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搪瓷反应罐爆瓷机理分析

点击次数:   更新时间:19/09/21 09:39:09     来源:www.levis-lee.com关闭分    享:
  搪瓷反应罐储存的化工原料一般都是腐蚀性的介质,且在操作中长期处于高温、高压、温度急升或骤降的情况,因此反应罐容易出现爆瓷现象。爆瓷严重影响了反应罐的使用寿命,因此我们需要了解一下爆瓷机理是怎样的:
  搪瓷反应罐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。电加热反应罐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电加热反应釜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,电加热搪瓷反应罐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。电加热搪瓷反应罐设备的腐蚀破坏,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摄氏度搪瓷时,瓷釉内的金属与水发生下列反应:Fe+H2O反应生成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。
  由于搪瓷反应罐爆瓷之后的部位会露出金属基体,即使面积再小,也同样会影响到反应罐的使用,导致产品质量下降。所以一旦出现了爆瓷现象就应该进行修补,可用环氧树脂内加氧化铝粉或者其他合成树脂进行修补。
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