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搪瓷反应釜损坏原因

搪瓷反应釜损坏修复 搪瓷釜的破损原因多样 一般有以下几种:机械损坏 工作温度影响 应力爆瓷或损坏 静电穿刺 析氢腐蚀 基体材料不合格 搪烧质量欠佳
搪瓷反应釜损坏修复
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,设备最好室内存放。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。
应力爆瓷或损坏
应力爆瓷主要是由于瓷层和金属坯体的热膨胀系数存在巨大的差异而引起的。在大多数情况下,金属坯体的热膨胀系数大于瓷层的热膨胀系数,这就意味着在常温下瓷层总是存在着残余的应力。残余应力受热膨胀系数差、温度、釉层厚度、基材厚度等因素的影响。搪玻璃设备热残余应力进行了理论计算。瓷层的压应力足够大时,瓷层将会出现剥落。
所以在设计瓷釉时,应使瓷釉的热膨胀系数尽量接近基体的热膨胀系数,同时提高基体与瓷层间的密着力,搪瓷的密着性与瓷釉润湿金属的能力直接有关。瓷釉熔体及釉浆对金属的润湿性愈强,愈有利于喷涂和烧成时界面的相互吸引,加速化学反应形成化学键,增强密着。另外瓷层通常是不均匀的,普遍含有夹杂物,这是涂搪过程的特征,由于釉浆由熔块磨加物和搪加物等混合而成,而且最终烧成受时间的限制,这就阻碍玻璃体的完全均化。一般地说,这些外加粒子和气泡是产生应力的原因,也是瓷层裂纹的先驱,即使搪瓷的强度降低,又会导致各种缺陷。
在釜体加工过程中,由于卷筒、冲压、焊接产生大量的内应力,这些应力在搪瓷前应彻底消除,如消除不彻底会导致搪瓷爆瓷。这种损坏往往发生在投入使用后的头三个月。所以对胚体进行热处理或时效处理能防止一定的应力爆瓷。搪瓷(搪玻璃反应釜)表面硬而脆,机械强度很低,表面硬度比较大,受到冲击力的作用即行破碎。设备在运输、安装的过程中,常常导致搪瓷表面出现脱瓷现象,造成罐体腐蚀而无法使用。
静电穿刺
搪瓷釜内搅拌带有悬浮物的液体,悬浮物与搪瓷强烈的磨擦,同时悬浮物自身也产生磨擦,这样就产生大量的静电荷,高的静电荷对搪瓷产生强烈的穿刺作用,从而导致搪瓷点蚀,因此搅拌转速不宜太快。
析氢腐蚀
析氢腐蚀是常见的爆瓷原因,也称之为鳞爆现象。引起鳞爆的因素很多,包括钢坯的表面及内部质量,瓷釉的成分及均匀度,以及搪烧工艺,如脱脂硫酸浓度,酸洗时间,搪烧的温度及时间。此外鳞爆现象受季节性影响十分强。
鳞爆的形成主要是由钢板中氢的吸收、扩散、聚集和溢出引起的。据国外测定,鳞爆时,由金属基材中析出的气态氢的压力可高达11MPa。搪瓷设备金属基体在烧成时,钢材处于奥式体状态,对氢有极大的溶解度,它可吸收在烧成过程中产生的大量氢。钢材在冷却过程中会产生奥式体向铁素体的相变,金属基体溶解氢的能力大幅度下降,从钢材中析出的氢聚集在钢坯与搪瓷层交界处和钢材内部的缺陷部位上,随着时间的延长,氢的浓度越来越高,压力越来越大,当压力超过瓷层的机械强度时,瓷层就会产生鳞爆,从鳞爆过程的分析可知,搪瓷用钢板的组织状态是决定爆瓷是否发生的内因,外界因素只起促进内因发生变化的作用,这些组织有宏观组织,如气泡、缩孔、裂纹等,有显微组织,如晶粒度,渗碳体的形状、大小、分布等。搪瓷设备的腐蚀破坏,大部分是由于在焊缝表面上瓷釉层有不同程度的鳞爆脱瓷引起的,因为焊缝金属的金相组织为铁素体和珠光体。焊接处有气泡、缩孔、裂纹等缺陷,对氢有强烈的吸收作用。所以应尽量避免对坯体进行热加工。另外,要防止鳞爆的产生,还必须减少氢的来源,或者给氢提供一个聚集的空间。在高温800~900 ℃搪烧时,瓷釉内的水与金属Fe 发生下列反应:Fe + H2O →FeO + 2H这对钢坯的含氢量影响很大,这是钢板析氢最为严重的因素,因此,在产品烧成时,一定要尽可能地减少瓷釉中水分的含量和钢坯表面吸附的水分,以及烧成环境中的水分,从而减少氢的产生。
此外,搪瓷釜的夹套在使用一段时间后会结垢和生锈,如果使用酸性除垢剂清除污垢或夹套中的冷却液偏酸性,都会导致金属发生析氢腐蚀(Fe+2HCl=FeCl2+H2O一部分H原子扩散到金属内空穴,这些H由于搪瓷的致密性而不能再向外扩散,因此当H聚积到一定的程度,形成定的动力时,搪瓷就会发生破裂。因此清洗结垢采用酸洗时,必须加缓冲剂,如果搪瓷釜的价值较高或者不容易更换甚至出现腐蚀性穿孔的话,必须采用腐蚀率低的高品质清洗剂,避免清洗操作不当带来的严重后果。
基体材料不合格
为了降低成本,有些厂家胚体采用Q235钢代用,直接导致钢材中的碳、硫在搪烧过程气化,使搪瓷层与基体间、搪瓷层内部形成大量气泡,导致搪瓷结合强度降低。搪瓷层遇冷热急变,极易爆瓷。所以搪瓷釜选用含碳、硫低的钢材做胚体能防止爆瓷。
搪烧质量欠佳
有些搪瓷釜生产厂家生产环境简陋、除锈防尘达不到标准,致使底釉与基体结合不好。有的减少搪烧遍数,增加每层厚度,使内因力过大,影响搪瓷釜使用寿命。因此严格按制造规程制造才能保证搪瓷釜的质量。
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