产品介绍
搪玻璃反应釜是在化工生产中非常常见的设备之一。它的特点是在普通的碳钢容器内壁喷涂硅酸盐粉末,并在800~950℃的高温下烧制,使其与钢制基体表面形成紧密的硅酸盐层,这层硅酸盐层通常被称为搪瓷或搪玻璃。由于搪瓷与Q235钢板具有相近的热膨胀率,所以在化工生产过程中能够承受一定的热冲击。搪瓷具有优良的耐酸碱性能,并且相较于同规格的纯不锈钢制品,成本更低廉,因此广泛应用于石油化工、橡胶、农药、染料、医药等行业。它可用于完成磺化、硝化、氢化、烃化、聚合、缩合等工艺过程,以及有机染料和中间体的其他工艺过程的反应和分离设备。
搪玻璃反应釜的优势
搪玻璃密着在不锈钢上,因此在使用时同时具备了玻璃的稳定性和金属的强度。物料在反应结束后,无需担心金属生锈的问题。由于是搪玻璃材质,后续清理工作也相对方便。但在清理过程中,应注意避免使用尖锐物体进行摩擦,以防止对搪玻璃反应釜造成磨损。
许多金属在水分蒸发后容易生锈,但搪玻璃则无需担心这一问题,因为它是直接进行涂搪的。即使在受热情况下,也不必担心会因生成氧化层而被腐蚀。搪玻璃反应釜的使用范围广泛,添加的物料性质各异,因此可以根据实际使用需求调整相关部件。
许多搪玻璃反应釜材料搪玻璃属于耐酸玻璃,因此在使用时具有良好的耐酸性能。然而,对于浓度很高的磷酸,仍然不建议在其中进行反应。
不适用于搪玻璃反应釜的介质
(1)氢氟酸及含氟离子介质;
(2)磷酸,浓度30%以上,温度高于180℃;
(3)硫酸,浓度10%~30%,温度高于200℃;
(4)碱液,pH≥12,温度高于100℃。
(5)多数开式搪玻璃反应釜些还规定不能使用毒性为很度和高度以及易燃介质,如果使用该类的搪玻璃反应釜就不能满足要求,往往这种现象还很多,违反了《固定式压力容器安全技术监察规程》规定。
搪玻璃反应釜的检查注意事项
1、资料审查
1.1 核对搪玻璃反应釜实物与相关资料的一致性
一些企业在搪玻璃反应釜损坏后,会自行更换或调整容器位置并更改内部编号,却未进行任何告知手续,导致实际设备与相关资料及现场设备出现不一致,造成管理上的混乱。因此,必须核对被检搪玻璃反应釜实物与相关资料的一致性。
1.2 确认实际运行参数与设计要求的一致性
搪玻璃反应釜生产厂家通常采用批量生产,设计参数保持不变。然而,一些企业在购买时并未认真核对实际运行参数与设计参数是否一致,导致所购容器无法满足使用要求。一般来说,搪玻璃反应釜内筒的设计压力P应不大于1.0MPa,并根据使用要求可分为0.25MPa、0.60MPa和1.00MPa三个等级;夹套的设计压力为0.40MPa或0.60MPa。为确保安全,必须检查实际压力与设计要求是否一致,尤其要注意夹套使用压力是否很过设计压力,并需确认是否已安装安全附件。
1.2.1温度
当金属胎体由Q235构成时,其设计温度范围为0~200℃;若采用Q345金属胎,设计温度范围则可扩展至-20~200℃。然而,有些企业在使用搪玻璃反应釜时,采用导热油加热,使温度很过200℃,这很出了反应釜的承受范围,从而无法满足生产需求。此外,当使用冷冻介质将温度降至0℃以下时,必须考虑金属胎体的材质是否适应,否则也可能导致反应釜损坏。
以某企业为例,他们所使用的搪玻璃反应釜夹套设计压力为0.60MPa,设计温度为200℃,介质为水和水蒸汽;内筒设计压力为0.40MPa,设计温度同样为200℃。但在实际操作中,夹套采用了导热油加热方式,工作温度高达300℃,夹套工作压力也升至0.50MPa,而内筒则处于负压状态。更为关键的是,夹套进口阀门采用了球阀。由于工作温度过高,导致钢材强度降低,同时操作人员开启球阀过快,造成瞬间压力和温度急剧上升,进而引发多台搪玻璃反应釜内筒失稳和爆瓷的严重后果。
1.2.2检验前或检验过程中被检容器应停机
检验人员应在检验前检查、核实使用单位清洗置换、清理打磨、安全防护等准备情况。内筒要全部清理干净,以便检查搪玻璃是否完好无损,外壁如有保温,根据现场情况有重点的选择拆除部分保温,有必要可对设备法兰、上接环、接管连接焊缝进行磁粉、渗透检测,这些部位应打磨出金属光泽。
2结构检查
2.1支座或者支承
有些企业购置设备时没有认真检查支座或支承的型式、结构、安装位置是否符合设计制造要求,到现场不能正确安装,安装单位就擅自改变支座或支承的型式、结构、安装位置,在容器壁上随意焊接。
2.2开孔
有些企业在容器接管方位与现在管道接不上的情况下,安装单位不是去改变管道的走向,在未履行告知和申请监督检验情况下,将容器接管切去用电焊封死,在其它位置重新开孔,在夹套接管进口处也未安装档板,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。
2.3焊缝检查
在检验过程中,焊缝的表面质量是重点检查对象。通常,正规生产厂家生产的搪玻璃反应釜的焊缝质量都较好。此外,通过观察焊缝,我们还可以判断搪玻璃反应釜是否经过复搪修理。如果设备曾经修理过,那么必须检查相应的修理记录和监督检验报告。若无法提供相关资料,则该修理可能属于非法行为。
由于使用过程中的各种原因,搪玻璃反应釜可能会发生搪玻璃损坏的情况。为此,许多企业会选择将损坏的搪玻璃反应釜送至专业厂家进行复搪处理。搪玻璃设备是在钢制容器内表面衬以高二氧化硅含量的玻璃,并经过800~950℃的高温多次搪烧,使玻璃质釉紧密附着在金属胎表面而制成的。在复搪过程中,需要将夹套切割下来才能进行高温搪烧,并在复搪完成后将夹套重新焊接到内筒上。根据《固定式压力容器安全监察规程》的规定,此类焊接属于压力容器的重大修理。该规程百二十一条明确规定:“压力容器的重大维修或改造方案应获得原设计单位或具备相应资格的设计单位的同意。压力容器安装、改造或维修单位应向使用单位提供安装、改造或维修图样、施工质量证明文件等技术资料。”然而,在实际检验中,我们并未发现任何一台搪玻璃反应釜具备上述的安装、改造或维修图样、施工质量证明文件等技术资料。更为严重的是,简体与上、下接环的焊接质量非常差,部分设备甚至已经出现了泄漏现象。有一家企业在使用经过复搪处理的搪玻璃反应釜时,上接环与简体的连接焊缝产生了裂缝,导致两名操作人员被烫伤。
2.4壁厚测定
由于搪玻璃反应釜多用于化工企业,因环境原因,有些外壁腐蚀严重,要作为重点壁厚测定,但有些外壁光滑无腐蚀,壁厚测定发现减薄,确定为内壁腐蚀.就应了解夹套的使用介质,有些搪玻璃反应釜用蒸汽和冷却水或盐水交替加热冷却,且冷却水或盐水未加缓蚀剂,这种情况对搪玻璃反应釜腐蚀较为严重,应增加测厚点数,很过腐蚀裕量应进行强度校核。实际检验中发现,有些搪玻璃反应釜实际使用时间不足一年,壁厚就减薄2mm多,要引起特别注意。
2.5 搪玻璃检查
在清理搪玻璃反应釜内筒后,使用36V电压60W手灯,在距离搪玻璃反应釜表面250mm处进行目视检查,应满足以下要求:
1. 搪玻璃表面不得有裂纹、鱼鳞爆、局部脱落等缺陷。
2. 搪玻璃表面色泽均匀,没有明显的划伤、暗泡、粉瘤等病害。
3. 搪玻璃表面不应有烧成痕迹,不应影响使用。
4. 每平方米搪玻璃表面上的杂质不得很过三处,每处杂质的面积应小于4mm2。
根据GB/T7993-2003《在腐蚀条件下搪玻璃设备高电压试验方法》,对搪玻璃层进行直流高电压检测,并根据检验情况确定检验周期。一般来说,搪玻璃压力容器的检验周期应为三年。
2.6 安全附件
2.6.1 压力表
许多企业在搪玻璃反应釜上没有安装压力表,甚至在整个车间的数十台搪玻璃反应釜和管道上都找不到一只压力表。每台搪玻璃反应釜都应该安装一个有效期内的压力表,以便观察其压力变化情况。
2.6.2 温度计
搪玻璃反应釜发生爆炸事故往往是因为温度失控导致压力升高。对于这类搪玻璃反应釜,应检查温度计是否在有效检定期内。
2.6.3 安全阀
蒸汽管网的压力通常高于搪玻璃反应釜夹套的设计压力,然而许多企业在蒸汽进入夹套之前都没有安装减压阀和安全阀。这主要是由于压力管道未经过设计导致的。
搪玻璃反应釜破损修补
搪玻璃反应釜在使用过程中由于强烈的化学反应、涂搪质量、使用中的机械碰撞、温度急变等因素经常引起脱裂,裂纹、气泡、气孔和面釉的其它损伤,这些缺陷在搪瓷设备中是决不允许的,一旦发生这种现象,必须进行修补。
2修补方法初探
日前我国塘瓷反应金的修补方法较多,但修补寿命普遍不长,采用螺检紧固法相对来说效果较好,但破坏了钢体整体结构,而且对下次维修造成一定困难到目前为止,还未找到一种成熟的经验,使金属或非金属修补达到原搪瓷性能,只能靠提高搪瓷修补质量,延长设备使用寿命。目前较常用的几种方法如下
(1)损坏面积较大时,在有塘烧设备时仍按瓷釉搪烧的方法修补;无搪烧设备,可采用火焰背面加热,以使瓷釉塘烧上去。
(2)耐蚀金属修补:对于针孔那样细微缺陷的修补,使用黄金、等贵金属,做成钉子嵌入加以修补;利用附蚀金属做螺钉紧固不大的瓷面破损外,通常使用不锈钢、硅铁、铝、铅、银、、锡等耐蚀金属和聚四氟乙烯垫片;利用耐蚀金属片覆盖于塘瓷的损坏面上,然后用同种金属做成的螺钉紧固,此方法简单易行,如施工精细则有较长的使用寿命;利用耐蚀金属和耐蚀胶泥遮盖法,或将接触物料的金属防腐后用螺栓紧固。
(3)耐蚀金属涂料混合修补,即用涂料在破坏处涂抹,再用金属片覆盖,然后用同种金属做成螺钉紧固,此方法多用于较大瓷面破坏处,具有良好使用效果。涂料一般选用环氧树脂,内加氧化铝粉,在其未完全固化时覆盖不锈钢片并紧固。
(4)非金属修补。目前大量合成树脂材料应用于化工设备防腐,这些合成材料具有较高的化学稳定性和良好的物理机械性能。利用这些合成树脂材料修补化工搪瓷设备,不仅节约有色金属,而且修补工艺简单,费用低,修理时间短,耐腐耐磨,很有探讨和推广价值。
一般高分子有机材料与搪瓷表面粘结力较小如酚醛树脂常温固化条件下粘结力为1.7 MPa,而搪瓷反应釜在 100C时产生温差应力就达 1.5MPa。这样粘结修补搪瓷反应金就需解决两个问题:一是提高自身粘结强度;二是减少温差应力。
为了提高粘结强度,提高胶粘剂的物理机械性能,辽河化工厂修补搪瓷反应釜时常使用环氧酚醛混合胶泥,主要考虑酚醛树脂可作为环氧树脂的活性增韧剂,又可提高胶泥的耐温耐腐性能,在混合胶泥中加入w =17%~20% 的丁睛胶或丁基胶,提高胶泥的柔韧性能,降低其抗张强度和刚性,为降低胶泥的粘度,并考虑到稀释剂的挥发逸出,采用690 或501活性稀释剂代替丙酮,并加入w=5%~8%的氧化铝粉,提高了树脂的粘结力和强度。
由于温差应力的影响,高温下树脂进一步固化产生收缩力,粘结强度明显地降低,因而如何克服由于收缩应力,温差应力造成的粘结强度下降,成为搪瓷修补的关键。考虑到温度变化的影响,采用预应力施工,来减少温差应力,事实上取得了良好效果修补寿命提高4 个月以上。预应力施工即将设备预热,带温粘结,这样设备降到常温时,由于壳体和粘结剂的收缩系数不同,使其产生一定的应力即预应力,当温度变化时,首先抵消了这部分应力,随着温度的继续升高,产生新的应力相对而言就小了,从而减少了温差应力的影响。