精細化工首選不銹鋼316L搪瓷反應釜，無電子結聚，無磁性，無爆炸，無腐蝕穿孔現象，超長的使用壽命可長達十年以上，鋯材的完美替代品。

不銹鋼搪瓷反應釜是將含高二氧化矽的玻璃，襯在不銹鋼製容器的內表麵，經高溫灼燒而牢固地密著於金屬表麵上成為復合材料製品。所以，它具有玻璃的穩定性和金屬強度的雙重優點，是一種優良的耐腐蝕設備。搪瓷反應釜，分開式和閉式兩種結構，開式為體蓋分離，中間用墊子和卡子連接起來，一般是容積在5000L以下；閉式為體蓋一體，一般容積在5000L以上。這兩種結構各有優勢，開式拆卸比較方便，如果罐蓋上的管口出現問題，則易於拆下單獨修理，而閉式則密封性能要好。一般來說，開式結構還有平焊對接式法蘭連接和平蓋式兩種。

應用說明

不銹鋼搪玻璃反應釜廣泛地應用於化工、石油、醫藥、農藥、食品等工業。為瞭保證搪玻璃設備正常使用，現將其主要性能和安裝、使用註意事項說明如下：

1、使用壓力：0.2---0.4Mpa

2、耐酸性：　對各種有機酸、無機酸、有機溶劑均有較好的抗蝕性。如將搪玻璃試樣置於20%HCI溶液中煮沸48h，腐蝕速率為0.9g/m2.d（優等品指標為1.0g/m2.d）。

3、耐堿性：　搪玻璃對堿性溶液抗蝕性較酸溶液差。但將搪玻璃試樣置於1N氫氧化鈉溶液腐蝕，試驗溫度80℃時間48h。腐蝕速率為6.76g/m2.d（優等品指標為7.0g/m2.d）。

4、操作溫度：搪玻璃設備加熱和冷卻時，應緩慢進行。搪玻璃設備使用溫度為0－200℃，耐溫急變性≥200℃。

5、瓷層厚度：玻璃設備的瓷層厚度0.8-2.0mm，搪玻璃設備附件的瓷層厚度0.6-1.8mm。

6、耐壓電：搪玻璃具有良好的絕緣性，當搪玻璃在規定厚度內用20KV高頻電火花檢查瓷層時，高頻電火花不能擊穿瓷層。

7、耐沖擊性：玻璃層的內應力越小，彈性越好，硬度越大，抗彎抗壓強度越高，則耐沖擊就越好。玻璃層在規定厚度內，用直徑30mm，重量112g鋼球沖擊時，其沖擊功為282×10-3J（優等品指標為260×10-3J）。

3執行標準

搪瓷反應釜現在執行的標準為：(1) GB25025-2010《搪玻璃設備技術條件》;(2)搪瓷開式反應釜為GB/T25027-2010《搪玻璃開式攪拌容器》;(3)搪瓷閉式反應釜為GB/T25026-2010《搪玻璃閉式攪拌容器》；（4）因搪瓷反應釜一般為承壓容器，還要符合GB150《鋼製壓力容器》。

搪瓷反應釜經900℃高溫焙燒，冷卻後搪瓷與鋼板粘結在一起。由於搪瓷的線膨脹系數和延伸率小於鋼板，因此冷卻後搪玻璃的變形量小於鋼板的變形量，搪瓷受到鋼板的約束產生壓應力。搪瓷釜製成後，其搪玻璃即存在預壓縮應力，而鋼板則存在預拉伸應力。由於預應力與線膨脹系數和延伸率相關，線膨脹系數和延伸率與溫度又密切相關，因此搪瓷釜的工作溫度對搪瓷釜的使用影響很大。如果因溫度變化大而使搪瓷產生的應力超過其使用應力，搪瓷將被破壞。

因此搪瓷釜搪瓷層遇冷、熱急變，極易爆瓷。因此搪瓷釜有耐溫限製溫度200℃，耐溫急變冷沖擊<11O~C，熱沖擊<120℃。投料時物料溫度與釜體溫差太大以及升溫時蒸汽過猛、降溫太急也能導致爆瓷。因此搪瓷釜在使用中升、降溫要緩慢、均勻，分級冷卻。電弧氣熱噴塗法用兩根相互絕緣的鈦金屬絲，分別接電源的兩端。電源電壓為25-28V，電流為360-350A。兩根鈦金屬絲放置成銳角。接通電源，鈦金屬絲間產生電弧，這時鈦發生熔融，借助於含5%-8%氧氣的壓縮空氣，把熔化的鈦吹向待修補部位。噴塗的距離為150-250mm。由於壓縮空氣中含有氧氣，結果在被修補麵上形成瞭Ti及TiO2的固態混合物。形成後的修補麵用四糠基矽烷在200-280℃下熱處理0.3h便完成瞭修補。修補後的表麵有較好的抗熱腐蝕性。

這種修補方法把熔融的金屬噴到待修補處，由於其溫度在1800℃左右，引起修補處基體過熱，而引發修補處周圍搪瓷的爆瓷，所以操作時要小心，修補麵積不宜大。陶瓷塗層法利用噴熱噴塗含3%TiO2的Al2O3陶瓷粉末，在破損處形成陶瓷層以達到修補的目的。噴塗工藝流程為:預熱→粗化處理→噴塗過渡層→噴陶瓷層→噴刷封孔劑→烘乾。此方法具有周期短、成本低、而且具有抗高溫耐腐蝕的性能。搪瓷反應釜的玻璃襯裡，雖具有一定的抗沖擊強度，但它畢竟是一種脆性材料，苛刻的工作條件又不允許其存在任何微小缺陷。

因此，搪瓷反應釜為確保設備的使用性能，在運輸、保管與安裝過程中，應采取有效的措施。搬運時隻允許罐耳受力（指非包裝時），不允許滾動及用撬杠，避免震動、碰撞，嚴禁接管管箍、卡子等易損部件受力。在有條件下，設備最好室內存放。設備於室外存放時,應註意遮蓋，避免人敲物擊，日曬雨淋。冬季存放時應特別註意檢查罐體及溫度計套管是否積水，避免因冰凍而損壞。對於裝配有機械密封的反應罐或聚合釜，對密封部位應倍加防護、保持清潔。

加工應力損壞

搪瓷反應釜是將含有高二氧化矽的搪瓷釉料噴塗在鋼製容器內表麵，經高溫灼燒工藝而牢固地密著於金屬表麵上成為復合材料製品，罐蓋與罐體可以分開的搪瓷反應釜，之間放密封墊片後通過卡子一周固定。使用方便，易於維護維修。具有玻璃的穩定性和金屬強度的雙重優點，是一種優良的耐腐蝕化工設備，具有耐腐蝕、抗沖擊、光滑美觀、絕緣耐熱、耐磨等可靠性能。搪瓷反應釜目前被廣泛地應用於化工、石油、醫藥、農藥、食品、染料等工業生產過程，是水解、中和、結晶、混合、乳化等最理想的設備。我公司開式搪瓷反應釜(搪瓷反應罐)規格齊全，也可根據用戶需求生產製造非標開式搪瓷反應釜。

腐蝕

玻璃不完全是惰性的。其總是在表麵進行自身的化學反應。其慢性反應允許搪玻璃作耐腐蝕材料。反應性越慢，搪玻璃的使用壽命就越長。

酸性的，堿性的甚至水都能以不同的形式和程度腐蝕搪玻璃。

酸腐蝕：除瞭氫氟酸和85%以上的濃縮磷和亞磷酸，搪玻璃特別抗酸腐蝕。腐蝕的速度取決於濃度，更重要的是溫度。對於大多數的酸，腐蝕速度隨著濃度的增加而降低，但卻隨著溫度的增加而加速。但是，酸與玻璃裡的堿離子產生反應，矽結構仍保持堅硬，最後，酸腐蝕減少到僅僅是離子的變化，並且隨著腐蝕時間的作用而減少。

如上所述，腐蝕發生的可能性很低，在蒸汽狀態中的酸腐蝕比在液體中的更嚴重，特別是在較多的蒸餾溶劑中。這是因為水蒸氣在蒸汽狀態中。其影響將在以後討論。通常，酸腐蝕漸漸地使瓷麵失光，但玻璃將保持通常的光滑狀態。
氫氟酸和氟化物雜質

眾所周知，氫氟酸會完全破壞搪玻璃容器。甚至在濃度隻有20PPM時，在酸環境中的氟化物對玻璃有一個破壞的作用，特別是在重復添加如HF這樣的氟化物的連續反應中。氫氟酸與二氧化矽（玻璃中的主要成分）的反應。以蒸汽的狀態形成含有四氟化矽和水破壞二氧化矽結構。SIF4，水溶解成SIO2和H2SIF6（氫氟矽酸），其被冷凝水吸收。當污染的冷凝水到達受熱的有蒸汽的容器壁時，其蒸發，沉淀SIO2，釋放H2SIF6，然後，分解成SIF4+HF。然後，隨著不斷補充HF，其自身的重復連鎖反應。因此，腐蝕出現在液體狀態中，以及在蒸汽中的較冷區域，在這裡，充滿氟化物的蒸汽會冷卻。搪玻璃在堿性環境中，不受氟化物以及其化合物所影響，也不會被無水的HF氣體所腐蝕。因為，水的形成是蒸汽中氫氟化物腐蝕的前提。如蒸汽區域被加熱，腐蝕的速度將大大地降低。在液體狀態中，氟化物將嚴重浸蝕搪玻璃，產生粗糙的表麵，完全失去光滑。在蒸汽狀態形成含有四氟化矽和水蒸氣的狀態形成含有四氟化矽和水態中，由於腐蝕更集中，爆瓷和針孔將很明顯，但卻大大地減少瞭光滑程度。不論在那一種情況下，都取決於其濃度。這樣，搪玻璃容器在相對短的時期內就變得沒有用瞭。防止氟化物腐蝕要求持續的防范。含有氟化物雜質的反應物必須進行分析，以在使用前決定氟化物的水平。特別是工業生產中的磷酸以及鹽類經常是被氟化物污染的，正如其他的礦物酸一樣。當使用這些化學物時，特別是在還原操作中（如HCI）或在連續的價格中，考慮這個是很重要的。在溫度上升時聚四氟乙烯的分解，如在回收操作中，已經知道是會釋放出少量的氫氟酸，如果使用搪玻璃反應器，應該考慮到這個情況。但是，必須指出的是，暴露於當中的包皮狀墊圈的聚四氟乙烯的數量和與鉭栓一起使用的墊圈的數量太少，不能產生引起腐蝕所需要的氟化物濃度的水平。

堿腐蝕

由堿引起的腐蝕比酸嚴重的多。在不揮發性的堿的情況下，腐蝕僅發生在液體狀態。與酸不同，濃度和PH值越大，腐蝕就越大。但溫度是更重要的和可變的因素。在普通的腐蝕性的蘇打溶劑中，溫度增加10度，腐蝕的速度就加倍，堿就破壞搪玻璃裡的矽網路。與酸不同，腐蝕的速度與時間保持實際的持續性。堿腐蝕的特點是出現針孔，爆瓷，以及嚴重失去光澤，產生像細砂紙一樣無光澤的表麵。

磨損

搪玻璃磨耗的特征是烘烤拋光的損毀。在較嚴重的情況下，出現粗糙，砂紙樣的拋光。實踐表明，由磨耗產生的缺陷是不常見的。可是，當酸腐蝕結合在一起時，缺陷就會非常嚴重。磨耗會機械地削弱矽網路，加速酸腐蝕。
除瞭限製反應器裡磨耗粒子，減少容器壁上的磨耗，唯一實際的方法是向製造商定製一個抗磨耗的搪玻璃。

結晶搪玻璃具有更強的抗磨耗力。因為他們比傳統的搪玻璃更堅硬。表麵抗磨耗力取決於結晶搪玻璃最後塗層拋光的狀況。熔製的時間越長，抗磨耗力就越強。但是，表麵同時也變得越來越粗糙，缺乏熔製拋光，其結果是抗粘質量降低。在一些情況下，抗酸性也降低。因此，必須獲得一個平衡，一產生一個具有對磨耗，酸、堿，和熔製拋光都有號的抗性的結合體。安裝一個具有熱縮保護罩，可減少攪拌器和擋板刀片上的磨耗。

熱沖擊

熱沖擊缺陷隨著搪玻璃溫度的突變而發生，並產生相應較小的，但卻是厚的玻璃片從剛性的斷麵上剝落。根據該區域的外形以及熱沖擊發生的方式，缺陷可呈現出粉碎飛火象皮樣的現象。在大部分的熱沖擊情況中，鋼的底層將被暴露。圖4顯示瞭在接孔凸出的表麵上嚴重的熱沖擊的例子。圖5顯示的是在凸出表麵熱沖擊的粉碎現象。

熱沖擊發生的基礎是非常有趣的。玻璃在大約870攝氏的溫度下被搪到鋼上。在那個溫度下，鋼發光發紅，並比較柔軟。玻璃是無定形的粘性位置。烘烤後，在冷卻階段期間，玻璃在大約315攝氏度時固化。此成為“零”點。在該點上，玻璃處有一對低的熱膨脹系數。隨著冷卻過程，玻璃以比鋼慢的速度收縮。隨著室內溫度的到達，搪玻璃在大約6.3×104到11×104千帕（12000到16000PSL）的綜合壓力下。因為用預壓混凝土，該抗壓強度大大地加強瞭玻璃，並使其對損壞有瞭更大的抗力。但是，必須註意的是，在玻璃裡，過量的壓力，確實增加瞭在凸出麵上剝落的傾向。如容器接孔外的瓷層。因此，在玻璃裡的抗壓強力必須註意平衡。

如果要加熱搪玻璃鋼至315攝氏度的零點，損壞的風險很大。因為玻璃失去瞭其抗壓強力。因此，加熱或冷卻鋼或玻璃，將改變玻璃的抗壓強力。如果溫度突變，玻璃裡的抗壓強力也將突變，引起玻璃“爆裂”。這就是所知的熱沖擊。因為玻璃的強度隨著殘餘的抗壓強力減少而降低。很明顯，在較高的溫度下，熱沖擊將更普遍。這時，搪玻璃的抗壓強力就較低。結果，不同的溫度所引起的熱沖擊將隨著搪玻璃溫度溫度的增加而減少。圖6顯示瞭這個特點，分別是熱沖擊最大和最小的曲線的坡度。

在環境溫度下做的測試表明，玻璃應該能承受的，不會裂開的最大允許溫差大約為200攝氏度（360華氏度）。在較高的溫度差異是，隱形裂縫以statiflux的裂縫的形式出現。雖然statiflux的裂縫顯示的裂縫並不能說明是操作生產，但它表明的是即將發生的缺陷。實際上，玻璃鋼的熱沖擊抗力的設定，裂紋約在statiflux所測缺陷點30%以下，以允許存在於金屬基座裡的自身的強力。金屬基座可降低搪玻璃裡剩餘的壓力。

有四種操作引起的溫度突然變化會造成熱沖擊：
（1） 在預熱的表麵加上冷的液體，使玻璃的表麵突然冷卻。
（2） 快速的循環熱溶液通過冷的容器套，使容器壁突然受熱。
（3） 把熱的溶液註入冷的容器，使玻璃表麵突然受熱。
（4） 快速循環的冷溶液通過預熱容器套，使容器壁突然冷卻。
在操作1和操作2的情況中，搪玻璃鋼會失去抗壓強度，使搪玻璃強度變弱。在操作3和操作4中，搪玻璃會受到突然的超強力，引起玻璃破裂。

熱沖擊是嚴格的操作問題，可由以下製造商提出的建議來避免。在設定有熱變化的加工過程之前，必須遵循以下註意事項：
（1） 測量或估計玻璃表麵的溫度，註意不要忽視可能的內部問題。
（2） 參照製造商的最大的安全溫度差異范圍，並嚴格地遵循。

為瞭避免由失控引起的發熱反應，快速反應溫度傳感器，如在擋板裡的TC傳感器，閥頭，熱電偶套管都被用來警示操作人員以采取適當動作。

與機械沖擊引起的缺陷不同，熱沖擊通常損壞搪玻璃，所以用鉭塞或碎片修補是不實用或不可能的。容器的完全重塗搪玻璃是必要的。

根據實驗室測試，在斷裂發生點上，結晶搪玻璃將比傳統的玻璃承受更高的溫度差異范圍。但是，statiflux法測出的裂縫出現在大約相同的差異范圍。由於這個原因，用於結晶搪玻璃的最大的安全溫度差異范圍與傳統的搪玻璃大約相同。測試已經表明，結晶搪玻璃的容器仍可使用很長時間而沒有問題，即使熱沖擊已經在“statiflux微型裂縫”中形成。在用傳統的普通搪玻璃容器裡，用“statiflux”法測出的，由熱沖擊引起的裂縫，也許會很快就導致容器的失效。

熱應力

熱應力產生的缺陷與由於不同的加熱或冷卻的溫度而產生熱沖擊相反，在本質上不是立即能顯現出來的。熱應力也許發生在頂部上接環密封圈下麵的容器壁上，或在底部飛焊接在容器上的下接環密封圈的區域。在這任一種情況下，在夾套裡的區域可被加熱或冷卻，而沒有夾套的區域卻不是這樣。在較高的溫度是，在205攝氏度（400華氏度）的范圍裡，足量的張力可被擴展到搪玻璃裡，並產生玻璃裂縫。

熱壓力可由小心控製操作的加熱或冷卻而減少。逐漸地加熱或冷卻夾套以減少溫度變化的速度。即使加熱或冷卻時在安全溫度差異范圍內，一個突變的溫度會在剛才提到過的區域引起過量的熱壓力。除瞭逐漸地加熱或冷卻，另一個常用的保護方法是絕熱無夾套區域。如果必要，提供一個外部的加熱源，如電熱帶。

水擊已被認為會引起沖擊波，其增加瞭在夾套密封圈區域的熱應力。如果允許持續長的時間，裂縫會出現碎片或無碎片地進行擴展。

搪玻璃設備缺陷的類型和預防（三）

以防止加熱期間自由膨脹，用帶縛住容器這種方式也會引起在夾套容器裡密封圈區域產生過量壓力而使搪玻璃產生裂縫。

過量熱壓力可用適當的方法控製，以允許管套自由擴張。這點事重要的，因為，由於熱沖擊造成的損壞需要容器完全重新進行搪上玻璃。

缸嘴超壓

搪玻璃容器上的缸嘴不能與在無搪玻璃容器上的缸嘴一樣處理。雖然玻璃有強的壓縮性，但集中在一點上的負載會嚴重損壞搪玻璃缸嘴。在缸嘴頂部凸出處也會被過量的壓力所損壞。引起缸嘴超壓的這兩種情況，會導致可能的缺陷是通過管道的扭矩過量和壓力過量。

用於把搪玻璃上的缸嘴固定在管道或改版的螺栓或夾鉗的過量扭矩，會引起搪玻璃剝落，通常是大片的，包括相當大的缸嘴部分。最深的滲透（可能暴露鋼底），將在過量扭矩的區域出現。損壞常常通過缸嘴凸出部分擴展下去，並需要用鉭缸嘴套修補。如果缸嘴套不實用或者太貴，如大套口的，也許需要對整個容器進行重新塗搪。圖7為由於夾鉗扭矩過量產生的缸嘴缺陷的例子。遵循製造商建議的扭矩值，將可避免這種損壞。

通過外部管道的缸嘴過量扭矩，會破碎缸嘴表麵的玻璃。出來其應有的最小值外，搪玻璃缸嘴沒有最大的壓力設定值。在管道系統的設計中，包括膨脹結或波紋管安裝時，最好盡可能地靠近缸嘴，使偏心負載和移動最小化，並註意管道和容器的熱膨脹。把管道接到缸嘴上時，必須避免“冷回彈”。同中心的負載不是如此嚴重。但是應該減到最小。安裝重的設備時，如噴嘴上的齒輪驅動裝置會造成一個不安全的條件。在搪玻璃反應器上，攪拌器驅動裝置安防在容器的主蓋上或頂部的凸起部位上，而不是在攪拌缸嘴上。如果沒有凸起部位，驅動裝置應裝在外麵。

鉭是用於修復搪玻璃容器的最常用的材料。其抗腐蝕與玻璃特別地接近，出來66攝氏度以上的煙熏硫磺酸，98%以上的硫磺酸，或66攝氏度以上的自由SO3以及初始氫以外。

當需要一個鉭塞或板用來蓋住玻璃的損壞區域時，恰當地安裝修復塞和板式必要的。聚四氟乙烯墊圈是用來把鉭密封地修補在搪玻璃上。如果不安全，腐蝕材料會在鉭的後麵泄露，侵蝕鐵胎基材，並破壞搪玻璃。鉭塞缺陷，如圖8所示，會變得非常嚴重，因為損傷會擴散非常快。

鉭雖然抗腐蝕，但在室溫下被原子（初生的）氫腐蝕，引起氫脆。其削弱修復材料。這種情況會在當金屬填充物在容器裡形成氫原子發生酸反應時發生。

溫度在250攝氏度以上，氫分子將侵蝕鉭。因為鉭與鐵胎基材接觸，電流反應也會引起鉭的氫脆。當第二個不同的金屬出現在容器裡時，如一個不是鉭製的金屬浸漬管，就產生瞭電流電池。通常，鉭是較惰性的，其將起到陰極的作用。氫在這上麵被釋放出來。

氫脆可由裝上少量的鉑來從根本上消除掉。因為鉑更具惰性，其對於鉭將是陰極的。

避免電流腐蝕的一個肯定的方法是，當不同金屬在容器裡出現時，消除電流電池。如有獲得特別專利的絕緣器，其把鉭塞與金屬襯底用電隔離開來。使用這些絕緣體，就不需要使用與金屬容器內不如鉭那樣有效的附件相似的修復材料瞭。圖8顯示瞭一個帶有陶瓷絕緣套的鉭修復塞的交叉部分。

用鉭塞修復，將保護搪玻璃容器的使用壽命。其安裝要符合製造商的建議程序。但是，用戶進行周期檢驗是必不可少的，以確認修復塞是安全的。當安放一個塞子，補片，或缸嘴套時，保證合適的黏合劑也是同樣重要的。黏合劑用於覆蓋損傷區域，並且填補修復材料下麵的空處。如果使用錯誤的黏合劑，就會導致修復缺陷。最常用的是兩種黏合劑是：呋喃樹脂，適用於酸，堿，熱水，強還原劑和中等氧化條件。所有的都在最大溫度190攝氏度（375華氏）；當出現很強的氧化劑時，或溫度在190攝氏度（375華氏）以上時用矽酸鹽。

混雜的其他類型的缺陷

一些較少見的典型缺陷是：

超壓或真空過大。這兩種任何一種情況都會使鋼製容器變形使搪玻璃層損壞。如果裝置的容量不足以承受突然的壓力變化，即使有安全膜或安全閥也會發生這種情況。

局部冷熱沖擊點沖擊。夾管註入噴嘴配有擋板，以防止在搪玻璃安全膜反麵熱介體或冷卻液直接的點接觸。如果擋板腐蝕，將發生點沖擊，即形成一熱應力。集中的熱應力建立在夾套註入的區域，其會引起玻璃破裂。不良的擋板也會產生由於其在沖擊點的內容器的腐蝕造成的玻璃缺陷。套註入噴嘴的周期維修保養將防止這個問題。用指定的不銹鋼擋板就可大大地減少腐蝕。

不當的容器支架。無夾套容器的不平整支架會產生玻璃的過量壓力，並在有支架的地方產生裂縫。製造商特別註意無夾套容器的支架設計，應提供一個分佈均衡的裝置，以避免集中的負載。應嚴格遵守所推薦的支架安放的方法和過程。

墊圈缺陷。唯一被推薦用於搪玻璃節孔的墊圈是石棉包聚四氟乙烯墊圈。但是，一些化學物在一定的溫度會滲透到聚四氟乙烯。這些包括鹵素，亞甲基氯化物以及氨。最後聚四氟乙烯會隨著壓力的形成而產生氣泡或吹出，並使罐嘴麵對腐蝕化學物。如果搪玻璃以外的鋼噴嘴的區域被腐蝕，玻璃就會被破壞，引起墊圈兩邊的玻璃剝落。在嚴重的情況下，也許要更換罐嘴，需要昂貴的修理以及容器完全重新塗搪。防止這些潛在問題的最好方法是，在日常保養期間，對所有的墊圈進行物理檢查，必要時進行更換。因為泄露的墊圈會導致上麵的缺陷，所有的罐嘴必須檢查扭矩是否合適。因為在最初的扭矩以後，墊圈在一段時間以後會松開，需要重新扭緊。
攪拌器的扭矩過量

搪玻璃攪拌器有其自身強度限製。如果扭矩過量，攪拌器會彎曲，通常在密封的區域玻璃破碎。攪拌器的損失是嚴重的。因為它會全部腐蝕，並落進反應器，損壞容器的搪玻璃。如操作人員要在粘膠裡或固體裡啟動攪拌機，或操作時，容器裡的成分開始固化或粘稠超過設計條件，就會發生扭矩過量。如果能預見到達這樣的情況，應在電機和齒輪驅動之間裝一個液壓離合器。該液壓離合器將“滑移”，限製攪拌器扭力矩達到預定的扭矩水平，如果達到預定的扭矩，使攪拌器降低速度，甚至停止。除非有扭矩限製裝置的保護，否則，攪拌器對攪拌好的固體在起動到暫停或打破固體時決不會嚙合。

擋板缺陷

活動式熱電偶套管頂端，無論是鉭製的，或是搪玻璃，都是用螺絲擰在擋板的底部,並用反轉的聚四氟乙烯薄片墊圈密封。墊圈缺陷或熱電偶頂端的松開，將使腐蝕材料進入擋板，造成擋板損失。如果不能及時檢測發現，擋板會完全腐蝕，並落入容器，引起更大的損壞。這是正常保養期間必須檢查的搪玻璃容器的另一部分。

非典型搪玻璃缺陷

有不常見的其它類型的搪玻璃缺陷。其產生的原因在第一次檢查時會被誤判。這種類型的缺陷是最苦惱的。特別是對製造商，因為它們會在用戶方麵導致產生誤解。許多這樣的缺陷在被確定其真實的原因之前，要求對用戶的加工和操作條件作全麵的調查。

梯形缺陷

 這是一種在熱沖擊和機械壓力作用下共同產生的缺陷，其就發生在夾套溢流噴嘴的下麵。該缺陷以一個或多個水平方向的裂縫出現在玻璃裡，並有不同的長度，一個在另一個的下麵，就象梯子的橫檔一樣。這僅發生在用加熱蒸汽和冷卻媒介（如通過管道進入夾套的水）的反應器裡。在熱循環結束時關閉蒸汽，剩餘蒸汽冷凝形成真空，其虹吸管從溢流線把冷卻媒介（如水）吸入套管，嚴重的應力在玻璃理擴展，缺陷甚至會在1½加侖/分或低於此的流量下出現。甚至在不超過安全溫度差異時，缺陷都會擴展。因為這是在最小壓強之下的容器裡麵。在夾套出口裝一個真空閥，主動關閉溢流線，將防止這種現象發生。

靜電釋放缺陷

觀察到的更有趣的缺陷之一是由靜電釋放引起的。這種缺陷是由兩種不能混合的媒介之運動形成靜電所產生的。當材料相互接觸時，電子在一個表麵到另一個麵表麵的界麵交叉移動。在分離方麵，一些電子保留在新的表麵上，以致一種材料變成正極電荷，另一種材料負極電荷。如果兩種材料是好的導體，電荷的強度將是小的，一位大部分電子將在分離之前，急速跑回其原來的表麵。但是，其中一個或兩個材料都不是好的導體，電子將受限製，產生電子電荷的堆積。

搪玻璃設備缺陷的類型和預防（四）

由於搪玻璃裡麵是與鐵胎基材隔離的或並不是接觸地麵的。因為玻璃表麵的導電性差，電荷不能被驅散到鐵胎基材，或從攪拌器到地麵的齒輪箱。該電荷能產生50000到100,000V，高得足以使搪玻璃裡麵破碎。該電荷也會點燃蒸汽空間中的可燃蒸汽，並引起爆炸。這些電荷能以可見火花的形式被檢測到。

更多的摩擦和運動的攪動會加重靜電釋放現象。通過在加工料槽頂部的浸漬管喂入液體，隨著液體沖擊產生氣泡並沉降固化也會引起靜電電荷。

圖9

圖9顯示瞭這種類型的缺陷。該缺陷如針孔一樣，有時有碎片，有時沒有。不會有失光或腐蝕的損失。這些針孔將呈現為黑色斑點，並會導致金屬裸露。它們太小，直徑隻有1毫米，眼睛檢查不出來。通常在不可混合層的接觸麵水平，或攪拌力最大的底部的上麵可看到。

可用以下方法減少靜電電荷：
1） 加入少量的水或特殊溶劑添加劑，增加兩種媒介的導電性。
2） 降低攪拌轉速。
3） 避免液體自由下落。如果實用的話，爆炸的危險可用惰性氣體清除蒸汽來消除。

在容器裡不導電的液體區域放進鉭塞，將不會消除該問題，因為液體是不導電的。鉭不會吸引電荷，除非這正好發生在鉭塞的區域。

初生氫

搪玻璃容器外部鋼表麵酸會與鋼立即反應，形成氫原子（初生氫），其在玻璃的後麵通過鋼散開，由於形成的壓力使玻璃剝落，暴露的鐵胎基材使玻璃出現魚鱗狀。

為瞭避免這種類型的缺陷，濺在搪玻璃容器外麵的酸必須立即擦掉，以避免酸的堆積。雖然製造商會使用所謂的抗酸漆作保護，但是，沒有一種是完全能有效地防止鋼上的酸腐蝕。

初生氫腐蝕最明顯的是搪玻璃卡車槽產生的拖拉酸。在裝貨和卸貨中，過量的酸會濺到貨場上。在主要的裝貨區域周圍加上護罩，將會防止酸落到容器上。但是，如果護罩沒有完全排乾和沖洗，護罩將給酸提供瞭一個場所，提高瞭初生氫腐蝕的可能性。許多搪玻璃卡車槽返回到製造商處。在剝落的玻璃上重新塗搪。

當清潔搪玻璃夾套容器的夾套裡麵時，應使用製造商推介的清潔劑。禁止使用強酸溶劑來袪除夾套垢，以避免初生氫形成的任何可能。推薦的最常用的清潔劑是稀釋的次氯酸鈉。

氣窩現象

由氣窩引起的缺陷通常與沖擊損壞相似。有玻璃碎片，暴露或不暴露鐵胎基材。其發生在攪拌器的邊緣或擋板片上。它是由氣泡形成的，產生於以下任何一個原因：
1） 在攪拌器葉片註入氣體。
2） 在沸點或接近沸點攪拌溶劑。
3） 在液麵較低水平攪拌，攪拌器葉片沒有被完全蓋住。
氣窩現象能由特別的隆隆聲測辯出來。邏輯的製止辦法是在剝離操作中避免低水平攪拌，並避免註入惰性氣體，如直接在攪拌器下麵的氮。

氯化鋁

該化合物與水起強烈的反應，引起自身的熱斑點和會產生針孔的潑濺現象。在反應期間，如果氯化鋁沒有完全消耗掉，這種現象就會發生。容器排放以後，Alcl3晶體會引到玻璃表麵。隨著不斷地用水沖洗，損壞就會出現。

火花測試

火花測試搪玻璃容器時，如果在一個地方靜電測試時間太長，就會產生熱量，產生與靜電放電所致的針孔相似的針孔。這種損壞不常見，因為大部分實地火花測試限製為6000V。火花測試必須由經過培訓的人員進行。應該檢查和保養檢測器，使之處在良好的工作狀態。

氯化烷基缺陷

這種缺陷仍然是難以解釋之謎。這些缺陷之一是搪玻璃在氯化烷基反應中的腐蝕。

例如，在一個加工過程中，氯化鉀基是由甲醇與鹽酸的酸化反應，以硫磺酸為催化劑（37％HCL）而形成的。反應物本身和最終產品對搪玻璃是安全的。但是，因為在氯化烷基反應中，當它們在一起時，無法說明的結合體變成對玻璃產生腐蝕。操作幾個月以後，在液體理的玻璃會完全被侵蝕，最後失去塗搪的瓷層而腐蝕鐵胎基材。這個罪魁禍首可能是一直沒有被確定的媒介物質。由於這個原因，搪玻璃反應器很少被用於氯化烷基的這種配置方式。

搪玻璃反應器決不能用於未經測試的材料或反應。製造商應有測試啞鈴和圓盤，用於測定在液體和蒸汽中的腐蝕速度。

冰凍

搪玻璃擋板是空心的，在頂部是開的。如果反應器或擋板被清洗，存放，或在戶外使用，如果端部沒有蓋上，水會順著擋板流下。如果天氣非常冷，最終會冰凍。由於水冰凍後會膨脹，在擋板凸出表麵的搪玻璃產生大的壓力，並壓迫玻璃，以致在任何時候都會發生大的剝落缺陷，甚至容器被維護許多個月以後，尤其是加熱時。如圖10所示，這會導致玻璃從擋板上大塊失落，並且不可預料和非常“令人困惑”。因為該缺陷不是即刻的原因造成的。預防很簡單——蓋上擋板端蓋。
 

圖10

缺陷探測

無論搪玻璃（瓷層）缺陷是典型的或費典型的，保養搪玻璃設備的最高目標是在缺陷發生之前就探測到。當然這是不可能的。其次的方法是，在盡可能早的階段發現即將發生的缺陷，並在鐵胎基材持續腐蝕之前，或進一步的瓷層失落導致昂貴的損失之前，修復搪玻璃微小的缺陷。所幸的是，有機器可做到這些。中早期缺陷探測裝置就是一例。其可探測肉眼看不到的暴露在鐵胎基材上很小的缺陷。

該裝置是按電器連續性的原理工作的。鉭合金電療作為故障探頭裝在沖洗閥上或其它內部的附件上。任何金屬修補塞或其它金屬合成物與鐵胎基材絕緣，以避免電子乾擾，或接地。引導電位的低壓被穿過故障電療和容器外殼。由玻璃缺陷，松弛的修補塞，或泄漏的墊圈所引起的任何搪玻璃的暴露和浸沒，將允許電流從故障電療流過，通過容器裡的液體，到達暴露的搪玻璃殼，形成封閉的電流回路，並立即激活視聽報警。這樣的裝置隻要探測發現早期的故障一次，就收回瞭該成本的幾倍以上。圖11是該裝置的示意圖。
 

圖11

結論

良好的常識是無可替代的方法。使用前考慮到各種限製要求和保持小心謹慎，搪玻璃設備使用中的未解之謎可被大大地減少。

這裡討論的搪玻璃缺陷，隻應作為確認可能原因時的指南。因為機械造成的原因會在任何人或綜合情況下而改變，觀察到的損壞可能是假現象。這些變化包括暴露的數量和程度，溫度，濃度，位置，玻璃厚度和玻璃表麵的彎曲度。

如有疑問，請咨詢製造商。不必在已有的答案上再費神思考。

搪玻璃設備瓷層損壞與原因分析

一、  概述

搪玻璃設備是將含矽量較高的搪瓷釉料（搪玻璃釉料）經合理的搪燒工藝，塗附於鐵胎鋼材表麵而成的化工設備。所以搪玻璃設備兼有這兩種材料的優異性質，既有金屬的強度，又有搪瓷的耐化學腐蝕性、光滑和保鮮性等。

但由於鋼材與搪瓷釉是兩種完全不同的材料，許多性能如：延伸率、彈性、抗拉強度等有較大差異，見表1：

由於鋼材的膨脹系數比搪玻璃瓷層大，在燒成冷卻過程中可使搪玻璃瓷層得到殘餘壓縮應力，如圖1所示，而搪玻璃釉的抗壓強度是非常高的（是鋼材的4倍左右），隻要選擇合理的搪玻璃釉的膨脹系數，使得搪玻璃瓷層的壓縮應力在合理的范圍（80～100 N/mm2），加上搪玻璃底釉對鋼板的密著優良，使兩者成為穩定、牢固的復合體。

搪玻璃設備瓷層的損壞與搪玻璃釉的性質是緊密相關聯的。搪玻璃釉類似於玻璃，它的最大的弱點是有很大的脆性，同時它的延伸率很低、彈性較差、承受的抗拉（張）強度較小，從圖1（c）可以看出，在圓弧處，瓷層受到壓應力的同時還受到一個向外推的合力，所以外R處的瓷層的穩定性較平麵上的差一些。在運輸及使用過程中處理不當會引起接孔及法蘭處瓷層脫落。

搪玻璃設備的耐化學腐蝕性能與玻璃一樣非常優良，能耐各種濃度的無機酸、有機酸等。但它對於氫氟酸、含氟離子的介質、強堿以及溫度高於120℃的濃磷酸就不適應。

二、瓷層損壞類型與原因

搪玻璃設備瓷層損壞常見的有以下幾種類型：

• 機械損壞
• 溫差急變及熱應力損壞
• 超壓損壞
• 腐蝕
• 在役搪玻璃設備的鱗爆損壞
• “梯形”缺陷損壞
• 其它形式損壞

其中以機械損壞最多，占整個損壞比例的70%左右，其次為溫差急變及熱應力損壞，占整個損壞比例的20%左右，其它幾種損壞比例較小。下麵分別加以討論。

（一）機械損壞

機械損壞一般都是人為因素造成的，包括有：1、機械碰撞，主要是維修工具或口袋中的卷尺等小物品掉入罐內砸傷瓷麵，還有就是隨身的利器如鞋底的釘子或皮帶扣等擦傷搪瓷麵。2、螺栓（或卡子）擰緊壓應力過大或不均勻會引起爆瓷。在擰緊螺栓時要用帶計量的扭力扳手。另外在設備使用時，設備與設備之間的管道連接如果沒有安裝膨脹節或波紋管（應靠近接孔安裝），這樣將會導致設備接孔應力改變而引起爆瓷。3、運輸或吊安裝時違規操作，將搪瓷的接孔當吊耳用。4、安裝時電焊飛濺灼傷搪瓷麵。

（二）溫差急變及熱應力損壞

前麵已經講過，瓷層在常溫下處在受壓狀態是相對穩定、安全的。如果將瓷層加熱到一定的溫度（約315℃），瓷層受到的壓應力會從大到小，最後到無壓應力狀態。這時瓷層損壞的風險是很大的，因為搪玻璃瓷層的強度會隨著壓應力的減少而降低。如果溫度有突變，瓷層裡的壓應力也將會突變，引起瓷層“爆瓷”。

搪玻璃設備溫差急變損壞有四種情況：

1. 1.       夾套處於加熱狀態，此時罐壁溫度與夾套介質溫度相同，將冷卻物料加進罐內，使搪瓷麵突然受到冷卻（如圖2）。
2. 2.       夾套內通冷卻水，罐壁溫度與冷卻水溫度相同，將熱物料加進罐內，使搪瓷麵突然加熱（如圖2）。
3. 3.       反應罐內貯存有冷的物料，罐壁溫度與物料溫度相同，將熱的介質通入夾套內，使搪瓷麵反麵突然受熱（如圖3）。
4. 4.       反應罐內貯存有熱的物料，罐壁溫度與物料溫度相同，將冷的介質通入夾套內，使搪瓷麵反麵突然受冷（如圖3）。

從圖2、3可看出搪玻璃設備使用溫差范圍隨罐壁溫度的升高而縮小，也就是說隨著搪玻璃設備使用溫度的升高，溫差損壞傾向也隨之增加。

（三）超壓損壞

搪玻璃設備設計時，在一定溫度下罐內及夾套有特定的壓力或真空度，但當使用後，在惡劣的條件下就會由於某些原因，造成超壓或真空度過高，使設備變形或失穩，導致瓷層脫落。搪玻璃設備的超壓有時是因為超溫而引起的。

（四）腐蝕

1.堿的腐蝕

搪玻璃層一般不耐堿，堿對瓷層的侵蝕是通過OH—離子破壞矽氧骨架（≡Si-O- Si≡健）而產生≡Si-O-群，使SiO2溶解在溶液中。所以，在瓷層侵蝕過程中，不形成矽酸凝膠薄膜，瓷層的侵蝕程度與侵蝕時間成直線關系。

瓷層受堿侵蝕的過程可分為如下三個階段：第一階段：堿溶液中的陽離子首先吸附在玻璃表麵上；第二階段：由於陽離子有束縛其周圍的OH—離子的作用，因此，當陽離子吸附在玻璃表麵的同時，玻璃表麵附近的OH—離子濃度相應增高，起著“攻擊”和斷裂玻璃表麵矽氧鍵（≡Si-O-Si≡）的作用。第三階段：≡Si—O—Si≡骨架破壞後，產生≡Si—O—群，最後變成瞭矽酸離子。有時它和吸附在瓷層表麵的陽離子形成矽酸鹽，並逐漸溶解在堿溶液中。圖4為NaOH的等腐蝕曲線

從圖中可看出對於強堿PH 13,溫度應低於70℃,因此使用熱堿必須小心。

2．氫氟酸及濃磷酸腐蝕

氫氟酸會嚴重地腐蝕瓷層。氫氟酸與瓷層的主要成份SiO2反應，以蒸汽的狀態形成SiF4.

SiO2+4HF→SiF4↑＝2H2O

濃磷酸是多種磷酐水合物的混合物，其主要存在形態決定於溶液中H2O/P2O5的摩爾比。濃磷酸具有脫水傾向，在200℃以下，濃磷酸主要以正磷酸（3H2O·P2O5）的形態存在，但在200℃以上，正磷酸脫水而轉變為焦磷酸（2H2O·P2O5）。正磷酸和焦磷酸對搪瓷麵具有不同的腐蝕性。

85％的濃磷酸對搪瓷麵的腐蝕很可能首先是侵蝕瓷釉表麵的非網路形成劑，在瓷釉表麵生成瞭富氧化矽的保護膜，阻緩瞭進一步的腐蝕。與濃磷酸相比，焦磷酸具有較強的酸性，其電離常數K1=10-1，是正磷酸（K1=75×10-3）的12倍，因而對搪瓷麵具有較強的腐蝕作用（見圖5）。

焦磷酸和玻璃的作用首先是磷酐和矽酐在搪瓷表麵進行瞭相互交換，即：(HO)2P(O)(O)P(O)(OH)2+三SiOSi三→2［（H2O)P(O)Si三］

再經過進一步的縮合就生成瞭磷酸矽晶體。由於大部分搪瓷麵可溶於焦磷酸溶液中，並產生磷酸鹽晶體，可以認為焦磷酸首先是侵蝕瓷釉中非網路形成劑，使之脫離氧化矽網路，其次再和氧化矽網路作用而生成磷酸矽晶體。在溫度較低及焦磷酸的含量較少的情況下，氧化矽網路和焦磷酸作用生成瞭含P2O5較少的晶體（SiO2/P2O5＝1.5）即3SiO2·2P2O5晶體，在較高溫度和焦磷酸含量較大的情況下，生成的晶體SiO2/P2O5=1，即P2O5的成份增加。

所以，焦磷酸對搪玻璃設備的腐蝕是相當嚴重的，生成的反應產物不能形成連續的保護性膜層。

（五）在役搪玻璃設備的鱗爆損壞

初生態氫是在役搪玻璃設備產生鱗爆損壞的直接原因，有兩種情況：一是夾套內進瞭酸（PH值小於6）或搪瓷反麵（金屬壁）遇到殘留酸液，在其表麵產生氫，即初生態氫原子。這種氫（原子）在微觀下通過金屬組織內部的晶格，到達相反一側的瓷層與鋼板之間的界麵後，滯留於此。當儲存到一定量的壓力後，就形成瞭向瓷麵一側的強推動力，使瓷層產生鱗爆現象。另一種情況是夾套內的冷卻水或蒸汽腐蝕鋼材，即銹蝕鋼材（微電池作用）也會產生初生態氫（氫原子）引起鱗爆，特別是設備使用後再停一段時間，腐蝕會更厲害。鋼材銹蝕的程度還與溫度有關：

1.在相同的PH值下，溫度提高30℃銹蝕速度會提高2倍。

2.反應罐罐壁溫差大，銹蝕速度也會加快。銹蝕越嚴重，發生鱗爆的可能性也會相應增加。

反應罐冷卻用水有內部循環用水、地下水、深井水、自來水、海水等，其中的酸類和鹽類雜質都能嚴重銹蝕鋼材，應引起重視。

我們可嘗試在冷卻水中加入一定的緩蝕劑，調節水的PH值來抑製冷卻水對夾套鋼材的腐蝕，緩蝕劑的種類是氨或其他揮發性堿性胺，如嗎啉、環己胺、哌啶等。

（六）“梯形”缺陷損壞

這是一種在溫差沖擊和機械壓力共同作用下產生的缺陷。這僅發生在用蒸汽加熱和冷卻介質（如通過管道進入夾套的水）的反應罐裡。在熱循環結束時關閉蒸汽，剩餘蒸汽冷凝形成真空，如果與夾套連接的冷卻水閥門沒有關掉，那麼冷卻水會被吸入夾套內從而沖擊反應罐金屬基體，改變應力，損壞瓷層。這種損壞的特點是：即使溫差在許可范圍也會發生。該缺陷以一個或多個水平方向的裂縫出現在瓷層裡，並有不同的長度，一個在另一個的下麵，就象梯子的橫檔一樣。

（七）其它類型的損壞

其它類型缺陷損壞主要與反應物料及工藝過程有關，主要有：

1. 1.       靜電釋放缺陷­­——是由於兩種不能相互混合的物料，而至少有一種物料不導電，在攪拌器的作用下，產生摩擦，生成靜電。電壓達到50000～100000V，如果處理不當會擊穿瓷層，甚至會引起火災、爆炸。
2. 2.       磨損——當反應物料中有硬質粉末物料時，在短時內不能反應（或溶解）完全，就會對瓷層產生磨損，而攪拌與折流板會更嚴重些。
3. 3.       攪拌扭力過量——攪拌器在工作時，如果物料粘稠，超過設計條件，就會發生扭力過大，引起攪拌器變形而爆瓷。
4. 4.       氣窩現象——主要是由於操作不當，使反應物料中產生大量的氣泡，引起對瓷層的沖擊損壞。下列操作會產生氣窩：

• o       在攪拌器葉片附近註入氣體。
• o       在沸點或接近沸點時攪拌物料。
• o       反應物料液麵較低時攪拌物料。

1. 5.       冰凍——搪玻璃配件如測溫管、擋板等是空心的，在頂部又是敞開的，如果存放不當水進入這些配件內部，遇到氣溫降低，這些水會結成冰而膨脹，對瓷層造成較大的向外推力，引起瓷層爆瓷或產生肉眼看不出來的微裂紋。

四、結束語

通過以上討論我們認識到搪玻璃反應罐的使用是有一定條件限製的，這不僅與搪玻璃設備的本身弱點有關，也與設備的使用有關聯。通過對用戶使用條件（溫度、壓力、反應物料及工藝過程）的瞭解，可判斷設備是否能滿足用戶的要求，並且科學合理地預估設備的使用年限，指導用戶正確使用設備，從而延長設備的使用壽命。

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