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关于搪玻璃反应釜爆炸、爆瓷及修护知识!

发布日期:2020-04-08   浏览量:441
  由于搪玻璃反应釜搪玻璃瓷釉的物理特性,决定了搪瓷的脆性和不抗冲击性,由于用户使用不规范性,就会发生生反应釜局部爆瓷,出现爆瓷请勿恐慌及时停车,及时修复即可,这就像新车有时一不小心划了一下漆。下面为大家介绍一下搪玻璃反应釜搪瓷反应釜出现爆瓷现象的原因及处理方法。
 
  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,最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,前一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高于反应温度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最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。
 
  第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超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最多,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,超压、超负荷运行。
 
  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超压,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,使设备操作带水超压。
 
  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,导致冒顶外溢,遇明火爆炸。
 
  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,甚至高达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,导致超压爆炸。
 
  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,操作时其压力超过设计压力,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。
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