[发明专利]一种干燥金属制气体容器内表面的方法和经处理的容器

说明书

本发明涉及一种用含气态氢化物的干燥剂干燥金属制气体容器内表面、防止水分在其上吸附并从该金属内表面脱除吸附的水分的方法和经此方法处理的容器。

水分是气体主要的杂质之一，并在引起气体浓度发生不希望的变化中看来起重要的作用。特别是在贮存压缩气瓶中的电子专用气体方面是一个难题。

另外，吸附的水分在促进金属表面腐蚀方面也起主要作用。

现在，一般的常识要求用吹扫或烘烤的方法脱除水分。但是水分对氢化物的稳定性也有消极的影响这是以前不知道的。而且，虽然一般已认识到腐蚀性气体对金属表面有有害影响，但解决这一难题的惯用途径是简单地吹扫或烘烤。

因此，仍然存在对能消除或至少减少暴露到水分或腐蚀性气体中的金属表面对与该金属表面上的水分反应敏感的某些气体或混合气的有害影响的金属表面处理的需要。

因此，本发明的一个目的是提供一种消除或至少减少暴露到水分中的金属表面对与该金属表面上的水分反应敏感的某些气体、混合气和液体的有害影响的方法。

本发明的另一目的是提供一种从金属表面减少水分的方法。

此外，本发明的一个目的是提供一种减少金属表面被腐蚀性气体腐蚀的方法。

通过干燥金属表面、提高与它接触的含一种或多种气态氢化物的混合气的稳定性的方法，达到了上述目的和鉴于如下公开内容将变得很明显的其他目的。该法包括：

a)用惰性气体吹扫与该金属表面接触的气体，以除去被吹扫的气体，

b)金属表面暴露在一定数量的含有有效量的硅、锗、锡或铅的气态氢化物的干燥剂中，暴露时间足以使该金属表面干燥，

c)用惰性气体吹扫干燥剂。

图1说明按本发明用硅烷处理对碳钢气瓶脱水分的影响。

图2说明用于A_sH₃研究的流程示意图。

图3说明按本发明用硅烷钝化对不锈钢表面脱水/中毒的影响，1ppm AsH₃/Ar在316L不锈钢管中、25℃、1大气压下的稳定性。

图4说明用本发明在多周期干燥中用硅烷钝化效果的比较，试验条件为1ppm AsH₃/Ar，10分钟捕获。

图中，标号1表示空白的不锈钢表面试样(SS样)；标号2表示用去离子水冲洗的SS样；标号3表示用去离子水、然后用硅烷处理的SS样；标号▲表示用去离子水冲洗、用硅烷处理、再用去离子水冲洗的SS样。

图5说明硅烷(SiH₄)“转换试验”得到的结果，试验条件为1ppm AsH₃/Ar。

按照本发明，业已发现金属表面可干燥以防止水分吸附，以及吸附的水分可从该金属表面脱除。

因此，本发明提供了一种消除或至少明显减少金属表面的水分的方法。

按照本发明，还提供一种改变和消除暴露到水气或液体水中的金属表面受某些气体(如气态氢化物)和/或腐蚀性气体(如氯化氢和氟化氢)的有害影响的方法，例如它们对与该金属表面上的水分的反应是敏感的。对于熟悉这一技术的人来说，与水分反应敏感的这样的气体、混合气或液体是熟悉的。它们可能是无机化合物或有机化合物，例如碳酰氯。

正如这里使用的，术语“金属”或“金属表面”指的是任何金属，特别是那些用来制造气体贮气瓶、导管、容器、管线以及包括铁路槽车贮运车和槽车贮运专用设备在内的任何类型贮存设备。同样，金属表面例如可能是金属管或金属阀门。

值得注意的是，金属或金属表面可能不仅是用于气体或液体贮存设备的那些金属，而且是那些用于管道或导管中管输气体、混合气或液体的金属。

例如，金属，如铁、钢和铝可按照本发明干燥。

例如，本发明可用于处理各种钢及其合金，如铁素体钢、奥氏体钢、不锈钢和其他铁合金。

通常，本发明用相对无毒性的气态氢化物干燥金属表面，以提高含低浓度气态氢化物的混合气的稳定性，特别是有毒性的气态氢化物，如氢化砷、氢化磷或氢化锑，和/或提高腐蚀性气体的稳定性。这一点通过消除或至少减少暴露到水气中的金属表面对与该金属表面上的水分反应敏感的气体、混合气或液体的有害影响来实现的。

正如这里使用的，术语“无毒性的气态氢化物”包括氢化硅、氢化锗、氢化锡和氢化铅。有毒的气态氢化物如氢化砷、氢化锑或氢化磷应避免。