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搪玻璃反應(yīng)釜的制造原理

搪玻璃反應(yīng)釜是一種具有耐蝕搪玻璃襯里的鋼制化工容器，其搪玻璃襯里是一種以二氧化硅為主體加上其它多種元素制成的釉料經(jīng)多次噴涂，多次燒結(jié)而密著于金屬基體表面的搪玻璃層，所以它具有玻璃的穩(wěn)定性和金屬?gòu)?qiáng)度的雙重優(yōu)點(diǎn)。其工藝流程為：

加工好的設(shè)備基體一噴粉（底釉1—2遍）一燒成（底釉1～2遍）一噴面釉（多次）一燒成（多次）一成品檢驗(yàn)

搪玻璃反應(yīng)釜的特性

1、搪玻璃性能

通常情況下，搪玻璃釉的質(zhì)量按HG/T3105的規(guī)定制作成試件后進(jìn)行評(píng)定，其質(zhì)量應(yīng)符合下列規(guī)定：

①耐20%沸騰鹽酸48h腐蝕性：通用型≤1.6g／(m2．d)，耐酸型≤0.5g／(m2.d)，耐堿型≤3.0g／(m2.d)；

②耐O.1N.80℃氫氧化鈉24h腐蝕性：通用型≤5.0g／(m2.d)，耐酸型≤8.0g／(m2.d)，耐堿型≤2.5g／(m2.d)；

③耐溫差急變性：通用型≥200℃，耐酸型≥180℃，耐堿型≥180℃；

④耐機(jī)械沖擊性：通用型≥220xl0-3J，耐酸型≥220x10-3J，耐堿型≥220xl0-3J。

2、搪玻璃反應(yīng)釜的特點(diǎn)

①鑒于搪玻璃設(shè)備的制造原理，搪玻璃反應(yīng)釜具有玻璃的化學(xué)穩(wěn)定性和鋼制容器承壓能力強(qiáng)的雙重優(yōu)點(diǎn)。

②耐腐蝕性強(qiáng)。適用于除氫氟酸，強(qiáng)堿之外的各種濃度的有機(jī)酸、無機(jī)酸、有機(jī)溶劑及弱堿等介質(zhì)使用。在一定的介質(zhì)、溫度條件下，耐腐蝕性能是不銹鋼、工程塑料及其他合金鋼材所無法取代的。

③耐溫差急變性好。能經(jīng)受冷沖擊110℃和熱沖擊120℃。

④通常情況下使用壓力在0.2～0.4MPa。

⑤絕緣性好。經(jīng)20kV電火花檢驗(yàn)器測(cè)試不導(dǎo)電，

⑥光滑不粘結(jié)物料，清洗方便。

⑦經(jīng)濟(jì)適用。只要正確的進(jìn)行安裝使用，適用壽命很長(zhǎng)。

搪玻璃反應(yīng)釜的形式

搪玻璃反應(yīng)釜主要有開式和閉式兩個(gè)系列，常用于間歇反應(yīng)。一般用于中低壓中低溫工況，大多數(shù)情況下需要選配攪拌器。

1、搪玻璃反應(yīng)釜攪拌器的特點(diǎn)

攪拌器是搪玻璃反應(yīng)釜的重要部件。一支好的攪拌器可以大大提高攪拌效率，縮短反應(yīng)時(shí)間，提高成品收率和產(chǎn)品質(zhì)量等。

①框式攪拌器：框的寬度可取釜內(nèi)徑的0.9～0.98倍，可以防止物料附在釜壁上。轉(zhuǎn)速較低，一般都小于100r/min。

②錨式攪拌器：錨式攪拌器轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)幾乎觸及釜體的內(nèi)壁，可及時(shí)刮除壁面沉積物，有利于傳熱。此種攪拌器適用于粘稠物料的攪拌，轉(zhuǎn)速可為15～80r/min。

③漿式攪拌器：槳葉總長(zhǎng)可取為釜體內(nèi)徑的1/3～2/3，不宜過長(zhǎng)，轉(zhuǎn)速可達(dá)20～80r/min。

④葉輪式攪拌器：葉輪攪拌器由數(shù)個(gè)裝在直軸上的葉輪所構(gòu)成。其操作形式類似于離心泵的葉輪，當(dāng)渦輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，液體經(jīng)由中心沿軸被吸入，在離心力作用下，沿葉輪間通道，由中心甩向渦輪邊緣，并沿切線方向高速甩出，而造成劇烈的攪拌。適用于大量液體的連續(xù)攪拌操作，除稠厚的漿糊狀物料外，幾乎可應(yīng)用于任何情況。

⑤組合式攪拌器：組合式攪拌器同時(shí)由槳葉和葉輪錯(cuò)位裝在直軸上所構(gòu)成?？稍谳^小的功率消耗下得到高速旋轉(zhuǎn)。

2、搪玻璃反應(yīng)釜攪拌器的選配

根據(jù)具體反應(yīng)工藝要求的不同，搪玻璃反應(yīng)釜相應(yīng)結(jié)構(gòu)功能及配置附件的設(shè)計(jì)也不同。從開始的進(jìn)料一反應(yīng)一出料，為了收到預(yù)期的反應(yīng)效果，除了嚴(yán)格控制好反應(yīng)過程中的溫度、壓力、反應(yīng)物／產(chǎn)物濃度等重要參數(shù)外，攪拌器的合理配置是非常重要的。攪拌器選配遵循的原則：

①根據(jù)物料的性質(zhì)、物料混合程度以及能耗等因素選擇適宜的攪拌器。

②低粘性均相液體混合，可選用任何形式的攪拌器；

③非均相液體分散混合，選用旋槳式、渦輪式攪拌器。

④有固體懸浮物存在，固液密度差較大時(shí)，選用渦輪式攪拌器；固液密度差較小時(shí)，選用槳式攪拌器；

⑤粘稠性很大的液體混合，選用錨式攪拌器。如需要更大的攪拌強(qiáng)度或需使被攪拌液體作上、下翻騰運(yùn)動(dòng)的情況，可在反應(yīng)器內(nèi)再裝設(shè)橫向或豎向擋板及導(dǎo)向筒等。

搪玻璃反應(yīng)釜使用時(shí)應(yīng)注意的問題

搪玻璃反應(yīng)釜在使用中應(yīng)注意如下的問題：

①加料時(shí)要嚴(yán)防任何金屬硬物掉入設(shè)備內(nèi)碰傷搪玻璃，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)要防止設(shè)備振動(dòng)，檢修時(shí)按搪玻璃反應(yīng)釜維護(hù)檢修規(guī)程執(zhí)行。

②盡量避免冷罐時(shí)加熱料，熱罐時(shí)加冷料。由于突然改變溫度，形成內(nèi)應(yīng)力，影響使用壽命。

③操作運(yùn)轉(zhuǎn)在使用夾套設(shè)備時(shí)，應(yīng)慢慢進(jìn)行加壓、升溫．一般先通入0.1MPa（表壓）壓力蒸汽，保持15min后，再緩緩升壓、升溫（升壓速度以每10min升0.1MPa壓力為宜），到罐的操作壓力為止，不管加熱或冷卻應(yīng)在允許溫度范圍內(nèi)進(jìn)行。有特殊要求的應(yīng)在設(shè)備制造時(shí)作特殊的處理，另行設(shè)計(jì)制造。

④出料。出料時(shí)，如出料閥，出料管堵塞，一律用非金屬工具輕輕疏通，禁止用金屬工具鏟打。對(duì)粘在罐內(nèi)表面上的反應(yīng)物料要及時(shí)清洗，不宜用金屬工具，不得碰敲，以防損壞搪玻璃襯里。

⑤在使用中嚴(yán)防夾套內(nèi)進(jìn)入酸液，以防止搪玻璃層金屬吸氫反應(yīng)，引起搪玻璃層磷爆。

⑥清洗。清洗罐內(nèi)部時(shí)，不能使用金屬器具，而且對(duì)粘結(jié)在罐內(nèi)面上的物料必須清洗及時(shí)、徹底。

應(yīng)用范圍

搪玻璃反應(yīng)釜即是一種理想的耐化學(xué)腐蝕設(shè)備，在化工、石油化工、醫(yī)藥、農(nóng)藥、冶金、食品等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。

安全條件說明

一、性能用途：抗酸腐蝕性能優(yōu)良，一般用作反應(yīng)器或貯罐，在絕大部分有機(jī)酸與有機(jī)酸的介質(zhì)條件下使用，但不適用于堿性介質(zhì)、氫氟酸等。

二、安全操作條件：允許較大操作壓力：罐夾套內(nèi)6kg/cm2，罐內(nèi)2.5kg/cm2，或按設(shè)備銘牌規(guī)定使用。

三、允許操作溫度：-30～250℃。

四、適用酸堿度：PH≤10。

搪玻璃反應(yīng)釜的驗(yàn)收與安裝

1搪玻璃反應(yīng)釜的驗(yàn)收

1.1搪玻璃面的質(zhì)量檢查

(1)在距搪玻璃層表面250mm處，用36V、60W手燈，目測(cè)搪玻璃層表面，不應(yīng)有下列缺陷：

①裂紋、魚鱗爆、局部剝落；

②暗泡、粉瘤；

③明顯的擦傷；

④由燒成托架引起妨礙設(shè)備使用的局部變形：

⑤影響設(shè)備正常使用的發(fā)紋。

(2)每平方米搪玻璃層上的雜粒不得很過3處，每處面積應(yīng)小于4mm。

(3)搪玻璃層表面允許有色澤差異，但應(yīng)保證色澤差異部位的性能不影響設(shè)備正常使用。

(4)搪玻璃層的厚度為0.8～2.0mm，搪玻璃攪拌器經(jīng)精加工的機(jī)械密封段搪玻璃層厚度可允許至0.6mm。搪玻璃層厚度應(yīng)均勻，厚薄區(qū)域應(yīng)平滑過渡。

1.2搪玻璃件的形位公差檢查

搪玻璃反應(yīng)釜安裝后，搪玻璃件的形位公差見表1。
 
 

表l 搪玻璃件的形位公差

名稱	允許公差值/mm
設(shè)備法蘭較大較小直徑差    ≤DN1000	≤6
設(shè)備法蘭平面度    ≤DN1000	≤2
人孔法蘭及人孔蓋平面度	≤2
設(shè)備內(nèi)簡(jiǎn)體較大較小直徑差	≤1%DN
設(shè)備法蘭壓緊面寬度	≥12
攪拌孔的管口法蘭對(duì)罐蓋法蘭的平行度	≤0.01Dw
減速機(jī)支座相互間及對(duì)中心孔位置度	≤2
攪拌器密封段徑向全跳動(dòng)	D1/2/30
攪拌器下端徑向圓跳動(dòng)	≤0.2%H．且≤l0
攪拌器錨翼對(duì)稱度    ≤DN1000	≤2
攪拌器錨翼寬度與標(biāo)準(zhǔn)寬度的偏差	≤2
框、錨式攪拌器錨翼高度與標(biāo)準(zhǔn)高度的偏差	≤2
溫度計(jì)套管直線度	≤0.2%L

2搪玻璃釜的找正找平

一般情況下，設(shè)備總要求找正它的中心位置 與標(biāo)高，并調(diào)整到水平狀態(tài)，有些設(shè)備則要求成垂 直狀態(tài)，這種垂直狀態(tài)可以看成是水平狀態(tài)的另 一種表現(xiàn)形式。找正找平是設(shè)備安裝工程中不可 缺少的一道主要工序，對(duì)于搪玻璃釜而言則是先 找水平，通過水平保證垂直，再找中心，達(dá)到國(guó)家 規(guī)范要求，保持設(shè)備的穩(wěn)定及重心的平衡，從而避 免設(shè)備變形和減少運(yùn)轉(zhuǎn)中的振動(dòng)和設(shè)備的磨損， 延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命。

(1)基準(zhǔn)和測(cè)點(diǎn)的選擇：基準(zhǔn)的選擇應(yīng)遵循基 準(zhǔn)重合的原則，即所選擇的檢測(cè)基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)、 加工基準(zhǔn)重合為一，這樣既可保證有光滑準(zhǔn)確的 檢測(cè)表面，又能避免因上述三類基準(zhǔn)不重合產(chǎn)生 的相互偏差對(duì)該設(shè)備找正找平的影響。對(duì)于搪玻 璃釜，可以在釜蓋未安裝前，先固定釜體，以釜體 壓緊口為基準(zhǔn)，找平。有些觀點(diǎn)認(rèn)為搪玻璃面不是 機(jī)加工面，不能作為檢測(cè)基準(zhǔn)。但實(shí)際上，搪玻璃 的金屬基體是經(jīng)過手工和機(jī)械修磨的，進(jìn)而作預(yù) 燒和噴砂（丸）處理，較終進(jìn)行釉漿的噴涂，再燒制 而成。釜口壓緊面可以認(rèn)為是設(shè)備上加工精度較 高的表面，而且是方便檢測(cè)的表面。用玻管水平儀 測(cè)量其水平度，精度可達(dá)1 mm。水平度的調(diào)整由 釜體支撐墊鐵完成。

(2)將釜蓋安裝后，應(yīng)注意墊片表面應(yīng)平整， 無翹曲變形，厚度的很限偏差一般在2.0mm內(nèi)， 均勻緊固釜卡子后，檢測(cè)釜口密封安裝處的水平 度。水平度的調(diào)整由密封壓緊墊片和螺栓堅(jiān)固進(jìn) 行微調(diào)。

(3)減速機(jī)支架安裝后，在電機(jī)安裝的止口面 處測(cè)水平度。支架的水平度調(diào)整由支架的調(diào)整螺 栓完成。

(4)設(shè)備整體找正找平。因?yàn)閷?shí)際上密封的安 裝基準(zhǔn)面是釜?dú)んw，而攪拌的安裝基準(zhǔn)面既有釜 殼體還有支架。就是說在整體安裝后，既要保證攪 拌和釜體的垂直對(duì)中，又要保證攪拌和密封的同 軸度，即從電機(jī)輸出軸端（聯(lián)軸節(jié)處）點(diǎn)A，到中間 支承軸承點(diǎn)B，再到密封中心點(diǎn)C，三點(diǎn)ABC為一 直線且垂直于水平面。參見圖1。

正確做法應(yīng)為：

a．釜?dú)んw整體找水平（以釜口緊固面為基準(zhǔn)測(cè) 水平，≤0.25 mm/m密封安裝位的搪瓷口面為基 準(zhǔn)測(cè)水平，≤0.1 mm/rri范圍內(nèi)）。

b．裝上支架后找水平（以支架止口加工面為基 準(zhǔn)測(cè)水平，≤0.1 mm/m范圍內(nèi)）。

c：．因前兩步可確保機(jī)封安裝后是水平的，減速 機(jī)安裝后也是水平的，裝上攪拌軸后，軸因重力作 用自然下垂，即可保證軸的垂直度。

d．裝上聯(lián)軸節(jié)，注意聯(lián)軸節(jié)內(nèi)側(cè)不得有尖點(diǎn)和 臺(tái)面，如有需修復(fù)。

e．以支架為基準(zhǔn)面，用兩塊百分表同時(shí)測(cè)電機(jī) 輸出軸和攪拌軸的徑向跳動(dòng)，要求同軸度e≤0.1 mm，確保攪拌軸與釜體的垂直同心。

f．再分別以支架和密封外圓面為基準(zhǔn)面測(cè)攪 拌軸的徑向跳動(dòng)，要求兩值相差e’≤0.2 mm，這個(gè) 值實(shí)際上說明在軸未發(fā)生彎曲變形的前提下，密 封中心與釜支架中心的同心度，確保攪拌軸在密 封內(nèi)未發(fā)生偏轉(zhuǎn)。

對(duì)于釜軸聯(lián)接形式不是聯(lián)軸節(jié)，而是絲扣連 接的，則當(dāng)絲扣緊固后，可以認(rèn)為減速機(jī)輸出軸和 攪拌軸已是一個(gè)整體，不存在同軸度的問題，關(guān)鍵 就是要保證釜體、密封和減速機(jī)的水平，則軸自然 下垂。只要在此基礎(chǔ)上，調(diào)整釜軸在密封中心即 可。

3 安裝機(jī)械密封

安裝機(jī)械密封時(shí)，要按以下步驟進(jìn)行（以 DN80軸為例）：

a檢查釜軸的軸向竄量≤0.5 mm，軸徑在20～ 80mm的軸，徑向圓跳動(dòng)≤0.4 mm，80～130 mm 的軸，徑向圓跳動(dòng)≤0.6 mm。

b軸或軸套上安裝機(jī)械密封的表面不應(yīng)有劃 傷，軸套與軸頸配合間隙為0.8 mm～0.9 mm，安裝 前要在內(nèi)表面均勻涂上一層潤(rùn)滑油。

c密封段軸的徑向全跳動(dòng)≤0.3mm（參見表 1)，機(jī)械密封處軸的徑向擺動(dòng)量≤0.5 mm（可用相 似形法測(cè)幾點(diǎn)，算出在密封處軸的實(shí)際徑向擺動(dòng) 量）。

d動(dòng)環(huán)固定環(huán)（或靜環(huán)端面）與軸垂直度偏 差≤0.05 mm（主軸轉(zhuǎn)速在200 r/min以下），這個(gè) 值在集裝型密封安裝后難以測(cè)到，可以轉(zhuǎn)化為水 平度檢測(cè)。

e動(dòng)環(huán)與靜環(huán)端面之間，初次啟動(dòng)時(shí)應(yīng)加潤(rùn)滑 劑，用手輕盤車，使端面形成油膜，防止干摩擦燒 毀靜環(huán)或動(dòng)環(huán)。

f油槽內(nèi)油面要高于靜環(huán)面，在運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下， 機(jī)械密封油槽應(yīng)不產(chǎn)生連續(xù)小氣泡。

g緊固螺釘時(shí)要均勻，保證軸套不偏斜，對(duì)于 楔形緊固軸套，要從楔形口的對(duì)面螺釘開始緊，順 次交錯(cuò)緊，直到將楔形開口收緊。

總之，搪玻璃釜的驗(yàn)收、安裝是集搪玻璃釜、 機(jī)械密封和安裝技術(shù)為一體的，要綜合考慮，嚴(yán)格 按步驟進(jìn)行，確保設(shè)備安裝后能平穩(wěn)運(yùn)行。

搪玻璃反應(yīng)釜的破損修補(bǔ)方法

搪玻璃反應(yīng)釜的修復(fù)方法有金屬材料填塞式修復(fù)法，金屬材料緊固隔離式修復(fù)法，無機(jī)膠泥材料封閉式修復(fù)法，有機(jī)膠泥材料封閉式修復(fù)法等，通過調(diào)查大多數(shù)廠家反日央，修補(bǔ)后使用時(shí)間短，有的只使用幾天，有的甚至只使用幾小時(shí)，修補(bǔ)處就開裂、分離、脫落，效果不好。其原因我們進(jìn)行仔細(xì)分析并提出解決辦法，舉例如下，以供探討。

(1)沒考慮搪玻璃釜的夾套蒸氣壓作用

某化工廠用鹽酸和鋁土礦生產(chǎn)聚合氯化鋁，搪瓷損壞后未被及時(shí)發(fā)現(xiàn)而造成鋼板被腐蝕穿孔，孔徑為Φ4mm，采用鉛粒填塞在孔洞上，再用木榔頭擊壓進(jìn)孔洞，擊平后，涂抹水玻璃膠泥，使用2小時(shí)，再次穿孔，造成跑料。主要原因是由于夾套蒸氣壓力大，沖掉鉛塊造成。后來采用在孔洞攻絲，鉭釘螺栓擰緊,涂抹GL-0改性水玻璃膠泥，使用了兩年，達(dá)到了滿意的效果。

(2)選擇的搪瓷修復(fù)材料的耐蝕性不正確

不同的材料有不同耐蝕性能，某精細(xì)化工廠以乙酸和乙酸乙酯為原料生產(chǎn)卷煙添加劑，在安裝過程中搪玻璃反應(yīng)釜大蓋搪瓷破壞約1cm2,露出鐵胎，由于乙酸蒸氣的氣相腐蝕，破壞處很快增大，腐蝕產(chǎn)生的鐵離子嚴(yán)重干擾化學(xué)反應(yīng)，使生產(chǎn)的產(chǎn)品顏色加深，質(zhì)量不斷降低。采用E51環(huán)氧膠泥修補(bǔ)，使用幾個(gè)小時(shí)，膠泥發(fā)軟脫落，后來改用貝爾佐納修補(bǔ)，也未修補(bǔ)好。不僅浪費(fèi)生產(chǎn)原材料，還影響執(zhí)行對(duì)外簽訂的供貨合同，造成很大的經(jīng)濟(jì)損失。兩次修補(bǔ)失敗的主要原因，經(jīng)分析是兩種材料中都含有環(huán)氧樹脂，而環(huán)氧樹脂雖然粘接力強(qiáng)，但不耐乙酸和乙酸乙酯。后來采用含耐乙酸和乙酸乙酯的呋喃樹脂膠泥材料修補(bǔ)，達(dá)到滿意效果。

(3)搪瓷修復(fù)材料的膨脹系數(shù)與搪瓷、鋼鐵膨脹系數(shù)相差懸殊

某制藥廠以二氯乙烷為主要原料生產(chǎn)脎蟲霜，反應(yīng)釜工作溫度為150℃由于生產(chǎn)故障出現(xiàn)爆瓷，采用呋喃樹脂膠泥修補(bǔ)，使用7天，就出現(xiàn)起殼分離，經(jīng)仔細(xì)分析是膨脹系數(shù)相差較大。該呋喃樹脂膠泥的膨脹系數(shù)為25×10_6／℃鋼的膨脹系數(shù)為11.6X10-6/℃，搪瓷的膨脹系數(shù)為10.5X10_6／℃呋喃樹脂膠泥與鋼鐵和搪瓷的膨脹系數(shù)相差大，隨溫度上下交替變化，收縮不勻，出現(xiàn)起殼分離。后來采用膨脹系數(shù)為11X10-6/℃改性水玻璃膠泥，加入增加粘接強(qiáng)度材料的膠泥修補(bǔ)，使用半年多現(xiàn)在還在使用，達(dá)到修補(bǔ)的目的。

(4)施工技術(shù)不好

對(duì)搪玻璃反應(yīng)釜修補(bǔ)，材料選定后，就要掌握好每一個(gè)施工步驟，不然同樣會(huì)使修復(fù)失敗。金屬材料填塞式修補(bǔ)，填塞材料要穩(wěn)固，尾部要鉚平。膠泥封閉式修補(bǔ)，涂抹膠泥的接觸面要打毛、潔凈，不能有銹斑、物料、灰塵，釜內(nèi)空氣濕度要小于80%，有的要求表面活化的要進(jìn)行活化處理；膠泥各組分稱量要準(zhǔn)確，有適用期的，要在適用期內(nèi)用完；要求熱處理的，要控制好溫度梯度和時(shí)間。不然這些因素都直接影響修補(bǔ)質(zhì)量，在這方面修補(bǔ)失敗的事例很多，不再舉例說明。

影響修復(fù)質(zhì)量因素除上述外，還有修補(bǔ)材料耐溫性，耐磨性，粘接力等。

搪玻璃反應(yīng)釜的破損原因分析

搪玻璃反應(yīng)釜的釜體材料是由搪玻璃和低碳鋼板復(fù)合而成的，即將搪玻璃在高溫下熔化后澆鑄到鋼板上。由于這兩種材料的機(jī)械性能和物理性能各不相同（見表1），因此導(dǎo)致搪玻璃反應(yīng)釜破損的原因也多種多樣，通常有以下五個(gè)方面原因．

表2搪玻璃和低碳鋼的有關(guān)機(jī)械性能和物理性能

	延伸率	線膨脹系數(shù)	抗壓強(qiáng)度	抗拉強(qiáng)度	導(dǎo)熱系數(shù)	彈性模量	硬度	比阻率	沖擊韌性	比熱
搪玻璃	0.1	88	800-1000	70-90	1.05-1.86	5×104-1.3×105	600	1012-1014	小于1	14.6×106
低碳鋼	15-35	136	240	380-515	50-60	2.1×105	100	12×10-6	50-70	8.1×106

2.1機(jī)械損傷

由表l可知，搪玻璃抗沖擊的能力非常差，任何金屬、硬物對(duì)其進(jìn)行撞擊，甚至電焊時(shí)產(chǎn)生的飛濺物掉落其上，均會(huì)導(dǎo)致搪玻璃破損。因此，搪玻璃設(shè)備的使用和制造必須嚴(yán)格按規(guī)定進(jìn)行，以避免機(jī)械損傷。

2.2熱應(yīng)力損傷

搪玻璃經(jīng)高溫熔化澆鑄到低碳鋼板上，冷卻后搪玻璃與鋼板粘結(jié)在一起。由于同一溫度下搪玻璃的線膨脹系數(shù)和延伸率小于鋼板的線膨脹系數(shù)和延伸率，因此冷卻后搪玻璃的變形量小于鋼板的變形量，搪玻璃受到鋼板的約束，產(chǎn)生壓應(yīng)力。這樣，搪玻璃反應(yīng)釜在制造完成后，其搪玻璃即存在著預(yù)壓縮應(yīng)力，而鋼板則存在著預(yù)拉伸應(yīng)力。由于這種預(yù)應(yīng)力與材料的膨脹系數(shù)和延伸率有關(guān)，而膨脹系數(shù)和延伸率又與溫度密切相關(guān)，因此搪瓷釜的工作溫度對(duì)搪玻璃的影響起十分重要的作用。如果因溫度變化而使搪玻璃產(chǎn)生的應(yīng)力很過其許用應(yīng)力，搪玻璃將受到破壞。在使用過程中，有兩種典型的工況值得分析：

(1)向（熱的或冷的）搪玻璃反應(yīng)釜中加入（冷的或熱的）介質(zhì)

向熱搪玻璃釜中加入冷介質(zhì)時(shí)，通常會(huì)發(fā)生冷沖擊。當(dāng)搪玻璃表面接觸到大量冷介質(zhì)時(shí)，溫度迅速降低并產(chǎn)生收縮。但由于搪玻璃的導(dǎo)熱性較差，因而碳鋼基殼的溫度不會(huì)隨之立即下降，也就是說，粘結(jié)在一起的搪玻璃和基殼由于溫度不同將發(fā)生不同的變形，熱的鋼板阻止搪玻璃產(chǎn)生收縮變形，結(jié)果在搪玻璃中產(chǎn)生拉伸應(yīng)力，當(dāng)拉伸應(yīng)力很過搪玻璃所允許的很限時(shí)，即引起搪玻璃破損。由表l可知，搪玻璃的抗拉強(qiáng)度與低碳鋼相比是很低的，因此，冷沖擊很容易使搪玻璃發(fā)生破損。由于搪玻璃釜在澆注時(shí)已使搪玻璃存在著預(yù)壓縮應(yīng)力，因此當(dāng)存在冷沖擊時(shí)，預(yù)壓縮應(yīng)力可以抵消掉一部分拉伸應(yīng)力，搪玻璃釜的這種預(yù)壓縮應(yīng)力對(duì)其在冷沖擊工況下使用是有益的。

同樣，如果將熱的介質(zhì)向冷的搪玻璃釜中注入，就會(huì)產(chǎn)生熱沖擊。這時(shí)，在搪玻璃中將產(chǎn)生壓縮應(yīng)力，這個(gè)壓縮應(yīng)力與搪玻璃在制造時(shí)所形成的預(yù)壓縮應(yīng)力疊加，會(huì)使總壓縮應(yīng)力很大，但由于搪玻璃的許用壓縮應(yīng)力要大大高于其許用拉伸應(yīng)力，因此這種情況對(duì)搪玻璃的破壞性比冷沖擊要小。

通常可根據(jù)搪玻璃和基殼材料在不同溫度下的許用應(yīng)力繪制出搪玻璃反應(yīng)釜在不同工況下的工作溫度圖，如圖l所示。圖中四邊形ABCFA為熱介質(zhì)進(jìn)入冷的搪玻璃反應(yīng)釜時(shí)介質(zhì)和容器壁溫所允許的溫度范圍(tp>tw)．四邊形CDEFC為冷介質(zhì)進(jìn)入熱的搪玻璃反應(yīng)釜時(shí)介質(zhì)和容器壁溫所允許的溫度范圍(tp<tw)。搪玻璃釜在使用時(shí)，介質(zhì)和釜的溫度必須限于相應(yīng)的多邊形之內(nèi)，即處于安全狀態(tài)之內(nèi)。

（2）搪玻璃釜的夾套加熱或冷卻


由于搪玻璃對(duì)壓縮應(yīng)力的承受力比其對(duì)拉伸應(yīng)力的承受力要強(qiáng)，所以夾套內(nèi)加熱比夾套內(nèi)冷卻對(duì)搪玻璃釜的影響要大。在夾套內(nèi)加熱時(shí)，搪玻璃與其相粘結(jié)的基殼一起受熱伸長(zhǎng)，當(dāng)搪玻璃所承受的拉伸應(yīng)力很過其許用應(yīng)力時(shí)，搪玻璃將破裂。所以在采用夾套內(nèi)加熱或冷卻方法時(shí)，應(yīng)考慮上述因素，其溫度不能很過許可的范圍。

根據(jù)搪玻璃和基殼材料的機(jī)械性能和物理性能，可繪制出夾套與搪玻璃反應(yīng)釜的許可工作溫度，如圖2所示。圖中五邊形ABCDGA為夾套加熱時(shí)夾套和介質(zhì)所允許的溫度范圍(th>tp)，四邊形DEFGD為夾套冷卻時(shí)夾套和介質(zhì)所允許的溫度范圍(th<tp）。搪玻璃釜在使用時(shí)，介質(zhì)和夾套的溫度必須限于相應(yīng)的多邊形之內(nèi)，這樣搪玻璃釜的使用才會(huì)處于安全狀態(tài)。

2.3靜電荷的穿刺

靜電荷對(duì)搪玻璃產(chǎn)生的破壞主要基于如下理論：任何一種物質(zhì)（絕緣體或?qū)щ婓w）和一絕緣體互相接觸，分開時(shí)會(huì)在其接觸面上產(chǎn)生靜電荷，所產(chǎn)生的電荷數(shù)量和很性（正、負(fù)）與這兩種接觸材料的介電常數(shù)、導(dǎo)電率、厚度、接觸的緊密度以及分離時(shí)的速度有關(guān)。由于搪玻璃是一種絕緣體，因此在搪玻璃釜內(nèi)攪拌任何介質(zhì)都會(huì)產(chǎn)生靜電荷，只不過是不同的介質(zhì)產(chǎn)生的電荷數(shù)量不同而已?？煞謨煞N情況來分析靜電荷對(duì)搪玻璃的破壞作用：

(1)搪玻璃釜內(nèi)攪拌無固體懸浮物的液體

在這種情況下，介質(zhì)與搪玻璃的接觸較不緊密，產(chǎn)生的靜電勢(shì)一般較低，因而介質(zhì)中的靜電放電產(chǎn)生的火花對(duì)搪玻璃的穿刺作用不強(qiáng)，搪玻璃不受損或受損不大。

(9)搪玻璃釜內(nèi)攪拌帶有懸浮物的液體

在這種情況下，懸浮物與搪玻璃產(chǎn)生強(qiáng)烈的摩擦，同時(shí)懸浮物自身也產(chǎn)生摩擦，其結(jié)果將產(chǎn)生大量的靜電荷．有時(shí)這些靜電荷放出的火花在空氣中長(zhǎng)達(dá)幾厘米。這種情況對(duì)搪玻璃釜會(huì)帶來兩種后果：一是使聚積在釜內(nèi)的可燃?xì)怏w發(fā)生爆炸；二是高的靜電勢(shì)對(duì)搪玻璃產(chǎn)生強(qiáng)烈的穿刺作用．從而導(dǎo)至搪玻璃發(fā)生點(diǎn)蝕。

2.4析氫腐蝕

搪玻璃釜的夾套或盤管在使用一段時(shí)間后會(huì)結(jié)垢和生銹，如果使用沒有鈍化作用的除垢劑去清理這些污垢，將會(huì)導(dǎo)致金屬發(fā)生析氫腐蝕，其腐蝕機(jī)理如下：

Fe+2HCl=FeCl2+H2

鋼材酸洗后產(chǎn)生的,有一部分會(huì)被鋼材所吸收，由于H2沿壁厚存在著濃度梯度．會(huì)使H2向低濃度的方向擴(kuò)散。當(dāng)向搪玻璃側(cè)擴(kuò)散的H原子到達(dá)搪玻璃和鋼板的交界處時(shí)．這些H原子會(huì)聚積在交界處的一些微孔中，并變成氫分子H2。這些H2由于搪玻璃的致密性而不能再向外擴(kuò)散，因此當(dāng)H2也聚積到一定的程度．即形成一定的壓力時(shí)，搪玻璃就會(huì)發(fā)生破裂，破裂形狀類似魚鱗狀。這是一種常見的破損現(xiàn)象。析氫腐蝕產(chǎn)生的裂紋尺寸非常小．一般很難用高壓電針法檢測(cè)出來。因此．在使用除垢劑清除夾套或盤管的污垢時(shí)，一定要選用合適的除垢劑，以避免析氫現(xiàn)象發(fā)生。

2.5氣蝕

當(dāng)高溫蒸汽經(jīng)噴嘴噴射到溫度較低的液體中時(shí)，會(huì)導(dǎo)致噴嘴區(qū)域的搪玻璃遭到破壞，這種破壞與機(jī)械損傷類似，通常稱之為氣蝕。其原理是，蒸汽進(jìn)入低溫的液體后迅速冷凝，引起氣泡爆裂并在很小的區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生瞬間壓力，從而導(dǎo)致其附近的搪玻璃破損。噴射蒸汽與介質(zhì)的溫度差以及噴嘴的位置是決定氣蝕破壞程度的主要因素。因此，選擇合適的溫度或合適的噴嘴位置，可大大減輕氣蝕的危害程度。

另外，直接噴射入釜的蒸汽會(huì)對(duì)搪玻璃產(chǎn)生汽蝕。同樣，低沸點(diǎn)混合物在搪玻璃釜內(nèi)汽化時(shí)也會(huì)產(chǎn)生汽蝕，這種現(xiàn)象常常發(fā)生在放熱反應(yīng)或高真空條件下的反應(yīng)過程中，其會(huì)導(dǎo)致釜的攪拌槳葉背面和容器的底部破損。

搪玻璃反應(yīng)釜的管理與檢查

1搪玻璃反應(yīng)釜使用管理方面

1.1反應(yīng)釜的基礎(chǔ)反應(yīng)釜這類設(shè)備大都是利用懸掛式支承固定在鋼結(jié)構(gòu)或混凝土平臺(tái)的設(shè)備預(yù)留孔上。如果設(shè)備安裝的預(yù)留孔尺寸不合格，會(huì)導(dǎo)致反應(yīng)釜無法懸掛或支承接觸面過小。為了保證反應(yīng)釜攪拌裝置在正常轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，基礎(chǔ)的穩(wěn)定性。這就要求企業(yè)在安裝設(shè)備之前對(duì)車間平臺(tái)的預(yù)留孔應(yīng)進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)。在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)要考慮到保溫層的預(yù)留間隙和設(shè)備管道的通過性。

1.2反應(yīng)釜的銘牌在檢驗(yàn)過程中，關(guān)于反應(yīng)釜的銘牌可謂千奇百怪。沒有銘牌的、有銘牌看不清的、有銘牌和設(shè)備不符的、有設(shè)備掛牌和銘牌不符的、有銘牌被保溫包起來的。總之想弄清到底我們要檢驗(yàn)?zāi)呐_(tái)設(shè)備很困難。究其原因有幾個(gè)：

①設(shè)備進(jìn)廠時(shí)，銘牌和設(shè)備分離，管理人員不能確定對(duì)應(yīng)編號(hào)，所以未掛或錯(cuò)掛。

②設(shè)備做保溫時(shí)，銘牌被包裹，未外露出來，檢驗(yàn)時(shí)不能定位。

③設(shè)備銘牌被腐蝕，看不清編號(hào)。

④設(shè)備管理人員未按企業(yè)主管部門的要求另行掛牌。

為此做為設(shè)備管理人員應(yīng)該在設(shè)備安裝之時(shí)，有必要對(duì)車間里的設(shè)備做一份系統(tǒng)的平面布置圖。明確標(biāo)清設(shè)備的名稱、所在位置和產(chǎn)品編號(hào)。有了布置圖，將給設(shè)備的管理和定期檢驗(yàn)帶來很大幫助。

1.3反應(yīng)釜夾套的防腐通常精細(xì)化工廠內(nèi)的腐蝕性介質(zhì)種類繁雜，使搪玻璃反應(yīng)釜的使用環(huán)境變得異常惡劣。設(shè)備夾套的防腐層很易被腐蝕掉。因此設(shè)備管理員有必要一個(gè)檢驗(yàn)周期內(nèi)對(duì)反應(yīng)釜夾套進(jìn)行幾次打磨、除銹、涂防腐漆。如果夾套缺失防腐措施，將嚴(yán)重影響設(shè)備的使用壽命。

1.4反應(yīng)釜重新復(fù)搪后的管理反應(yīng)釜的復(fù)搪工藝，必須先把夾套割掉，將內(nèi)筒回爐去除殘余搪瓷后，重新進(jìn)行復(fù)搪。此項(xiàng)修理屬于特種設(shè)備重大維修。生產(chǎn)廠家在進(jìn)行復(fù)搪之前，必須向相關(guān)特種設(shè)備安全監(jiān)督管理部門提供書面告知，方可對(duì)搪玻璃反應(yīng)釜進(jìn)行復(fù)搪。而在復(fù)搪過程中必須由檢驗(yàn)檢測(cè)機(jī)構(gòu)按照安全技術(shù)規(guī)范進(jìn)行監(jiān)檢。生產(chǎn)廠家出具合格的維修改造資料，使用單位方可重新使用。檢驗(yàn)人員在檢驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)有未經(jīng)許可和監(jiān)檢的復(fù)搪反應(yīng)釜，應(yīng)予以報(bào)廢、停止使用。

1.5反應(yīng)釜的管理臺(tái)賬設(shè)備管理人員應(yīng)該建好設(shè)備及安全附件管理臺(tái)賬。明確標(biāo)注好設(shè)備及安全附件的下次檢驗(yàn)日期，事先做好備檢工作。企業(yè)應(yīng)當(dāng)創(chuàng)建標(biāo)準(zhǔn)化管理模式。

2搪玻璃反應(yīng)釜定期檢驗(yàn)方面

2.1內(nèi)筒搪玻璃層的檢查目視檢查搪玻璃涂層。徹底清洗內(nèi)筒搪玻璃，在保證安全的情況下，檢驗(yàn)人員進(jìn)入設(shè)備內(nèi)筒詳細(xì)檢查搪玻璃涂層、攪拌器各個(gè)部位是否有化學(xué)或機(jī)械損傷，是否有爆瓷現(xiàn)象的發(fā)生。

使用瓷層測(cè)厚儀對(duì)搪玻璃涂層的厚度進(jìn)行測(cè)定。定期對(duì)搪玻璃層的厚度進(jìn)行檢驗(yàn)，每次檢驗(yàn)的位置不變，發(fā)現(xiàn)涂層變薄應(yīng)引起重視，防止爆瓷發(fā)生后造成更大的損失。

如果搪玻璃涂層發(fā)生損壞，應(yīng)進(jìn)行必要的修補(bǔ)。現(xiàn)在有一種叫做氧乙炔火焰噴涂陶瓷粉修理搪玻璃層的技術(shù)，能夠快速修補(bǔ)好涂層。

2.2本體的宏觀檢查和壁厚測(cè)定重點(diǎn)項(xiàng)目：①對(duì)受進(jìn)、出料頻繁沖刷的搪玻璃面及接管部位進(jìn)行檢查和壁厚測(cè)定。②查看是否有固體顆粒物料參與反應(yīng)對(duì)釜壁造成沖刷和撞擊。③查看外部夾套和內(nèi)筒的連接焊縫是否有重新焊接的現(xiàn)象，來判斷設(shè)備是否復(fù)搪過。④查看設(shè)備的加料方式是否正確，在進(jìn)料管的釜內(nèi)部分是否加分布器。⑤蒸汽和冷卻水的入口是否設(shè)置了緩沖板，如果沒有緩沖擋板，那就要求設(shè)備廠家安裝一個(gè)。緩沖板的作用是防止蒸汽或冷卻水直接沖擊反應(yīng)釜壁，造成冷熱溫差過大反應(yīng)釜內(nèi)壁局部暴瓷。⑥局部拆除反應(yīng)釜的保溫，查看設(shè)備本體的腐蝕情況，對(duì)夾套的腐蝕嚴(yán)重部位和接管部位進(jìn)行壁厚測(cè)定。

2.3設(shè)備汽源的控制反應(yīng)釜車間的蒸汽來源大多是化工園區(qū)的供熱管道。園區(qū)蒸汽管道進(jìn)入廠區(qū)后，有的經(jīng)過減壓閥進(jìn)入車間前總分汽缸。有的未經(jīng)減壓直接進(jìn)入車間前總分汽缸。兩種方式提供的汽源壓力有可能都大于反應(yīng)釜的設(shè)計(jì)壓力。所以經(jīng)過總分汽缸之后的蒸汽管道有必要再加設(shè)減壓閥，使蒸汽調(diào)整到合適壓力值，再通入用汽的反應(yīng)釜中。使用單位應(yīng)該在反應(yīng)釜的夾套上安裝安全閥和壓力表。這樣才可以保證反應(yīng)釜的安全運(yùn)行。

2.4反應(yīng)釜檢驗(yàn)周期的控制搪玻璃反應(yīng)釜這類設(shè)備內(nèi)筒搪瓷很易損壞，外部夾套也腐蝕得較快。搪玻璃反應(yīng)釜的設(shè)計(jì)單位給出的設(shè)備預(yù)期使用年限大都是5年。根據(jù)《壓力容器定期檢驗(yàn)規(guī)則》的規(guī)定，搪玻璃設(shè)備的檢驗(yàn)周期應(yīng)當(dāng)適當(dāng)?shù)目s短。根據(jù)目前此類設(shè)備的使用現(xiàn)狀，檢驗(yàn)周期縮短為一到兩年為宜。這樣才能及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備存在的安全隱患，避免造成人員傷亡和財(cái)產(chǎn)的損失。

2.5設(shè)備檔案的審查重點(diǎn)對(duì)反應(yīng)釜的歷年檢驗(yàn)報(bào)告、安全附件校驗(yàn)報(bào)告、設(shè)備運(yùn)行參數(shù)表、使用物料特性表、操作人員證書有效期等檔案進(jìn)行審查。審查釜內(nèi)添加物料是否在搪玻璃設(shè)備適用范圍內(nèi)，消除一切影響設(shè)備安全運(yùn)行的隱患。