搪玻璃设备的使用维护及局部修复的研究

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摘   要:本文介绍了搪玻璃设备的性能、使用注意事项及日常维护，快速修复的步骤、特点及修补材料的选择等作了较详细的阐述。
关键词: 搪玻璃设备   性能   使用  维护及现场快速修复
1、引言
   搪瓷设备是在金属坯体上涂搪以含硅量高的玻璃质釉，经1000℃左右高温煅烧，形成致密耐腐蚀的玻璃质薄层的产品。它兼备金属材料的钢性和无机非金属材料耐腐蚀性的双重优点，适用于多种液态、气态、液气混合态的化学反应，在精细化工、石油化工、制药、塑料、食品等行业得到广泛地应用。
2、化工搪瓷设备的性能
   化工搪瓷设备的性能与瓷釉层的性能有关，由于化工搪瓷设备的瓷釉与钢铁的热膨胀系数不完全相同，所以化工搪瓷设备的许用温度，瓷釉质量与设备结构有密切关系，使用温度在缓慢加热和冷却的条件下为-30—270℃，但与使用条件有关。化工搪瓷设备耐冷冲击（由热突然变冷）的允许温差小于110℃，耐热冲击（由冷突然变热）的允许温度小于120℃，使用时不注意会影响寿命。化工搪瓷设备的使用压力主要取决于钢板的温度，设备的密封性及制造的工艺水平。一般罐内的使用压力不大于0.25Mpa，夹套内压力不大于0.6Mpa，在负压下操作的，一般使用真空度不大于0.093Mpa，但也可以根据需要，设计耐高压的设备，设备最高耐压达5Mpa。
化工搪瓷设备是有优良的耐蚀性能，它能耐有机酸、无机酸、有机溶剂及PH值小于或等于12的碱溶液，但它对强碱、氢氟酸及温度大于180℃，浓度大于30%的磷酸不适用。
3、使用注意事项：
   化工搪瓷设备的机械温度虽然比玻璃、陶瓷要好得多，但搪瓷终究是由玻璃陶瓷体与金属共同形成的复合体，因此仍然存在类似玻璃、陶瓷那样的经不起磕碰、敲打和冲击的弱点。
   对于反应用设备，必须经试运转合格才能投入使用，还应注意以下事项：①使用夹套时，应缓慢升高、升压，先通入0.1Mpa的蒸汽保持10min，再慢慢升至工作压力，夹套内的介质应为中性，不得夹带任何酸液。②使用中应避免设备外壳与酸接触，否则因铁胎被腐蚀而使搪瓷剥落。如有酸液接触应用Na2CO3中和，然后用水冲洗。③出料时，如罐体堵塞，不得用硬器疏通，如发现有搪瓷碎屑，应立即开罐查找原因，采取措施后方可使用。④应经常检查卡子等紧固件有无变形、裂纹等缺陶，缺损应补齐，卡子数量应符合规定。⑤使用过程中，应检查垫圈，如发现损坏应及时更换，否则法兰胚体接触泄漏介质，遭受腐蚀而易损坏。⑥配置机封的反应设备，当工作温度大于70℃或配置填实密封的设备当温度大于100℃时，均应有水冷器并通水冷却，避免密封元件受损。⑦机封腔内的润滑液（密封液）应保持洁净，不夹带固体颗粒。
4、维护
   化工搪瓷设备的瓷釉层，必须很好地维护才能延长设备使用寿命，应注意以下事项：①经常检查如发现裂纹或爆瓷等损坏及时修补好方可使用；②清洗夹套严禁用盐酸夹套内进盐酸会引起罐内壁“鳞爆”，清除瓷面上的粘附物时，不可使用金属敲、铲；③要妥善保管，凡不用或暂时不用的搪瓷器件，要注意保护和存放，防止磕碰和雨淋，注意夹套、温度计套管内不要进水，冬季里水结冰会将瓷层胀裂；④经常检查搪瓷衬里、传动部件。密封情况等是否正常，若发现异常应及时处理，不可延误。
5、现场快速修复方法
   该法是指整个修复过程在现场完成，设备不需拆卸，只需打开人孔即可修复，在30℃以上，修复后24h即可投入使用，整个修复过程为：现场调查，选择修补剂，表面清理覆盖修补剂和养护。
5.1 现场调查
   当发现搪玻璃设备损坏后，首先要采集现场数据，包括：（1）介质的成份、浓度等；（2）环境温度、压力等；（3）设备损坏的部位、面积及深度等。
根据上述数据，选择修补剂材料。
5.2 选择修补剂
   所选用的修补剂材料必须满足下列性能：（1）耐湿性能，能抵抗所修复设备中介质的侵蚀、溶解、溶胀等破坏；（2）耐温性能，能抵抗环境温度的破坏；（3）粘附性能，与钢铁、搪玻璃表面有良好的附着力；（4）固化收缩率，材料在固化时的体积收缩率愈低愈好，一般应小于4%，（5）线膨胀系数，与设备材料有相近的线膨胀系数；（6）硬度，对某些需要耐磨的设备，应选用高硬度材料以提高抗磨损的能力；（7）电性能，所选材料必须是非导体材料，避免因与金属坯胎存在电位差而发生电偶腐蚀；（8）固化性能，所选材料的固化时间短，固化温度低，则材料易固化，可缩短修复时间。
   抗强氧化性、强有机溶剂及高温是搪玻璃设备修复工作中最难解决的三大难题。它们或单因素、或多因素联合作用对修补面造成破坏。通过采用的以高分子材料为粘结剂（加以各种填充料）的修补剂及修复方法无法满足这样的工况要求，而这些工况条件大约占到搪玻璃设备的半数。为此，我公司结合国内外实践经验，研制出了抗强氧化性、强有机溶剂及抗高温三种修补剂，基本上满足了多种工况现场修复的要求。
5.3 修复工艺的研究
5.3.1修复工艺流程

                               
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5.3.2露铁部位的处理
   要求彻底清除剥瓷处铁表面的锈层、化学污染物及油脂，清理后的表面应有一定的粗糙度，达一级除锈标准。常规的砂轮除锈、化学除锈难以达到以上标准，采用气动除锈方法可完全满足上述要求。
5.3.3搪玻璃表面处理
   搪玻璃表面的旧组织、化学污染物等必须清除掉，且表面也应精糙，否则修补剂难以与搪玻璃表面粘牢，容易起壳、翘曲。耐酸搪玻璃的表现釉质是很硬的，必须使用专用金刚石工具处理。
5.3.4 脱脂处理
   经上述处理过的铁和搪玻璃表面必须再经脱脂处理，以保证无油污、无油脂、无灰尘，一般可用丙酮或专用清洗剂清洗。
5.3.5 底层修补剂施工
   底层修补剂起着粘结金属与面层的作用，要求具有良好的附着力。一般选用高分子材料为粘结剂，具有较强的附着力及优良的综合性能。施工时按照配比调匀并均匀地涂抹在修补面上。为防止气扎，底层要施工二次或多次（第二次及以后各次施工必须在上一次施工1小时后至2小时内完成）。
5.3.6 面层修补剂施工
   首先根据介质工况选择合适的面层修补剂，如抗氧化型、抗强氧化型及抗高温型等。施工时按照配比调匀并均匀地涂抹在底层修补剂上，一般施工两次（第二次施工必须在第一次施工1小时后至2小时内完成）。
5.3.7防翘层施工
   防翘层的功用是为了防止修补层在使用过程中起皮、脱落、翘曲而丧失防护作用。防翘层的施工必须认真、仔细、确保不脱落。新型防翘层还具有密封功能，可将介质与修补层完全隔离，既可保证修补质量又可大大地缩短养护期。
5.3.8 养护
   养护期的长短与温度有密切的关系，以30—40℃最为合适。温度与养护期的关系如下：
温度/℃      5     10     15     20     25     30
养护期/h    240    120    72     48     36     24
6、结语
   现场快速修复搪瓷设备比设备返搪节约时间、免拆装费、运输费，避免停产的费用，经济上是合理的，技术上是目前国内外最先进的修补方案，成功地解决了企业生产中的实际困难。