铝合金无缝气瓶严重腐蚀原因分析及预防

杜玉玲

沈阳特种设备检测研究院 辽宁沈阳 110042

20 世纪90 年代，我国开始生产无缝铝合金的气瓶。现在很多制造商生产无缝的铝合金气瓶。铝合金无缝气瓶广泛应用于电子、医学、水中航行、化学、冶金、采矿等领域等等。铝合金无缝气瓶的设计寿命一般为20 年，铝合金无缝气瓶的设计寿命为20 年。在这三年中，研究了22个铝合金无缝气瓶，外部表面中部严重腐蚀，因此，本文对铝合金无缝气瓶腐蚀的原因进行了分析并提出了相关预防措施。

1 铝合金无缝气瓶材料选择

1.1 铝及铝合金性能特点

（1）轻质：铝的主要优点是密度小（2．7g/cm3）约三分之一的钢。铝和铝合金密度低，广泛用于航空、运输等领域。

（2）耐腐蚀性：铝和铝合金的表面容易形成由氧化铝制成的致密坚固的涂层，防止进一步氧化。该保护层只能受到卤素或碱离子的强烈影响的损伤。因此铝合金耐大气和水的腐蚀。大部分的酸和有机物都能抵抗腐蚀。合金提取、化学和电化学处理等措施可以进一步增强其耐蚀性。

（3）机械性能：铝的工业纯度低，塑性高，但是通过掺杂可以达到预定的目标强度。

（4）加工性能：铝和铝合金基本上容易加工，易于处理。因为铝本身有柔软的面心立方结构。铝和铝合金的加工速度快，具有经济的机械特性。

1.2 铝合金无缝气瓶瓶体材料的选择

选择用于铝合金无缝气瓶的材料，首先考虑其安全性，防止因故障造成的损伤。瓶子里的材料必须具有一定的塑性、韧性、耐腐蚀性，低温性能也得达到要求。铝合金的疲劳强度低，所以必须选择抗疲劳的材料。其次，必须考虑技术的特征、供应和价格都符合标准的材料。根据GB1640-2011 的要求，无缝铝合金用于铝合金无缝气瓶的材料一般必须从6061 铝合金中选择[1]。无缝铝合金气瓶可以使用其他铝合金材料，防腐性和工艺性能都很好。但是，必须通过反复负荷时的腐蚀和抗裂性试验。这是因为除了一些铝合金之外，还可以在晶体中实质上降解动态或静态拉伸应力和特定的腐蚀环境，所谓的应力防腐断裂指的是SCC。

2 问题的发现

2004 年6 月，32 个铝合金无缝气瓶被运往大连海洋运动俱乐部。2001 年在铝合金无缝气瓶厂买了这些铝合金无缝气瓶。定期检查外观时，发现22 个无缝的气瓶铝合金本周内腐蚀严重。观察白色形状，腐蚀深度2．0-4．5 毫米，宽度达到了200 毫米之长。根据1GB13077-2004 定期检查无缝气瓶并进行评价的铝合金应视为无效[2]。为了确定腐蚀的原因，向用户介绍了使用无缝铝合金制的气瓶的情况。铝合金无缝气瓶主要用于潜水，铝合金无缝气瓶可以连接到潜水员的背部，在铝合金无缝气瓶中心增加了钢板卡具。

3 腐蚀原因分析

（1）海水腐蚀。在正常使用的情况下，铝合金的外部表面通过形成钝化表面而具有耐蚀性。这些铝合金无缝气瓶被用于海上的水中航行，但是海水是侵蚀性的环境。海水中的离子作用于铝合金表面的钝化膜，表面膜受损，露出新表面，新金属的一部分快速溶解，产生腐蚀。

（2）间隙腐蚀。间隙腐蚀也是间隙腐蚀的原因之一。卡具和瓶子表面有一定的空隙。海水释放后，狭缝中形成了少量的静溶液。

（3）电化学腐蚀：气体瓶的框架是钢板，铝的化学性质比铁更严格。这两种材料互相接触。当这两种金属浸入海水中时，这会产生铝合金无缝气瓶的电化学腐蚀作用。

（4）由于大气中的相对湿度较大，铝合金在大气中容易受到电化学反应的影响[3]。铝合金腐蚀作用更快。

4 腐蚀的预防

SY-D9、BR-137 底胶中具有比SY-D9 有很好的耐腐性，如果给铝合金无缝气瓶表面喷涂SY-D9、BR-137 底胶[4]，可以很好的实现防腐，其中BR-137 底胶比SY-D9 底胶的耐腐性更好，有更高的磷酸表面极化处理中的耐腐蚀性。因此，通过喷涂SYD9、BR-137 等，可以防止铝合金无缝气瓶的腐蚀。

由于铝合金无缝气瓶框架的设计有间隙，所以很容易产生腐蚀，所以可以通过设计其他形状的框架来防止铝合金无缝气瓶框架出现腐蚀的现象。海水中每次使用后取下卡具，在卡具缝隙中及时清除海水，避免间隙腐蚀的现象。

铝合金的微生物腐蚀的先决条件是微生物先结合在铝合金的表面上，然后形成生物膜。接着用在代谢过程中形成的酸和碱腐蚀结合材料。由于微生物快速繁殖，对铝合金的腐蚀是不能忽视的。为了减少并防止微生物对铝合金的腐蚀，有以下几种方法。

（1）保持干燥的环境，减少微生物繁殖的机会。

（2）经常用酒精或消毒剂擦拭铝合金表面，消除微生物，以及定期通过去湿的方法破坏微生物繁殖生长的环境。

铝合金无缝气瓶材料在进入施工现场前，总承包机构检查机构应按规定验收，检查产品质量、质量检查报告及其他质量检查文件。检查表面情况，包括冲击性损伤涂层、损伤的情况，以及防腐性能、表面防腐厚度是否满足标准，材料主要受力部分截面图的最小厚度和其他指标在复试后允许进行第二次抽样测试，确保其材料合格，达到验收标准。

5 结语

使用铝合金无缝气瓶时，请尽量避免腐蚀，同时考虑铝合金无缝气瓶的材料、构造和环境特征。但是，为了完全避免铝合金的腐蚀，需要及时进行检查。为了避免铝合金无缝气瓶金属腐蚀，必须安全使用铝合金无缝气瓶。铝合金无缝气瓶表面的附着力度比通常的低碳钢更强，所以铝合金无缝气瓶一般腐蚀的可能性很低，但是腐蚀的类型可能会对铝合金的气瓶造成严重损害。在正常条件下，铝合金无缝气瓶厚度不反映气体瓶外部表面的实际情况。有必要的话，为了除去铝合金无缝气瓶表面的油漆，需要进一步检查外部的表面，只有这样才发现内部和外部很难发现的腐蚀腐蚀部位。