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搪玻璃反應(yīng)釜損壞N種情況及修復(fù)方法
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。因此搪玻璃釜使用過程中嚴(yán)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(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,。對于裝配有機械密封的反應(yīng)罐或聚合釜,,對密封部位應(yīng)倍加防護,、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
圖片
? 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,; 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
對于針孔那樣細(xì)微缺陷的修補,,使用黃金、鉭等貴金屬,,做成釘子嵌入加以修補;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)果在被修補面上形成了Ti及TiO2的固態(tài)混合物,。形成后的修補面用四糠基硅烷在200-280℃下熱處理0.3h便完成了修補,。
修補后的表面有較好的抗熱腐蝕性。這種修補方法把熔融的金屬噴到待修補處,,由于熔化的金屬溫度在1800 ℃左右,,容易引起修補處基體過熱,進而引發(fā)修補處周圍搪瓷的爆瓷,,所以操作時要小心,,修補面積不宜大,。
? 耐蝕金屬涂料混合修補
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,在其未固化時覆蓋不銹鋼片并緊固,。
也有用陶瓷涂層法進行修補,,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
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械性能。
利用這些合成樹脂材料修補化工搪瓷設(shè)備,,不僅節(jié)約有色金屬,而且修補工藝簡單,,費用低,,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)濟可靠的修補方法,這對企業(yè)來說具有良好的經(jīng)濟效益,。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,。鱗爆的形成主要是由鋼板中氫的吸收、擴散,、聚集和溢出引起的,。
? 搪瓷修補劑
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,。
現(xiàn)場修補劑有環(huán)氧樹脂、聚四氟乙烯樹脂,、高性能搪瓷修補劑等,,而目前常用的有高分子復(fù)合材料搪瓷修補劑,。
高分子復(fù)合材料搪瓷現(xiàn)場修補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)合材料保護層。高分子復(fù)合材料搪瓷現(xiàn)場修補劑具有較高的化學(xué)穩(wěn)定性和良好的物理機械性能,。
利用高分子復(fù)合材料修補化工搪玻璃設(shè)備,,不僅節(jié)約有色金屬,,而且修補工藝簡單,費用低,,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→*清洗→涂底層修補劑→涂面層修補劑→固化→使用。
日常維護
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制度是必須建立的,,不僅搪玻璃釜,所有生產(chǎn)加工機械設(shè)備都應(yīng)該有一個詳細(xì)縝密且及時有效地維護計劃,。
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行雜物清理。
第四點,,檢查攪拌器,。攪拌器是扶著攪動物料的動力機構(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)及時處理并且試運行,,確保攪拌器安全可靠,。