测温滞后性很严重

作者:现金网平台发布日期:2020-05-12 14:40

  搪玻璃设备基础知识共25页_材料科学_工程科技_专业资料。1.概述 搪玻璃设备是将含硅量高的瓷釉涂于金属表面,通过950℃搪烧, 使瓷釉密着于金属铁胎表面制成。因此,它具有类似玻璃的化学稳定 性和金属强度的双重优点。 搪玻璃设备广泛适用于化工、医药、染料、农

  1.概述 搪玻璃设备是将含硅量高的瓷釉涂于金属表面,通过950℃搪烧, 使瓷釉密着于金属铁胎表面制成。因此,它具有类似玻璃的化学稳定 性和金属强度的双重优点。 搪玻璃设备广泛适用于化工、医药、染料、农药、有机合成、石 油、食品制造和国防工业等工业生产和科学研究中的反应、蒸发、浓 缩、合成、萃取、聚合、皂化、矿化、氯化、硝化等,以代替昂贵的 不锈钢和有色金属。耐腐蚀性:对于各种浓度的无机酸、有机酸、有 机溶剂及弱碱等介质均有极强的抗腐性。但对于强碱、氢氟酸及含氟 离子介质,以及温度大于180℃,浓度大于30%的磷酸等不适用。 搪玻璃设备主要包括反应罐、储罐、蒸馏罐、冷凝器,设计制造 的主要依据标准:GB150-1998钢制压力容器和压力容器安全技术监 察规程以及 HG2432-2001《搪玻璃设备技术条件》。 2.搪玻璃设备的选用 [ 搪 1] 玻璃设备是一个专业性很强的产品,非专业人员对其了解很 少。怎样选择好的生产企业和优质的搪玻璃设备是广大用户很关心, 同时也是困扰用户的一个重要问题。不少用户听信媒体的宣传和制造 厂的自我宣传介绍来选择制造厂,但使用后发现质量很不尽人意,给 企业造成很大的损失,有时不得已还要诉诸法律。这都是因为对搪玻 璃设备不了解造成的。为此,我在这里给大家详细介绍搪玻璃设备选 购时应注意的事项和方法。 第1页 外在质量和内在质量共同决定了搪玻璃设备质量的优劣。外在质 量可以通过目测和仪器检测来定性,而内在质量是设备在制造过程中 由于选材、成型、焊接、表面处理、搪烧等不合理,各工序质量控制 不严格而隐含在设备内部的宏观或微观的、有形或无形的缺陷。这种 缺陷会在设备运输、贮存或使用过程中暴露出来,导致设备失效。内 在缺陷是无法用任何手段来检测的,只能通过严格的质量管理和科学、 合理的工艺纪律来尽量减少内在缺陷的存在。也就是说在搪玻璃设备 制造过程中,每一道工序都要严格控制,才能保证每台设备的质量。 但是在目前激烈的市场竞争下,不少企业很难做到这一点。粗制滥造、 以次充好的设备在市场上并不少见,这就要求用户要有一定的识别能 力才能买到合格的产品,才能发现设备存在的缺陷,促使制造厂不断 提高产品质量。 下面介绍一些搪玻璃设备选购时的注意事项和判断方法。 一、设计单位推荐和用户选择时,应选用具有搪玻璃设备生产许 可证的企业的产品。并且要确认所购的产品的品种和规格,生产企业 是否有资格生产(每个有证企业的生产许可证上都有准许本企业生产 的产品品种和规格)。虽然2007年10月国务院取消了搪玻璃设备生产许 可证的管理(取消的原因并不是我国搪玻璃设备已台台质量合格,已 不存在质量安全问题),但是,有证企业毕竟是经过国家权威部门审核, 生产条件、人员素质、工装设备、检测条件、产品质量均符合发证条 件的正规生产企业,我认为,在近两、三年内还应是用户选择的主要 对象。需要特别提醒大家的是,目前,在搪玻璃行业存在非常严重的 第2页 不规范现象:有些企业,规模很小,有的就是家庭小作坊,没有压力 容器制造能力,没有什么管理,没有专业技术人员,几个人合资建一 台炉子,简单的工装,大量翻修破旧搪玻璃设备,刷上油漆后当新设 备出售,牟取暴利。这种设备价格很低,有的用户贪图便宜选购,但 是这种设备无任何质量和安全保证,甚至存在着严重的安全隐患。有 的用户买来作压力容器使用,其后果自然不堪设想。这种设备造成的 惨痛教训也不少。因此,建议用户尽量到正规企业采购产品。 二、应尽量选用结构符合行业标准的产品 行业中有一小部分企业按照本企业的标准(这里指结构标准)组 织生产。用户购买其企标产品后,由于种种原因需部分或全部更换其 它企业生产的产品时,将会无法互换和安装。 三、应尽量选用新标准的产品 目前,搪玻璃行业大部分企业仍然按照1979年的标准(这里主要 指结构标准,简称79标)生产搪玻璃搅拌容器,有少数企业甚至还在 生产69标的产品。79标已经过1992年和2003年两次修订。92标和2003 标相比,在产品结构上无较大技术差异;而92标和79标相比,则存在 很大的差异。92标是参照德国 DIN 标准修订,按此标准生产的设备结 构形式达到国际先进水平,是目前国际上最先进的标准结构,与79标 相比更加符合搪玻璃工艺的要求,有利于提高搪玻璃设备的内在质量, 延 长 搪 玻 璃 设 备 的 使 用 寿 命 ,增 大 设 备 运 行 的 可 靠 性 。2008 年 ,《 搪 玻 璃开式搅拌容器》和《搪玻璃闭式搅拌容器》已升为国家标准,标准 内容也作了部分修订,预计在2009年颁布实施。 第3页 以下为79标和92标的主要差异及92标结构的科学性。供各位用户 参考。 1、减速机支座 79标:支座为马鞍形:在铁胎制作时就已焊接到罐盖上。在高温 搪烧过程中会发生形变,导致支座之间和支座对中心孔的位置发生偏 移;在装配减速机支架时螺栓孔错位,导致无法组装。如果强行组装 则会造成支座部位局部应力较大,减速机在运行时振动,最终导致应 力较大部位的搪玻璃层爆瓷脱落。 92标:先在铁胎上焊接一个马鞍形支座,待罐盖搪烧成品后,再 在马鞍形支座上以模具定位焊一个螺母,以保证安装精度要求,提高 减速机运行的稳定性,避免局部应力过大造成搪玻璃层爆瓷脱落。 2、管口 79标:管口为嵌入式焊接,管口与封头的对接焊缝在封头上,焊 缝较长且管口为斜口。由于焊缝中存在的缺陷对搪玻璃层质量影响几 率增大。另外,焊缝轮廓线不规则,在多次高温焊接时各部位收缩不 一致,引起管口法兰不规则变形,从而降低密封可靠性。另外,由于 管口为斜口,给设备安装、接管带来很大的不方便。 92标:先在封头上冲出一段接口,然后和管口对接,管口为平接 口,这是79标和92标在结构上的重大区别之一。这种结构大大减小了 焊缝长度和焊缝中的缺陷,焊缝在高温烧成时收缩量小且较均匀,管 口法兰变形小。这种结构不但能提高搪玻璃层的质量,延长搪玻璃设 备的使用寿命,保证设备密封可靠性,而且安装、维修方便,不增加 第4页 设备的制造成本,应该是用户的首选。 3、人孔法兰 79标:人孔法兰为环形钢板冲压而成,在法兰背面的边缘焊接一 圈钢筋作为卡子的卡紧面,这种结构的法兰高温强度小,与封头对接 焊缝长,在多次高温烧成时由于焊缝收缩应力,导致法兰变形大。 92标:人孔法兰采用整体锻造而成,高温下强度高,而且人孔法 兰 与 封 头 采 用 冲 孔 对 接 焊 ,焊 缝 在 管 口 的 直 边 部 位 ,焊 缝 短 ,应 力 小 , 不但能很好的保证搪玻璃层的质量,延长使用寿命,而且成品后变形 小,密封可靠性高。 目前,行业内大部分企业还在用冲压法兰,这是因为整体锻打的 92标法兰成本较高,另外,大部分企业不具备冲孔的条件。 4、人孔盖 79标:人孔盖为平盖,强度小,烧成变形大,密封可靠性差。 92标:人孔盖为拱形,强度大,结构科学、合理,烧成变形小, 密封可靠性好。 5、夹套放气孔 79标:放气孔在上接环上,由于受放气孔焊缝应力影响,放气孔 部位上接环变形较大。 92标:放气孔在夹套上,用一个90°弯管通到夹套顶部,实现排 放废气的作用。 需要特别注意的是,部分企业在夹套上没有装放气孔,这会严重 影响设备使用寿命和性能。理由是:a、设备在运行一段时间后,夹套 第5页 顶部积聚了大量的不凝性气体,不凝性气体中的大量游离氧会渗透到 钢板中,并向搪玻璃层和钢板的结合层面扩展,集聚,压力增大而引 起爆瓷;b、大量的不凝性气体在夹套顶部聚集,形成换热死区,降低 设备的整体换热性能。因此,设备在运行一段时间后,应打开放气孔 排出夹套顶部的废气,恢复设备的换热性能。 6、夹套进水口安装水力喷咀 79标:无水力喷咀,夹套内水流动缓慢,远离进、出水口的部位 形成换热死区,设备换热效率低。 92标:在进水口安装一或多个水力喷咀,使夹套水呈螺旋状流动, 增 加 紊 流 状 态 ,可 提 高 换 热 效 率 约 2倍 。换 热 效 率 的 提 高 ,可 缩 短 反 应 时间,降低生产成本,长期算,是一笔不小的节约。 7、下接环 79标:下接环为直形或盆形下接环。这种下接环组装精度要求高, 组装难度大。另外、夹套内换热介质形成的夹套的膨胀应力无法释放, 冷热应力的交变容易引起接环部位的瓷层爆落。 92标:下接环为 U 形接环。这种结构的接环与夹套组装很方便。 另一方面,它又是一个膨胀节,可消除筒体和夹套的热应力差,保护 接环部位的搪玻璃层,延长设备使用寿命。 8、放料阀 搪玻璃放料阀有上展式和下展式两种。和79标相比,99标下展式 放料阀的阀门结构无较大区别,上展式则区别较大。99标的上展式放 料阀是参照美国和德国的相关标准制订,结构科学,密封可靠性高。 第6页 特别是对有沉积的物料,可避免物料在下液口部位沉积、结块,形成 流动死角和放料困难。虽然99标上展式放料阀价格较高,但从运行可 靠性角度考虑是值得的。目前,在搪玻璃行业还在大量配套79标的阀 门,部分生产企业为了降低生产成本,粗制滥造、偷工减料,不论是 79标的上展式还是下展式放料阀,其金属孔板上只有很薄的一层 F4 或 F46 的包覆层。由于阀头和阀杆在烧成时会变形,导致阀头和孔板 的吻合性差,这样薄的包覆层根本无法保证阀头与孔板的紧密贴合, 由于封不住,操作人员会使劲拧紧阀门,导致孔板的包覆层在很短的 时间内开裂、裂离。甚至有的新阀门还没有用就封不住。大部分用户 没有对阀门密封性检验的意识和设备,如果阀门泄漏,加进反应罐的 物料还没有反应就流入下游设备,严重影响产品质量。这种泄漏是内 漏,发现不了,由于阀门泄漏造成的产品质量不合格还不易发现。因 此,本网站敬告用户:搪玻璃阀门质量存在问题较多,选用质量可靠 企业的产品很有必要。 9、卡子 79标:卡子为铸铁卡,强度小。 91标:规定压力>0.4 MPa 的卡子均为锻钢卡,91标是参照德国 标准制定的。91标卡子强度高、结构合理,安全性高。卡子底下有挂 环,方便维修。 10、垫片 目前,搪玻璃设备配套使用的法兰垫片和人孔法兰垫片绝大部分 为四氟包覆石棉垫片。这种垫片价格低,但弹性小,密封可靠性差, 第7页 只适用于设计压力0.25 MPa 以下,密封可靠性要求不高的设备。对于 设计压力高、密封可靠性要求较高的设备,应选用内夹波纹钢的垫片 或氟橡胶石棉垫片。在这里提醒各位用户,即便是装水的容器,如果 密封不严,水蒸气泄露也会加速车间内金属元件的锈蚀,缩短使用寿 命,更别说反应罐中其它有可能危害人体健康;腐蚀周围设备和房屋 构件;污染环境等的有毒、有害气体。泄漏是搪玻璃设备存在的较为 普遍的问题。这与搪玻璃设备变形大、垫片密封性能差有直接的关系。 因此,建议各位用户在采购设备时应尽量选用上面提到的两种垫片。 虽然价格高出一千多元,但对人身、财产、环境带来的保护何止一千 多元。 11、搅拌器 搅拌器是搪玻璃设备的重要部件。一支好的搅拌器不但可以大大 提高搅拌效率,缩短反应时间,提高成品收率,提高产品质量等,而 且还可以延长机械密封的使用寿命。下面就国内搪玻璃搅拌器存在的 主要缺陷作个介绍,以供借鉴: (1)机械密封段不精加工(精磨):经过精加工的上端机械密封 段径向跳动≤0.5mm,而没有精加工的搅拌器上段径向跳动有的可达 2~3mm,这会导致机械密封可靠性差,缩短使用寿命。 (2)锚式,框式搅拌器的锚翼宽度、高度、锚翼形状不符合标准。 锚翼对称度差,导致动平衡差,搅拌高速旋转时下端摆动大,机械密 封封不住,且使用寿命短。宽度、高度不够,搅拌效率低。 ( 3)叶 轮 式 搅 拌 的 上 翅 角 偏 差 大 ,标 准 规 定 应 为 15°。上 翅 角 15° 第8页 时,搅拌效率最高。搪玻璃搅拌器叶轮在高温烧成时会变形,控制不 严,偏差大,搅拌效率低。 (4)锚式、框式搅拌器的锚翼是圆形的。目前,还有相当一部分 用户还在选用这种形式的搅拌 器,这是一种错误的做法。圆形锚翼是79标的结构形式,搅拌效 率很低。道理很简单,划船的浆如果是圆棒,船很难划得快。因此, 建议各位用户选用91标准的搅拌器。锚翼是压扁的,高、宽比应为1: 2,偏高时搅拌器效率低;偏宽电机启动阻力大,可能烧毁电机。 ( 5 )搅 拌 器 下 端 偏 摆 大 。搅 拌 器 在 搪 烧 过 程 中 会 受 温 差 等 因 素 的 影响,引起搅拌轴弯曲,要经过高温调直才能达到标准要求。但不少 制造厂为了降低成本,减少了这道工序。这样生产出来的搅拌器由于 弯曲而下端偏摆大,动平衡差。 针对以上缺陷,本网站警告各位用户外购搅拌器应注意以下几点: (1)应选购有生产许可证的企业制造的产品。 (2)搅拌器的外形尺寸应符合现行标准的要求:搪玻璃面光亮, 瓷 面 平 整 ,少 凹 凸 和 铁 坯 压 扁 等 成 型 痕 迹 ,焊 缝 部 分 没 有 明 显 的 凹 凸 。 ( 3 )对 于 密 封 可 靠 性 要 求 较 高 的 设 备 ,最 好 由 机 械 密 封 供 应 商 去 选购搅拌器,由他来保证机械密封的可靠。理由如下: 搅拌器是密封系统中的一个重要部件,其加工精度的高低直接影 响到设备的密封可靠性。再好的机械密封,如果配套的搅拌器上端径 向 跳 动 、下 端 偏 摆 大 、动 平 衡 差 ,也 是 封 不 住 的 。即 便 是 暂 时 封 住 了 , 机械密封的的使用寿命也会大大降低。搅拌器、传动装置和机械密封 第9页 是一个密封整体,哪一个部件不合格,都会影响密封效果,因此,国 外将搅拌器、传动装置和机械密封统称为密封体系。搪玻璃设备专用 机械密封生产企业知道哪个企业生产的搅拌器质量好。 综上所述,一台优良的搪玻璃设备应该具备以下条件: a. 减速机制作应符合92标要求。应为设备搪烧完后焊接的; b. 人孔应用人孔高颈法兰,高温强度高,变形小; c. 管口(除视镜孔外)应全部为平接口,方便配管和维修; d. 管口、人孔应与封头冲孔对接。这种对接结构非常有利于搪玻 璃层质量; e. 人孔盖应为拱形盖,而不是平盖; f. 管口法兰面、高颈法兰面边缘的搪玻璃层不能有片块剥落和裂 纹; g. 上接环外形状应较为规整,与夹套对接部位应无明显强行组装 痕迹; h. 下接环应为 U 形下接环; i. 夹套进水口应装有水力喷咀; j. 夹套放气孔的结构应符合92标。 四、设备质量的目测检验 1、用干布(不能用湿布)擦去搪玻璃层表面的灰尘,在正常光线 下观察,搪玻璃面越光亮越好。如果瓷面如镜可照清人的脸面则为优 品;再仔细观察搪玻璃层表面应无以下缺陷: a. 应致密无微小气孔; 第 10 页 b. 应无釉瘤、鼓泡、无擦不掉的杂质和明显的色泽不均;对于 6300L 以上的大规格闭式罐,瓷层表面,特别是人孔、上接环部位、 下接环部位、底部封头对焊缝部位和下液口部位的瓷面最好无线状的 条纹;瓷面无明显的划痕。 c. 搪玻璃面的焊缝应无明显的凸起。在这里告诉大家一个专业知 识,金属基体凸起部位(也就是外圆弧部位)的搪玻璃层在较高温度 下,由于搪玻璃层和金属基体热膨胀系数的差异,会受到拉应力的作 用,而搪玻璃层是脆性材料,抗拉应力的性能很差。因此,在金属基 体上尽量减少凸起部位的出现,凸起的焊缝应尽量磨平。 d. 搪玻璃面不应有明显的凹坑。凹坑是修磨铁胎金属基体表面的 缺陷留下的,凹坑越多,说明所用的钢板的表面质量差,这种钢板不 适宜用于搪玻璃设备。 e. 搪玻璃层表面不得有明显的划痕。划痕在中国制造的搪玻璃设 备上普遍存在,这是因为进入搪玻璃设备的所有人员没有换穿软质、 洁净鞋的意识,在国外制造厂,进入设备的人员要换软底鞋,或不能 穿 鞋 ,严 禁 随 声 带 入 硬 质 物 件 。这 是 因 为 ,搪 玻 璃 层 的 表 面 是 最 致 密 、 强度最高的,一旦表面遭到严重划伤,就形成薄弱环节,容易遭到应 力的破坏。 ( 2 )管 口 与 封 头 ,人 孔 与 封 头 ,高 颈 法 兰 与 筒 体 对 焊 部 位 的 钢 板 应无明显的厚度差。这种缺陷大都出现在大规格设备上,由于制造厂 没有按照设备钢板的实际厚度来加工或选购适合的管口和高颈法兰, 而是将适合用在小规格设备上的管口和高颈法兰用在大规格设备上, 第 11 页 造成对接部位的厚度差。规格越大,厚度差越明显,严重时差5mm 以 上。这种金属基体厚度的突然变化对搪玻璃层质量极为不利。由于厚 度差别大,设备在烧成时薄厚部位在升温和降温时温度差别很大,冷 却后搪玻璃层会残存很大的温差应力,在外力作用下,应力释放而破 坏搪玻璃层。另外还要说明的是,温度的高、低差异,会引起反应速 度的不一致,温度低的区域还没有完成整个反应过程,还没有形成较 为理想的微观结构时设备已经出炉了,导致微观结构的差异,薄厚区 域搪玻璃层的物理性能差异大。 这种缺陷是完全可以避免的。这种缺 陷的存在,说明了制造企业对质量的忽视和管理上的漏洞。 五、设备质量的仪器检测 1、用测厚仪测量搪玻璃层厚度。测量值应在0.8~2.0mm 之间。 瓷层厚度越均匀越好。这里要纠正一个错误的认识,不少用户认为: 搪玻璃层越厚约好。搪玻璃层越厚,其承受温度急变的性能就降低, 温差急变导致搪玻璃层爆瓷的几率增大。 2、用钢卷尺测量罐身和罐盖高颈法兰的外径若干次,最大值与最 小 值 的 差 应 小 于 0.1%DN, 且 差 值 越 小 越 好 。差 值 大 ,说 明 变 形 大 ,罐 身 与罐盖组装时法兰密封面错位就大,垫片密封不住。仔细观察组装好 的整机设备,如果卡子出现明显的向外或向内倾斜,说明法兰圆度变 形大。这种缺陷导致的直接结果是压力泄漏,满足不了工艺要求,严 重时,罐内的介质从法兰与垫片之间溢出造成危害。 3 、将 一 块 标 准 平 板 ,放 在 人 孔 法 兰 上 ,然 后 用 一 个 塞 尺 测 量 平 板 与法兰之间的间隙,越小越好。人孔法兰的变形主要表现为法兰面的 第 12 页 不平整,特别是目前的一部分制造企业还在大量使用冲压人孔,这种 人孔高温强度差,易变形,很难控制。特别是烧成次数较多的设备, 人孔变形很大。 4、将一个标准平面圈放在罐身或罐盖法兰面上,然后用一个塞尺 测量平面圈与法兰之间的最大间隙,测量值越小越好。这里要说明的 一点是:企业用的平面圈有的本身就不平,测量时要注意。如果转动 平面圈,在法兰面同一点测量出不同的值,说明平面圈不平。 3.搪玻璃设备的使用和维护 搪 [2] 玻璃设备是易损品,使用不当、维护不好,搪玻璃设备的使 用寿命就会大大缩短,给用户造成损失。这里,介绍一些搪玻璃设备 使用注意事项和维护知识,帮助各位用户正确使用和维护搪玻璃设备, 使其最大限度的发挥使用价值。 1、严禁用锤子敲击搪玻璃设备。 2、固体物料最好溶解后再加入反应罐内,以避免固体物料磨损和 撞击搪玻璃层。 3、搅 拌 固 体 物 料 或 粘 稠 度 很 高 的 物 料 时 ,启 动 搅 拌 时 应 多 几 次 点 动后启动。避免一次启动搅拌锚翼转动阻力过大而导致搪玻璃层爆裂。 4、严禁热冷介质直接冲击搪玻璃层及其金属基体反面,温度的急 冷急热最易导致搪玻璃层爆瓷。 虽然,HG 2432《搪玻璃设备技术条件》标准规定搪玻璃层应能经 受120℃的热冲击和110℃的冷冲击。但是,多次的频繁的大幅度的温 第 13 页 度冷、热急变还是造成搪玻璃层爆瓷的致命原因。因此,应尽量减少 这类现象的发生。例如,给冷的反应罐中加入温度较高的热介质时, 最好先加热反应罐;给热的反应罐中加入冷介质时,应少量逐渐多次 加入,或等设备冷却下来以后再加入。另外,严禁夹套内高温蒸汽和 冰冷介质直接冲击罐体或一开始就最大量的通入夹套升温或降温。有 时,制造厂家在组装夹套时会忘记装冲击挡板,这样热或冷介质就会 直接冲击到罐体上,引起局部温度急变而爆瓷。另外,在给夹套内通 入高温蒸汽或冰冷介质加热或冷却时,应先少量加入,等设备温度升 高或降低到一定温度时,再大量通入,避免夹套内温度急变而引起爆 瓷。有时,为了降低急剧升高的温度而不得不大量通入冷冻介质时, 为了避免此类事件的多次发生,建议各位用户选购一支带快速测温头 的温度计套管,以便快速准确地了解罐内温度。特别是罐内介质反应 比较剧烈或工艺温度的控制要求严格的设备。普通温度计套管由于搪 玻璃层导热系数差,测温滞后性很严重。 5、严禁腐蚀性的介质通入夹套内,特别是酸性介质。 因为酸性介质中的 H 会向钢板中渗透、扩散并聚集在搪玻璃层和 钢板的界面上,也就是搪玻璃层的底釉层中,底釉层是多孔状的,H 渗透到孔隙中会形成氢气,随着 H 的不断渗透,孔隙中氢气的压力越 来越高,达到一定程度时,引起大面积爆瓷。 6、搪玻璃设备基体外露金属表面应做防腐处理。 厂房空气中的腐蚀性气体会冷凝到设备表面而腐蚀基体金属。上 面的设备或管道泄漏,腐蚀性介质滴落到搪玻璃设备上也会使基体金 第 14 页 属受到严重腐蚀,腐蚀性介质中的 H 渗透而引起爆瓷。应经常用清洁 水冲洗设备表面会减缓腐蚀的发生。但也不是一种好的解决方法。虽 然保护了设备,却造成水质的污染,建议用户最好在设备安装好后, 在设备外表面做一层树脂防腐层,从一开始就对设备进行保护。 如果设备外表面要做保温处理,也应该先做一层防腐层。 7、发现法兰密封面泄漏应尽快消除。 前面提到,搪玻璃设备由于高温烧成而引起法兰密封面变形,密 封可靠性差,泄漏现象较为普遍。有的用户认为,少量泄漏只要不影 响生产就没关系,这是不对的。设备中的腐蚀性介质泄漏出来后,会 从法兰的外缘逐渐向内腐蚀金属,引起搪玻璃层逐渐脱落。时间一长, 泄漏点密封面的搪玻璃层会全部脱落,法兰金属基体受到严重腐蚀形 成残缺和凹坑,设备报废。另外,设备内腐蚀性气体泄漏出来后遇到 冷空气冷凝到法兰外缘面上,同样引起腐蚀。特别是酸性腐蚀介质中 的 H,会从法兰外缘向深层渗透,引起法兰密封面较大范围的瓷层脱 落。待到设备开始大量泄漏,用户不得不维修时,设备法兰已腐蚀得 相当严重,甚至无法修复。这种现象发生得相当普遍,希望在此能给 用户提一个醒,防患于未然。 8、避免强腐蚀性介质直接接触搪玻璃面。 强腐蚀、强氧化性介质对搪玻璃层危害性较大。尽量不要第一个 加入反应罐中。加料时最好用一根加料管直接加入反应罐中,就会被 搅拌快速稀释,减小对设备的腐蚀。使用加料管还有另外一个好处, 保护管口搪玻璃层。有的用户直接通过管口加强腐蚀性介质,这样会 第 15 页 造成管口损坏。例如,直接通过管口加浓硫酸,其强腐蚀性会对管口 的搪玻璃层严重腐蚀。另外,浓硫酸遇到管口壁上的水会放出大量的 热,会造成管口局部温度骤升,破坏搪玻璃层。 9、严禁用人孔做固体物料的加入孔。 人孔是为维修、检验人员进出设备设计的通道,长期处于封闭状 态。但是,有的用户将人孔作为固体物料的加入孔,时常开启。这样 容易损坏人孔,如果必须要用人孔作为加料孔,则要求制造厂配套人 孔保护圈与。 10、尽量减少主体设备的损坏因素。 这里告诉各位用户一个理念,以牺牲小价值的配件来保护大设备 不受损害,对于一台搪玻璃设备来说,很微小的搪玻璃层破坏就会造 成几万、十几万的设备整体报废。因此,在设备的设计和使用上,要 有以下观念。在这里给大家介绍几点: (1)、搪玻璃设备应尽量少设计管口。管口部位结构复杂,易引 起瓷面爆落。管口应尽量设计在人 孔盖上,一旦损坏,人孔盖的更换费用很低。 (2)、对于强腐蚀或高温介质的加入管口,为了防止管口搪玻璃 层遇高温介质而爆瓷,最好用四氟 乙烯塑料加工一个保护套,套装在管口内壁。 (3)、对于大规格的搪玻璃设备,人孔一定要配套人孔保护圈。 除 了 上 述 第 9 点 说 明 的 原 因 外 ,还 有 检 测 、维 修 人 员 在 进 出 设 备 时 ,仪 器、工具递进递出时,不小心就会损坏人孔,造成人孔搪玻璃面严重 第 16 页 划伤或破坏。因此,应用人孔保护圈来保护人孔。人孔保护圈的更新 费用要远远低于整台设备。 ( 4)、 对 经 常 需 要 拆 装 的 进 、 出 料 管 口 , 应 在 进 、 出 管 口 上 增 加 一个搪玻璃的短管,短管一端和搪 玻 璃 设 备 管 口 连 接( 这 一 端 很 少 拆 卸 ),另 一 端 和 管 道 连 接 ,这 样 可避免经常拆装管道损坏设备管口。 11、 夹套放汽孔的正确使用 夹套放汽孔结构应符合91标准的要求。 大部分用户认为,夹套放汽孔只是用来在设备做水压试验时放净 夹套中的气体用的,这种认识对于搪玻璃设备来说并不全面。放汽孔 除了水压试验用外,还有以下两个重要作用。 (1)、搪玻璃设备在运行一段时间后,夹套顶部就会有不凝性气 体聚积,而且越积越多,占据夹套空间,降低夹套的换热性能。因此, 建议用户在设备运行一段时间后,应打开放汽孔排除不凝性气体,提 高设备的换热效率。 (2)、夹套顶部聚积的不凝性气体中游离 H 的浓度较高,游离氢 会向金属基体中渗透、扩散、并聚积,形成氢气,时间长了压力升高, 导致瓷层爆裂。这个道理前面讲过了。因此,放汽孔还有保护设备的 功能。 12、 对于罐内温度高的设备,在做保温层时,下接环里面的放料 口周围也应有保温措施。否则, 夹套内外区域会因温度差别大而爆瓷。不少用户忽视了这个问题。 第 17 页 下接环部位和下液口部位总是爆瓷,温差大是主要原因之一。 搪玻璃设备的使用维护及局部修复的研究 1、引言 搪瓷设备是在金属坯体上涂搪以含硅量高的玻璃质釉,经1000℃左右 高温煅烧,形成致密耐腐蚀的玻璃质薄层的产品。它兼备金属材料的钢性 和无机非金属材料耐腐蚀性的双重优点,适用于多种液态、气态、液气混 合态的化学反应,在精细化工、石油化工、制药、塑料、食品等行业得到 广泛地应用。 2、化工搪瓷设备的性能 化工搪瓷设备的性能与瓷釉层的性能有关,由于化工搪瓷设备的瓷釉 与钢铁的热膨胀系数不完全相同,所以化工搪瓷设备的许用温度,瓷釉质 量与设备结构有密切关系,使用温度在缓慢加热和冷却的条件下为 -30—270℃,但与使用条件有关。化工搪瓷设备耐冷冲击(由热突然变冷) 的允许温差小于110℃,耐热冲击(由冷突然变热)的允许温度小于120℃, 使用时不注意会影响寿命。化工搪瓷设备的使用压力主要取决于钢板的温 度,设备的密封性及制造的工艺水平。一般罐内的使用压力不大于 0.25Mpa,夹套内压力不大于0.6Mpa,在负压下操作的,一般使用线Mpa,但也可以根据需要,设计耐高压的设备,设备最高耐压 达5Mpa。化工搪瓷设备是有优良的耐蚀性能,它能耐有机酸、无机酸、有 机溶剂及 PH 值小于或等于12的碱溶液,但它对强碱、氢氟酸及温度大于 180℃,浓度大于30%的磷酸不适用。 第 18 页 3、使用注意事项: 化工搪瓷设备的机械温度虽然比玻璃、陶瓷要好得多, 但搪瓷终究是由玻璃陶瓷体与金属共同形成的复合体,因此仍然存在类似 玻璃、陶瓷那样的经不起磕碰、敲打和冲击的弱点。 对于反应用设备, 必须经试运转合格才能投入使用,还应注意以下事项:①使用夹套时,应 缓慢升高、升压,先通入0.1Mpa 的蒸汽保持10min,再慢慢升至工作压力, 夹套内的介质应为中性,不得夹带任何酸液。②使用中应避免设备外壳与 酸接触,否则因铁胎被腐蚀而使搪瓷剥落。如有酸液接触应用 Na2CO3中和, 然后用水冲洗。③出料时,如罐体堵塞,不得用硬器疏通,如发现有搪瓷 碎屑,应立即开罐查找原因,采取措施后方可使用。④应经常检查卡子等 紧固件有无变形、裂纹等缺陶,缺损应补齐,卡子数量应符合规定。⑤使 用过程中,应检查垫圈,如发现损坏应及时更换,否则法兰胚体接触泄漏 介质,遭受腐蚀而易损坏。⑥配置机封的反应设备,当工作温度大于70℃ 或配置填实密封的设备当温度大于100℃时,均应有水冷器并通水冷却, 避免密封元件受损。⑦机封腔内的润滑液(密封液)应保持洁净,不夹带 固体颗粒。 4、维护 化工搪瓷设备的瓷釉层,必须很好地维护才能延长设备使用寿命,应 注意以下事项:①经常检查如发现裂纹或爆瓷等损坏及时修补好方可使 用;②清洗夹套严禁用盐酸夹套内进盐酸会引起罐内壁“鳞爆”,清除瓷 面上的粘附物时,不可使用金属敲、铲;③要妥善保管,凡不用或暂时不 用的搪瓷器件,要注意保护和存放,防止磕碰和雨淋,注意夹套、温度计 套管内不要进水,冬季里水结冰会将瓷层胀裂;④经常检查搪瓷衬里、传 第 19 页 动部件。密封情况等是否正常,若发现异常应及时处理,不可延误。 5、现场快速修复方法 该法是指整个修复过程在现场完成,设备不需拆卸,只需打开人孔即 可修复,在30℃以上,修复后24h 即可投入使用,整个修复过程为:现场 调查,选择修补剂,表面清理覆盖修补剂和养护。 5.1 现场调查 当发现搪玻璃设备损坏后,首先要采集现场数据,包括:(1)介质的 成份、浓度等;(2)环境温度、压力等;(3)设备损坏的部位、面积及深 度等。 根据上述数据,选择修补剂材料。 5.2 选择修补剂 所选用的修补剂材料必须满足下列性能:(1)耐湿性能,能抵抗所修 复设备中介质的侵蚀、溶解、溶胀等破坏;(2)耐温性能,能抵抗环境温 度的破坏;(3)粘附性能,与钢铁、搪玻璃表面有良好的附着力;(4)固 化收缩率,材料在固化时的体积收缩率愈低愈好,一般应小于4%,(5)线 膨胀系数,与设备材料有相近的线)硬度,对某些需要耐磨 的设备,应选用高硬度材料以提高抗磨损的能力;(7)电性能,所选材料 必须是非导体材料,避免因与金属坯胎存在电位差而发生电偶腐蚀;(8) 固化性能,所选材料的固化时间短,固化温度低,则材料易固化,可缩短 修复时间。 抗强氧化性、强有机溶剂及高温是搪玻璃设备修复工作中最难解决的 第 20 页 三大难题。它们或单因素、或多因素联合作用对修补面造成破坏。通过采 用的以高分子材料为粘结剂(加以各种填充料)的修补剂及修复方法无法 满足这样的工况要求,而这些工况条件大约占到搪玻璃设备的半数。为此, 我公司结合国内外实践经验,研制出了抗强氧化性、强有机溶剂及抗高温 三种修补剂,基本上满足了多种工况现场修复的要求。 5.3 修复工艺的研究 5.3.1修复工艺流程 5.3.2露铁部位的处理 要求彻底清除剥瓷处铁表面的锈层、化学污染物及油脂,清理后的表 面应有一定的粗糙度,达一级除锈标准。常规的砂轮除锈、化学除锈难以 达到以上标准,采用气动除锈方法可完全满足上述要求。 5.3.3搪玻璃表面处理 搪玻璃表面的旧组织、化学污染物等必须清除掉,且表面也应精糙, 否则修补剂难以与搪玻璃表面粘牢,容易起壳、翘曲。耐酸搪玻璃的表现 釉质是很硬的,必须使用专用金刚石工具处理。 5.3.4 脱脂处理 经上述处理过的铁和搪玻璃表面必须再经脱脂处理,以保证无油污、 无油脂、无灰尘,一般可用丙酮或专用清洗剂清洗。 5.3.5 底层修补剂施工 底层修补剂起着粘结金属与面层的作用,要求具有良好的附着力。一 第 21 页 般选用高分子材料为粘结剂,具有较强的附着力及优良的综合性能。施工 时按照配比调匀并均匀地涂抹在修补面上。为防止气扎,底层要施工二次 或多次(第二次及以后各次施工必须在上一次施工1小时后至2小时内完 成)。 5.3.6 面层修补剂施工 首先根据介质工况选择合适的面层修补剂,如抗氧化型、抗强氧化型 及抗高温型等。施工时按照配比调匀并均匀地涂抹在底层修补剂上,一般 施工两次(第二次施工必须在第一次施工1小时后至2小时内完成)。 5.3.7防翘层施工 防翘层的功用是为了防止修补层在使用过程中起皮、脱落、翘曲而丧 失防护作用。防翘层的施工必须认真、仔细、确保不脱落。新型防翘层还 具有密封功能,可将介质与修补层完全隔离,既可保证修补质量又可大大 地缩短养护期。 5.3.8 养护 养护期的长短与温度有密切的关系,以30—40℃最为合适。温度与养 护期的关系如下: 温度/℃ 5 10 15 20 25 30 养护期/h 240 120 72 48 36 24 6、结语 现场快速修复搪瓷设备比设备返搪节约时间、免拆装费、运输费,避 第 22 页 免停产的费用,经济上是合理的,技术上是目前国内外最先进的修补方案, 成功地解决了企业生产中的实际困难。 运输及安装注意事项 (1)搬运: 在搬运搪瓷设备时尽可能保持原包装。当搬运无包装设备时,注意只 能使设备上的吊环、罐耳和支脚受力。要轻起轻落,避免碰撞和震动; (2)吊装: 吊装时,除遵守搬运时所需的注意事项外,特别要防止碰撞。在容易 碰撞的环境作业时,必须采取三项以上定位的控制措施,以保证起吊稳定; (3)安装前后的设备检查: 搪瓷设备在安装前后均应作瓷面检查。瓷面损伤的设备应作有效的处 理后才能使用,否则不应安装,检查瓷面的方法是:用高频电火花发生器 进行探伤、用60瓦安全灯照视,检查有无脱瓷及破裂。注意: 使用电火花 发生器进行探测时,所用电压一般规定控制在5000伏。重要设备需提高探 测电压时,须征得生产厂的同意; (4)衬垫的选择与处理: 衬垫应根据反应介质、浓度及温度来选择。在使用前要根据所选择衬 垫的性质进行必要的处理。例如,使用石棉衬垫时,应先将它泡在沸水中 至软方可,否则不容易压紧; (5)法兰的安装与连接: 搪瓷设备与外部管线的连接均采取法兰连接,因此法兰很多,安装时 须特别注意。往往由于法兰安装不好,造成爆瓷或泄漏,导致内部腐蚀或 第 23 页 自外而内的腐蚀。安装法兰时要遵守下述规则:对接的法兰端面(如系翻 边活套法兰时为对接的翻边平面)要平行,拧紧螺栓要注意均衡并对称加 力,切忌偏面拧紧,方法是按对角线成对地,并逐次轮换着慢慢地拧紧全 部螺栓; (6)卡子的安装: 搪瓷设备上规定的卡子数是根据安全和密封两方面的需要,经过科学 计算而得出的。因此安装时要严格保证卡子数目的完整,若有短缺或损坏, 必须补齐或更换。在拧紧卡子时,也要按照法兰螺栓拧紧规则进行操作; (7)搅拌器和减速机的安装: 搪瓷搅拌器、减速机的安装首先是与罐盖在支架上进行的。为保护瓷 层,须在罐盖法兰与支架之间垫以橡胶板。通过调试以检查安装得是否好。 安装好的搅拌器和减速机应是转向正确,搅拌器有防松措施,盘车轻松无 阻碍,最后开机运转正常。安装好后即可与罐身装配; (8)搪瓷设备上焊接: 注意,一般搪瓷设备上带有瓷层由外壁是不允许施焊的。在无瓷层的 夹套上施焊时,必须采取保护带瓷钢板的措施,临近施焊的部位不能局部 过热,保护措施包括不使用氧气割、焊,割口时夹套内部要通水,当焊口 靠近上、下接环时要对内部瓷面均匀预热并用间隔断续焊接法焊接; (9)搪瓷设备的配管: 配管时要注意尺寸计算的准确。外接的管子管件位置必须待安装妥当 后再加以固定。注意,凡带有瓷层的部件部位切忌承受除自重外的额外外 力,否则会因应变应力太大,导致瓷层爆裂。架空的搪玻璃管道,每隔2 第 24 页 米左右应设一支架; (10)瓷层保护: 在搪瓷设备附近进行施工和焊接时,应注意把罐口盖住,防止外来硬 物或焊渣损坏搪瓷层,进入罐内检查或进行修补时,应注意在罐底上铺垫 质地软而洁净的垫子。 希望以上资料对你有所帮助,附励志名3条: 1、积金遗于子孙,子孙未必能守;积书于子孙,子孙未必能读。不如积 阴德于冥冥之中,此乃万世传家之宝训也。 2、积德为产业,强胜于美宅良田。 3、能付出爱心就是福,能消除烦恼就是慧。 第 25 页


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