產(chǎn)品詳情介紹

山東是搪瓷反應(yīng)釜的主要生產(chǎn)基地之一，搪瓷反應(yīng)釜俗稱搪瓷釜 , 因其具有獨(dú)特 的優(yōu)越性 , 在許多方面替代了不銹鋼 、有色金 屬 、塑料等設(shè)備 , 因此對(duì)其進(jìn)行全面系統(tǒng)的了 解有重要意義 。搪玻璃設(shè)備由含硅量高的玻璃 質(zhì)釉噴涂于金屬胎表面 , 經(jīng) 920～960°C 多次 高溫搪燒 , 使玻璃質(zhì)釉密著于金屬胎表面制 成 , 因此它具有類似玻璃的化學(xué)穩(wěn)定性和金屬 的良好機(jī)械性能雙重優(yōu)點(diǎn) :

(1) 耐腐蝕性 能耐大多數(shù)無(wú)機(jī)酸 、有 機(jī)酸 、有機(jī)溶劑及弱堿等介質(zhì) , 尤其在鹽酸 、 硝酸 、王水等介質(zhì)中具有優(yōu)良的耐腐蝕性能 。

(2) 不粘性 光滑的玻璃面對(duì)介質(zhì)不粘 且易清洗 。

(3) 絕緣性 適用于介質(zhì)在生產(chǎn)過(guò)程中 易產(chǎn)生靜電的場(chǎng)合 。

(4 ) 隔離性 玻璃層將介質(zhì)與金屬隔 離 , 使鐵離子難以溶入介質(zhì) 。

(5) 保鮮性 玻璃層對(duì)介質(zhì)具有優(yōu)良的 保鮮性能 。

搪瓷反應(yīng)釜質(zhì)量要求

搪瓷反應(yīng)釜必須由有相應(yīng)壓力容器設(shè)計(jì) 資格的單位設(shè)計(jì) , 有相應(yīng)壓力容器制造證的單 位制造 , 有搪玻璃生產(chǎn)許可證的單位搪瓷 ; 金 屬胎設(shè)計(jì)與制造須符 合 GB150《鋼制 壓力 容 器 》標(biāo)準(zhǔn) , 搪玻璃符合 HG2432 - 2001《搪玻璃 設(shè)備技術(shù)條件 》規(guī)定 , 并滿足《壓力容器安全 技術(shù)監(jiān)察規(guī)程 》要求 。

(1) 絕緣性 玻璃層經(jīng) 20kV 高壓檢測(cè) , 不導(dǎo)電為合格 ;

(2) 耐沖擊性 耐機(jī)械沖擊指標(biāo)為 220 ×10 - 3 J;

(3) 耐溫性 玻璃面耐溫差急變性能 , 熱沖擊為 120℃, 冷沖擊為 110℃;

(4) 厚度 玻璃層厚度為 018～210mm;

(5) 表面 玻璃層表面光滑有光澤 , 無(wú) 斑點(diǎn) 、劃痕 ;

(6) 資料 由于低壓和中壓搪玻璃設(shè)備 分別屬二類和三類壓力容器 , 因此設(shè)備出廠的 文件必須齊全有效 , 如產(chǎn)品檢驗(yàn)證書 、鍋檢所 簽章合格證 、加蓋設(shè)計(jì)和制造資格印章竣工圖 等 。

搪瓷反應(yīng)釜的維護(hù)和保養(yǎng)

1、搪瓷反應(yīng)釜需要維護(hù)和保養(yǎng)

搪瓷反應(yīng)釜是通過(guò) 950℃左右高溫搪燒，在金屬基 體表面復(fù)合一層光滑、致密的玻璃質(zhì)材料的壓力容器。相 對(duì)于不銹鋼壓力容器來(lái)說(shuō)，搪瓷反應(yīng)釜很大程度上節(jié)約 了制造的成本，同時(shí)又獲得了良好的化學(xué)穩(wěn)定性和金屬?gòu)?qiáng) 度，使其就有良好的耐腐蝕性，因此目前被廣泛應(yīng)用于石 油化工、醫(yī)藥、食品等行業(yè)，用以完成硝化、磺化、聚合、濃 縮等工藝過(guò)程。正是由于其結(jié)構(gòu)的特殊性，設(shè)備定期檢驗(yàn) 的過(guò)程要求更為嚴(yán)格，設(shè)備使用中的維護(hù)和保養(yǎng)也顯得尤 為重要。本文將探討搪瓷反應(yīng)釜檢驗(yàn)過(guò)程中所遇到的 問(wèn)題，分析缺陷所產(chǎn)生的原因，提出相應(yīng)的預(yù)防措施，對(duì)搪瓷反應(yīng)釜設(shè) 備使用中的維護(hù)和保養(yǎng)提出合理化建議。

2 常見(jiàn)失效模式分析

2.1 搪玻璃層破損

對(duì)于搪瓷反應(yīng)釜來(lái)說(shuō)，搪玻璃層破損是較常見(jiàn)的損 傷模式。在實(shí)際的生產(chǎn)使用過(guò)程中，搪瓷反應(yīng)釜一般用 來(lái)承裝強(qiáng)腐蝕性的介質(zhì)，使用過(guò)程中搪玻璃層一旦發(fā)生破 損或爆瓷脫落，內(nèi)部的腐蝕介質(zhì)就會(huì)與金屬基體接觸，使 金屬基體發(fā)生快速的腐蝕，嚴(yán)重時(shí)甚至造成腐蝕穿孔，造 成嚴(yán)重的安全事故。

2.1.1 產(chǎn)生原因

根據(jù)實(shí)際的使用狀況，搪玻璃層破損發(fā)生的主要原因 為機(jī)械損傷、腐蝕、熱沖擊、鱗爆、很壓損壞等。

（1）機(jī)械損傷：搪玻璃層襯里的脆性大、抗沖擊能力較 差，實(shí)際使用過(guò)程中任何金屬或硬物的碰撞沖擊都可能引 起搪玻璃層的脫落。比如操作人員使用過(guò)程中野蠻投放物料，維修人員維修工具的碰撞或意外脫落，以及投放物 料中硬質(zhì)顆粒在攪拌過(guò)程中對(duì)內(nèi)表面的劃傷等。

（2）腐蝕：搪瓷反應(yīng)釜是將高含硅量的瓷釉涂覆于 金屬基體表面，使其與玻璃一樣具有較高的化學(xué)穩(wěn)定性， 提高內(nèi)表面的耐腐蝕性。但不適用于強(qiáng)堿、氫氟酸、含氟 離子的介質(zhì)，以及溫度大于 180℃、濃度大于 30%的磷酸 介質(zhì)。首先在強(qiáng)堿溶液中，搪玻璃層的主要成分二氧化硅 與堿發(fā)生反應(yīng)生成硅酸鹽，并且堿濃度越大、PH 值越高， 反應(yīng)速率越快。其次，氫氟酸和含氟介質(zhì)的環(huán)境中，SiO2 會(huì)與其反應(yīng)生產(chǎn) SiF4，也起不到很好的耐腐蝕作用。對(duì)于 濃磷酸（焦磷酸）來(lái)說(shuō)，高溫下同樣會(huì)與 SiO2 反應(yīng)，腐蝕搪 玻璃層，生成雜多酸。這樣就導(dǎo)致使用單位在使用過(guò)程中 如果不嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求投放物料或者不慎在物料中摻 雜相應(yīng)物質(zhì)，就會(huì)引起搪玻璃層的腐蝕失光，引起搪玻璃 層的腐蝕破壞。

（3）熱沖擊：搪玻璃層的線膨脹系數(shù)和延伸率要遠(yuǎn)小 于金屬基體材料，在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，如果搪瓷反應(yīng)釜 頻繁的開(kāi)停車或使用溫度頻繁變化并且溫差較大，由于搪 玻璃層的變形量小于金屬材料，就會(huì)在搪玻璃層形成殘余 壓應(yīng)力。一旦殘余壓應(yīng)力很過(guò)搪玻璃層的承載能力，就會(huì) 造成搪玻璃層龜裂破損，嚴(yán)重時(shí)造成爆瓷。

（4）鱗爆：鱗爆與氫在鋼中的溶解度有關(guān)。根據(jù)“氫氣 學(xué)說(shuō)”，在搪燒結(jié)束后，由于氫的溶解度下降，鋼中溶解的氫 來(lái)不及溢出就會(huì)形成氫分子在鋼中擴(kuò)散聚集。一部分氫擴(kuò) 散至搪玻璃與金屬基體的界面，在界面孔穴中聚集，一旦其 壓力逐漸增加，很過(guò)搪玻璃層的結(jié)合力時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生鱗爆。 由于氫的擴(kuò)散聚集需要時(shí)間，這類缺陷的產(chǎn)生一般具有一 定的延遲性，缺陷暴露間隔數(shù)天甚至數(shù)月，一旦發(fā)生就會(huì)造 成巨大的經(jīng)濟(jì)損失甚至造成嚴(yán)重的安全事故。

2.1.2 檢測(cè)方法

為了確保檢驗(yàn)周期內(nèi)搪瓷反應(yīng)釜的正常使用，定期 檢驗(yàn)過(guò)程中必須對(duì)搪玻璃層進(jìn)行檢驗(yàn)。根據(jù)《固定式壓力 容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》要求，需要對(duì)搪玻璃層進(jìn)行宏觀 檢查、搪玻璃層測(cè)厚以及直流高電壓檢測(cè)：

（1）宏觀檢查：檢查搪玻璃層表面是否均勻光亮，無(wú)腐 蝕跡象，無(wú)磨損、機(jī)械接觸損傷、爆瓷脫落，法蘭邊緣的搪 玻璃層無(wú)脫落現(xiàn)象，查看搪玻璃面有無(wú)修補(bǔ)痕跡。對(duì)于無(wú) 法進(jìn)入的搪玻璃容器可以通過(guò)手孔或觀察孔，或通過(guò)內(nèi)窺 鏡來(lái)檢查。

（2）直流高電壓檢測(cè)：依據(jù) GB/T 7991.6《搪玻璃層試 驗(yàn)方法 第 6 部分：高電壓試驗(yàn)》，在干燥清潔情況下對(duì)搪 玻璃層進(jìn)行 10KV 直流高電壓檢測(cè)，不導(dǎo)電為合格。

（3）搪玻璃層測(cè)厚：依據(jù) GB/T 7991.5《搪玻璃層試驗(yàn) 方法 第 5 部分：用電磁法測(cè)量厚度》測(cè)定搪玻璃層厚度。 通常搪玻璃層的厚度為 0.8~2.0mm，容積增大厚度上限 允許適當(dāng)增加。搪玻璃層厚度應(yīng)盡可能均勻，凸面部位搪 玻璃層宜薄，厚薄區(qū)域應(yīng)平滑過(guò)渡。

2.1.3 檢驗(yàn)實(shí)例

2020 年 6 月對(duì)某化工科技有限公司搪玻璃反應(yīng)罐進(jìn) 行定期檢驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，該單位的 10 多臺(tái)反應(yīng)釜大部分 都存在搪玻璃層破損現(xiàn)象，并且主要集中在上封頭及人孔 附近。該反應(yīng)釜內(nèi)的介質(zhì)為：甲酰胺；設(shè)計(jì)壓 力：0.4MPa；設(shè)計(jì)溫度：200℃。通過(guò)對(duì)使用過(guò)程及現(xiàn)場(chǎng)環(huán) 境的綜合分析發(fā)現(xiàn)，反應(yīng)釜內(nèi)介質(zhì)為弱堿性，對(duì)搪玻璃層 造成腐蝕的可能性較小。但設(shè)備的使用溫度較高，反應(yīng)釜 內(nèi)的介質(zhì)蒸發(fā)在上封頭處冷卻吸熱，由于搪玻璃層的變形 量小于金屬基體材料，導(dǎo)致搪玻璃層的破損，并且破損部 位主要集中在上封頭與筒體螺栓連接處溫度變化較大的 部位。人孔處搪玻璃層的破損主要是由于使用過(guò)程中野 蠻投放物料或維修過(guò)程中法蘭螺栓擰緊時(shí)用力過(guò)大或不 均勻造成的。

2.2 腐蝕

除了搪玻璃層破損之外，腐蝕也是搪瓷反應(yīng)釜常見(jiàn) 的失效模式。總體來(lái)說(shuō)，搪瓷反應(yīng)釜的腐蝕主要表現(xiàn)為 夾套外表面保溫層下腐蝕和內(nèi)表面搪玻璃層破損處金屬 基體的腐蝕。

2.2.1 產(chǎn)生原因及檢測(cè)方法

（1）保溫層下腐蝕：對(duì)于搪瓷反應(yīng)釜來(lái)說(shuō)，夾套內(nèi)介 質(zhì)為水、水蒸氣，設(shè)計(jì)溫度高達(dá) 200℃左右。使用過(guò)程中， 一方面由于水蒸氣的冷凝或周圍空氣濕度大，另一方面由 于巖棉等保溫材料吸水性較強(qiáng)，就會(huì)造成保溫層下水分的 滲透、積累，使夾套外表面長(zhǎng)時(shí)間保持濕潤(rùn)狀態(tài)，當(dāng)車間存 在的揮發(fā)性強(qiáng)的腐蝕性物質(zhì)溶入水膜中時(shí)，就會(huì)造成夾套 的電化學(xué)腐蝕。

針對(duì)有保溫層的搪瓷反應(yīng)釜，定期檢驗(yàn)過(guò)程中應(yīng)首 先檢查保溫層是否完好，保溫層下是否有水分積累。對(duì)于 保溫層破損或脫落部位應(yīng)拆除保溫進(jìn)行檢查，應(yīng)無(wú)明顯的 腐蝕跡象。若夾套外表面腐蝕，應(yīng)對(duì)腐蝕部位進(jìn)行壁厚測(cè) 定，保證其不很過(guò)腐蝕裕量，必要時(shí)進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)，確保沒(méi) 有裂紋等缺陷的產(chǎn)生。對(duì)保溫完好設(shè)備，必要時(shí)也應(yīng)對(duì)存 在腐蝕和外表面開(kāi)裂傾向的部位進(jìn)行局部拆檢測(cè)。

（2）金屬基體腐蝕：搪瓷反應(yīng)釜一般用來(lái)承裝具有 腐蝕性的介質(zhì)，搪玻璃襯里有效的將內(nèi)部介質(zhì)與金屬基體 隔開(kāi)，起到很好的保護(hù)作用。使用過(guò)程中，一旦搪玻璃層 破損就會(huì)使腐蝕介質(zhì)與金屬接觸，而迅速的腐蝕金屬基 體。檢驗(yàn)過(guò)程中應(yīng)重點(diǎn)檢查搪玻璃襯里破損部位，檢查金 屬基體是否發(fā)生腐蝕，對(duì)其進(jìn)行壁厚測(cè)定和無(wú)損檢測(cè)，確 保壁厚在有效厚度范圍內(nèi)且無(wú)其他缺陷產(chǎn)生。

2.2.2 檢驗(yàn)實(shí)例

某化工廠搪瓷反應(yīng)釜設(shè)備投入使用長(zhǎng)達(dá)十年，保溫層嚴(yán)重破 損，另外由于車間頂棚漏雨，巖棉中吸附大量的水分，導(dǎo)致 夾套外表面常年保持濕潤(rùn)狀態(tài)，當(dāng)車間揮發(fā)性的酸性物質(zhì) 溶于水后，造成設(shè)備大面積的腐蝕，設(shè)備壁厚 10mm，腐蝕 深度達(dá) 2mm 左右。

2.3 裂紋

除了搪玻璃層破損和腐蝕之外，裂紋也是搪玻璃反應(yīng) 釜可能發(fā)生的失效模式之一。定期檢驗(yàn)過(guò)程中應(yīng)重點(diǎn)對(duì) 接管角焊縫、夾套與內(nèi)筒體角焊縫、夾套上部封頭與筒體 環(huán)焊縫、焊縫丁字口處等可能產(chǎn)生裂紋的部位或存在環(huán)境 開(kāi)裂傾向的部位進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)。圖 1為某化工廠檢驗(yàn)所 發(fā)現(xiàn)的缺陷示意圖，由圖可見(jiàn)，搪瓷反應(yīng)釜夾套上封頭 部位存在一處明顯的裂紋，內(nèi)部介質(zhì)有明顯滲漏的痕跡， 并且使用單位在使用過(guò)程中私自對(duì)其進(jìn)行了補(bǔ)焊。綜合 分析主要是鋼板內(nèi)部本身存在夾雜或氣孔等缺陷，使用過(guò) 程中在應(yīng)力的作用下，缺陷部位生成裂紋，并且進(jìn)一步擴(kuò) 展，從而影響設(shè)備使用。

3 設(shè)備維護(hù)與保養(yǎng)

針對(duì)搪瓷反應(yīng)釜的特殊結(jié)構(gòu)形式以及可能發(fā)生的 失效模式，使用過(guò)程中應(yīng)做好設(shè)備的維護(hù)與保養(yǎng)，做好防 范措施。

（1）定期對(duì)保溫層進(jìn)行檢查，確保沒(méi)有水分的積累和 保溫層的腐蝕。對(duì)保溫層破損部位及時(shí)進(jìn)行修復(fù)；

（2）使用過(guò)程中嚴(yán)禁溫差過(guò)大，造成冷熱沖擊。嚴(yán)禁 很壓使用，造成搪玻璃層很壓損壞；

（3）禁止野蠻的投放物料，避免盛裝含氫氟酸、含氟離 子的介質(zhì)、強(qiáng)堿以及溫度高于 120 ℃的濃磷酸等介質(zhì)。

（4）檢修過(guò)程中加強(qiáng)對(duì)搪玻璃防護(hù)，進(jìn)出維修過(guò)程時(shí) 穿軟底鞋，內(nèi)壁底部鋪上軟墊，防止工具掉落對(duì)搪玻璃層 造成沖擊。

（5）定期對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢查，搪玻璃層無(wú)破損、脫落，閥 門、法蘭密封面無(wú)泄漏，有裂紋傾向部位和應(yīng)力集中部位 無(wú)裂紋產(chǎn)生。

搪瓷反應(yīng)釜由于其結(jié)構(gòu)的特殊性，固容規(guī)對(duì)其定期 檢驗(yàn)作出了明確的規(guī)定。檢驗(yàn)過(guò)程中應(yīng)結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情 況和可能的失效模式，作出有效的檢驗(yàn)方案，對(duì)設(shè)備安全 狀況進(jìn)行準(zhǔn)確的評(píng)估，及早發(fā)現(xiàn)設(shè)備可能存在的安全隱 患，保障設(shè)備安全運(yùn)行。