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搪瓷反應(yīng)罐爆瓷機理分析

發(fā)布日期:2022-02-23 09:31:47

搪瓷反應(yīng)罐

      搪瓷反應(yīng)罐儲存的化工原料一般都是腐蝕性的介質(zhì),且在操作中長期處于高溫、高壓、溫度急升或驟降的情況,因此反應(yīng)罐容易出現(xiàn)爆瓷現(xiàn)象。爆瓷嚴重影響了反應(yīng)罐的使用壽命,因此我們需要了解一下爆瓷機理是怎樣的:

    搪瓷反應(yīng)罐爆瓷主要可分為兩種形式,一種是由氫引起的所謂鱗爆現(xiàn)象,另一種則是由力學原因引起的應(yīng)力爆瓷。這兩種爆瓷現(xiàn)象可能同時發(fā)生,也可能單獨發(fā)生。引起鱗爆的因素很多,包括鋼坯的表面及內(nèi)部質(zhì)量,瓷釉的成分及均勻度,以及搪燒工藝,如脫脂硫酸濃度,酸洗時間,搪燒的溫度及時間。此外鱗爆現(xiàn)象受季節(jié)性影響十分強。鱗爆的形成主要是由鋼板中氫的吸收、擴散、聚集和溢出引起的。

  據(jù)國外測定,鱗爆時,由金屬基材中析出的氣態(tài)氫的壓力可高達11MPa。電加熱反應(yīng)罐設(shè)備金屬基體在燒成時,鋼材處于奧式體狀態(tài),對氫有極大的溶解度,它可吸收在燒成過程中產(chǎn)生的大量氫。鋼材在冷卻過程中會產(chǎn)生奧式體向鐵素體的相變,金屬基體溶解氫的能力大幅度下降,從鋼材中析出的氫聚集在鋼坯與電加熱反應(yīng)釜層交界處和鋼材內(nèi)部的缺陷部位上,隨著時間的延長,氫的濃度越來越高,壓力越來越大,當壓力超過瓷層的機械強度時,瓷層就會產(chǎn)生鱗爆,從鱗爆過程的分析可知,電加熱搪瓷反應(yīng)罐用鋼板的組織狀態(tài)是決定爆瓷是否發(fā)生的內(nèi)因,外界因素只起促進內(nèi)因發(fā)生變化的作用,這些組織有宏觀組織,如氣泡、縮孔、裂紋等,有顯微組織,如晶粒度,滲碳體的形狀、大小、分布等。電加熱搪瓷反應(yīng)罐設(shè)備的腐蝕破壞,大部分是由于在焊縫表面上瓷釉層有不同程度的鱗爆脫瓷引起的,因為焊縫金屬的金相組織為鐵素體和珠光體。

    焊接處有氣泡、縮孔、裂紋等缺陷,對氫有強烈的吸收作用。所以應(yīng)盡量避免對坯體進行熱加工。另外,要防止鱗爆的產(chǎn)生,還必須減少氫的來源,或者給氫提供一個聚集的空間。在高溫800~900攝氏度搪瓷時,瓷釉內(nèi)的金屬與水發(fā)生下列反應(yīng):Fe+H2O反應(yīng)生成FeO+2H這對鋼坯的含氫量影響很大,這是鋼板析氫最為嚴重的因素。因此,在產(chǎn)品燒成時,一定要盡可能地減少瓷釉中水分的含量和鋼坯表面吸附的水分,以及燒成環(huán)境中的水分,從而減少氫的產(chǎn)生。

    應(yīng)力爆瓷主要是由于瓷層和金屬坯體的熱膨脹系數(shù)存在巨大的差異而引起的。在大多數(shù)情況下,金屬坯體的熱膨脹系數(shù)大于瓷層的熱膨脹系數(shù),這就意味著在常溫下瓷層總是存在著殘余的應(yīng)力。殘余應(yīng)力受熱膨脹系數(shù)差、溫度、釉層厚度、基材厚度等因素的影響。

    由于搪瓷反應(yīng)罐爆瓷之后的部位會露出金屬基體,即使面積再小,也同樣會影響到反應(yīng)罐的使用,導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量下降。所以一旦出現(xiàn)了爆瓷現(xiàn)象就應(yīng)該進行修補,可用環(huán)氧樹脂內(nèi)加氧化鋁粉或者其他合成樹脂進行修補。


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