搪玻璃反應(yīng)釜,大家都不陌生,因為耐腐蝕性能優(yōu)良,所以比較受歡迎。不少化工廠關(guān)心其損壞修復(fù)的實用方法。今天,有著20多年反應(yīng)釜生產(chǎn)研制經(jīng)驗的金宗企業(yè),幫大家整理好了損壞的各種情況及修復(fù)的方法,歡迎大家共同討論。
損壞修復(fù)
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(jī)械性能和物理性能各不相同,因此它的破損原因也多樣,一般有以下幾種原因:
?機(jī)械損壞
搪玻璃抗沖擊力非常差,任何金屬、硬物對其進(jìn)行撞擊均會導(dǎo)致搪瓷破損。因此搪玻璃釜使用過程中嚴(yán)防任何金屬、硬物掉進(jìn)釜內(nèi),如遇堵料,必須用塑料棒疏通,檢修時蓋好鍋蓋,嚴(yán)防焊渣熔化瓷面出現(xiàn)小坑或爆瓷。
?工作溫度影響
搪玻璃反應(yīng)釜經(jīng)900℃高溫焙燒,冷卻后搪玻璃與鋼板粘結(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,搪玻璃受到鋼板的約束產(chǎn)生壓應(yīng)力。搪玻璃釜制成后,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),因此搪玻璃釜的工作溫度對搪玻璃釜的使用影響很大。如果因溫度變化大而使搪玻璃產(chǎn)生的應(yīng)力超過其使用應(yīng)力,搪玻璃將被破壞。因此搪玻璃釜遇冷、熱急變,極易爆瓷。
投料時物料溫度與釜體溫差太大以及升溫時蒸汽過猛、降溫太急也能導(dǎo)致爆瓷。因此搪玻璃釜在使用中升、降溫要緩慢、均勻,分級冷卻。
?外力作用
搪玻璃反應(yīng)釜搬運(yùn)時只允許罐耳受力(指非包裝時),不允許滾動及用撬杠,避免震動、碰撞,嚴(yán)禁接管管箍、卡子等易損部件受力。
在有條件下,設(shè)備最好室內(nèi)存放。設(shè)備于室外存放時,應(yīng)注意遮蓋,避免人敲物擊,日曬雨淋。冬季存放時應(yīng)特別注意檢查罐體及溫度計套管是否積水,避免因冰凍而損壞。對于裝配有機(jī)械密封的反應(yīng)罐或聚合釜,對密封部位應(yīng)倍加防護(hù)、保持清潔。
?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)力如消除不徹底會導(dǎo)致搪玻璃釜爆瓷。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(jìn)行熱處理或時效處理能防止爆瓷。
?靜電穿刺
搪玻璃釜內(nèi)攪拌帶有懸浮物的液體,懸浮物與搪玻璃強(qiáng)烈地磨擦,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,高的靜電荷對搪玻璃產(chǎn)生強(qiáng)烈的穿刺作用,從而導(dǎo)致搪玻璃點蝕,因此攪拌轉(zhuǎn)速不宜太快。
?析氫腐蝕
搪玻璃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)生析氫腐蝕(Fe+2HCI=FeC12+H2O)一部分H原子擴(kuò)散到金屬內(nèi)空穴,結(jié)合成H2,這些H:由于搪玻璃的致密性而不能再向外擴(kuò)散,因此當(dāng)H2聚積到一定的程度,形成定的動力時,搪玻璃就會發(fā)生破裂。
因此清洗結(jié)垢采用酸洗時,必須加緩沖劑,如果搪玻璃釜的價值較高或者不容易更換甚至出現(xiàn)腐蝕性穿孔的話,必須采用腐蝕率低的高品質(zhì)清洗劑,避免清洗操作不當(dāng)帶來的嚴(yán)重后果。
?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,使搪玻璃層與基體間、搪玻璃層內(nèi)部形成大量氣泡,導(dǎo)致搪玻璃結(jié)合強(qiáng)度降低。搪玻璃層遇冷熱急變,極易爆瓷。所以搪玻璃釜選用含碳、硫低的鋼材做胚體能防止爆瓷。
?搪燒質(zhì)量欠佳
有些搪玻璃釜生產(chǎn)廠家生產(chǎn)環(huán)境簡陋、除銹防塵達(dá)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,影響搪玻璃釜使用壽命,因此嚴(yán)格按制造規(guī)程制造才能保證搪玻璃釜的質(zhì)量。
檢修方案
?搪燒
常用損壞面積較大時,在有搪燒設(shè)備時仍按瓷釉搪燒的方法修補(bǔ);無搪燒設(shè)備,可采用火焰背面加熱,以使瓷釉搪燒上去。
?耐蝕金屬修補(bǔ)
對于針孔那樣細(xì)微缺陷的修補(bǔ),使用黃金、鉭等貴金屬,做成釘子嵌入加以修補(bǔ);利用耐蝕金屬做螺釘緊固不大的瓷面破損外,通常使用不銹鋼、硅鐵、鋁、鉛、銀、鈦、錫等耐蝕金屬和聚四氟乙烯墊片;利用耐蝕金屬片覆蓋于搪瓷的損壞面上,然后用同種金屬做成的螺釘緊固,此方法簡單易行,如施工精細(xì),則有較長的使用壽命;利用耐蝕金屬和耐蝕膠泥遮蓋法,或?qū)⒔佑|物料的金屬防腐后用螺栓緊固。
比如用鈦修補(bǔ)的兩種方法電弧氣熱噴涂法,用兩根相互絕緣的鈦金屬絲,分別接電源的兩端。電源電壓為25-28V,電流為360-350A。
兩根鈦金屬絲放置成銳角,接通電源,鈦金屬絲間產(chǎn)生電弧,這時鈦發(fā)生熔融,借助于含5%-8%氧氣的壓縮空氣,把熔化的鈦吹向待修補(bǔ)部位。噴涂的距離為150-250mm。
由于壓縮空氣中含有氧氣,結(jié)果在被修補(bǔ)面上形成了Ti及TiO2的固態(tài)混合物。形成后的修補(bǔ)面用四糠基硅烷在200-280℃下熱處理0.3h便完成了修補(bǔ)。
修補(bǔ)后的表面有較好的抗熱腐蝕性。這種修補(bǔ)方法把熔融的金屬噴到待修補(bǔ)處,由于熔化的金屬溫度在1800℃左右,容易引起修補(bǔ)處基體過熱,進(jìn)而引發(fā)修補(bǔ)處周圍搪瓷的爆瓷,所以操作時要小心,修補(bǔ)面積不宜大。
?耐蝕金屬涂料混合修補(bǔ)
即用涂料在破壞處涂抹,再用金屬片覆蓋,然后用同種金屬做成螺釘緊固,此方法多用于較大瓷面破壞處,具有良好使用效果。涂料一般選用環(huán)氧樹脂,內(nèi)加氧化鋁粉,在其未完全固化時覆蓋不銹鋼片并緊固。
也有用陶瓷涂層法進(jìn)行修補(bǔ),利用噴熱噴涂含3%TiO2的Al2O3陶瓷粉末,在破損處形成陶瓷層以達(dá)到修補(bǔ)的目的。噴涂工藝流程為:預(yù)熱→粗化處理→噴涂過渡層→噴陶瓷層→噴刷封孔劑→烘干。
此方法具有周期短、成本低、而且具有抗高溫耐腐蝕的性能。搪瓷反應(yīng)釜的玻璃襯里,雖具有一定的抗沖擊強(qiáng)度,但它畢竟是一種脆性材料,苛刻的工作條件又不允許其存在任何微小缺陷。
?非金屬修補(bǔ)
目前大量合成樹脂材料應(yīng)用于化工設(shè)備防腐,這些合成材料具有較高的化學(xué)穩(wěn)定性和良好的物理機(jī)械性能。
利用這些合成樹脂材料修補(bǔ)化工搪瓷設(shè)備,不僅節(jié)約有色金屬,而且修補(bǔ)工藝簡單,費(fèi)用低,修理時間短,耐腐耐磨,很有探討和推廣價值。相對傳統(tǒng)方法來說,應(yīng)用高分子材料修復(fù)既無補(bǔ)焊熱應(yīng)力影響,修復(fù)厚度也不受限制,同時產(chǎn)品所具有的金屬材料不具備的退讓性,可吸收設(shè)備的沖擊震動,避免再次磨損。在國內(nèi)針對搪瓷反應(yīng)釜故障的維修中,也逐步取代傳統(tǒng)的辦法。
高分子復(fù)合材料修復(fù)內(nèi)壁局部破損
?修復(fù)技術(shù)
工業(yè)用搪玻璃設(shè)備主要以反應(yīng)罐和儲罐等為主?,F(xiàn)在,搪玻璃產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)有了一些變化,出現(xiàn)了搪玻璃列管式換熱器,搪玻璃薄膜蒸發(fā)器和過濾器等。由于搪玻璃設(shè)備長期處于高溫、高壓、腐蝕性介質(zhì)中,以及在操作過程中受急冷、急熱的影響,搪玻璃釜容易發(fā)生爆瓷現(xiàn)象。
爆瓷后的部位露出金屬基體,由于腐蝕性介質(zhì)的作用,金屬基體受到腐蝕,在許多大型化工企業(yè)中生產(chǎn)都是連續(xù)性進(jìn)行的,而且應(yīng)用大型反應(yīng)釜,某一個反應(yīng)釜出現(xiàn)爆瓷現(xiàn)象,即使面積非常小,都有可能影響整個工廠的產(chǎn)品質(zhì)量及正常生產(chǎn),所以搪玻璃設(shè)備的修補(bǔ)問題是大家普遍關(guān)注的。
如果能找到一種操作簡單、經(jīng)濟(jì)可靠的修補(bǔ)方法,這對企業(yè)來說具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。爆瓷主要可分為兩種形式,一種是由氫引起的所謂鱗爆現(xiàn)象,另一種則是由力學(xué)原因引起的應(yīng)力爆瓷。這兩種爆瓷現(xiàn)象可能同時發(fā)生,也可能單獨(dú)發(fā)生。
引起鱗爆的因素很多,包括鋼坯的表面及內(nèi)部質(zhì)量,瓷釉的成分及均勻度,以及搪燒工藝,如脫脂硫酸濃度,酸洗時間,搪燒的溫度及時間。
此外,鱗爆現(xiàn)象受季節(jié)性影響十分強(qiáng)。鱗爆的形成主要是由鋼板中氫的吸收、擴(kuò)散、聚集和溢出引起的。
?搪瓷修補(bǔ)劑
搪玻璃釜大面積搪瓷損壞,需將設(shè)備送制造廠重新搪瓷,費(fèi)用約是新購置的1/4。損壞面積不大的可在現(xiàn)場進(jìn)行局部修補(bǔ)。
現(xiàn)場修補(bǔ)劑有環(huán)氧樹脂、聚四氟乙烯樹脂、高性能搪瓷修補(bǔ)劑等,而目前常用的有高分子復(fù)合材料搪瓷修補(bǔ)劑。
高分子復(fù)合材料搪瓷現(xiàn)場修補(bǔ)劑是由高分子聚合物、合金鋼粉末或耐磨陶瓷粉末為基材并配以固化劑的雙組份復(fù)合材料。
與普通樹脂型的修補(bǔ)劑相比,高分子復(fù)合材料依靠自身更為細(xì)密的高分子結(jié)構(gòu),使得材料自身具有更強(qiáng)的粘接力和優(yōu)異的耐腐蝕、抗腐蝕性能,高分子甚至能夠滲透到金屬里面,形成更為緊密的高分子復(fù)合材料保護(hù)層。高分子復(fù)合材料搪瓷現(xiàn)場修補(bǔ)劑具有較高的化學(xué)穩(wěn)定性和良好的物理機(jī)械性能。
利用高分子復(fù)合材料修補(bǔ)化工搪玻璃設(shè)備,不僅節(jié)約有色金屬,而且修補(bǔ)工藝簡單,費(fèi)用低,修理時間短,耐腐耐磨,很有探討和推廣價值。
?修復(fù)工藝
表面清洗→除銹→無水酒精清洗→涂底層修補(bǔ)劑→涂面層修補(bǔ)劑→固化→使用。
日常維護(hù)
因為經(jīng)常要處理一些具有腐蝕性的物料,所以搪玻璃釜若是操作不當(dāng)很容易就會出現(xiàn)問題,只有做好搪玻璃釜的周期性檢查和日常維護(hù)才能及時發(fā)現(xiàn)這些問題,避免生產(chǎn)事故的發(fā)生。
第一點,健全的周期性檢查和日常維護(hù)制度是必須建立的,不僅搪玻璃釜,所有生產(chǎn)加工機(jī)械設(shè)備都應(yīng)該有一個詳細(xì)縝密且及時有效地維護(hù)計劃。
第二點,最容易受到損壞卻又最難發(fā)現(xiàn)的自然是搪玻璃釜的襯里,傳動部件、密封情況、攪拌器等部件都需要仔細(xì)檢查,因為任何一個部件發(fā)生故障就會馬上影響到這個搪瓷反應(yīng)釜系統(tǒng)的運(yùn)行。
第三點,搪玻璃層的雜物及時清理,在清理過程中,切忌使用堅硬、尖銳的金屬棍棒,應(yīng)當(dāng)選擇木棒、完整的竹棒、塑料棒等柔韌性較好的輔助工具來進(jìn)行雜物清理。
第四點,徹底檢查攪拌器。攪拌器是扶著攪動物料的動力機(jī)構(gòu),因為長時間旋轉(zhuǎn)會造成一定的離心力,因此攪拌器上的螺絲和其他連接性裝置一定要檢查是否結(jié)合緊密,若是出現(xiàn)松脫現(xiàn)象應(yīng)及時處理并且試運(yùn)行,確保攪拌器安全可靠。
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