结构分类

应用范围(技术规范)

搪瓷反应釜损坏原因分析(搪瓷修补剂)

常见故障及检修方案

修复技术(修复示意图：)

工作温度对使用影响(搪瓷反应釜结构分类)

搪瓷反应釜执行标准

结构分类

基本信息

搪瓷反应釜是将含高二氧化硅的玻璃，衬在钢制容器的内表面，经高温灼烧而牢固地密着于金属表面上成为复合材料制品。所以，它具有玻璃的稳定性和金属强度的双重优点，是一种优良的耐腐蚀设备。已广泛地应用于化工、石油、医药、农药、食品等工业。为了保证搪玻璃设备正常使用，现将其主要性能和安装、使用注意事项说明如下：

应用范围

搪玻璃反应釜广泛地应用于化工、石油、医药、农药、食品等工业。为了保证搪玻璃设备正常使用，现将其主要性能和安装、使用注意事项说明如下：

技术规范

1、使用压力：0.2---0.4Mpa

2、耐酸性： 对各种有机酸、无机酸、有机溶剂均有较好的抗蚀性。如将我厂生产的搪玻璃试样置于20%HCI溶液中煮沸48h，腐蚀速率为0.9lg/m2.d（优等品指标为1.0g/m2.d）。

3、耐碱性： 搪玻璃对碱性溶液抗蚀性较酸溶液差。但将我厂搪玻璃试样置于1N氢氧化钠溶液腐蚀，试验温度80℃时间48h。腐蚀速率为6.76g/m2.d（优等品指标为7.0g/m2.d）。

4、操作温度：搪玻璃设备加热和冷却时，应缓慢进行。我厂制造的搪玻璃设备使用温度为0－200℃，耐温急变性≥200℃。

5、瓷层厚度：玻璃设备的瓷层厚度0.8-2.0mm，搪玻璃设备附件的瓷层厚度0.6-1.8mm。

6、耐压电：搪玻璃具有良好的绝缘性，当搪玻璃在规定厚度内用20KV高频电火花检查瓷层时，高频电火花不能击穿瓷层。

7、耐冲击性：玻璃层的内应力越小，弹性越好，硬度越大，抗弯抗压强度越高，则耐冲击就越好。我厂之玻璃层在规定厚度内，用直径30mm，重量112g钢球冲击时，其冲击功为282×10-3J（优等品指标为260×10-3J）。

搪瓷反应釜损坏原因分析

搪瓷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，因此搪瓷釜的破损原因也多样，一般有以下几种原因：

（一）机械损坏

搪瓷抗冲击力非常差，任何金属、硬物对其进行撞击均会导致搪瓷破损。因此搪瓷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。

（二）热应力损坏

搪瓷釜经900℃高温焙烧，冷却后搪瓷与钢板粘结在一起。由于搪瓷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，搪瓷受到钢板的约束产生压应力。搪瓷釜制成后，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，因此搪瓷釜的工作温度对搪瓷釜的使用影响很大。如果因温度变化大而使搪瓷产生的应力超过其使用应力，搪瓷将被破坏。因此搪瓷釜搪瓷层遇冷、热急变，极易爆瓷。因此搪瓷釜有耐温限制：温度200℃，耐温急变：冷冲击<110℃，热冲击<120℃。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。因此搪瓷釜在使用中升、降温要缓慢、均匀，分级冷却。

（三）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，这些应力在搪瓷前应彻底消除，如消除不彻底会导致搪瓷爆瓷。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。

（四）静电穿刺

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

（五）析氢腐蚀

搪瓷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}b，这些H：由于搪瓷的致密性而不能再向外扩散，因此当Hz聚积到一定的程度，形成定的动力时，搪瓷就会发生破裂。

因此清洗结垢采用酸洗时，必须加缓冲剂，如果搪瓷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，比如福世泰克清洗剂等就可以实现极低腐蚀下的水垢清洗。

（六）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，使搪瓷层与基体间、搪瓷层内部形成大量气泡，导致搪瓷结合强度降低。搪瓷层遇冷热急变，极易爆瓷。所以搪瓷釜选用含碳、硫低的钢材做胚体能防止爆瓷。

（七）搪烧质量欠佳

有些搪瓷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，影响搪瓷釜使用寿命。因此严格按制造规程制造才能保证搪瓷釜的质量。

搪瓷修补剂

搪瓷釜大面积搪瓷损坏，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。采用现场快速修复，不用拆设备，只需打开人孔即可修复，修复后24小时即可投入使用。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。

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。

常见故障及检修方案

搪瓷反应釜在运行过程中受振动冲击及其他复合力作用影响，金属部件会产生“硬对硬”关系。随着时间延长，部分冲击变形成为永久变形，恢复应力下降，形成间隙，最终造成硬度相对较低的部件出现磨损。最常见的如：传动部位（轴承室）磨损、表面局部破损、反应釜进料口磨损、反应釜下料口磨损、反应釜内壁局部破损、反应釜入孔破损、连接部件的破损等。当代针对上述故障最新维修方法多应用高分子复合材料，其具有超强的粘着力，优异的抗压强度等综合性能，可免拆卸，免机加工。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。

修复技术

搪瓷设备具有耐酸、耐碱、耐冲击和耐温变等优良性能，在化工、医药、轻工等行业搪瓷设备得到了广泛的应用。多年来，工业用搪瓷设备主要以反应罐和储罐等为主。近十年来，随着搪瓷工业的发展，搪瓷产品的结构有了一些变化，出现了搪瓷列管式换热器，搪瓷薄膜蒸发器和过滤器等。由于搪瓷设备长期处于高温、高压、腐蚀性介质中，以及在操作过程中受急冷、急热的影响，搪瓷反应釜搪瓷设备易发生爆瓷现象。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，所以对粉碎设备等搪瓷设备的修补问题引起了大家的广泛关注。

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。据国外测定，鳞爆时，由金属基材中析出的气态氢的压力可高达11MPa。搪瓷设备金属基体在烧成时，钢材处于奥式体状态，对氢有极大的溶解度，它可吸收在烧成过程中产生的大量氢。钢材在冷却过程中会产生奥式体向铁素体的相变，金属基体溶解氢的能力大幅度下降，从钢材中析出的氢聚集在钢坯与搪瓷层交界处和钢材内部的缺陷部位上，随着时间的延长，氢的浓度越来越高，压力越来越大，当压力超过瓷层的机械强度时，瓷层就会产生鳞爆，从鳞爆过程的分析可知，搪瓷用钢板的组织状态是决定爆瓷是否发生的内因，外界因素只起促进内因发生变化的作用，这些组织有宏观组织，如气泡、缩孔、裂纹等，有显微组织，如晶粒度，渗碳体的形状、大小、分布等。搪瓷设备的腐蚀破坏，大部分是由于在焊缝表面上瓷釉层有不同程度的鳞爆脱瓷引起的，因为焊缝金属的金相组织为铁素体和珠光体。

焊接处有气泡、缩孔、裂纹等缺陷，对氢有强烈的吸收作用。所以应尽量避免对坯体进行热加工。另外，要防止鳞爆的产生，还必须减少氢的来源，或者给氢提供一个聚集的空间。在高温800～900 ℃搪烧时，瓷釉内的水与金属Fe 发生下列反应:Fe + H2O →FeO + 2H这对钢坯的含氢量影响很大，这是钢板析氢最为严重的因素，因此，在产品烧成时，一定要尽可能地减少瓷釉中水分的含量和钢坯表面吸附的水分，以及烧成环境中的水分，从而减少氢的产生。应力爆瓷主要是由于瓷层和金属坯体的热膨胀系数存在巨大的差异而引起的。在大多数情况下，金属坯体的热膨胀系数大于瓷层的热膨胀系数，这就意味着在常温下瓷层总是存在着残余的应力。残余应力受热膨胀系数差、温度、釉层厚度、基材厚度等因素的影响。搪玻璃设备热残余应力进行了理论计算。瓷层的压应力足够大时，瓷层将会出现剥落。

所以在设计瓷釉时，应使瓷釉的热膨胀系数尽量接近基体的热膨胀系数，同时提高基体与瓷层间的密着力，搪瓷的密着性与瓷釉润湿金属的能力直接有关。瓷釉熔体及釉浆对金属的润湿性愈强，愈有利于喷涂和烧成时界面的相互吸引，加速化学反应形成化学键，增强密着。另外瓷层通常是不均匀的，普遍含有夹杂物，这是涂搪过程的特征，由于釉浆由熔块磨加物和搪加物等混合而成，而且最终烧成受时间的限制，这就阻碍玻璃体的完全均化。一般地说，这些外加粒子和气泡是产生应力的原因，也是瓷层裂纹的先驱，即使搪瓷的强度降低，又会导致各种缺陷。

搪瓷（搪玻璃反应釜）表面硬而脆，机械强度很低，表面硬度比较大，受到冲击力的作用即行破碎。设备在运输、安装的过程中，常常导致搪瓷表面出现脱瓷现象，造成罐体腐蚀而无法使用。

修复示意图：

工作温度对使用影响

搪瓷反应釜经900℃高温焙烧，冷却后搪瓷与钢板粘结在一起。由于搪瓷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，搪瓷受到钢板的约束产生压应力。搪瓷釜制成后，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，因此搪瓷釜的工作温度对搪瓷釜的使用影响很大。如果因温度变化大而使搪瓷产生的应力超过其使用应力，搪瓷将被破坏。

因此搪瓷釜搪瓷层遇冷、热急变，极易爆瓷。因此搪瓷釜有耐温限制温度200℃，耐温急变冷冲击<1IO~C，热冲击<120℃。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。因此搪瓷釜在使用中升、降温要缓慢、均匀，分级冷却。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，由于其温度在1800 ℃左右，引起修补处基体过热，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。陶瓷涂层法利用喷热喷涂含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。

因此，搪瓷反应釜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。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。

搪瓷反应釜结构分类

搪瓷反应釜，分开式和闭式两种结构，开式为体盖分离，中间用垫子和卡子连接起来，一般是容积在5000L一下；闭式为体盖一体，一般容积在5000L以上。这两种结构各有优势，开式拆卸比较方便，如果罐盖上的管口出现问题，则易于拆下单独修理，而闭式则密封性能要好。一般来说，开式结构还有平焊对接式法兰连接和平盖式两种。

搪瓷反应釜执行标准

搪瓷反应釜现在执行的标准为：(1) GB25025-2010《搪玻璃设备技术条件》;(2) 搪瓷开式反应釜为GB/T25027-2010《搪玻璃开式搅拌容器》;(3) 搪瓷闭式反应釜为GB/T25026-2010《搪玻璃闭式搅拌容器》；（4）因搪瓷反应釜一般为承压容器，还要符合GB150《钢制压力容器》。