收藏!反应釜装置损坏如何修复?

2019年02月23日 公司新闻 114 views

化工厂常见设备——反应釜是一种综合反应容器,操作时会因为多种原因造成损坏,导致生产被迫停止。今天重点介绍的是反应釜发生损坏时的一般维修方法,以及搪玻璃反应釜、不锈钢反应釜的具体维修方式。

损坏修复

搪玻璃反应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,因此它的破损原因也多样,一般有以下几种原因:

► 机械损坏

搪玻璃抗冲击力非常差,任何金属、硬物对其进行撞击均会导致搪瓷破损。因此搪玻璃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

搪玻璃反应釜经900℃高温焙烧,冷却后搪玻璃与钢板粘结在一起。由于搪玻璃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,搪玻璃受到钢板的约束产生压应力。搪玻璃釜制成后,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,因此搪玻璃釜的工作温度对搪玻璃釜的使用影响很大。如果因温度变化大而使搪玻璃产生的应力超过其使用应力,搪玻璃将被破坏。因此搪玻璃釜遇冷、热急变,极易爆瓷。

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。因此搪玻璃釜在使用中升、降温要缓慢、均匀,分级冷却。

► 外力作用

搪玻璃反应釜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。

► 加工应力损坏

在釜体加工过程中,由于卷筒、冲压、焊接产生大量的内应力,这些应力如消除不彻底会导致搪玻璃釜爆瓷。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爆瓷。

► 静电穿刺

搪玻璃釜内搅拌带有悬浮物的液体,悬浮物与搪玻璃强烈地磨擦,同时悬浮物自身也产生磨擦,这样就产生大量的静电荷,高的静电荷对搪玻璃产生强烈的穿刺作用,从而导致搪玻璃点蚀,因此搅拌转速不宜太快。

► 析氢腐蚀

搪玻璃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+2HCI=FeC12+H2O)一部分H原子扩散到金属内空穴,结合成H2,这些H:由于搪玻璃的致密性而不能再向外扩散,因此当H2聚积到一定的程度,形成定的动力时,搪玻璃就会发生破裂。

因此清洗结垢采用酸洗时,必须加缓冲剂,如果搪玻璃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,使搪玻璃层与基体间、搪玻璃层内部形成大量气泡,导致搪玻璃结合强度降低。搪玻璃层遇冷热急变,极易爆瓷。所以搪玻璃釜选用含碳、硫低的钢材做胚体能防止爆瓷。

► 搪烧质量欠佳

有些搪玻璃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,影响搪玻璃釜使用寿命,因此严格按制造规程制造才能保证搪玻璃釜的质量。

检修方案

► 搪烧 

常用损坏面积较大时,在有搪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,以使瓷釉搪烧上去。

► 耐蚀金属修补

对于针孔那样细微缺陷的修补,使用黄金、钽等贵金属,做成钉子嵌入加以修补;利用耐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、钛、锡等耐蚀金属和聚四氟乙烯垫片;利用耐蚀金属片覆盖于搪瓷的损坏面上,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。

比如用钛修补的两种方法电弧气热喷涂法,用两根相互绝缘的钛金属丝,分别接电源的两端。电源电压为25-28V,电流为360-350A。

两根钛金属丝放置成锐角,接通电源,钛金属丝间产生电弧,这时钛发生熔融,借助于含5%-8%氧气的压缩空气,把熔化的钛吹向待修补部位。喷涂的距离为150-250mm。

由于压缩空气中含有氧气,结果在被修补面上形成了Ti及TiO2的固态混合物。形成后的修补面用四糠基硅烷在200-280℃下热处理0.3h便完成了修补。

修补后的表面有较好的抗热腐蚀性。这种修补方法把熔融的金属喷到待修补处,由于熔化的金属温度在1800 ℃左右,容易引起修补处基体过热,进而引发修补处周围搪瓷的爆瓷,所以操作时要小心,修补面积不宜大。

► 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。

也有用陶瓷涂层法进行修补,利用喷热喷涂含3%TiO2的Al2O3 陶瓷粉末,在破损处形成陶瓷层以达到修补的目的。喷涂工艺流程为:预热→粗化处理→喷涂过渡层→喷陶瓷层→喷刷封孔剂→烘干。

此方法具有周期短、成本低、而且具有抗高温耐腐蚀的性能。搪瓷反应釜的玻璃衬里,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。

► 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。相对传统方法来说,应用高分子材料修复既无补焊热应力影响,修复厚度也不受限制,同时产品所具有的金属材料不具备的退让性,可吸收设备的冲击震动,避免再次磨损。在国内针对搪瓷反应釜故障的维修中,也逐步取代传统的办法。

高分子复合材料修复内壁局部破损

► 修复技术

工业用搪玻璃设备主要以反应罐和储罐等为主。现在,搪玻璃产品的结构有了一些变化,出现了搪玻璃列管式换热器,搪玻璃薄膜蒸发器和过滤器等。由于搪玻璃设备长期处于高温、高压、腐蚀性介质中,以及在操作过程中受急冷、急热的影响,搪玻璃釜容易发生爆瓷现象。

爆瓷后的部位露出金属基体,由于腐蚀性介质的作用,金属基体受到腐蚀,在许多大型化工企业中生产都是连续性进行的,而且应用大型反应釜,某一个反应釜出现爆瓷现象,即使面积非常小,都有可能影响整个工厂的产品质量及正常生产,所以搪玻璃设备的修补问题是大家普遍关注的。

如果能找到一种操作简单、经济可靠的修补方法,这对企业来说具有良好的经济效益。爆瓷主要可分为两种形式,一种是由氢引起的所谓鳞爆现象,另一种则是由力学原因引起的应力爆瓷。这两种爆瓷现象可能同时发生,也可能单独发生。

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。

► 搪瓷修补剂

搪玻璃釜大面积搪瓷损坏,需将设备送制造厂重新搪瓷,费用约是新购置的1/4。损坏面积不大的可在现场进行局部修补。

现场修补剂有环氧树脂、聚四氟乙烯树脂、高性能搪瓷修补剂等,而目前常用的有高分子复合材料搪瓷修补剂。

高分子复合材料搪瓷现场修补剂是由高分子聚合物、合金钢粉末或耐磨陶瓷粉末为基材并配以固化剂的双组份复合材料。

与普通树脂型的修补剂相比,高分子复合材料依靠自身更为细密的高分子结构,使得材料自身具有更强的粘接力和优异的耐腐蚀、抗腐蚀性能,高分子甚至能够渗透到金属里面,形成更为紧密的高分子复合材料保护层。高分子复合材料搪瓷现场修补剂具有较高的化学稳定性和良好的物理机械性能。

利用高分子复合材料修补化工搪玻璃设备,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。

► 修复工艺

表面清洗→除锈→无水酒精清洗→涂底层修补剂→涂面层修补剂→固化→使用。

日常维护

因为经常要处理一些具有腐蚀性的物料,所以搪玻璃釜若是操作不当很容易就会出现问题,只有做好搪玻璃釜的周期性检查和日常维护才能及时发现这些问题,避免生产事故的发生。

第一点,健全的周期性检查和日常维护制度是必须建立的,不仅搪玻璃釜,所有生产加工机械设备都应该有一个详细缜密且及时有效地维护计划。

第二点,最容易受到损坏却又最难发现的自然是搪玻璃釜的衬里,传动部件、密封情况、搅拌器等部件都需要仔细检查,因为任何一个部件发生故障就会马上影响到这个搪瓷反应釜系统的运行。

第三点,搪玻璃层的杂物及时清理,在清理过程中,切忌使用坚硬、尖锐的金属棍棒,应当选择木棒、完整的竹棒、塑料棒等柔韧性较好的辅助工具来进行杂物清理。

第四点,彻底检查搅拌器。搅拌器是扶着搅动物料的动力机构,因为长时间旋转会造成一定的离心力,因此搅拌器上的螺丝和其他连接性装置一定要检查是否结合紧密,若是出现松脱现象应及时处理并且试运行,确保搅拌器安全可靠。(来源:网络)

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