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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)搪瓷釜價(jià)值幾萬元,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。
今天就給大家介紹幾個(gè)搪瓷反應(yīng)釜常見的內(nèi)部損傷,早知道早防護(hù),避免不必要的損失。
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察,無法得知設(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)來回走動(dòng)是沒有問題的。
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),通過攪拌器將二者混合。
當(dāng)因過載而使攪拌器無法啟動(dòng)時(shí),操作者可能通過反復(fù)開、關(guān)來啟動(dòng)攪拌器。這種操作是不可取的,會(huì)使攪拌軸受力過大而損壞搪玻璃層。
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大損壞搪玻璃層?;蛘呤箶嚢栎S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載,損壞傳動(dòng)裝置(電機(jī))。
如:齒輪,或使攪拌器受力過大損壞搪玻璃。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)的溫度是通過夾套中的換熱介質(zhì)來調(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)溫頭無法接觸到等原因,造成無法獲得物料的準(zhǔn)確溫度,會(huì)使夾套中的換熱介質(zhì)過熱或過冷而引起過高的應(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:通過加入熱的強(qiáng)酸或強(qiáng)堿來調(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,過大的熱應(yīng)力會(huì)造成容器內(nèi)部搪玻璃層開裂,而這種裂紋存在于搪玻璃層次表面,外面看起來完好無損,但容器一經(jīng)使用搪玻璃層就會(huì)剝落下來。
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
偶然的超壓力損壞
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^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,壓力超過設(shè)計(jì)壓力,引起搪玻璃層產(chǎn)生裂縫,容器內(nèi)過高的壓力,甚至?xí)<叭松戆踩?/p>
偶然的真空度過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)真空度超過一定值時(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)沒發(fā)現(xiàn),損傷處就會(huì)有更嚴(yán)重的腐蝕,然后報(bào)廢。即使不超過生產(chǎn)廠允許的大溫差,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)通過輸送管進(jìn)入下面的設(shè)備,造成更大的危害。
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或更高的電壓會(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)越來越多,導(dǎo)致設(shè)備無法修補(bǔ)。
04
由于形成原電池而造成高級(jí)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。更嚴(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)壓力過重而失效;(3)在使用過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。
嚴(yán)重的問題是引起鱗爆,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。
06
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低于制造廠指定的溫度,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)覺的問題,因?yàn)樵?12℉或更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。但沒有經(jīng)過處理的水會(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,用來修補(bǔ)的材料性能,必須達(dá)到容器的使用要求。目前美國搪玻璃設(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:三氧化硫或溫度高于150℉的發(fā)煙硫酸及初生態(tài)氫氣。
氫氣對(duì)鉭無害,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)材料中弱的部分是樹脂膠,不論多好的樹脂膠,使用溫度都不能超過375℉。并且樹脂不能用于強(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。