王为明，
浙江威能消防器材股份有限公司 浙江嘉兴 314008
摘要：铝合金无缝气瓶，在设计中具备长达20年的使用寿命，但在实际应用中，气瓶往往达不到设计中的使用期限，便因为瓶身被严重腐蚀而淘汰，这不利于企业购置铝合金气瓶的收益体现，而反复购置也增加了企业购买成本，降低企业经济效益。本文对铝合金无缝气瓶进行了相关研究分析，通过具体腐蚀状况，判断其腐蚀原因，并最终得出抗腐蚀对策，企业针对腐蚀原因进行预防，将有效解决气瓶使命寿命低的状况。
关键词：铝合金；腐蚀原因；预防腐蚀；防锈油漆
引言：铝合金无缝气瓶的使用较为广泛，比如潜水氧气瓶、医用氧气瓶及工业用气瓶等，在我国生产生活中，气瓶使用随处可见，从选用铝合金作为主体材料上看，其设计相对低廉且具备较高使用意义，但存在一个不容忽视的问题，那便是普遍腐蚀情况严重，且多数腐蚀状况为严重腐蚀，将气瓶使用的安全性大幅降低，因此做出对铝合金无缝气瓶的腐蚀原因及对策分析，有利于我国部分产业实现设备安全化。
1 铝合金无缝气瓶严重腐蚀情况分析
腐蚀部位。根据我国气瓶检测标准，对气瓶进行腐蚀部位分析，某制造厂出厂的铝合金无缝气瓶作为潜水瓶使用，其距出厂日期仅三年，主体结构为铝合金瓶身，为了能够在潜水过程中与使用者贴合紧密，在气瓶瓶身中部位置处绑定了一个钢板卡具，能在水下环境中保持持续固定。腐蚀部位大部分位于中部卡具位置，说明该处发生的腐蚀程度也更大。气瓶卡具位置如图一所示。
.png)
图1 气瓶整体结构
腐蚀程度。位于气瓶外表面的腐蚀情况较为严重，尤其在中部位置，瓶身一周都存在程度不一的腐蚀状况，在将外部腐蚀物进行清理后，观察到瓶身表面颜色为白色，腐蚀深度约为3毫米，但经测算后，最大腐蚀长度达到了20厘米，按照国家规定的气瓶检测条例，该批次气瓶达到报废程度。
2 铝合金无缝气瓶严重腐蚀原因分析
经过前期检测气瓶设计方案，该批次铝合金气瓶的选材（6061）、厚度（6毫米）均达到了我国无缝气瓶的制造标准，通过化学成分与物理数值测定，确定结果符合设计要求，因此发生严重腐蚀情况，与气瓶设计及制造过程并无关系，推测最大问题来源于气瓶出厂后的企业内部使用状况，从气瓶用途及贮存、清理等环节中选取了三个主要腐蚀原因进行讨论。
2.1海水腐蚀
气瓶生产有多种使用渠道，比如本文分析的该类型气瓶便为潜水氧气瓶使用，因此其在水下时间中可能会因为接触海水状况而发生腐蚀反应。在陆地使用中，瓶身仅仅只接触到空气，瓶身坚固、厚实的铝合金材料可以较大程度预防空气氧化腐蚀反应，这是由于铝合金内铝元素与空气中的氧气发生反应，在气瓶外表面形成耐腐蚀的钝化膜（Al2O3）结构，使得瓶身在干燥空气中存放较为安全。但在该批次氧气瓶随着潜水人员下海后，海水中存在大量、多元素离子，与铝合金外表面的钝化膜发生反应，膜体逐渐被海水成分腐蚀，露出了铝合金表面，该部分的金属表面会继续与海水发生反应，从而生成可溶解于水的化学产物，由此气瓶表面被腐蚀。
2.2缝隙腐蚀
在气瓶贮存过程中，由于该批次气瓶作为潜水使用，其增设了卡具装置，但卡具作为后安装上的零件，与本身气瓶间存在细小缝隙，该缝隙便成为了贮存过程中的腐蚀发生部位。气瓶随潜水员下水后，卡具与瓶身的缝隙处被海水充分反应，上岸后，养护人员对该部位的养护工作有所疏忽，造成了海水残余现象。缝隙处存留的少量海水溶液，形成了能够充分发生缝隙腐蚀的基本条件，在该部位处残余海水继续与瓶身铝合金发生反应，导致该部位腐蚀状况较之其他位置更严重，这便是瓶身不同位置下的腐蚀程度不同原因。
2.3电化学腐蚀
从整个气瓶结构上来说，气瓶瓶身采用厚实的铝合金板材料作为无缝瓶身，但配备的卡具装置材料选用为钢板，因此整个气瓶装置在海水中形成了人造的电化学反应现场。钢板主要材料为铁，铁的化学性质没有铝活泼，因此在海水这个充满了电解质的反应器皿中，铁作为相对不活跃一方成为反应阴极，铝成为阳极，电位差的引导下，发生电化学反应，铝所在瓶身不断牺牲保护钢铁所在卡具，瓶身被不断腐蚀。
从以上三种可能会发生严重腐蚀的推测来说，每一种推测都有几率发生，而一旦在较为混合的共存状态下，发生了腐蚀反应，则通过相互加强作用，铝合金气瓶将会以更快速度发生腐蚀，且腐蚀程度加重，最终引起严重腐蚀现象。
3 铝合金无缝气瓶严重腐蚀预防探究
3.1喷涂防腐蚀油漆
首先进行气瓶严重腐蚀的预防过程中，需要从铝合金瓶身入手，在源头上对瓶身进行保护，采用的方式可以选择为喷涂防腐蚀油漆。由于卡具和瓶身之间存在细小缝隙，后续清理工作较难完整实施，抗缝隙腐蚀措施并不能达到最优，因此可将铝合金气瓶单独进行处理，在其表面上喷涂防腐蚀油漆，材料可选择使用铜、铅、水银等作为基底，该种材料选择基于化学元素的活泼原理，通过在油漆中加入高电解电位元素，使得海水中各项高电解电位离子想要与该油漆表面发生反应难度加大，有效保护了铝合金气瓶不容易发生海水腐蚀和缝隙腐蚀等情况。
3.2改善绝缘状况
对该批次气瓶的使用过程进行分析，通过腐蚀程度与位置的考虑，针对缝隙腐蚀问题，可以通过避免瓶身与卡具间的接触，来实现缝隙腐蚀情况的减少。具体操作流程是减少气瓶的卡具和瓶体之间发生直接接触，因而可大幅度降低电化学腐蚀速度，如能在卡具和瓶体间加上绝缘的垫片(如胶皮等)，就能够有效地降低电化学腐蚀的速度，从而达到减轻腐蚀的目的[1]。另外，在卡具的选材方面，也应选择电位不高于铝的金属材料或非金属材料，从而避免电化学腐蚀的发生。
3.3改进卡具结构
卡具是铝合金气瓶作为潜水瓶使用的必备装置，但其构造将会引起腐蚀程度的进一步加深，因此需要对卡具结构进行优化改进。该批气瓶的卡具结构为缝隙腐蚀创造了有利条件，因此，可以通过设计其它形式的卡具结构来避免缝隙腐蚀的发生[2]。比如采用方便、可装卸的卡具，每次在海水中使用后，拆除卡具，及时清除卡具缝隙中的海水,以此来避免缝隙腐蚀的发生，另外可对卡具进行防腐蚀膜的喷涂，从根本上杜绝腐蚀反应的高电解电位条件。
3.4进行有效清洁
高电解电位元素能够轻松腐蚀铝元素，尤其是在潮湿环境下，该腐蚀反应速度更快、程度更深，即便在此过程中，金属与金属之间并没有实际接触，但通过缝隙电解质存在，二者会在非接触状态下发生电化学反应，造成腐蚀结果出现。因此在日常维护中，铝合金气瓶的清洁工作要保持有效。对于各种无论是水性或油性的污垢、灰尘等，一旦发生聚集，将会对聚集面下的气瓶瓶身结构造成相当大程度的泥敷剂腐蚀效果，严重时可导致气瓶穿孔。
结论：综上，我国使用铝合金气瓶能为各项产业活动做出积极影响，但因严重腐蚀问题，导致更换频率过高，不利于企业活动的正常开展。通过喷涂防腐蚀油漆、改善绝缘状况、改进卡具结构、进行有效清洁等方式，从腐蚀部位源头控制到日常养护对策，将铝合金气瓶的腐蚀问题加以解决，降低企业多次购置气瓶设备的成本支出。
参考文献：
[1]慕仙莲,解鹏飞,金涛，等.纳米涂层/铝合金在不同pH值的海水溶液中的腐蚀行为研究[J].装备环境工程,2020,17(01):130-138.
[2]郝延平.铝合金无缝气瓶的设计与制造[J].低温与特气,2017,35(02):19-24.