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1概述

搪瓷反應(yīng)釜，分開式和閉式兩種結(jié)構(gòu)，開式為體蓋分離，中間用墊子和卡子連接起來，一般是容積在5000L以下；閉式為體蓋一體，一般容積在5000L以上。這兩種結(jié)構(gòu)各有優(yōu)勢，開式拆卸比較方便，如果罐蓋上的管口出現(xiàn)問題，則易于拆下單獨修理，而閉式則密封性能要好。一般來說，開式結(jié)構(gòu)還有平焊對接式法蘭連接和平蓋式兩種。

2應(yīng)用說明

搪玻璃反應(yīng)釜廣泛地應(yīng)用于化工、石油、醫(yī)藥、農(nóng)藥、食品等工業(yè)。為了保證搪玻璃設(shè)備正常使用，現(xiàn)將其主要性能和安裝、使用注意事項說明如下：

1、使用壓力：0.2---0.4Mpa

2、耐酸性: 對各種有機酸、無機酸、有機溶劑均有較好的抗蝕性。如將搪玻璃試樣置于20%HCI溶液中煮沸48h，腐蝕速率為0.9g/m2.d（優(yōu)等品指標(biāo)為1.0g/m2.d）。

3、耐堿性：搪玻璃對堿性溶液抗蝕性較酸溶液差。但將搪玻璃試樣置于1N*溶液腐蝕，試驗溫度80℃時間48h。腐蝕速率為6.76g/m2.d（優(yōu)等品指標(biāo)為7.0g/m2.d）。

4、操作溫度：搪玻璃設(shè)備加熱和冷卻時，應(yīng)緩慢進(jìn)行。搪玻璃設(shè)備使用溫度為0－200℃，耐溫急變性≥200℃。

5、瓷層厚度：玻璃設(shè)備的瓷層厚度0.8-2.0mm，搪玻璃設(shè)備附件的瓷層厚度0.6-1.8mm。

6、耐壓電：搪玻璃具有良好的絕緣性，當(dāng)搪玻璃在規(guī)定厚度內(nèi)用20KV高頻電火花檢查瓷層時，高頻電火花不能擊穿瓷層。

7、耐沖擊性：玻璃層的內(nèi)應(yīng)力越小，彈性越好，硬度越大，抗彎抗壓強度越高，則耐沖擊就越好。玻璃層在規(guī)定厚度內(nèi)，用直徑30mm，重量112g鋼球沖擊時，其沖擊功為282×10-3J（優(yōu)等品指標(biāo)為260×10-3J）。

3執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)

搪瓷反應(yīng)釜現(xiàn)行的標(biāo)準(zhǔn)為：（1） GB25025-2010《搪玻璃設(shè)備技術(shù)條件》;（2） 搪瓷開式反應(yīng)釜為GB/T25027-2010《搪玻璃開式攪拌容器》;（3） 搪瓷閉式反應(yīng)釜為GB/T25026-2010《搪玻璃閉式攪拌容器》；（4）因搪瓷反應(yīng)釜一般為承壓容器，還要符合GB150《鋼制壓力容器》。

4損壞修復(fù)

損壞原因

搪瓷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，因此搪瓷釜的破損原因也多樣，一般有以下幾種原因：

機械損壞

搪瓷抗沖擊力非常差，任何金屬、硬物對其進(jìn)行撞擊均會導(dǎo)致搪瓷破損。因此搪瓷釜使用過程中嚴(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

搪瓷反應(yīng)釜經(jīng)900℃高溫焙燒，冷卻后搪瓷與鋼板粘結(jié)在一起。由于搪瓷的線膨脹系數(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，搪瓷受到鋼板的約束產(chǎn)生壓應(yīng)力。搪瓷釜制成后，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)，因此搪瓷釜的工作溫度對搪瓷釜的使用影響很大。如果因溫度變化大而使搪瓷產(chǎn)生的應(yīng)力超過其使用應(yīng)力，搪瓷將被破壞。

因此搪瓷釜搪瓷層遇冷、熱急變，極易爆瓷。因此搪瓷釜有耐溫限制溫度200℃，耐溫急變冷沖擊<11O~C，熱沖擊<120℃。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。因此搪瓷釜在使用中升、降溫要緩慢、均勻，分級冷卻。。

因此，搪瓷反應(yīng)釜為確保設(shè)備的使用性能，在運輸、保管與安裝過程中，應(yīng)采取有效的措施。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(hù)、保持清潔。

應(yīng)力爆瓷或損壞

應(yīng)力爆瓷主要是由于瓷層和金屬坯體的熱膨脹系數(shù)存在巨大的差異而引起的。在大多數(shù)情況下，金屬坯體的熱膨脹系數(shù)大于瓷層的熱膨脹系數(shù)，這就意味著在常溫下瓷層總是存在著殘余的應(yīng)力。殘余應(yīng)力受熱膨脹系數(shù)差、溫度、釉層厚度、基材厚度等因素的影響。搪玻璃設(shè)備熱殘余應(yīng)力進(jìn)行了理論計算。瓷層的壓應(yīng)力足夠大時，瓷層將會出現(xiàn)剝落。

所以在設(shè)計瓷釉時，應(yīng)使瓷釉的熱膨脹系數(shù)盡量接近基體的熱膨脹系數(shù)，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(guān)。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(xué)反應(yīng)形成化學(xué)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，而且終燒成受時間的限制，這就阻礙玻璃體的*均化。一般地說，這些外加粒子和氣泡是產(chǎn)生應(yīng)力的原因，也是瓷層裂紋的*，即使搪瓷的強度降低，又會導(dǎo)致各種缺陷。

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)*消除，如消除不*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(jìn)行熱處理或時效處理能防止一定的應(yīng)力爆瓷。搪瓷（搪玻璃反應(yīng)釜）表面硬而脆，機械強度很低，表面硬度比較大，受到?jīng)_擊力的作用即行破碎。設(shè)備在運輸、安裝的過程中，常常導(dǎo)致搪瓷表面出現(xiàn)脫瓷現(xiàn)象，造成罐體腐蝕而無法使用。

靜電穿刺

搪瓷釜內(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。

析氫腐蝕

析氫腐蝕是常見的爆瓷原因，也稱之為鱗爆現(xiàn)象。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(kuò)散、聚集和溢出引起的。據(jù)國外測定，鱗爆時，由金屬基材中析出的氣態(tài)氫的壓力可高達(dá)11MPa。搪瓷設(shè)備金屬基體在燒成時，鋼材處于奧式體狀態(tài)，對氫有極大的溶解度，它可吸收在燒成過程中產(chǎn)生的大量氫。鋼材在冷卻過程中會產(chǎn)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(nèi)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(dāng)壓力超過瓷層的機械強度時，瓷層就會產(chǎn)生鱗爆，從鱗爆過程的分析可知，搪瓷用鋼板的組織狀態(tài)是決定爆瓷是否發(fā)生的內(nèi)因，外界因素只起促進(jìn)內(nèi)因發(fā)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(shè)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(yīng)盡量避免對坯體進(jìn)行熱加工。另外，要防止鱗爆的產(chǎn)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(nèi)的水與金屬Fe 發(fā)生下列反應(yīng):Fe + H2O →FeO + 2H這對鋼坯的含氫量影響很大，這是鋼板析氫為嚴(yán)重的因素，因此，在產(chǎn)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(huán)境中的水分，從而減少氫的產(chǎn)生。

此外，搪瓷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+2HCl=FeCl2+H2O一部分H原子擴(kuò)散到金屬內(nèi)空穴，這些H由于搪瓷的致密性而不能再向外擴(kuò)散，因此當(dāng)H聚積到一定的程度，形成定的動力時，搪瓷就會發(fā)生破裂。因此清洗結(jié)垢采用酸洗時，必須加緩沖劑，如果搪瓷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。所以搪瓷釜選用含碳、硫低的鋼材做胚體能防止爆瓷。

搪燒質(zhì)量欠佳

有些搪瓷釜生產(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，影響搪瓷釜使用壽命。因此嚴(yán)格按制造規(guī)程制造才能保證搪瓷釜的質(zhì)量。

5檢修方案

故障情況

搪瓷反應(yīng)釜在運行過程中受振動沖擊及其他復(fù)合力作用影響，金屬部件會產(chǎn)生“硬對硬”關(guān)系。隨著時間延長，部分沖擊變形成為變形，恢復(fù)應(yīng)力下降，形成間隙，終造成硬度相對較低的部件出現(xiàn)磨損。常見的如：傳動部位（軸承室）磨損、表面局部破損、反應(yīng)釜進(jìn)料口磨損、反應(yīng)釜下料口磨損、反應(yīng)釜內(nèi)壁局部破損、反應(yīng)釜入孔破損、連接部件的破損等。

高分子復(fù)合材料修復(fù)搪瓷反應(yīng)釜內(nèi)壁局部破損

修復(fù)技術(shù)

我國搪瓷反應(yīng)釜的修補方法較多，但修補壽命普遍不長，采用螺栓緊固法相對來說效果較好，但破
　　壞了鋼體整體結(jié)構(gòu)，而且對下次維修造成一定困難。其他的修補方式如下[1]  ：

1 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。

2 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(jìn)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。

3 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(jìn)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。

4 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。

搪瓷釜大面積搪瓷損壞，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(jìn)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。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，而常用的是高分子復(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(hù)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。

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。

6日常維護(hù)

因為經(jīng)常要處理一些具有腐蝕性的物料，所以搪瓷反應(yīng)釜若是操作不當(dāng)很容易就會出現(xiàn)問題，只有做好搪瓷反應(yīng)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。

點，健全的周期性檢查和日常維護(hù)制度是必須建立的，不僅搪瓷反應(yīng)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(hù)計劃。

第二點，容易受到損壞卻又難發(fā)現(xiàn)的自然是搪瓷反應(yīng)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，搪瓷層的雜物及時清理，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，*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。

7搪瓷反應(yīng)釜維護(hù)保養(yǎng)

（1）每班（經(jīng)常）巡回檢查搪瓷反應(yīng)釜的釜內(nèi)及夾套操作壓力、溫度、真空度等是否在設(shè)備許可的安全操作范圍之內(nèi)（尤其是反應(yīng)釜夾套的使用壓力不允許超壓），攪拌在轉(zhuǎn)動時要時常關(guān)注設(shè)備的運行聲音，注意釜內(nèi)溫度計套管及攪拌的有否異常。

（2）設(shè)備操作工及維修工檢查設(shè)備要運用看、摸、聽的手段，看外表、摸溫升、聽聲音，判斷設(shè)備運行是否正常，有隱患應(yīng)及時報告。

（3）搪瓷反應(yīng)釜定期維護(hù)保養(yǎng)

①根據(jù)搪瓷反應(yīng)釜的維護(hù)保養(yǎng)周期規(guī)定，每年安排維護(hù)兩次，時間一般定于春節(jié)前后與大修期間。

②每年春節(jié)前后只對搪瓷反應(yīng)釜的溫度計套管及進(jìn)氣管進(jìn)行拆出檢查。

③每年大修期間除了檢查溫度計套管及進(jìn)氣管以外，還必須完成對攪拌漿、釜內(nèi)壁搪瓷檢查，反應(yīng)釜夾套試壓，減速機換油，反應(yīng)釜外部防腐，保溫保冷檢查。

④帶攪拌的搪瓷反應(yīng)釜定期維護(hù)保養(yǎng)的要求見下表：