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化學搪瓷的應用

主要用於化工管道、泵、閥門、反應罐、高壓釜、混合器、分餾器、過濾器和儲罐。

化工搪瓷設備既有金屬設備的機械性能,又有搪瓷的耐腐蝕性能。除氫氟酸、含氟中高溫磷酸或強堿外,還能抵抗各種濃度的無機酸、有機酸、鹽類、有機溶劑和弱堿的腐蝕。化學搪瓷表面光滑易清洗,能防止金屬離子幹擾化學反應,汙染產品。因此,它被廣泛用於石油化工生產,特別是醫藥、農藥和合成纖維生產,是壹種經常使用的耐腐蝕非金屬材料。化學搪瓷可以用來代替昂貴的合金材料。

化學搪瓷是塗在鋼鐵或鑄鐵設備表面,經900℃煆燒,與金屬形成致密、耐腐蝕的玻璃質薄層的壹種高矽含量的耐酸搪瓷。它是金屬和搪瓷的復合材料,這樣的設備叫化學搪瓷設備。

壹、化工搪瓷設備的基本知識

1,化學搪瓷名稱的由來

利用搪瓷技術,將性能接近工業玻璃的耐酸玻璃物質復合在金屬基體上,得到玻璃/金屬復合材料。因其覆蓋層基本保留了耐酸玻璃的大部分性能,如光滑、透明、致密無氣孔、化學穩定性高等,不及普通日用搪瓷,故稱“搪玻璃”。搪玻璃的制作工藝相當於搪瓷工藝,所以還是搪瓷。人們在日常生活中經常使用不同的名稱,如耐酸搪瓷,因其特別耐酸而得名,化工搪瓷,因其產品主要用作化工生產設備而得名。

2、搪瓷制品的性能

搪瓷設備是用高矽含量的玻璃釉噴塗在鋼板表面,經920℃~960℃高溫多次燒結而成,玻璃釉緊密附著在金屬輪胎表面。搪瓷的性能是:

(1)耐腐蝕性:耐有機酸、無機酸、有機溶劑和PH值小於等於12的堿性溶液,但不適用於溫度大於180℃、濃度大於30%的強堿、HF和磷酸;

(2)不粘:光滑的玻璃表面不粘介質,易於清洗;

(3)絕緣:適用於介質過程中容易產生靜電的場合;

(4)隔離:玻璃層將介質與容器的鋼胎隔開,鐵離子不溶於介質;

(5)保存:玻璃層對介質具有良好的保存性能。

3、搪瓷設備的使用條件

搪瓷層能耐受大多數無機酸、有機酸、有機溶劑等介質,尤其是鹽酸、硝酸、王水等介質。但是,它不能在下列情況下使用:

(1)任何濃度和溫度的HF都不能耐腐蝕;

(2)磷酸:濃度在30%以上,溫度在180℃以上,腐蝕性強;

(3)鹽酸:濃度為10-20%,溫度高於150℃時,腐蝕性強;

(4)硫酸:濃度為10-30%,溫度大於200℃時不能耐腐蝕;

(5)堿性溶液:當PH值大於或等於12,溫度大於100℃時,不能耐腐蝕。

二、化工搪瓷設備制造

1.化學搪瓷設備的基材特性

用於制造搪玻璃制品的大量基體材料主要是優質低碳鋼、鑄鐵和不銹鋼,其中以低碳鋼和鑄鐵最為常見。前者作為適合搪玻璃的鋼材,廣泛用於制造設備和容器;後者廣泛用於制造泵、閥門、小型設備和備件,因為它可以鑄造復雜的零件,而且成本低廉。低碳低硫搪瓷用鋼

基礎材料的化學性質

矽錳磷硫抗拉強度MPa伸長率%屈服點MPa沖擊韌性MPa

鋼≤0.14≤0.37≤0.65≤0.035≤0.45 > 330 & gt;310 200 ——

焊條≤0.1≤0.12≤0.45≤0.05≤0.03 > 430 & gt;180 —— 80

鑄鐵3-0.35 2.0-2.6 0.4-0.6 0.1-0.5 < 0.1——————

(石墨碳2.5)————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————

附表1:搪瓷設備基板技術指標

3.底部輪胎的要求

搪瓷設備的好壞首先取決於鐵胎。沒有高質量的鐵輪胎,就不可能有高質量的搪瓷設備。為保證產品質量,鐵輪胎應滿足以下六項要求:

(1)底胎表面應光滑,不得有明顯的工具痕、凹坑、夾層等機械缺陷;

(2)輪胎表面的焊縫應平直整齊,焊縫寬度不超過鋼板厚度的1.5倍。焊接接頭應平滑過渡,不允許有夾渣、氣孔、咬邊和未焊透等缺陷;

(3)噴砂前應打磨輪胎表面的焊縫;

(4)輪胎表面對接焊縫的偏移量應小於厚度的10%;

(5)法蘭粗糙度應小於直徑的0.15%;

(6)對接法蘭的壓緊面應在設計壓力下密封。

4.表面處理

基胎加工後,基料的表面質量往往達不到搪瓷的技術要求,如金屬表面有氧化層、表面有皮夾雜(軋制造成)、焊接缺陷、加工時粘有油汙等,都會影響搪瓷質量。因此必須進行拋光、燒油脫碳、噴砂等表面處理。

拋光通常在研磨機上進行,或者用便攜式砂輪進行。拋光的要求是將搪瓷表面的焊接坡口磨平,將尖銳的棱角磨圓,去除氧化皮和夾層皮,以顯示金屬的本色。

燃油脫碳是在高溫下燒掉附著的油脂和有機物。有時,當鋼板含碳量超標時,也采用高溫表面脫碳作為補償處理。

當搪瓷設備損壞,去搪瓷廠重襯時,必須進行熱處理(脫氫),消除瓷爆部位基體滲入的氫。噴砂是將基胎表面打毛,增加表面自由能和比表面積,從而提高基胎金屬與基釉的附著力。

5、輪胎修補

鐵胎經過表面處理後,在正式噴搪瓷釉前,應仔細檢查,凡是不符合搪瓷工藝要求的“毛病”,如毛刺、尖角、凹凸坑、夾層、沙眼等,都要及時處理。這些“毛病”可以通過手工打磨,鏟補焊,再打磨來修復。

6、搪瓷底釉

鐵胎修好打磨後,就可以噴漆上釉了。噴塗可以手動或機械(半自動)完成。它們之間對釉料稠度的控制是不壹樣的,要根據操作人員的經驗來掌握,因為噴槍的口徑、噴塗的氣壓和釉料稠度是相互聯系的。噴底漆釉的關鍵是使第壹道底漆釉的厚度均勻,燒成後其厚度值應控制在200±50微米。鐵胎噴上底釉後要進行幹燥,壹般采用自然幹燥,也可以放在烘房中幹燥,在爐前或成品邊緣慢慢烘烤。要註意防止快速烘烤,容易使粉層開裂。粉末層幹燥後,可以在燒結爐中燒結。底釉燒成溫度高。為了使底釉牢固地附著在鐵表面,使用三合壹底釉時,燒成溫度不得低於880℃。為了使鐵胎與底釉之間的溫度達到上述要求,燒結爐溫度必須控制在920℃以上。為了提高效率,最佳燒結爐溫度為960 ~ 980℃。底釉的燒成時間壹定要精心控制,即不能欠火(俗稱生燒),也不能過火(俗稱大火)。前者密封不好,後者會燒底釉。適中的底釉應色澤均勻,表面光滑光亮,無氣泡。第壹道底釉燒成後,如果質量合格,就可以噴面釉;不合格就要磨,燒的厲害就要噴第二遍底釉。噴第二遍底釉時,不宜噴得過厚,第二遍底釉總厚度應控制在350 μ m以下,過厚會影響釉層的有效厚度。

7、搪瓷燒面釉

底釉上釉後,質量符合要求即可上釉。搪瓷設備真正的防腐保護層是表面釉層。頂釉層的噴塗和上釉與底釉相似。釉層厚度壹般要求在65438±0mm左右,根據應用要求,如果考慮傳熱,釉層要薄壹點,當不傳熱使用的介質腐蝕性嚴重時,釉層要厚壹點。日本允許最大厚度2.55mm,我國標準規定不超過2mm,最薄0.8 mm..要達到規定的瓷厚,產品表面釉要多次噴。每道次的厚度應較薄。但考慮到生產效率,不能太薄。壹般控制每道次厚度增加2mm為好。如果金屬表面狀況良好,焊縫沒有問題,噴補過程中打磨細致,那麽噴補三到四遍就可以達到規定的厚度。為了保證搪瓷的質量,每噴壹次都要檢查瓷面是否有暗泡和針孔。壹旦發現就要打磨修復。直金屬表面的針孔和隱藏的氣泡要磨挖,甚至修補。底部金屬修補的地方,必須噴底釉。上面提到的補丁是每個噴補操作人員都必須掌握的。

第三,使用化學搪瓷設備

雖然化學搪瓷設備的機械強度要比玻璃陶瓷設備好很多,但是搪瓷畢竟是玻璃陶瓷體和金屬的復合物,所以還是有壹些像玻璃陶瓷那樣的弱點,不能承受敲打、敲擊和沖擊。兩者的區別只是因為搪瓷設備有金屬外殼。搪瓷層損壞後,並不像玻璃、陶瓷設備那樣立即失去使用價值,而是需要壹段時間才能顯現出損壞情況(時間長短視環境條件而定),才失去使用價值。從積極的壹面來說,這個功能給了用戶安全感,但是從消極的壹面來說,很容易給很多休閑用戶因為安全感而產生錯覺,甚至忽略安全使用條件。這點壹定要註意。正確使用搪瓷設備可以大大提高搪瓷設備的使用壽命。正確使用搪瓷設備不僅包括根據使用條件選擇質量好、規格和品種合適的搪瓷產品,還包括嚴格遵守各項安全操作規程。

四、化工搪瓷設備的選擇

1.購買搪瓷設備前,要提前了解搪瓷廠家的技術、產量、信譽度,盡量不要購買那些因為價格原因產品經常出問題的廠家的搪瓷設備;

2.向搪瓷生產廠家說明搪瓷釜的實際介質環境,如有可能,模擬生產環境進行搪瓷的耐腐蝕實驗;

3.將預購搪瓷釜的性能與實際生產環境進行對比;

4.要購買的搪瓷設備,裝配合格後要靜置半個月以上(時間越長越好),以消除殘余應力;

5.確認購買的設備後,按照附表中的測試方法進行測試(最好自備高頻電火花發生器)。

五、使用操作註意事項

(1)進料:

添加材料時要小心。不應有硬物掉入搪瓷容器中。同時要盡量避免空的發熱材料和熱的發熱材料,溫差不能超過設備的技術規範。向設備中添加材料時,應嚴格防止金屬塊或雜物。對於較大的硬質材料,應在粉碎後添加。盡量減小物料與罐壁的溫差,避免在冷罐中加熱物料或在熱罐中加入冷物料;

(2)操作:

當使用夾套設備時,需要緩慢增加壓力和溫度。預先引入0.1MP的壓力,保持壹刻鐘,然後緩慢引入蒸汽,達到操作壓力。如果條件允許,可以根據本單位的實際情況找到合適的升降溫曲線,壹般控制在3℃/min以下。設備運行過程中,應註意法蘭、連接板、人孔、填料函的密封情況,發現泄漏應立即采取措施;

在操作和運行過程中,當使用夾套設備時,應緩慢增加壓力和溫度。壹般應先通入壓力為0.1 MPa(表壓)的蒸汽,15分鐘後再緩慢升壓(每10分鐘升壓0.1 MPa),直至達到罐體工作壓力,不考慮加熱。

(3)卸料:

出料時,如果罐底堵塞,不要用金屬工具鏟,可用竹竿、塑料棍、木棍輕輕捅開。當反應結束需要冷卻時,必須在罐內溫度自然下降到壹定程度後向夾套中通入冷卻水,以防止淬滅。當酸堿交替作用時,非耐堿性搪瓷設備的使用壽命大大縮短,應註意選擇耐堿性較好的搪瓷設備。酸堿交替時應避免使用耐酸搪瓷。出料時,如發現搪瓷碎片,應立即開罐檢查,修復瓷面後再使用。

不及物動詞搪瓷設備的維護

(1)經常檢查。如發現裂紋或爆瓷,壹定要及時修復後再使用。

(2)經常清潔,防止汙物腐蝕設備表面,防護漆要定期塗刷;

(3)禁止用鹽酸清洗夾套,夾套中的鹽酸會引起罐體內壁“爆鱗”。清除瓷面上的粘連時,不允許使用金屬鏟;

(4)愛護不用或臨時使用的搪瓷設備,註意保護和存放,防止磕碰和雨淋。註意夾套和熱電偶套管內不能有水,因為冬天水結冰會使瓷層開裂;

(5)夾套內用於加熱或冷卻的介質應是中性的,不含任何酸,否則搪玻璃會因“氫氣鼓泡”而爆炸;

(6)如果在護套中使用除垢劑除垢,應在最短的時間內完成,然後反復清洗護套,檢查殘留物應呈中性;(7)經常檢查琺瑯村和傳動部位。密封情況是否正常等。如發現異常,應及時處理,不得延誤;

(8)定期更換傳動裝置和機械密封腔內的潤滑液,保證所有運轉部件的正常潤滑;

(9)密切註意壓力表是否靈敏。如發現壓力表系統指示不準確,應及時加註變壓器油,並按標準壓力表重新調整;

(10)搪瓷設備在設計壓力下的工作溫度範圍為0 ~ 200℃,如果設備在常壓下使用,可擴展到-20 ~ 200℃;帶夾套的搪瓷設備,罐(釜)內允許抽真空,但內外壓差應符合規定;

(11) FK(FK)系列反應罐中的帶翼溫度計可根據工藝要求設置在0-90℃。在任何角度調整範圍,以獲得不同的阻力。最好是停的時候調整壹下角度。如果在反應過程中必須調整,應事先檢查擋圈是否連接可靠,以免發生意外。

(12)對於機械密封的反應罐,當工作溫度超過70℃時,填料密封的反應罐應在工作溫度超過100℃時,在冷卻器和填料函夾套內分別充入冷卻水,以避免密封元件損壞;

(13)機械密封腔內的潤滑液(密封液)應保持清潔,不得夾帶固體顆粒。在有升華現象的反應過程中,不宜直接使用該設備配備的機械密封裝置。

(14)搪瓷層外的金屬表面應嚴格防止與酸液和酸性物質接觸,以免金屬表面與酸反應生成氫氣,導致瓷層“爆鱗”。如有酸液滴落,應立即清洗並停機。

七、十多年的維修總結

化工搪瓷設備的註意事項

(1)在使用中卸料時,如發現搪瓷碎片,應及時停機,詳細檢查設備,查明損壞原因,及時采取補救措施。

(2)定期檢查搪玻璃設備,及時發現微小瓷爆。

(3)使用化學搪瓷設備的註意事項:

1.安裝釜蓋和攪拌時註意避免硬碰硬;

4.安裝釜蓋、進料口和出料口,按規定對稱緊固螺栓;

【14】用木梯和膠鞋檢查水壺;

4.定期檢查攪拌鎖母的完好情況,防止鎖母損壞減速機,使攪拌脫落;

5.安裝法蘭和開閉井蓋時,不能掉東西;

6.在搪瓷釜上或搪瓷釜上焊接時,應保護瓷面,焊渣不得落在瓷面上;

搪瓷水壺壹旦沒有冷卻,就不能充電,防止瓷面迅速冷卻爆炸;

⒏用蒸汽加熱外套時,按規定應加熱過猛;

⑨蒸汽加熱或蒸汽閥泄漏,夾套內的水要放凈。否則,反應釜的上下溫差可能較大,使搪瓷釜殘余應力大、溫度低的部位受力,瓷器大面積爆炸;

⒑選擇耐腐蝕的軟墊,防止材料泄漏和琺瑯腐蝕;

11.水壺裏有晶體,壹定不能用鐵桶或錘子砸;投料時,不允許沿釜壁添加。

(C)保養化學琺瑯的技巧

1]搪瓷設備的墊層選擇和安裝要註意。

設備法蘭損壞,多是由於墊子不耐介質腐蝕或墊子安裝不密封,介質或酸性氣體從外到內泄漏、滲透、腐蝕法蘭基體,最終設備報廢。在南方和沿海地區(北方)的潮濕車間,即使正確選擇和安裝了墊子,酸性氣體仍然會腐蝕法蘭。解決方案如下:

(1)購買設備時檢查法蘭是否平整;

⑵選擇耐腐蝕性能優越、材質柔軟的坐墊;

(3)安裝時應符合規定,各螺絲松緊壹致;

(4)如有必要,應對法蘭外部進行防腐保護。

2)搪瓷釜外壁的腐蝕不容忽視。

在濕酸車間,搪瓷釜(包括其他碳鋼設備)的外壁大多腐蝕嚴重。特別是壺蓋上的管道、閥門密封不好,會有物料滴落在壺蓋上,造成氫腐蝕產生氫氣鼓泡,導致壺蓋內壁“爆鱗”。為此,很多單位采用噴漆和絕緣保護,效果並不是很好。根據多年修補搪瓷釜的經驗,認為搪瓷釜外壁的腐蝕不容忽視。國外化工企業為了避免這種事情,在壺蓋上加了壹個塑料蓋。本著簡單的原則,搪瓷釜出廠時可以塗防腐漆,貼玻璃鋼;搪瓷水壺的外壁已被腐蝕。搪瓷釜外壁幹燥時,可直接刷機油保護,無需除銹。

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