关于搪玻璃反应釜爆瓷及修护知识

时间：2021-01-18

搪玻璃反应釜中瓷爆的原因有哪些

反应釜爆瓷案例：

某化工厂由于工艺要求，整个生产线需要大量搪玻璃反应釜、搪玻璃管道等搪玻璃设备。然而正常使用的一台2000L电加热搪玻璃反应釜，夹套介质为导热油温度在250度左右，反应釜釜内反应介质是浓度为75%的硫酸，工艺要求反应温度达到180摄氏度左右，较近以来反应釜频繁发生大面积爆瓷现象!经搪玻璃设备技术人员到其现场勘查发现：其两批料之间的投料间隔时间比较短，**批料放空后搪瓷反应釜釜内温度仍较高，而紧接着投入的浓度为75%的硫酸温度约为70度左右。据此分析此反应釜爆瓷现象应该是因为冷热冲击导致爆瓷。

爆瓷分析及建议处理方法：

案例中反应釜夹套导热油的温度是250度，放料后反应釜釜体的温度应该**反应温度180度，而目前搪瓷反应釜耐冷热冲击的极限是110摄氏度，虽然再次加入的硫酸物料预热到70度，但物料和釜体的温差估计大于110度，由此导致暴瓷。建议两次物料投料间隔时间扩大，并将硫酸提高预热温度，爆瓷情况就可以避免。

搪玻璃反应釜在日常应用中会出现瓷爆，出现瓷爆后，会影响整个反应釜的正常工作，从而影响生产，造成直接经济损失。

瓷爆就是搪玻璃反应釜里面较主要的搪玻璃出现爆瓷现象，导致整个搪玻璃不完整，从而在进行反应的时候会导致反应釜的主题被腐蚀。

瓷爆的主要原因是两个方面，一个是在操作过程中，受热不均匀，短时间内温度变化大，导致搪玻璃剧烈热胀冷缩，发生爆瓷现象。这种爆瓷是认为可以控制的，而且也是可以避免的。

*二个就是在烧制过程中有瑕疵，产生鳞爆。其主要原因是金属坯体的质量、瓷釉的成分以及均匀度、还有搪烧工艺中的酸洗时间、搪烧时间、搪烧温度等诸多因素，其主要元凶是氢元素。

当金属进行搪瓷的时候，烧成之后的金属坯体处于奥氏体状态，这种状态很容易就溶解氢，也就是说在烧成状态的时候，就已经有很多氢被坯体吸收。在冷却的过程中，澳式体逐步向另一种状态、-铁素体转变，这个阶段金属对氢的熔接能力大大减弱，原来溶解的那些氢逐渐释放析出，因为有搪玻璃的阻隔，这些氢就只能聚集在搪玻璃层和金属坯体之间的凹陷处，随着坯体相变的转化，氢气析出也就越来越多，那么氢气越多对坯体和搪瓷层产生的压力就越来越大，当这些氢气产生的压力足够大**过了搪玻璃层的物理强度时，一些非常轻微的物理冲击就会引发内部氢气的压力反弹，那么直接表现出来就是瓷爆。

搪玻璃反应釜发生爆炸事故的主要原因

一、违章作业

违章作业的主要表现如下：

1、未对设备进行置换或置换不彻底就试车或打开人孔进行焊接检修，空气进入塔内形成爆炸性混合物而爆炸。由此发生爆炸事故的次数较多，在小氮肥生产中尤为严重。

2、用可燃性气体(如合成系统的精炼气、碳化系统的变换气)补压、试压、试漏。

3、未作动火分析、动火处理(如未加盲板将检修设备与生产系统进行隔离，或盲板质量差，或采用石棉板作盲板)，未办理动火证就动火作业。

4、带压紧固设备的阀门和法兰的螺栓。

5、盲目追求产量，**压、**负荷运行。

6、擅自放低储槽液位，使水封不起作用或因岗位间没有很好配合，造成压缩机、泵抽负，使空气进人设备形成爆炸性混合物。

7、设备运行中离岗，没有及时发现设备内工艺参数的变化，致使系统过氧爆炸。

二、操作失误

操作失误的主要类型如下：

1、设备置换清扫时，置换顺序错误。

2、操作中错开阀门，或开关阀门不及时，或开关阀门顺序错误，致使设备憋压或气体倒流**压，引起物理爆炸。

3、投料过快或加料不均匀引起温度剧增，或使设备内母液凝固。

4、未及时排放冷凝水或操作不当，使设备操作带水**压。

5、由操作原因引起的压缩机、泵抽负，使空气进入设备，形成爆炸性混合物。

6、过早地停泵停水，造成设备局部过热、烧熔、穿孔。

7、投错物料，使其在回收工序中受热分解爆炸。

8、错开油罐出口阀，导致冒**外溢，遇明*炸。

三、维护不周

维护不周的主要表现如下：

1、设备运行中，因仪表接管漏气、阀门密封不严等引起可燃性气体泄漏。

2、未及时清理沉积物(如黄磷、砖泥、积炭)，使管道堵塞，造成设备真空度上升，空气通过水封进入煤气管道，设备内形成爆炸性混合物，或高温下引起积炭自燃爆炸。

3、仪表装置失灵。损坏，如氢气自动放空装置损坏，空气进入;开车时造气炉煤气下行阀失灵，致使氧含量提高，甚**达4.2%;缩合罐的真空管道上的止回阀失灵，部分水进入罐内引起激烈化学反应而爆炸，铜液液位计破裂而引爆。

4、不凝性气体没有排出或排尽，导致**压爆炸。

5、用环氧树脂作防腐剂，涂在设备上引起着火。

6、设备长期储存，温度过高引起自聚反应，或充装可燃性液化气体过满，高温下储存和运输中气体受热膨胀，压力剧升而导致爆炸。

7、油蒸气排放源向大气中排放的油蒸气积累以及失控，残留品的挥发，使油罐区周围形成易燃易爆体系，在油罐作业搅动时，使沉积的油气挥发，遇焊渣时燃着火。

8、存在点火源，主要指焊火、机动车尾气火花、静电消除装置失灵发生静电放电、雷击起火和其它点火源，如铁器相互碰撞、钉子鞋与路面摩擦产生的火星等。

四、制造缺陷

设备制造缺陷主要有以下几种：

1、自制或自制改装的设备，材质不符合要求，没按有关规定和技术要求进行加工。

2、焊接质量大差，如设备焊接处有明显的与母材未熔合、连续点状夹渣、气孔或细小裂纹等现象，或外壁采用单面焊、未开坡口、焊肉厚薄不均、焊缝内夹垫圆钢等金属。

3、设备没严格按图纸加工，给设备事故留有隐患。如水解釜联苯加热水套因回流管头加工错误，管头下部积水无法排除，致使受热沸腾而引起水解釜突然爆炸。

4、选用旧设备或代用设备，因材料性能不明或自身的缺陷，如设备陈旧，阀门、封头长期打不开，止逆阀安装位置错误，不能阻止流体倒流等，或常压设备加压使用而发生爆炸。

五、设计缺陷

设计主要有如五几种类型：

1、工艺不成熟，如未经物料、热量的衡算，盲目将小试数据用于大生产装置，致使设备强度不够，发生爆炸。

2、违反压力容器的有关规定，错误地将方形容器焊在夹套上，而且安装位置偏高，在高温高压下因强度不够而爆炸。

3、设备按常压设计，操作时其压力**过设计压力，因强度不够而爆炸。

六、化学腐蚀

腐蚀现象表现如下：

1、电化学腐蚀、氢腐蚀严重，使设备局部壁厚减薄或变脆。

2、塔壁腐蚀严重，局部穿孔。

3、由腐蚀造成设备及零部件断裂，如合成塔中心管断，高压氧腐蚀使合成塔出现裂纹而爆炸。

4、因设备腐蚀而泄漏。

搪玻璃反应釜的特殊修补方法

搪玻璃反应釜的平常修补方法有：瓷釉搪烧法、耐蚀金属修补法、耐蚀金属涂料混合修补法等，这里介绍特殊修补办法——非金属修补法。

合成树脂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，工艺简单、费用低、修理时间短、耐腐耐磨。

一般合成树脂材料与搪瓷表面粘结力较小，如酚醛树脂，常温条件下固化粘结力为1. 7MPa，而搪瓷反应釜在100℃时产生的温差应力就达1. 5MPa。因此用粘结剂修补搪瓷反应釜就需要解决两个问题，即提高自身粘结强度和减少温差应力。

1、提高自身粘结强度

首先要提高胶粘剂的物理机械性能，修补搪玻璃反应釜时常用环氧酚醛混合胶泥，主要考虑酚醛树脂可作为环氧树脂的活性增韧剂，又可提高胶泥的耐温耐腐性能。在混合胶泥中加入17%~20%的丁睛胶或丁基胶，提高胶泥的柔韧性能。为降低胶泥的粘度，考虑到稀释剂的挥发，采用690或501活性稀释剂代替丙酮，并加人5%~8%的氧化铝粉，提高了树脂的粘结强度。

2、减少温差应力

高温下树脂进一步固化产生收缩力，粘结强度明显降低，采用预应力施工，来减少温差应力，取得了良好效果，修补寿命提高4个月以上。所谓预应力施工是将设备预热后再粘结的方法。

这样当设备降到常温时，由于壳体和粘结剂的收缩系数不同，产生了一定的应力—预应力。当搪玻璃设备在使用中温度发生变化时，首先抵消了这部分应力，随着温度的继续升高，产生的新应力相对就小，从而减少了温差应力的影响。

对小面积搪瓷损坏大部分可采用胶粘修补，损坏处一般应清洗除锈，去油去灰。如破损处露出金属时，可采用碱性固化的环氧树脂作隔离层，然后将设备升温至40~60℃，按选定的胶粘剂品种所规定的配方配制耐蚀胶泥，薄薄的涂在搪瓷损坏处，保温干燥，再涂，再干燥，直至所需厚度。最后逐渐将所修反应釜升温至其工作温度以上20℃，保温24h即可。这种方法修理成本低，在化工行业有很大应用价值。

词条
词条说明
延长搪瓷反应釜的寿命之内部损伤
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