损坏原因
搪瓷釜是将含硅量高的瓷釉喷涂到低碳钢胎表面,经900℃左右的高温焙烧,使瓷釉密着于金属钢胎表面而形成,由于这两种材料的机械性能和物理性能各不相同,因此搪瓷釜的破损原因也多样,一般有以下几种原因:
机械损坏
搪瓷抗冲击力非常差,任何金属、硬物对其进行撞击均会导致搪瓷破损。因此搪瓷釜使用过程中严防任何金属、硬物掉进釜内,如遇堵料,必须用塑料棒疏通,检修时盖好锅盖,严防焊渣熔化瓷面出现小坑或爆瓷。
工作温度影响
搪瓷反应釜经900℃高温焙烧,冷却后搪瓷与钢板粘结在一起。由于搪瓷的线膨胀系数和延伸率小于钢板,因此冷却后搪玻璃的变形量小于钢板的变形量,搪瓷受到钢板的约束产生压应力。搪瓷釜制成后,其搪玻璃即存在预压缩应力,而钢板则存在预拉伸应力。由于预应力与线膨胀系数和延伸率相关,线膨胀系数和延伸率与温度又密切相关,因此搪瓷釜的工作温度对搪瓷釜的使用影响很大。如果因温度变化大而使搪瓷产生的应力超过其使用应力,搪瓷将被破坏。
因此搪瓷釜搪瓷层遇冷、热急变,极易爆瓷。因此搪瓷釜有耐温限制温度200℃,耐温急变冷冲击<11O~C,热冲击<120℃。投料时物料温度与釜体温差太大以及升温时蒸汽过猛、降温太急也能导致爆瓷。因此搪瓷釜在使用中升、降温要缓慢、均匀,分级冷却。。
因此,搪瓷反应釜为确保设备的使用性能,在运输、保管与安装过程中,应采取有效的措施。搬运时只允许罐耳受力(指非包装时),不允许滚动及用撬杠,避免震动、碰撞,严禁接管管箍、卡子等易损部件受力。在有条件下,设备好室内存放。设备于室外存放时,应注意遮盖,避免人敲物击,日晒雨淋。冬季存放时应特别注意检查罐体及温度计套管是否积水,避免因冰冻而损坏。对于装配有机械密封的反应罐或聚合釜,对密封部位应倍加防护、保持清洁。
搪瓷反应釜经过长时间的使用总会出现一些破损处,虽然并不是很影响反应釜的正常反应效率,但如果长期放任不管,破损处就会越来越严重,终甚至导致反应釜无法正常使用。因此当发现反应釜有破损处时,一定要及时修补,而在修补时一定要注意以下这三关键。(1)在基体处理时,需用砂轮、钢丝刷或砂纸打磨金属部分,那么待修补部位周围的搪瓷是否也需打磨成毛面呢?经过实践认为:打毛可能带来不良后果。因为搪瓷反应釜的搪瓷系脆性材料,打磨时局部受热,会产生应力、裂纹、爆瓷、脱落、基层不平等现象,影响粘接强度。(2)待涂抹的胶黏剂底胶基本固化后,应立即涂抹表层胶,使两层胶间粘接牢固;涂抹表层胶时,应采用多次涂抹方式。(3)修补法兰和蚀坑较深的地方,用膏状的胶粘剂堆积填坑,可收到良好效果。单纯给搪瓷反应釜修补破损处是远远不够的,还需要确保修补质量,然后再给修补完毕的破损处做一下简单的保养工作,巩固修补效果。同时在后期使用时,也要多加注意,避免再对此处造成损伤。
二手搪瓷反应釜修复技术
我国搪瓷反应釜的修补方法较多,但修补寿命普遍不长,采用螺栓紧固法相对来说效果较好,但破
坏了钢体整体结构,而且对下次维修造成一定困难。其他的修补方式如下 [1] :
1 搪烧。 常用损坏面积较大时,在有搪烧设备时仍按瓷釉搪烧的方法修补; 无搪烧设备,可采用火焰背面加
热,以使瓷釉搪烧上去。
2 耐蚀金属修补: 对于针孔那样细微缺陷的修补,使用黄金、钽等贵金属,做成钉子嵌入加以修补; 利用耐蚀金属做螺钉紧固不大的瓷面破损外,通常使用不锈钢、硅铁、铝、铅、银、钛、锡等耐蚀金属和聚垫片; 利用耐蚀金属片覆盖于搪瓷的损坏面上,然后用同种金属做成的螺钉紧固,此方法简单易行,如施工精细,则有较长的使用寿命; 利用耐蚀金属和耐蚀胶泥遮盖法,或将接触物料的金属防腐后用螺栓紧固。
比如用钛修补的两种方法电弧气热喷涂法,用两根相互绝缘的钛金属丝,分别接电源的两端。电源电压为25-28V,电流为360-350A。两根钛金属丝放置成锐角。接通电源,钛金属丝间产生电弧,这时钛发生熔融,借助于含5%-8%氧气的压缩空气,把熔化的钛吹向待修补部位。喷涂的距离为150-250mm。由于压缩空气中含有氧气,结果在被修补面上形成了Ti 及TiO2 的固态混合物。形成后的修补面用四糠基在 200-280℃下热处理0.3h 便完成了修补。修补后的表面有较好的抗热腐蚀性。这种修补方法把熔融的金属喷到待修补处,由于熔化的金属温度在1800 ℃左右,容易引起修补处基体过热,进而引发修补处周围搪瓷的爆瓷,所以操作时要小心,修补面积不宜大。
3 耐蚀金属涂料混合修补,即用涂料在破坏处涂抹,再用金属片覆盖,然后用同种金属做成螺钉紧固,此方法多用于较大瓷面破坏处,具有良好使用效果。涂料一般选用,内加氧化,在其未完全固化时覆盖不锈钢片并紧固。
也有用陶瓷涂层法进行修补,利用喷热喷涂含3%TiO2的Al2O3 陶瓷粉末,在破损处形成陶瓷层以达到修补的目的。喷涂工艺流程为:预热→粗化处理→喷涂过渡层→喷陶瓷层→喷刷封孔剂→烘干。此方法具有周期短、成本低、而且具有抗高温耐腐蚀的性能。搪瓷反应釜的玻璃衬里,虽具有一定的抗冲击强度,但它毕竟是一种脆性材料,苛刻的工作条件又不允许其存在任何微小缺陷。
4 非金属修补。目前大量合成树脂材料应用于化工设备防腐,这些合成材料具有较高的化学稳定性和良好的物理机械性能。利用这些合成树脂材料修补化工搪瓷设备,不仅节约有色金属,而且修补工艺简单,费用低,修理时间短,耐腐耐磨,很有探讨和推广价值。相对传统方法来说,应用高分子材料修复既无补焊热应力影响,修复厚度也不受限制,同时产品所具有的金属材料不具备的退让性,可吸收设备的冲击震动,避免再次磨损。在国内针对搪瓷反应釜故障的维修中,也逐步取代传统的办法。
搪瓷釜大面积搪瓷损坏,需将设备送制造厂重新搪瓷,费用约是新购置的1/4。损坏面积不大的可在现场进行局部修补。采用现场快速修复,不用拆设备,只需打开人孔即可修复,修复后24小时即可投入使用。现场修补剂有、聚树脂、高性能搪瓷修补剂等,而常用的是高分子复合材料搪瓷修补剂。
高分子复合材料搪瓷现场修补剂是由高分子聚合物、合金钢粉末或耐磨陶瓷粉末为基材并配以固化剂的双组份复合材料。与普通树脂型的修补剂相比,高分子复合材料依靠自身更为细密的高分子结构,使得材料自身具有更强的粘接力和优异的耐腐蚀、抗腐蚀性能,高分子甚至能够渗透到金属里面,形成更为紧密的高分子复合材料保护层。高分子复合材料搪瓷现场修补剂具有较高的化学稳定性和良好的物理机械性能。
修复工艺
表面清洗→除锈→清洗→涂底层修补剂→涂面层修补剂→固化→使用。
1、高压釜应放置在室内。在装备多台高压釜时,应分开放置。每间操作室均应有直接通向室外或通道的出口,应保证设备地点通风良好。2、在装釜盖时,应防止釜体釜盖之间密封面相互磕碰。将釜盖按固定位置小心地放在釜体上,拧紧主螺母时,必须按对角、对称地分多次逐步拧紧。用力要均匀,不允许釜盖向一边倾斜,以达到良好的密封效果。3、正反螺母联接处,只准旋动正反螺母,两圆弧密封面不得相对旋动,所有螺母纹联接件有装配时,应涂润滑油。4、针型阀系线密封,仅需轻轻转动阀针,压紧密封面,即可达到良好的密封效果。5、用手盘动釜上的回转体,检查运转是否灵活。6、控制器应平放于操作台上,其工作环境温度为10-40℃,相对湿度小于85%,周围介质中不含有导电尘埃及腐蚀性气体。7、检查面板和后板上的可动部件和固定接点是否正常,抽开上盖,检查接插件接触是否松动,是否有因运输和保管不善而造成的损坏或锈蚀。8、控制器应可靠接地。9、连接好所有导线,包括电源线、控制器与釜间的电炉线、电机线及温度传感器和测速器导线。10、将面板上“电源”空气总开关合上,数显表应有显示。11、在数显表上设定好各种参数(如上限报警温度、工作温度等)然后,按下“加热”开关,电炉接通,同时“加热”开关上的指示灯亮。调节“调压”旋钮,即可调节电炉加热功率。12、按下“搅拌”开关,搅拌电机通电,同时“搅拌”开关上的指示灯亮,缓慢旋动“调速”旋钮,使电机缓慢转动,观察电机是否为正转,无误时,停机挂上皮带,再重新启动。13、操作结束后,可自然冷却、通水冷却或置于支架上空冷。待温降后,再放出釜内带压气体,使压力降至常压(压力表显示零),再将主螺母对称均等旋松,再卸下主螺母,然后小心地取下釜盖,置于支架上。14、每次操作完毕,应清除釜体、釜盖上残留物。主密封口应经常清洗,并保持干净,不允许用硬物或表面粗糙物进行擦拭。
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