单的特点，处理后的气瓶可用于腐蚀性气体的储运，不会影响气体标准物质的量值，具有更好的稳定性。

附图说明