[发明专利]防腐型阻燃防爆材料及防爆填料的制作安装方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种填充在储存或运输易燃、易爆液体容器内的阻燃防爆材料，还涉及防腐型阻燃防爆填料的制作安装方法。

背景技术

网状金属材料作为一种高效的防火防爆材料最初主要应用于军事领域，随后被逐渐应用在民用领域。网状金属材料可以被切割成任意形状，可作为任意形状的燃油箱和储油罐的填充材料。在应用于车用无铅汽油的存储实践中，由于汽油中硫的存在，对存储容器器壁产生腐蚀，而腐蚀的产物与油料中的硫醇、苯、芳烃、烯烃等相互作用，形成了油料中的实际胶质。国家标准车用无铅汽油检测标准(GB17930-1999)中规定，允许硫(S)的含量为≤0.08％(m/m)；实际胶质不大于5mg/100ml。一般来讲，出厂的油料实际胶质含量仅为0.1～0.2mg/100ml，存储在金属容器中，按照GB 8019(燃料胶质含量的测定喷射蒸发法)做3个月的43℃储存安定性试验(相当于自然存放的三年)后，实际胶质含量会达到0.4mg/100ml。而在油料中加入普通阻燃防爆材料铝合金箔，其铝合金材料的合金成份重量百分比为：硅0.60％，铁0.70％，铜0.20％，锰1.0-1.6％，镁0.05％，锌0.10％，钛0.15％，余量为铝。按照GB 8019(燃料胶质含量的测定喷射蒸发法)仅做半个月的43℃储存安定性试验后，实际胶质含量会达到6mg/100ml，已经超出国家标准，经过3个月的43℃储存安定性试验后，实际胶质含量会达到17mg/100ml，这样的油料已经不能使用了。

出现这样的问题是因为铝的化学活跃程度远超过铁质金属容器，而且铝合金箔的表面积至少是容器内表面的10⁵倍。金属的腐蚀速度与其表面积是成正比的。

铝合金箔的腐蚀带来的另一个问题就是产生出铝屑。从附图4可以看出，附图标记10所示意的为铝合金箔的最薄弱腐蚀点，当这两点处被腐蚀通透后，就会掉下一片铝屑。在用油时铝屑随油料的流动进入加油机，稍大的铝屑会卡住油泵，而细小的铝屑会对汽车的油路和发动机造成损害。这都是已经发生的阻燃防爆填料对油料造成二次污染的问题。

发明内容

本发明针对上述技术问题，对原铝合金材料的合金成分进行改进，在铝合金的冶炼时对元素镁、钛、铝的含量进行调整，并新引入元素铬、镍、锆、钽，形成具有特殊防腐性能的铝合金材料并制作出防腐型阻燃防爆填料。

具有防腐性能的铝合金材料的合金成份重量百分比为：硅0.60％，铁0.70％，铜0.20％，锰1.01.6％，镁10-15％，锌0.10％，钛0.2-0.5％，铬0.35-1.0％，镍0.3-1.0％，锆0.2-0.5％，钽0.20-0.5％，余量为铝。

为了改善材料的防腐性能，本发明选择添加适量的铬和镍元素，铬和镍具有良好的耐腐性能，被普遍应用于不锈钢、不锈铁的冶炼中。镍耐中型和微酸性溶液，包括一些稀释的非氧化性酸、有机酸及有机溶剂的腐蚀。元素铬和镍的引入使合金材料的拉压疲劳极限由20N/MM³升至45N/MM³。这样在油料运输车辆的容器中更能抗颠颇和摇摆，在油料存储容器中更能抗长期的垂直方向的重力。解决了现有技术中因颠颇、摇摆和长期的垂直方向的重力导致蜂窝状的填料产生下沉堆积现象，而造成容器中局部特别是上部出现无填充空隙，失去了阻燃防爆作用的技术问题。

另外在金属材料中添加适量稀土元素可提高材料的强度、耐蚀性和耐蚀膜的导热性，降低表面状态对腐蚀的敏感性，如：钛、锆、钽，所以本发明还在铝合金中引入锆(Zr)和钽(Ta)，调整了钛含量。Ti(钛)和Zr(锆)都是活泼金属元素，室温下生成坚密的氧化膜，这层坚密的氧化膜能够阻止其内部原子继续被腐蚀，对孔蚀也具有良好的抵抗能力，所以具有优良的耐蚀性能。钽(Ta)的耐蚀性非常优良。除氢氟酸、氟、发烟硫酸、碱外，几乎耐一切化学介质的腐蚀。它对沸点的盐酸、硝酸、200℃以下的硫酸都表现出优异的耐蚀性。

为了得到最佳的元素引入量和配比，本发明首先进行了合金材料的防爆性能试验，我们选择了能够降低填充密度的Li、Mg、Be、Ti和具有优良抗腐蚀性的Cr、Ni、Zr、Ta、以及Bi、Ag、Sr、Ce、12种元素分别与原始材料结合制作实验合金材料，添加量分别为0.1％、0.2％、0.35％、0.5％、0.6％、0.7％、1.0％、1.6％、然后进行了自由落锤冲击试验，得到上述元素添加量的引燃率作为添加元素的参考。

铝合金自由落锤高速冲击试验时的引燃率

表1