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針對搪玻璃反應(yīng)釜常見缺陷預(yù)防及修復(fù)的探討
來源:搪玻璃反應(yīng)釜廠家??日期:2018-08-02
針對搪玻璃反應(yīng)釜常見缺陷預(yù)防及修復(fù)的探討，搪玻璃反應(yīng)釜是化工、石化、制藥等行業(yè)常用的生產(chǎn)設(shè)備，適用于各種濃度的有機酸、無機酸、有機溶劑及弱堿等介質(zhì)或物料的反應(yīng)、聚合、貯存、換熱等化工過程。目前反應(yīng)釜是多是用來進行化學(xué)反應(yīng)的容器，樣式較多，在化工企業(yè)生產(chǎn)中廣泛被采用。由于反應(yīng)釜內(nèi)常常裝有有毒有害的危險化學(xué)品，發(fā)生事故后果較之一般爆炸事故更為嚴重。本文對反應(yīng)釜的常見缺陷預(yù)防及修復(fù)進行全面分析，這樣可以提高搪玻璃設(shè)備的安全運行。
隨著科學(xué)的發(fā)展，技術(shù)在不斷的進步，搪玻璃設(shè)備在工業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用越來越廣泛，存在的問題及技術(shù)難題也較多。目前，搪玻璃設(shè)備是在我國化工類企業(yè)的常用設(shè)備、主要設(shè)備，由于搪玻璃設(shè)備制造、結(jié)構(gòu)的特殊性，任何微小的缺陷、操作失誤都能為企業(yè)帶來不可估量的損失。又由于反應(yīng)釜搪瓷層的耐腐蝕性、不粘性、絕緣性、隔離性、保鮮性、導(dǎo)熱的獨特性能不能被其它涂層取代，再有，外加劑蔡磺酸生產(chǎn)是化工生產(chǎn)比較突出的惡劣介質(zhì)環(huán)境之一，為此，對搪玻璃反應(yīng)釜的缺陷進行了解分析，可以有效的預(yù)防類似問題的出現(xiàn)及提高反應(yīng)釜的修復(fù)效率。
1搪玻璃反應(yīng)釜常見缺陷
搪玻璃反應(yīng)釜是將含硅量高的瓷釉噴涂到低碳鋼胎表面，經(jīng) 900℃左右的高溫焙燒，使瓷釉密著于金屬鋼胎表面而形成，由于這兩種材料的機械性能和物理性能各不相同，因此搪玻璃反應(yīng)釜的破損原因也多樣，一般有以下幾種常見缺陷原因：
1.1 機械損壞
搪玻璃抗沖擊力非常差，任何金屬、硬物對其進行撞擊均會導(dǎo)致搪瓷破損。因此反應(yīng)釜使用過程中嚴防任何金屬、硬物掉進釜內(nèi)，如遇堵料，必須用塑料棒疏通，檢修時蓋好鍋蓋，嚴防焊渣熔化瓷面出現(xiàn)小坑或爆瓷。機械損壞一般都是人為因素造成的，包括有：
（1）機械碰撞。主要是維修工具或口袋中的卷尺等小物品掉入罐內(nèi)砸傷瓷面，或是隨身的利器如鞋底的釘子皮帶扣等擦傷搪瓷面。
（2）螺栓（或卡子）擰緊壓應(yīng)力過大或不均勻會引起爆瓷。在擰緊螺栓時要用帶計量的扭力扳手。在設(shè)備使用時，設(shè)備與設(shè)備之間的管道連接若沒有安裝膨脹節(jié)或波紋管（應(yīng)靠近接孔安裝），會導(dǎo)致設(shè)備接孔應(yīng)力改變而引起爆瓷。
（3）運輸或吊安裝時違規(guī)操作，將搪玻璃設(shè)備的接孔當(dāng)?shù)醵谩?/span>
（4）安裝時電焊飛濺灼傷搪瓷面。
1.2 熱應(yīng)力損壞
反應(yīng)釜經(jīng) 900℃高溫焙燒，冷卻后反應(yīng)釜與鋼板粘結(jié)在一起。由于搪玻璃的線膨脹系數(shù)和延伸率小于鋼板，因此冷卻后搪玻璃的變形量小于鋼板的變形量，反應(yīng)釜受到鋼板的約束產(chǎn)生壓應(yīng)力。搪玻璃反應(yīng)釜制成后，其搪玻璃即存在預(yù)壓縮應(yīng)力，而鋼板則存在預(yù)拉伸應(yīng)力。由于預(yù)應(yīng)力與線膨脹系數(shù)和延伸率相關(guān)，線膨脹系數(shù)和延伸率與溫度又密切相關(guān)，因此，反應(yīng)釜的工作溫度對搪瓷釜的使用影響很大。瓷層在常溫下處在受壓狀態(tài)是相對穩(wěn)定、安全的。如果將瓷層加熱到一定的溫度（約315℃），瓷層受到的壓應(yīng)力會從大到小，***后到無壓應(yīng)力狀態(tài)。這時瓷層損壞的風(fēng)險是很大的，因為搪玻璃瓷層的強度會隨著壓應(yīng)力的減小而降低。如果溫度有突變，瓷層里的壓應(yīng)力也將會突變，引起瓷層“爆瓷”。搪玻璃設(shè)備溫差急變損壞有四種情況：
（1）夾套處于加熱狀態(tài)，此時罐壁溫度與夾套介質(zhì)溫度相同，將冷卻物料加進罐內(nèi)，使搪瓷面突然受到冷卻。
（2）夾套內(nèi)通冷卻水，罐壁溫度與冷卻水溫度相同，將熱物料加進罐內(nèi)，使搪瓷面突然加熱。
（3）反應(yīng)罐內(nèi)貯存有冷的物料，罐壁溫度與物料溫度相同，將熱的介質(zhì)通入夾套內(nèi)，使搪瓷面反面突然受熱。
（4）反應(yīng)罐內(nèi)貯存有熱的物料，罐壁溫度與物料溫度相同，將冷的介質(zhì)通入夾套內(nèi)，使搪瓷面反面突然受冷。
1.3超壓損壞
搪玻璃設(shè)備設(shè)計時，在一定溫度下罐內(nèi)及夾套有特定的壓力或真空度，但當(dāng)使用后，由于操作不當(dāng)或在惡劣的條件下就會造成超壓或真空度過高，使設(shè)備變形或失穩(wěn)，導(dǎo)致瓷層脫落，從而破壞了搪玻璃面，影響了正常的使用，甚至罐壁都會腐蝕穿透。
1.4加工應(yīng)力損壞
在釜體加工過程中，由于卷筒、沖壓、焊接產(chǎn)生大量的內(nèi)應(yīng)力，這些應(yīng)力在搪瓷前應(yīng)徹底消除，如消除不徹底會導(dǎo)致搪瓷爆瓷。這種損壞往往發(fā)生在投入使用后的頭三個月。所以對胚體進行熱處理或時效處理能防止爆瓷。
1.5靜電穿刺
反應(yīng)釜內(nèi)攪拌帶有懸浮物的液體，懸浮物與搪瓷強烈的磨擦，同時懸浮物自身也產(chǎn)生磨擦，這樣就產(chǎn)生大量的靜電荷，高的靜電荷對搪瓷產(chǎn)生強烈的穿刺作用，從而導(dǎo)致搪瓷點蝕，因此攪拌轉(zhuǎn)速不宜太快。
1.6腐蝕
反應(yīng)釜的夾套在使用一段時間后會結(jié)垢和生銹，如果使用酸性除垢劑清除污垢或夾套中的冷卻液偏酸性，都會導(dǎo)致金屬發(fā)生腐蝕。
（1）堿的腐蝕。搪玻璃層一般不耐堿，堿對瓷層的侵蝕是通過OH-離子破壞硅氧骨架（≡Si- O- Si≡健）而產(chǎn)生≡Si- O-群，使SiO2溶解在溶液中。所以，在瓷層侵蝕過程中，不形成硅酸凝膠薄膜，瓷層的侵蝕程度與侵蝕時間成直線關(guān)系。
（2）氫氟酸及濃磷酸腐蝕。氫氟酸會嚴重腐蝕瓷層。氫氟酸與瓷層的主要成份SiO2反應(yīng)，以蒸汽的狀態(tài)形成SiF4。焦磷酸對搪玻璃設(shè)備的腐蝕是相當(dāng)嚴重的，生成的反應(yīng)產(chǎn)物不能形成連續(xù)的保護性膜層。
1.7 基體材料不合格
為了降低成本，有些廠家胚體采用 Q235 鋼代用，直接導(dǎo)致鋼材中的碳、硫在搪燒過程氣化，使搪瓷層與基體間、搪瓷層內(nèi)部形成大量氣泡，導(dǎo)致搪瓷結(jié)合強度降低。搪瓷層遇冷熱急變，極易爆瓷。所以反應(yīng)釜選用含碳、硫低的鋼材做胚體能防止爆瓷。
1.8 搪燒質(zhì)量欠佳
有些搪玻璃反應(yīng)釜生產(chǎn)廠家生產(chǎn)環(huán)境簡陋、除銹防塵達不到標(biāo)準(zhǔn)，致使底釉與基體結(jié)合不好。有的減少搪燒遍數(shù)，增加每層厚度，使內(nèi)因力過大，影響搪瓷釜使用壽命。因此嚴格按制造規(guī)程制造才能保證搪玻璃反應(yīng)釜的質(zhì)量。
1.9在役搪玻璃反應(yīng)釜的鱗爆損壞
初生態(tài)氫是在役搪玻璃反應(yīng)釜產(chǎn)生鱗爆損壞的直接原因，有兩種情況：一是夾套內(nèi)進了酸（Ph 值小于6）或搪瓷反面（金屬壁）遇到殘留酸液，在其表面產(chǎn)生氫，即初生態(tài)氫原子。這種氫（原子）在微觀下通過金屬組織內(nèi)部的晶格，到達相反一側(cè)的瓷層與鋼板之間的界面后，滯留于此。當(dāng)儲存到一定量的壓力后，就形成了向瓷面一側(cè)的強推動力，使瓷層產(chǎn)生鱗爆現(xiàn)象。另一種情況是夾套內(nèi)的冷卻水或蒸汽腐蝕鋼材，即銹蝕鋼材（微電池作用）也會產(chǎn)生初生態(tài)氫（氫原子）引起鱗爆，特別是設(shè)備使用后再停一段時間，腐蝕會更厲害。
1.10“梯形”缺陷損壞
這是一種在溫差沖擊和機械壓力共同作用下產(chǎn)生的缺陷。這僅發(fā)生在用蒸汽加熱和冷卻介質(zhì)（如通過管道進入夾套的水）的反應(yīng)罐里。在熱循環(huán)結(jié)束時關(guān)閉蒸汽，剩余蒸汽冷凝形成真空，如果與夾套連接的冷卻水閥門沒有關(guān)掉，那么冷卻水會被吸入夾套內(nèi)從而沖擊反應(yīng)罐金屬基體，改變應(yīng)力，損壞瓷層。這種損壞的特點是：即使溫差在許可范圍也會發(fā)生。該缺陷以一個或多個水平方向的裂縫出現(xiàn)在瓷層里，并有不同的長度，一個在另一個的下面，就象梯子的橫檔一樣。
2搪玻璃反應(yīng)釜的修復(fù)措施
反應(yīng)釜大面積搪瓷損壞，需將設(shè)備送制造廠重新搪瓷，費用約是新購置的1/4。損壞面積不大的可在現(xiàn)場進行局部修補。采用現(xiàn)場快速修復(fù)，不用拆設(shè)備，只需打開人孔即可修復(fù)，修復(fù)后24 小時即可投入使用。
2.1 解決方案
搪玻璃反應(yīng)釜的破損修復(fù)材料必須具備下列條件：
（1）耐腐蝕性優(yōu)良；
（2）耐熱性能好，耐熱溫差小于120e，耐冷溫差瀕于110e；
（3）耐磨損；
（4）耐沖擊。經(jīng)過實驗小試和反復(fù)論證，***終采用配制耐酸膠泥粘耐酸瓷板的方法對搪玻璃反應(yīng)釜進行修復(fù)改造。具體是：以水玻璃為膠結(jié)劑，氟硅酸鈉為硬化劑，摻入骨料鑄石粉和工業(yè)泥膠，按一定的比例配制成耐酸膠泥；然后將耐酸膠泥膠結(jié)在搪玻璃反應(yīng)釜內(nèi)壁的破損處，還可局部粘貼耐酸瓷板，或整體內(nèi)襯耐酸瓷板，經(jīng)酸化處理后，養(yǎng)護一定時間即可使用。
2.2 原材料要求
（1）水玻璃（硅酸鈉）：模數(shù)216～218，比重1142～1145，放置時間不宜過長。
（2）氟硅酸鈉：純度>95%，水分<1%，細度80～120目。
（3）鑄石粉：耐酸度>98%，水分<1%，細度80～120目。
（4）工業(yè)膠泥：耐酸度>98%，水分<1%，細度80～120目。
（5）耐酸瓷板：耐酸度>98%，水分<1%，抗壓強度>100MPa，表面光滑平整，無裂紋與缺角。
2.3 修補方法
（1）將破損處灰塵、脫落物等清除干凈，用水清洗后，再用20%的鹽酸進行2～3次酸化處理，然后擦干。
（2）按比例配制耐酸膠泥，操作中不能隨意加水玻璃，現(xiàn)用現(xiàn)配，每次拌合量應(yīng)控制在初凝前用完。
（3）對破損處底層先涂耐酸膠泥，再襯耐酸瓷板（或綁玻璃布），***后用耐酸膠泥進行膠結(jié)與覆蓋。粘貼耐酸瓷板時，耐酸瓷板之間和縫隙必須用耐酸膠泥填滿抹平。
（4）襯里基本干燥時，用20%左右的鹽酸進行4～5次酸化處理，將未參與反應(yīng)的氟硅酸鈉分解成硅酸凝膠。酸化處理要求均勻，干燥后有白色結(jié)晶物析出，下次酸化時必須將白色結(jié)晶物去除干凈，每次酸化時間間隔為10h左右。
（5）施工溫度為15～30e，并防水、防曝曬，在干燥環(huán)境中養(yǎng)護一周時間。
搪玻璃反應(yīng)釜的修復(fù)是件細致而要求較高的工作，只有根據(jù)其設(shè)備運行的條件，認真分析研究發(fā)生表面破損的原因，制定合理的修補方案，并嚴格控制修復(fù)各環(huán)節(jié)的技術(shù)指標(biāo)及操作方法，才能優(yōu)質(zhì)、迅速、經(jīng)濟地修復(fù)，取得滿意的效果。
以上是對針對搪玻璃反應(yīng)釜常見缺陷預(yù)防及修復(fù)的探討的內(nèi)容，如果大家對搪玻璃反應(yīng)釜還有疑問，可以咨詢淄博福民的技術(shù)顧問，福民人會竭誠為您服務(wù)。
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