搪瓷反應釜的修復技術

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搪瓷設備具有耐酸、耐堿、耐沖擊和耐溫變等優良性能，在化工、醫藥、輕工等行業搪瓷設備得到了廣泛的應用。多年來，工業用搪瓷設備主要以反應罐和儲罐等為主。近十年來，隨著搪瓷工業的發展，搪瓷產品的結構有了一些變化，出現了搪瓷列管式換熱器，搪瓷薄膜蒸發器和過濾器等。由于搪瓷設備長期處于高溫、高壓、腐蝕性介質中，以及在操作過程中受急冷、急熱的影響，搪瓷反應釜搪瓷設備易發生爆瓷現象。爆瓷后的部位露出金屬基體，由于腐蝕性介質的作用，金屬基體受到腐蝕，在許多大型化工企業中生產都是連續性進行的，而且應用大型反應釜，某一個反應釜出現爆瓷現象，即使面積非常小，都有可能影響整個工廠的產品質量及正常生產，所以對粉碎設備等搪瓷設備的修補問題引起了大家的廣泛關注。如果能找到一種操作簡單、經濟可靠的修補方法，這對企業來說具有良好的經濟效益。爆瓷主要可分為兩種形式，一種是由氫引起的所謂鱗爆現象，另一種則是由力學原因引起的應力爆瓷。這兩種爆瓷現象可能同時發生，也可能單獨發生。引起鱗爆的因素很多，包括鋼坯的表面及內部質量，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。此外鱗爆現象受季節性影響十分強。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。據國外測定，鱗爆時，由金屬基材中析出的氣態氫的壓力可高達11MPa。搪瓷設備金屬基體在燒成時，鋼材處于奧式體狀態，對氫有極大的溶解度，它可吸收在燒成過程中產生的大量氫。鋼材在冷卻過程中會產生奧式體向鐵素體的相變，金屬基體溶解氫的能力大幅度下降，從鋼材中析出的氫聚集在鋼坯與搪瓷層交界處和鋼材內部的缺陷部位上，隨著時間的延長，氫的濃度越來越高，壓力越來越大，當壓力超過瓷層的機械強度時，瓷層就會產生鱗爆，從鱗爆過程的分析可知，搪瓷用鋼板的組織狀態是決定爆瓷是否發生的內因，外界因素只起促進內因發生變化的作用，這些組織有宏觀組織，如氣泡、縮孔、裂紋等，有顯微組織，如晶粒度，滲碳體的形狀、大小、分布等。搪瓷設備的腐蝕破壞，大部分是由于在焊縫表面上瓷釉層有不同程度的鱗爆脫瓷引起的，因為焊縫金屬的金相組織為鐵素體和珠光體。焊接處有氣泡、縮孔、裂紋等缺陷，對氫有強烈的吸收作用。所以應盡量避免對坯體進行熱加工。另外，要防止鱗爆的產生，還必須減少氫的來源，或者給氫提供一個聚集的空間。在高溫800～900 ℃搪燒時，瓷釉內的水與金屬Fe 發生下列反應:Fe + H2O →FeO + 2H這對鋼坯的含氫量影響很大，這是鋼板析氫最為嚴重的因素，因此，在產品燒成時，一定要盡可能地減少瓷釉中水分的含量和鋼坯表面吸附的水分，以及燒成環境中的水分，從而減少氫的產生。應力爆瓷主要是由于瓷層和金屬坯體的熱膨脹系數存在巨大的差異而引起的。在大多數情況下，金屬坯體的熱膨脹系數大于瓷層的熱膨脹系數，這就意味著在常溫下瓷層總是存在著殘余的應力。殘余應力受熱膨脹系數差、溫度、釉層厚度、基材厚度等因素的影響。搪玻璃設備熱殘余應力進行了理論計算。瓷層的壓應力足夠大時，瓷層將會出現剝落。所以在設計瓷釉時，應使瓷釉的熱膨脹系數盡量接近基體的熱膨脹系數，同時提高基體與瓷層間的密著力，搪瓷的密著性與瓷釉潤濕金屬的能力直接有關。瓷釉熔體及釉漿對金屬的潤濕性愈強，愈有利于噴涂和燒成時界面的相互吸引，加速化學反應形成化學鍵，增強密著。另外瓷層通常是不均勻的，普遍含有夾雜物，這是涂搪過程的特征，由于釉漿由熔塊磨加物和搪加物等混合而成，而且最終燒成受時間的限制，這就阻礙玻璃體的完全均化。一般地說，這些外加粒子和氣泡是產生應力的原因，也是瓷層裂紋的先驅，既使搪瓷的強度降低，又會導致各種缺陷。
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