搪玻璃使用基本知识[1]

作者:马尼拉solaire发布日期:2020-07-17 04:55

  搪玻璃使用基本知识[1]_材料科学_工程科技_专业资料。搪玻璃设备是一种具有耐腐蚀玻璃衬里的钢制化工容器, 其钢制罐体确保了承压 能力, 罐内涂搪的玻璃衬里又使其具有可靠的耐腐蚀性能。这种耐腐蚀性结合于 一体的独特性能,极大地扩展了设备的适用范围,使其应用

  搪玻璃设备是一种具有耐腐蚀玻璃衬里的钢制化工容器, 其钢制罐体确保了承压 能力, 罐内涂搪的玻璃衬里又使其具有可靠的耐腐蚀性能。这种耐腐蚀性结合于 一体的独特性能,极大地扩展了设备的适用范围,使其应用于化工、石油化工、 农药、医药、冶金、食品等各个部门。在众多的化学反应条件下,搪玻璃设备不 但能够替代价格昂贵的不锈钢制容器, 而且广泛用于那些不能使用不锈钢容器的 腐蚀条件中。 一、适用范围 鉴于搪玻璃衬里的理化性能和耐腐蚀性能, 搪玻璃设备适用于各种浓度的有 机酸、无机酸、有机溶剂及弱碱等介质或物料的反应、聚合、贮存、换热等化工 过程。 为保证正常的使用寿命,搪玻璃设备有适用于下列介质或物料: 1、任何浓度和温度的氢氟酸及含有氟离子的介质或物料; 2、浓度大于 30%,温度高于 180℃的磷酸介质或物料; 3、PH 值大于 12 且温度高于 80℃的碱性介质或物料; 4、酸碱物料交替进行的反应过程。 搪玻璃设备之耐腐蚀性基于在玻璃衬里与介质接触后,形成一层硅氧保护 膜,此膜阻止了介质对罐体的腐蚀。当搪玻璃层接触强碱液时,其表面不能形成 硅氧保护膜,致使碱液不断向玻璃层深部侵蚀,而强碱浓度越高,温度越高其被 侵蚀的程度越大,沸腾状态的强碱溶液具有最大的侵蚀能力。 在实际情况中, 由于生产并非使用一种反应介质,多种酸在一起时由于“混酸效 应”多数情况下多降低离子活度,减轻腐蚀程度。建议用户在腐蚀程度不确定的 情况下亦与生产厂家联系。 在搪玻璃适用范围中, 有一个很重要的问题, 这就是对设备对温度的适用性。 显而易见,钢与玻璃层的热膨胀系数不同,当设备温度急剧变化时,所产生过大 的应力会导致爆瓷而损坏设备。 为避免这种损坏我们在介质适用范围内还应注意 设备的温差,即冷冲击 110℃,热冲击 120℃,所以在设备加热与冷却的过程中 应缓慢进行。 二、搪玻璃设备的运输 搪玻璃设备的玻璃衬里,虽具有一定的抗冲击强度,但它毕竟是一种脆性材料, 苛刻的工作条件又不允许其存在任何微小缺陷。因此,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。 1、设备在运输过程中的注意事项 (1)合理选择吊装部位。我厂销售的搪玻璃设备一般为裸装。吊装设备进只能 采用支座、吊钩或罐体受力,不允许接管、卡子等薄弱部件或包装底托受力。 (2)吊装过程中,设备不得与其它物件碰撞,应做到轻吊轻放。 (3) 设备进入安装工位时, 应平稳拖运, 不应采用滚动、 撬翻等不稳妥的方法。 2、设备在待用保管过程中的注意事项 (1)在有条件下,设备最好室内存放。 (2)设备于室外存放时,应注意遮盖,避免人敲物击,日晒雨淋。 (3)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。 (4)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。 3、设备在安装过程中的注意事项 (1) 拆除包装时, 防止起钉器、 撬棍、 手锤等拆装工具直接接触碰撞搪玻璃件, 以免玻璃衬里机械冲击损伤。 (2)安装前应将设备搪玻璃表面用水清洗干净,穿洁净胶鞋入内察看玻璃衬里 是否完好。 (3)法兰及接管部位的坚固,应遵循化工容器安装的一般原则,即要求对称、 均匀地逐渐紧固,以免因局部受力过大,导致搪玻璃表面的损坏。若发现垫片经 拆卸后失去弹性,应及时更换。 (4)设备所用卡子,是主要受力元件之一,在安装过程中,除要求其受力均匀 外,尚应保证其质量和数量,切不可带残或减量安装。 (5)搪玻璃反应釜搅拌器的安装,应注意装配防松销或防松螺母等防松件,并 检查搅拌器的旋转方向是否与图示方向一致, 以免运转时后搅拌器反转脱落而砸 坏衬里。 (6)反应釜上装设的视镜玻璃是一种脆性材料,安装时除保证均匀紧固外,压 紧力不宜过大。如局部泄漏应加塞偏垫,避免局部受力过大发生碎裂。 (7)如欲在搪玻璃设备上设置金属构件,只允许在夹套等非搪玻璃部件外表面 施焊,施焊时应严密复盖各个管口,避免焊渣飞溅损伤搪玻璃表面。 搪瓷设备使用条件 搪瓷层能耐大多数无机酸、有机酸、有机溶剂等介质,尤其在盐酸、硝酸、 王水等介质中具有优良的耐腐蚀性能。但不能在下列条件下使用: (1)任何浓度及任何温度的 HF 都不能耐腐蚀; (2)磷酸:浓度 30%以上、温度大于 180℃时腐蚀强烈; (3)盐酸:浓度 10--20%,温度大于 150℃时,腐蚀强烈; (4)硫酸:浓度 10--30%,温度大于 200℃时不能耐腐蚀; (5)碱液:PH 大于或等于 12、温度大于 100℃时,不能耐腐蚀。 三、化工搪瓷设备的使用 化工搪瓷设备的机械强度虽然比玻璃、陶瓷设备要好得多,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。它们的区别,只是因为搪瓷设备有金属外壳,当瓷 釉层损伤时并不象玻璃、 陶瓷设备那样马上失去使用价值,而是需要有一段显露 被破坏的时间(时间长短随所处环境条件而定)才会失去使用价值。这种特性, 从有利的方面看是给用户以安全感,但从不利方面看,则是由于存在安全感而容 易给许多不经心的用户产生错觉,以至忽视安全使用条件。对此必须引起注意。 正确使用搪瓷设备, 能大大提高搪瓷设备的寿命,正确使用搪瓷设备包括既要根 据使用条件选择质量好、 规格适宜和品种合适的搪瓷制品外,还要严格遵守各种 安全操作规定。 四、化工搪瓷设备的选购 1、购买搪瓷设备前应详细了解预购搪瓷生产厂的技术、生产、信誉度等情 况,尽可能不要因为价格原因购买产品经常出问题生产厂家的搪瓷设备; 2、 要向搪瓷生产厂家说明搪瓷釜的实际介质环境,可能的话模拟生产环境 作瓷釉的耐腐蚀实验; 3、 将预购搪瓷釜的各种性能与实际生产环境对比; 4、 欲购买的搪瓷设备应在组装合格后静置半月以上(时间越长越好),以 消除残存应力; 5、确定购买的设备后,按附表的测试方法检测(高频电火花发生器最好自 备)。 五、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 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。 六、使用操作注意事项 (1)加料: 加料时要慎重。 不应有任何坚硬物体掉到搪瓷容器内,同时还应尽量避免空 罐加热料和热罐加冷料, 使用温差不应超过设备的技术指标规定。物料加入设备 内应严防夹带块状金属或杂物,对于大块硬质物料,应粉碎后加入。尽量减小物 料与罐壁之间的温差,避免冷罐加热料或热罐加冷料; (2)操作运转: 在使用有夹套的设备时,要徐徐加压升温。要预先通入 0.1MP 的压力,保 持一刻钟后,再缓缓通入蒸气达操作压力,如果条件许可,可根据本单位的实际 情况,找出适宜的升降温曲线℃/min 以下。设备运转中,要注 意法兰、接盘、人孔及填料箱的密封情况,如发现泄漏应立即采取措施; (3)出料: 在出料时,如遇罐底堵塞,不应用金属器具铲打,可用竹竿或塑料棒、木棒 轻轻捅开。 反应结束需要冷却时,必须待罐内温度自然下降到一定程度后再向夹 套内通冷却水,严防骤冷。在酸、碱交替作用时,非耐碱搪瓷设备的使用寿命大 大缩短, 因此要注意选择耐碱性较好的搪瓷设备。耐酸搪瓷应避免用于酸碱交替 的场合。出料时,如发现有搪瓷碎屑,应立即开罐检查,修补瓷面后再用 七、 搪瓷设备的维护 (1) 要经常检查,如发现裂纹或爆瓷等损坏,必须及时修补好方可使用; (2) 要经常清洗,以防止污物腐蚀设备表面,防护漆要定期涂刷; (3) 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; (4) 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; (5) 夹套中无论是加热还是冷却用的媒体,均应呈中性,不得夹带任何酸液,否 则将会因“氢鼓泡”导致玻璃衬里发生鳞爆; (6) 夹套内若使用除垢剂除垢, 应在尽可能短的时间内完成,并随之对夹套内反 复冲洗,检验残液应呈中性; (7) 经常检查搪瓷村里、传动部件。密封情况等是否正常,若发现异常应及时处 理,不可延误; (8) 定期更换传动装置和机械密封腔内的润滑液,保证各运转部位的正常润滑; (9) 密切注视压力表是否灵敏。若发现压力表系统指示失准,应及时加注变压器 油,对照标准压力表重新调整; (10) 搪瓷设备在设计压力下的工作温度范围为 0~200℃,若设备于常压下使 用,可扩大为-20~200℃;对于带夹套的搪瓷设备,其罐(釜)内允许真空, 但其内外压差应符合规定; (11) FK(FK)系列反应罐内的带翼温度计套,可根据工艺需要在 0 一 90℃。范 围内调正于任意角度,以得到不同的阻力。调整角度最好在停机状态进行,如果 必须在反应过程中调整,应事先检查档环是否联接可靠,以免发生事故; (12) 配制机械密封的反应罐,当工作温度超过 70℃,配置填料密封的反应罐, 在工作温度超过 100℃,应分别在冷却器、填料箱夹套内通入冷却水,以避免密 封元件损坏; (13) 机械密封腔内的润滑液(密封液)应保证洁净,不得夹带固体颗粒。具有 升华现象的反应过程,不宜直接采用本设备所配备的机械密封装置 (14) 搪瓷层外部的金属表面应严格防止与酸液及酸性物料接触,以避免金属外 表与酸反应产生氢,导致瓷层“鳞爆”。如有酸液滴漏应立即予以清洗、堵漏。 (二)化工搪瓷设备注意事项 (1) 在使用中放料时, 发现搪瓷碎片应及时停车, 详细检查设备, 查明损坏原因, 及时采取补救措施。 (2) 要定期对搪玻璃设备进行检查,及时发现出现的微小爆瓷。 (3) 化工搪瓷设备使用注意事项: ⒈ 安装釜盖、搅拌时要注意避免硬碰硬; ⒉ 安装釜盖、进料口、放料口要按规定,对称紧固螺栓; ⒊ 下釜检查要用木头梯子、穿胶鞋; ⒋ 要定期检查搅拌锁母的完好状况, 防止锁母损坏减速机反转使搅拌脱落; ⒌ 安装法兰、开关人孔盖时,不能往下掉东西; ⒍ 对搪瓷釜或在搪瓷釜上施焊时,瓷面要保护,焊渣绝对不能落在瓷面上; ⒎ 搪瓷釜在未冷却时,不能加料,防止瓷面急冷爆瓷; ⒏ 夹套通蒸汽加温时,要按规定,不能加热过猛; ⒐ 蒸汽升温或蒸汽阀门内漏,夹套内的水要放净。否则可能导致反应釜上 下温度差异较大,使残存应力较大搪瓷釜温度低的部位应力施放而大面积爆瓷; ⒑ 要选耐腐蚀的垫子,防止物料泄漏,腐蚀搪瓷; 11.釜内有结晶,绝对不能用铁棍桶、锤子砸; 加料时不能顺釜壁加。 (三)化工搪瓷维护小窍门 1〕搪瓷设备的垫子选材、安装应当重视 设备法兰损坏, 大多数是因为垫子不耐介质腐蚀或垫子安装不密封,介质或 酸气泄漏、由外向里渗透腐蚀法兰基体,最终使设备报废。南方、沿海地区潮湿 的车间(北方)即使垫子选材、安装得当,酸气依然侵蚀法兰。解决的办法有以 下几点: ⑴ 购买设备时检查法兰是否平整; ⑵ 选择耐腐蚀性能优越、材质软的垫子; ⑶ 安装时要按规定,各螺丝的松紧度要一致; ⑷ 必要时应该将法兰的外边防腐。 2) 搪瓷釜外壁腐蚀不可忽视 在潮湿、酸气较大的车间里,搪瓷釜(包括其他炭钢设备)外壁大多腐蚀都 比较严重。特别是釜盖上管道、阀门密封不好漏液,物料会滴在釜盖上,釜盖基 材因氢腐蚀的氢鼓泡导致釜盖内壁“鳞爆”。为此,许多单位采用刷油漆、加保 温层防护,效果并不太好。根据多年修理搪瓷釜的经验认为:搪瓷釜外壁腐蚀不 可忽视。 国外的化工企业为了避免此类事情的发生,就在釜盖上加了一个塑料套 子。本着因陋就简的原则,搪瓷釜在刚出厂时可涂刷耐腐蚀涂料、贴玻璃钢;搪 瓷釜外壁已经腐蚀, 可在搪瓷釜外壁干燥时不除锈直接刷涂机油,就能起到防护 的目的。 (四)改进的几点建议 (1) 缩合釜在完成生产放料前,应关闭蒸汽后加冷水使釜内物料温度降低至 50℃再放料; (2) 清洗缩合釜时最好用 70℃左右的热水; (3) 缩合釜抽气管抽风机停止运转会有大量的冷凝水顺釜壁倒流, 在釜壁温度极 高时极易造成爆瓷,解决的方法是将抽风管加长; (4) 氯离子浓度高会腐蚀搪瓷且通氯管在搪瓷釜运转时会随搅拌转动撞击釜壁, 为此,氧化釜内通氯管出氯的方向不能对向釜壁而且不应距釜壁太近; (5) 所有的搅拌轴都未密封, 虽有抽风机将釜内的腐蚀性气体抽走,但在加硫酸 或抽风机停止时,腐蚀性气体会腐蚀搅拌轴,致使搅拌轴断裂。 搪玻璃设备的使用 在使用中注意: 1、严防任何金属硬物掉进容器,碰伤搪玻璃面。 2、尽量避免冷罐时加热料,热罐时加冷料。由于突然改变温度,形成内应力, 影响使用寿命。 3、操作运转在使用夹套设备时,应徐徐进行加压、升温,一般先通入 0.1Mpa, 压力蒸气保持 15 分钟后,在缓缓升压、提温(升压速度以每 10 分钟升 0.1Mpa 压力为宜),直到设备的操作压力为止。不管加热或冷却都应在允许温度范围内 进行。我厂设备使用温度 0-200°C,温差热冲击 120°C,冷冲击 110°C。 4、出料:出料时,如出料阀、出料管堵塞,一律用非金属工具轻轻通开,不得 硬碰、硬敲。出料后,欲使罐本身降温,必须到罐内温度降低到允许温度范围之 内,严防骤冷、骤热。 5、在使用中严防夹套内进入酸液,以防止搪玻璃层金属吸氢反应,引起搪玻璃 衬里的鳞爆。 6、清洗:清洗罐内部时,不能使用金属器具,而且对粘结在罐内面上的物料必 须清洗及时、彻底。 搪玻璃设备的保管 保管要妥善,应置与库内。如置于房外时,应有防雨措施,严防雨淋。尤其我国 北方, 在冬季前必须清除罐内、 夹套内管内的积水, 避免因结冰而胀裂搪玻璃面。 在保管时,应防止硬物磨擦、冲击、碰撞。 搪玻璃设备的修补方法及优缺点比较 搪玻璃设备是由含硅量高的瓷釉通过 900℃左右的高温搪烧, 使瓷釉密着于金 属胎表面而制成的, 瓷釉厚度一般为 0.8—2mm。 搪玻璃设备具有优良的耐腐蚀性能, 除氢氟酸、 含氟离子的介质, 温度高 于 180℃的浓磷酸及碱外, 它能耐各种浓度的无机酸、有机酸、弱碱和强有机溶 剂, 有良好耐磨性、 电绝缘性、 表面光滑、 抗污染性强、 不易粘附物料等性能, 且 原材料广泛易得, 工艺成熟,因此搪玻璃设备广泛应用于制药、化工及其它工业 部门。但搪玻璃设备在使用过程中, 由于机械损伤、温度急变以及介质的腐蚀, 往往使设备发生剥瓷、爆瓷、裂纹、穿孔等损坏现象。损坏后的修补问题一直是 许多专业人员在着手研究的问题。 搪玻璃设备的修补方法可分为本体修补和异体修补两种。本体修补又分为 整体搪瓷修补和局部搪瓷修补, 前者主要用于设备在使用一段时间后, 损坏面 积较大或损坏部位较多, 需要将全部旧瓷层去除后重新上釉搪烧。 后者主要用于 修补在搪烧底釉或面釉过程中出现的局部缺陷(如暗泡、针孔等) 及能返回制造 厂的未曾使用而不慎损坏了部分瓷层的设备。 搪玻璃设备进行局部修补的难度较大, 但可以采用整体搪瓷修补。国外对 搪玻璃设备进行异体修补方面做了大量工作本文主要介绍国内搪玻璃设备的用 户在现场采用的异体修补的方法。 具体施工方法及适用范围将随所选用的材料不 同而不同。异体修复的主要方法有以下六种: 1. 金属材料填塞式修补法 所用材料是金、银、铂、钽、铅等有一定耐腐蚀性能且延展性较好的金属, 用于修补小针孔, 其中钽钉使用得较多, 最大孔径不能大于 2.5mm , 具体方法 是先在损坏部位钻眼, 然后把预先准备好的金属钉钉入, 用小锤轻轻锤实。 2. 金属材料紧固隔离式修补法 使用耐腐蚀金属或合金加工的螺栓、螺钉, 利用机械紧固力紧固在修补部 位而达到修补目的。 此方法比填塞式修补效果好, 且可修补的孔径增大, 最大的 修补孔径可到 25mm , 但紧固处一旦松动, 腐蚀介质易渗入。为改善这一状况, 较多采用金属与胶泥、垫片等复合修补。 3. 无机胶泥材料封闭修补法 此法主要采用无机水玻璃耐酸胶泥进行封闭修补, 即对修补处进行清理、 打磨、涂敷胶泥, 然后固化、酸化处理。其参考配方见表 1 4. 有机树脂封闭式修补法 此法主要采用热固性有机树脂制成玻璃钢或树脂胶泥进行修补, 由于有机 树脂种类繁多, 可根据腐蚀介质选择不同的树脂制成玻璃钢或树脂胶泥, 粘结 力和密实性均较无机胶泥好, 因此在实用上被采用比较多。 有的单位采用高分子 修补剂如贝尔佐纳(环氧树脂胶泥) 进行修补, 也属此类。 5. 热塑性树脂封闭式修补法 利用热塑性有机合成树脂, 如聚氯醚、聚苯硫醚、聚三氟氯乙烯等熔敷在 待修补部位,起到隔离防腐之作用。 6.复合型混合封闭式修补法 前述各种修补方法各有其优缺点, 有的与金属基体粘结力强, 但耐腐蚀性 能一般, 有的耐蚀能力好, 但抗渗性差。 将两种或两种以上组合成新的修补方法, 扬长避短, 发挥各自优势, 以求其更为安全、可靠, 称之为复合修补法。常用的 复合修补方法有: 玻璃钢一胶泥修补法, 胶泥或涂料加贴玻璃片修补法, 金属 填塞或金属紧固外加胶泥涂敷法。现将以上所述 6 种基本修补方法列表比较见 表 2: 由于存在多种多样的搪玻璃设备修补方法, 因此在选用时要根据具体的腐 蚀介质、温度、压力等条件, 综合分析, 决定所要采取的方法。


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