延長(zhǎng)搪瓷反應(yīng)釜的壽命之內(nèi)部損傷

時(shí)間：2021-01-18作者：青島普新機(jī)電設(shè)備有限公司瀏覽：213

我們都知道搪瓷反應(yīng)釜在咱們化工行業(yè)里的作用非常大，它的優(yōu)點(diǎn)不言而喻，比如優(yōu)良的耐腐蝕性能，良好的加工性能……

但搪瓷反應(yīng)釜也有弱點(diǎn)，就是在制造，使用，運(yùn)輸，安裝，檢修時(shí)不注意，都容易造成損傷。一個(gè)搪瓷釜**幾萬(wàn)元，由于局部損傷而報(bào)廢十分可惜。

一臺(tái)設(shè)備，好的質(zhì)量是一方面，日常的使用和保養(yǎng)維護(hù)也很重要，科學(xué)的操作和使用，熟知設(shè)備損壞的原因可以大大延長(zhǎng)設(shè)備的壽命。




01

碰撞和硬質(zhì)研磨物的落入而造成的損傷

機(jī)械沖擊是搪玻璃設(shè)備較普遍的破壞原因。

有大的正面沖擊損壞，如：攪拌器掉入罐中；還有一些不易發(fā)現(xiàn)的破壞原因，如：螺帽、螺栓等小金屬件或固體顆粒物等的掉入，或從操作者的口袋中漏出掉入反應(yīng)罐內(nèi)。

特別是在酸性溶液中，這些物體可能會(huì)溶解，反應(yīng)生成其他物質(zhì)或從容器中排出，以至于剛掉落時(shí)對(duì)設(shè)備造成的損傷不易覺(jué)察，無(wú)法得知設(shè)備損壞原因。這些硬質(zhì)研磨物還會(huì)損傷攪拌器、擋板、溫度計(jì)套管等。




02

由于小的操作失誤造成的損壞

搪玻璃是很堅(jiān)固的，能承受一定的機(jī)械沖擊。維修過(guò)程中，除因操作人員的鞋底有研磨物而造成搪玻璃面磨損外，人在容器內(nèi)來(lái)回走動(dòng)是沒(méi)有問(wèn)題的。

但在另外一些情況下，很小的失誤也能造成設(shè)備損傷。如：一只扳手敲在容器外部，從外面看無(wú)任何損傷，但這個(gè)沖擊力，里面的搪玻璃層可能會(huì)碎裂。




03

攪拌軸的損傷造成的損壞

1）在實(shí)際生產(chǎn)中一個(gè)較常見(jiàn)的操作方法是先把一批固體物料倒入容器內(nèi)，然后添加液體介質(zhì)，通過(guò)攪拌器將二者混合。

當(dāng)因過(guò)載而使攪拌器無(wú)法啟動(dòng)時(shí)，操作者可能通過(guò)反復(fù)開(kāi)、關(guān)來(lái)啟動(dòng)攪拌器。這種操作是不可取的，會(huì)使攪拌軸受力過(guò)大而損壞搪玻璃層。

如：在聚合反應(yīng)中，有時(shí)生成的一種粘性物質(zhì)而引起攪拌軸撓度過(guò)大損壞搪玻璃層。或者使攪拌軸的轉(zhuǎn)速達(dá)到臨界狀態(tài)，產(chǎn)生有害振動(dòng)，導(dǎo)致軸彎曲破壞搪玻璃層和容器壁。

2）搪玻璃設(shè)備在出廠時(shí)，都帶有一定功率的電機(jī)以保證一定的轉(zhuǎn)速。

當(dāng)需要隨著工藝條件的變化要求改變轉(zhuǎn)速時(shí)，應(yīng)防止驅(qū)動(dòng)裝置和攪拌器不匹配而過(guò)載，損壞傳動(dòng)裝置（電機(jī)）。

如：齒輪，或使攪拌器受力過(guò)大損壞搪玻璃。當(dāng)攪拌器的轉(zhuǎn)速增加的太多時(shí)，就會(huì)達(dá)到其臨界轉(zhuǎn)速而造成破壞。




04

由于過(guò)大的熱應(yīng)力而造成的損壞

搪玻璃容器允許一定范圍的溫度急變，制造廠會(huì)給出使用溫度范圍。對(duì)于一個(gè)容器，有夾套和無(wú)夾套的部分熱應(yīng)力相差較大。

1）設(shè)備管口搪玻璃層內(nèi)的壓力較小，雖然溫差急變?cè)谥圃鞆S允許的溫度范圍內(nèi)，但也有可能使搪玻璃層遭到破壞。

2）夾套上的進(jìn)、出口的位置設(shè)計(jì)不當(dāng)也會(huì)引起過(guò)大的熱應(yīng)力。夾套出口管要盡量靠近上接環(huán)。如果從出口反引入換熱介質(zhì)會(huì)導(dǎo)致過(guò)大熱應(yīng)力的產(chǎn)生而損壞設(shè)備。




05

由于測(cè)溫系統(tǒng)的原因而造成的熱沖擊破壞

容器內(nèi)介質(zhì)的溫度是通過(guò)夾套中的換熱介質(zhì)來(lái)調(diào)節(jié)的，而夾套中換熱介質(zhì)的溫度是根據(jù)容器中介質(zhì)的溫度高低來(lái)調(diào)節(jié)的。

有時(shí)由于測(cè)溫儀滯后，測(cè)溫觸頭被污染，或由于物料位太低而測(cè)溫頭無(wú)法接觸到等原因，造成無(wú)法獲得物料的準(zhǔn)確溫度，會(huì)使夾套中的換熱介質(zhì)過(guò)熱或過(guò)冷而引起過(guò)高的應(yīng)力。




06

PH值的偶變和強(qiáng)腐蝕劑的直接加入引起的損壞

對(duì)于搪玻璃設(shè)備，在一定的溫度范圍，要求介質(zhì)的PH值不能波動(dòng)太大，PH值的偶然增高或降低，都會(huì)腐蝕損壞搪玻璃層。

如：通過(guò)加入熱的強(qiáng)酸或強(qiáng)堿來(lái)調(diào)節(jié)介質(zhì)的PH值時(shí)，高濃度的強(qiáng)酸或強(qiáng)堿有很強(qiáng)的腐蝕性，如果從管口加入，強(qiáng)腐蝕介質(zhì)順管壁流下，就會(huì)強(qiáng)烈腐蝕管口和容器壁。




07

由于不合理的焊接而引起的熱沖擊破壞

由于違章操作，在搪玻璃容器壁上施焊，過(guò)大的熱應(yīng)力會(huì)造成容器內(nèi)部搪玻璃層開(kāi)裂，而這種裂紋存在于搪玻璃層次表面，外面看起來(lái)完好無(wú)損，但容器一經(jīng)使用搪玻璃層就會(huì)剝落下來(lái)。




08

游離氟離子濃度太高引起的損壞

搪玻璃設(shè)備能容許一定量的氟離子，但在強(qiáng)腐蝕的環(huán)境中氟離子濃度可高達(dá)20ppm，這時(shí)應(yīng)引起注意。

在操作過(guò)程中化學(xué)物質(zhì)的周期性加入，氟離子濃度可達(dá)到很危險(xiǎn)的地步，氟的聚合物如PTFE能游離出足夠的F+而損壞搪玻璃層。

回收酸中，特別是HCl，一般含有較高的氟離子。有的含氟化合物作為反應(yīng)物時(shí)不會(huì)有損傷作用，但如果發(fā)生分解，就會(huì)損害搪玻璃層。




09

冷凍損壞

搪玻璃部件，如：攪拌器、折流板、溫度計(jì)套管等都是用無(wú)縫鋼管制成的。水和冷凝的蒸汽進(jìn)入這些構(gòu)件，在較低的環(huán)境和生產(chǎn)溫度下會(huì)結(jié)冰、膨脹，對(duì)搪玻璃復(fù)合體施加壓力，引起搪玻璃層碎裂。冷凍損壞是比較普遍的，損傷的部件要替換或重搪。




10

偶然的**壓力損壞

壓力容器在設(shè)計(jì)時(shí)，在一定溫度下都有特定的壓力或真空度，但當(dāng)容器使用后，在惡劣的條件下就會(huì)由于某種原因造成壓力或真空度過(guò)高。

如：在聚合反應(yīng)中，有時(shí)投料要比預(yù)計(jì)的反應(yīng)速度快（大概是因?yàn)檫^(guò)催化或控制儀表失準(zhǔn)的原因），大量的投料泡沫升起堵塞與減壓裝置連在一起的管口，壓力**過(guò)設(shè)計(jì)壓力，引起搪玻璃層產(chǎn)生裂縫，容器內(nèi)過(guò)高的壓力，甚至?xí)＜叭松戆踩?/p>

偶然的真空度過(guò)高也能引起搪玻璃層損壞，一個(gè)壓力容器有一定的設(shè)計(jì)真空度，但有時(shí)真空度會(huì)猛增，如：通氣孔的聚四氟乙烯密封有可能倒塌，堵塞通氣孔使真空度升高，當(dāng)鋼制壓力容器內(nèi)真空度**過(guò)一定值時(shí)，就會(huì)破壞搪玻璃層。

01




夾套溫度急變損傷

這種不平常的損傷通常是由熱急變引起的。當(dāng)容器夾套內(nèi)的蒸汽冷凝，形成真空，驅(qū)使換熱介質(zhì)從循環(huán)層倒流回夾套，引起搪玻璃層損傷。




如：用蒸汽將投入的料加熱，然后關(guān)掉蒸汽，夾套中的蒸汽冷凝，形成真空度，如果與夾套連接的冷水沒(méi)關(guān)掉，那么冷水就會(huì)倒流而沖擊容器壁。




這會(huì)引起大面積溫度急變損傷，這種損壞面太大，用鉭釘或其他修補(bǔ)是不可能的，只能重搪。如果出現(xiàn)的損傷在一段時(shí)間內(nèi)沒(méi)發(fā)現(xiàn)，損傷處就會(huì)有較嚴(yán)重的腐蝕，較終報(bào)廢。即使不**過(guò)生產(chǎn)廠允許的較大溫差，溫度急變損傷有時(shí)也會(huì)出現(xiàn)。







02




溫度計(jì)套管的損壞

在設(shè)備運(yùn)行時(shí)，溫度計(jì)套管由于介質(zhì)的沖擊和磨損而損壞，甚至斷掉。另外，溫度計(jì)套管的墊片也會(huì)由于承受壓力、溫度變化、腐蝕、磨損而失效。




溫度計(jì)套管的損壞不易發(fā)現(xiàn)，除非斷掉，斷掉的溫度計(jì)套管頭，會(huì)通過(guò)輸送管進(jìn)入下面的設(shè)備，造成較大的危害。

03




靜電釋放失效

在一個(gè)容器中有不同狀態(tài)的介質(zhì)在運(yùn)動(dòng)，有的是導(dǎo)電的，如：含酸的溶液；有的是非導(dǎo)電的，如：苯或非極性溶劑，能產(chǎn)生電荷。




攪拌器的攪拌和物料自由落入容器都會(huì)增加靜電產(chǎn)生的機(jī)會(huì)，由于靜電的釋放，會(huì)產(chǎn)生兩個(gè)問(wèn)題：（1）如果容器內(nèi)有可燃性氣體，則會(huì)產(chǎn)生爆炸；（2）形成的靜電放出的50000～100000V或較高的電壓會(huì)損傷搪玻璃。




聚增的電壓能擊穿搪玻璃層，雖然由高電壓引起的針孔可以修補(bǔ)，但如不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)這些針孔，隨著投料次數(shù)的增加，孔會(huì)越來(lái)越多，最后導(dǎo)致設(shè)備無(wú)法修補(bǔ)。







04




由于形成原電池而造成**合金鋼配件和修復(fù)材料失效

搪玻璃設(shè)備上經(jīng)常要用到插管、溫度計(jì)套管和閥門(mén)等附屬件，這些部件的材料一般為20號(hào)合金、鎳基合金或不銹鋼。




這些附件和水溶液、修復(fù)材料鉭一起形成了原電池，會(huì)引起附件的電化學(xué)腐蝕。較嚴(yán)重的是，如果這些附件為陰極，就會(huì)產(chǎn)生激發(fā)氫，會(huì)導(dǎo)致修補(bǔ)材料鉭的脆化。




方法1：不要使用不同的材料，附件要搪玻璃或用聚四氟乙烯制造。方法2：把鋼殼體與附件進(jìn)行電絕緣，但這樣做起來(lái)很難。




有一家制造廠在修復(fù)釘上加了一個(gè)陶瓷襯片，使鋼殼與鉭金屬絕緣而解決了這個(gè)問(wèn)題。在鉭釘上安裝一個(gè)小鉑金頭也可以從根本上解決氫裂問(wèn)題。




05




墊片失效

一個(gè)墊片失效的原因可能在于：（1）與使用要求不適應(yīng)；（2）安裝時(shí)壓力過(guò)重而失效；（3）在使用過(guò)程中由于溫度變化造成的應(yīng)力松弛，使不合適的或質(zhì)量不好的墊片損壞。




較嚴(yán)重的問(wèn)題是引起鱗爆，由于墊片失效，酸液漏滴到鋼殼上，生成初生態(tài)氫，它們滲透鋼板聚集在搪玻璃層和鐵胎的交界處，引起鱗爆。







搪玻璃層的磨蝕

由于搪玻璃是硬的，所以耐磨性較好，但有些介質(zhì)是有研磨性的，以致于管口和配件都遭到嚴(yán)重的磨蝕（如：攪拌器和折流板）。







07




水和汽的腐蝕 

除HF和熱的濃磷酸（H3PO4）外，搪玻璃在很大程度上能耐幾乎所有的強(qiáng)酸性腐蝕劑。




在給定的PH值范圍內(nèi)，搪玻璃也能耐堿，但堿溶液的溫度必須**制造廠*的溫度，有助于確保設(shè)備的預(yù)期壽命。




當(dāng)介質(zhì)是中性時(shí)也會(huì)出現(xiàn)不容易被發(fā)覺(jué)的問(wèn)題，因?yàn)樵?12℉或較高溫度下的中性水能腐蝕搪玻璃層。




08




攪拌器機(jī)械密封面的腐蝕

攪拌器的機(jī)械密封裝置中一般需提供冷卻劑、潤(rùn)滑劑，這些液體會(huì)慢慢漏入容器中。




但在生產(chǎn)過(guò)程中不允許有雜質(zhì)摻入，因此用蒸餾水或去離子水代替冷卻劑或潤(rùn)滑油。但沒(méi)有經(jīng)過(guò)處理的水會(huì)腐蝕密封墊外側(cè)的鋼攪拌末端，引起機(jī)械密封失效，損壞攪拌器末端的搪玻璃層。




09




不合適的修補(bǔ)材料

設(shè)備損壞后，用來(lái)修補(bǔ)的材料性能，必須達(dá)到容器的使用要求。目前美國(guó)搪玻璃設(shè)備用的標(biāo)準(zhǔn)修補(bǔ)材料是由鉭、聚四氟乙烯墊和樹(shù)脂膠組成的。




鉭的耐腐蝕性與玻璃很相似，但有幾種化合物玻璃能耐其腐蝕而鉭卻不能，如：三氧化硫或溫度**150℉的發(fā)煙硫酸及初生態(tài)氫氣。




氫氣對(duì)鉭無(wú)害，但當(dāng)氫被激發(fā)成氫原子時(shí)就會(huì)對(duì)鉭發(fā)生危害，如：把金屬屑加入酸性介質(zhì)中，發(fā)生還原反應(yīng)，生成初生態(tài)氫，導(dǎo)致鉭螺栓失效。




除個(gè)別情況外，聚四氟乙烯耐腐蝕性相當(dāng)好。修復(fù)材料中較弱的部分是樹(shù)脂膠，不論多好的樹(shù)脂膠，使用溫度都不能**過(guò)375℉。并且樹(shù)脂不能用于強(qiáng)氧化條件下，如：熱硝酸、濃硫酸、溴、碘或氯氣。




修復(fù)材料的使用范圍有一定的限制，不同的情況選用不同的修復(fù)材料。不合適的材料或不正確的修補(bǔ)方法將導(dǎo)致鋼基體的腐蝕，造成搪玻璃襯里進(jìn)一步腐蝕。




10




高電壓試驗(yàn)

所有的搪玻璃設(shè)備在出廠前，都要經(jīng)受10～20KV的直流高電壓火花試驗(yàn)。有時(shí)，用戶也對(duì)搪玻璃容器進(jìn)行40～50KV的交流高電壓火花試驗(yàn)，結(jié)果在好好的搪玻璃層上出現(xiàn)了針孔。


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