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搪玻璃设备大面积爆瓷原因及应对

发布时间:2011-6-26 7:22:03
搪玻璃设备是化工企业的通用设备之一。由于设备本身的制造质量、人为因素或其它原因经常发生爆瓷损坏,面积较小的爆瓷损坏还有现场局部修复的可能,较大面积的爆瓷损坏现场修复的概率很小,只能拆回搪玻璃设备到制造厂进行复搪。企业发生此情况,如果有备件,立即更换,则损失较小,若没有备件,临时采购则停产时间较长,损失就大。更换一台设备从停产到复原少则2—3天,多则8—10天,更多的企业需要拆墙、揭房顶、割管道、移设备(开通道),制药企业的洁净车间工作量更大,由此可见搪玻璃设备大面积爆瓷损坏给企业造成的损失是不可估量的。现就搪玻璃设备大面积爆瓷原因及应对措施论述如下:
一、 超压造成大面积爆瓷
1.夹套内蒸汽超压造成大面积爆瓷
化工企业使用电厂输出的蒸汽为生产供热时,电厂输出的蒸汽需减压才能使用,减压阀一旦失效或者缓动蒸汽储罐安全阀失灵,电厂输出的高压蒸汽直接输入到反应釜夹套,造成夹套超压,釜壁因外压失稳凸起造成大面积爆瓷。解决的方法是在已有减压装置的基础上再加装一个减压阀,由一级减压改为二级减压,做到双保险。另外,应当经常检查减压阀工作状况,发现问题要立即更换,有的要检查蒸汽安全阀是否处于精确工作状态,特别是弹簧安全阀,使其保持在清洁环境下工作。
2.冬季夹套中的水结冰造成大面积爆瓷
冬天北方地区企业停产时,夹套中的水没有放净,容易结冰,水结冰时,有液态变成固态发生相变,相变会产生体积膨胀的物理现象,使夹套及釜璧承受巨大压力,造成外压失稳釜壁凸起导致大面积爆瓷。南方大部分地区厂房比较简陋,没有保温设施,遇有强冷空气袭击大幅降温时,管道很容易结冰堵塞,进而使夹套中的水结冰导致设备爆瓷。为避免此类问题发生,北方地区除了加强车间及设备的保温外,还应在停产前把循环系统的水彻底放净。南方地区要注意设备、管道的保温,要经常进行检查,防止管道堵塞。同时注意天气变化,在大幅降温前暂停生产,把设备、夹套、管道中的水彻底放净,防止事故的发生。
3.导热油含水造成大面积爆瓷
使用导热油加热时,导热油要严格脱水才能使用,当含水导热油温度超过100℃时,水分开始汽化,当导热介质冷却时,蒸汽液化成水,如此反复汽化、液化交替变换,即汽化—升压—冲击釜壁—液化—减压—再汽化……,压力不断变化,高压像锤击一样反复作用到釜壁,当压力达到一定值时造成釜壁变形。当油温达230℃时,饱和蒸汽压力可达到2.8MPa,远远超过釜壁的耐压极限,必然导致设备内壁的大面积爆瓷。解决的方法:一是导热油应严格脱水后方可使用;二是将夹套排气孔加管延伸进行排空。一般采用导热油的夹套外壳强度设计是按常压计算,由于压力对油传热没有意义,如果夹套中导热油加热时体积发生膨胀,一般膨胀率能达到30%,如果油没有自由流出的设施时,此压力会无限增大,造成釜体失稳变形同时夹套外壳撕开,有安全隐患。
4.物料剧烈反应造成大面积爆瓷
个别放热的化学反应,当反应温度超过规定温度时,物料剧烈反应产生大量气体使釜内气压剧增,从而使搪玻璃设备内壁变形,造成大面积爆瓷。解决方法:一是在操作过程中注意控制物料反应温度的变化,防止温度超高引起剧烈反应;二是加装泄压装置,当釜内压力增高时自动进行减压。另一种情况是两种物料接触瞬间产生大量反应热,当物料靠近釜璧处放热造成温差急变,引起多处点状掉瓷。
5.釜壁减薄造成大面积爆瓷
个别搪玻璃设备制造厂为了降低成本减薄釜壁的厚度,造成高温烧制的设备圆度变形超标,设备耐压能力下降。还有使用年限较长的设备由于夹套内水、氧气等介质腐蚀釜壁造成壁厚减薄,设备耐压能力随之降低,在夹套或容器内输入正常工作压力的蒸汽都可能导致釜壁变形出现大面积爆瓷。因此,用户在订购设备时一定要强调设备的壁厚,接收设备时检验设备的椭圆度,在生产中定期对使用年限较长的设备釜壁进行检测,防止因釜壁变薄造成大面积爆瓷。
二、氢鼓泡造成大面积爆瓷
氢鼓泡是氢腐蚀的一种类型。酸和铁反应,产生的氢原子除一部分结合成氢分子扩散到空气中外,还有一部分氢原子渗透到金属内部结合为氢分子积滞在钢内空穴,因氢分子不能扩散,将积累形成巨大内压,而氢在一定温度条件下不会排出,在钢表面鼓泡,甚至使瓷层破裂。由于釜壁穿孔,酸液进入夹套和循环系统或夹套酸性除垢,夹套内酸性介质腐蚀釜壁造成釜壁氢鼓泡使釜壁大面积爆瓷,再有,搅拌浆穿孔酸液进入搅拌内腔、釜盖因密封不严,酸性介质外漏也能造成氢鼓泡,引起由边沿向局部爆瓷。解决方案有:一是加强设备检验,对搪玻璃设备爆瓷做到早发现早预防,尽可能避免穿孔的发生,发现釜壁穿孔酸液进入夹套要立刻关停循环系统并放料,用碱性溶液清洗穿孔设备夹套和整个循环系统;二是夹套除垢时应采用中性除垢,杜绝使用酸性除垢;三是从“跑”、“冒”、“滴”、“漏”抓起,杜绝酸液流淌、滴撒到釜盖外壁,发现釜盖有酸液要及时清洗。
三、公差变形超标造成大面积爆瓷
搪玻璃设备内圆最大直径最小直径差(圆度公差)应小于设计直径的1%DN,一旦大于1% DN,设备的原设计参数都要改变。搪玻璃设备搪烧过程中,由于高温使钢材刚度大大下降,釜壁过薄、搪烧温度过高、多次复搪、搪烧变形控制不好、变形校正技术差等原因会造成搪玻璃设备椭圆度增大。椭圆度达标时设备耐压可达到设计要求,而椭圆度超标越大,设备耐压能力越低。椭圆度超标的设备遇有设计要求内较大的压力变化就能引发爆瓷,爆瓷面积随椭圆度的增大而加大。另外,设备的耐压能力、产品与受力、温度和容器厚度有关,采购人员应在设备出厂前对设备进行严格检验,各个部位的公差变形要认真测量,发现尺寸超差要停止购买,防止公差变形超标的设备进入厂区,进而杜绝因公差变形超标造成的大面积爆瓷事故。
四、搪烧温度控制不好造成大面积爆瓷
目前,最先进的搪烧炉是可控温电炉,可控温电炉由若干发热元件组成,各个发热区的温度由微电脑控制,各区之间的温差很小,用这种搪烧炉烧制的设备不会出现“烧过”、“烧生”现象。而国内很多搪玻璃设备制造企业生产设备落后,大多没有可控温电炉,个别企业还在使用煤炉。为了节约成本,使用高熔点低价位的瓷釉,搪烧工艺采用“高温快烧”,没有采用先进的“低温长烧”、“搪烧后缓冷”等新工艺,致使搪玻璃设备搪烧温度控制不好,要么温度高底釉烧沸出现大量气孔,要么温度低底釉与钢板、瓷釉层之间未融合,还有的企业为了赶任务降成本几乎没有保温过程,烧制的设备残存应力大、瓷层密着强度低、瓷层间应力大,遇有震动、碰撞,小的爆瓷可引发大面积爆瓷,由此产生的爆瓷在修理打磨时瓷面会不停地爆裂,裂纹延伸是玻璃的物理特性,修复挽救的可能性几乎为零。为避免此类现象,应当在采购设备前对搪玻璃设备制造企业进行考察,考察搪玻璃设备制造企业的选材是否符合标准,生产技术、设备工装、工艺措施是否先进,慎重确定搪玻璃设备制造企业,必要时还应监督设备制造的关键环节,设备烧成后应存放两周,度过冷却期,设备出厂前还要对设备进行严格检测,切实严把设备采购关。
搪玻璃设备在常压下,蒸馏水100℃、软水135℃以上对搪玻璃设备瓷层腐蚀严重,腐蚀损坏表现为玻璃表面失色、失光、瓷层毛躁,显微看瓷层表面小碎片爆瓷,当冷凝水沿壁流下,在液位线上方玻璃上,出现不规则的竖道。水对瓷层的腐蚀除去流淌的蒸馏水水流有竖道外其它是均匀的,如果瓷层没有气泡是不会短时间造成搪玻璃设备瓷层失效的,但当瓷层存在贯穿气泡时,气泡表面瓷层一旦被腐蚀,气泡处的瓷层就会失效,导致该处被腐蚀穿孔。水腐蚀瓷层的机理是,水在100℃以上电离加剧,100℃时比常温下电离度增大约55倍,温度越高电离增大倍数越高,水中的氢离子与瓷层中的钠离子置换,瓷层的硅-氧-钠交链变为硅-氧-氢,置换出来的钠离子与蒸馏水中的氢氧根离子组成氢氧化钠,致使附着在瓷层表面的水呈碱性,进而腐蚀瓷层。同样温度时水中的氢离子浓度是相同的,由于软水中其它离子起作用的原因,与蒸馏水相比对瓷面的腐蚀亦不同。解决方案是,避免用纯水蒸煮设备和试车,如必须用纯水时,往水中加些酸,加热封头部位达100℃以上避免蒸馏水形成。
 
总结
搪玻璃设备的大面积爆瓷给企业带来的后果是停产、设备报废,由此引发的直接和间接损失巨大。尽管产生爆瓷原因的很多,但从各个环节的管理入手,加强控制,大面积爆瓷的现象就能杜绝或大大减少。
版权所有:石家庄振化搪瓷修理有限公司 2010
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