化工搪瓷

對一般酸、堿、鹽等化學(xué)介質(zhì)具有高度的耐蝕性，表面光潔度好而且容易洗滌。

瓷釉一般采用硼硅酸鹽玻璃，但氧化硅含量比一般搪瓷高。有時采用微晶搪瓷以提高其機械性能和熱性能。

主要用于化工管道、泵、閥、反應(yīng)罐、高壓釜、攪拌器、分餾塔、過濾器、貯罐。

化工搪瓷設(shè)備兼具有金屬設(shè)備的力學(xué)性能和瓷釉的耐腐蝕性雙重優(yōu)點，除了氫氟酸和含氟離子的介質(zhì)以及高溫磷酸或強堿外，能耐各種濃度的無機酸、有機酸、鹽類、有機溶劑和弱堿的腐蝕，化工搪瓷表面光滑易清洗，并有防止金屬離子干擾化學(xué)反應(yīng)和沾污產(chǎn)品的作用。因此廣泛應(yīng)用于石油化工生產(chǎn)中，尤其在醫(yī)藥、農(nóng)藥、合成纖維生產(chǎn)中，是經(jīng)常采用的一種耐蝕非金屬材料?；ぬ麓煽捎糜诖姘嘿F的合金材料。

化工搪瓷是將硅含量高的耐酸瓷釉涂敷在鋼或鑄鐵制設(shè)備的表面，經(jīng)過900℃的煅燒，使其與金屬形成致密的、耐腐蝕的玻璃質(zhì)薄層，它是金屬和瓷釉的復(fù)合材料，這樣的設(shè)備稱為化工搪瓷設(shè)備。

一、化工搪瓷設(shè)備的基本知識

1、化工搪瓷名稱的由來

運用搪瓷的技術(shù)，將具有接近工業(yè)玻璃性質(zhì)的耐酸玻璃物質(zhì)復(fù)合到金屬基體上，獲得玻璃/金屬復(fù)合物，因其覆蓋層基本上保留了耐酸玻璃的大部分性質(zhì)，如光潔、透明、致密無孔、化學(xué)穩(wěn)定性高等，為一般日用搪瓷所不及，因此稱其為"搪玻璃"。搪玻璃的生產(chǎn)工藝等同于搪瓷工藝，因此它仍是搪瓷。日常中人們常有以不同的稱呼，如耐酸搪瓷，是以其特別耐酸而稱之，化工搪瓷，是以其制品主要用作化工生產(chǎn)設(shè)備而稱之。

2、搪瓷制品的性能

搪瓷設(shè)備是由含硅量高的玻璃質(zhì)釉噴涂在鋼板表面經(jīng)920℃~960℃多次高溫搪燒、是玻璃質(zhì)釉密著于金屬胎表面而成。搪瓷的性能是:

(1)耐腐蝕性能:能耐有機酸、無機酸有機溶劑及PH值小于或等于12的堿溶液、但對強堿、HF、及溫度大于180℃、濃度大于30%的磷酸不適用;

(2)不粘性:光滑的玻璃面對介質(zhì)不粘且容易清洗;

(3)絕緣性:適用于介質(zhì)過程中易產(chǎn)生靜電的場合;

(4)隔離性:玻璃層將介質(zhì)與容器鋼胎隔離、鐵離子不溶入介質(zhì);

(5)保鮮性:玻璃層對介質(zhì)具有良好的保鮮性能。

3、搪瓷設(shè)備使用條件

搪瓷層能耐大多數(shù)無機酸、有機酸、有機溶劑等介質(zhì)，尤其在鹽酸、硝酸、王水等介質(zhì)中具有優(yōu)良的耐腐蝕性能。但不能在下列條件下使用:

(1)任何濃度及任何溫度的HF都不能耐腐蝕;

(2)磷酸:濃度30%以上、溫度大于180℃時腐蝕強烈;

(3)鹽酸:濃度10--20%,溫度大于150℃時，腐蝕強烈;

(4)硫酸:濃度10--30%,溫度大于200℃時不能耐腐蝕;

(5)堿液:PH大于或等于12、溫度大于100℃時，不能耐腐蝕。

二、化工搪瓷設(shè)備的制造

1.化工搪瓷設(shè)備的基材特性

大量用于制造搪玻璃制品的基體材料主要是優(yōu)質(zhì)低碳鋼、鑄鐵和不銹鋼，其中以低碳鋼及鑄鐵最為普遍。前者作為搪玻璃的適用鋼，大量用來制作設(shè)備和容器:后者，由于能澆鑄成型復(fù)雜部件，且成本低廉，因此被廣泛用以制造泵、閥、小型設(shè)備及零配件。含炭、硫低的搪瓷適用鋼

基材 化 學(xué) 成 份 機 械 性 能

C si Mn P S 拉伸強度MPa 伸長率% 屈服點MPa 沖擊韌性MPa

鋼 ≤0.14 ≤0.37 ≤0.65 ≤0.035 ≤0.45 >330 >310 200 --

焊 條 ≤0.1 ≤0.12 ≤0.45 ≤0.05 ≤0.03 >430 >180 -- 80

鑄 鐵 3-0.35 2.0-2.6 0.4-0.6 0.1-0.5 < 0.1 -- -- -- --

(石墨碳 2.5) -- -- -- -- -- -- -- -- --

附表1:化工搪瓷設(shè)備基材的技術(shù)指標

3、底胎的要求

搪瓷設(shè)備的質(zhì)量，首先決定于鐵胎。沒有高質(zhì)量的鐵胎，就不可能有高質(zhì)量的搪瓷設(shè)備。要保證制品質(zhì)量，鐵胎應(yīng)滿足以下六條要求:

(1) 底胎表面應(yīng)平整，不得有顯著的工具傷痕、凹坑、夾層等機械缺陷;

(2) 底胎表面的焊道要平直、規(guī)整，焊縫寬度不得超過鋼板、厚度的1.5倍。焊縫接頭要圓滑地過渡，不允許有夾渣、氣孔、咬邊、未焊透等缺陷;

(3) 底胎表面的焊縫在噴砂前要進行磨光;

(4) 底胎表面的對接焊縫錯邊量要小于厚度的10%;

(5) 法蘭不平度要小于直徑的0.15%;

(6) 對接法蘭的壓緊面要保證設(shè)計壓力下的密封。

4、表面處理

底胎加工好后，由于基材表面質(zhì)量往往達不到搪瓷的工藝要求，如金屬表面尚有氧化層、表面夾皮(軋制時造成)、焊縫缺陷及機加工過程中粘附的油脂污物等，都要影響搪燒質(zhì)量，因此必須進行磨光、燒油脫碳和噴砂等表面處理。

磨光一般在砂輪機上或用手提砂輪進行。磨光的要求是將搪燒面上焊坡磨平，將尖棱角磨圓、將氧化皮及夾皮磨去，現(xiàn)出金屬本色。

燒油脫碳是將粘附的油脂、有機物等在高溫下燒除。有時鋼板含碳量超過標準規(guī)定時，也采取高溫表面脫碳的辦法來作補償處理。

搪瓷設(shè)備損壞后到搪瓷廠進行復(fù)搪，必須進行熱處理(脫氫)，以消除爆瓷部位基材滲入的氫。 噴砂是將底胎表面打粗糙，增加表面自由能及比表面積，從而提高底胎金屬與底釉的密著。

5、修胎

經(jīng)過表面處理后的鐵胎，在正式噴搪瓷釉前，要細致地檢查，凡是不符合搪瓷工藝要求的"毛病"均應(yīng)及時處理，如毛刺、尖銳角、凹凸坑、夾層、沙眼等。這些"毛病"可采用手工打磨，挖鏟補焊再磨平等作業(yè)修磨。

6、搪燒底釉

鐵胎修磨好以后即可進行噴涂和搪燒底釉。噴涂可采用手工噴，也可以采用機械化(半自動)噴涂。兩者的釉漿稠度控制不一樣，這要根據(jù)操作人員的經(jīng)驗自己掌握，因為噴槍口徑、噴涂用空氣壓力及釉漿稠度間是相互關(guān)聯(lián)的。噴搪底釉的要點是要使頭遍底釉厚薄均勻，其厚度值控制在燒成后為200±50μm為合適。底釉噴涂于鐵胎上后要經(jīng)過干燥，一般采取自然干燥，也可放到烘房內(nèi)干燥，放在爐前或出爐的制件邊進行緩慢的烘烤。要注意防止快速烘烤，快速烘烤易使粉層開裂。粉層干燥后即可進燒成爐內(nèi)進行燒成。底釉的燒成溫度較高。為使底釉能牢固地與鐵表面密著 ，采用三合一底釉時燒成溫度不能低于880℃。而為使鐵胎與底釉間溫度能達到上述要求，燒成爐溫度必須控制到920℃以上。為提高效率，最佳燒成爐溫度是960~980℃。底釉的燒成必須精心掌握好時間，即不能燒成不足(俗稱燒得生)，更不能燒過(俗稱火大)。 前者密著不好，后者會燒損底釉。燒成適度的底釉應(yīng)該是色澤均勾，表面平滑光亮，無氣泡。頭遍底釉燒好后，如質(zhì)量合格即可進行噴搪面釉;如果不合格就要進行修磨，燒損嚴重時需要噴搪第二遍底釉。當噴搪第二遍底釉時，不能噴得太厚，要使兩遍底釉的總厚度控制在350μm以下。再厚了就要影響面釉層的有效厚度了。

7、搪燒面釉

底釉搪燒好后，質(zhì)量符合要求即可進行面釉搪燒。搪瓷設(shè)備的真正防腐保護層是面釉層。面釉層的噴涂和搪燒跟底釉相似。面釉層的厚度，一般要求1mm左右。具體根據(jù)使用要求而定，如考慮傳熱，應(yīng)使瓷釉層薄些，不需傳熱而使用的介質(zhì)腐蝕牲嚴重時，瓷釉層厚些。日本允許最厚達2.55mm，我國標準則規(guī)定不得超過2mm，最薄0.8mm。要達到規(guī)定瓷厚，產(chǎn)品上的面釉要噴搪多遍。每遍厚度以薄一些為好。但考慮生產(chǎn)效率，也不能太薄，一般以控制每遍厚度增加兒2mm為佳。如果金屬表面狀況好，焊縫不出問題，噴搪過程中修磨細致，那么噴搪三遍到四遍面釉后就可達到規(guī)定厚度。為保證搪燒質(zhì)量，每噴搪一遍，都要經(jīng)過檢查，檢查瓷面上是否有暗泡、針孔等，一經(jīng)查到就應(yīng)打磨開進行修補。對于直通金屬表面的針孔和暗泡要磨挖，甚至補焊。凡見底金屬的修補處，必須補噴底釉。上述修補程序是每個噴搪操作者必須掌握的。

三、化工搪瓷設(shè)備的使用

化工搪瓷設(shè)備的機械強度雖然比玻璃、陶瓷設(shè)備要好得多，但搪瓷終究是由玻璃陶瓷體與金屬共同形成的復(fù)合體，因此仍然存在類似玻璃、陶瓷那樣的經(jīng)不起磕碰、敲打和沖擊的弱點。它們的區(qū)別，只是因為搪瓷設(shè)備有金屬外殼，當瓷釉層損傷時并不象玻璃、陶瓷設(shè)備那樣馬上失去使用價值，而是需要有一段顯露被破壞的時間(時間長短隨所處環(huán)境條件而定)才會失去使用價值。這種特性，從有利的方面看是給用戶以安全感，但從不利方面看，則是由于存在安全感而容易給許多不經(jīng)心的用戶產(chǎn)生錯覺，以至忽視安全使用條件。對此必須引起注意。正確使用搪瓷設(shè)備，能大大提高搪瓷設(shè)備的壽命，正確使用搪瓷設(shè)備包括既要根據(jù)使用條件選擇質(zhì)量好、規(guī)格適宜和品種合適的搪瓷制品外，還要嚴格遵守各種安全操作規(guī)定。

四、化工搪瓷設(shè)備的選購

1、購買搪瓷設(shè)備前應(yīng)詳細了解預(yù)購搪瓷生產(chǎn)廠的技術(shù)、生產(chǎn)、信譽度等情況，盡可能不要因為價格原因購買產(chǎn)品經(jīng)常出問題生產(chǎn)廠家的搪瓷設(shè)備;

2、 要向搪瓷生產(chǎn)廠家說明搪瓷釜的實際介質(zhì)環(huán)境，可能的話模擬生產(chǎn)環(huán)境作瓷釉的耐腐蝕實驗;

3、 將預(yù)購搪瓷釜的各種性能與實際生產(chǎn)環(huán)境對比;

4、 欲購買的搪瓷設(shè)備應(yīng)在組裝合格后靜置半月以上(時間越長越好)，以消除殘存應(yīng)力;

5、確定購買的設(shè)備后，按附表的測試方法檢測(高頻電火花發(fā)生器最好自備)。

五、使用操作注意事項

(1)加料:

加料時要慎重。不應(yīng)有任何堅硬物體掉到搪瓷容器內(nèi)，同時還應(yīng)盡量避免空罐加熱料和熱罐加冷料，使用溫差不應(yīng)超過設(shè)備的技術(shù)指標規(guī)定。物料加入設(shè)備內(nèi)應(yīng)嚴防夾帶塊狀金屬或雜物，對于大塊硬質(zhì)物料，應(yīng)粉碎后加入。盡量減小物料與罐壁之間的溫差，避免冷罐加熱料或熱罐加冷料;

(2)操作運轉(zhuǎn):

在使用有夾套的設(shè)備時，要徐徐加壓升溫。要預(yù)先通入0.1MP的壓力，保持一刻鐘后，再緩緩?fù)ㄈ胝魵膺_操作壓力，如果條件許可，可根據(jù)本單位的實際情況，找出適宜的升降溫曲線，一般控制在3℃/min以下。設(shè)備運轉(zhuǎn)中，要注意法蘭、接盤、人孔及填料箱的密封情況，如發(fā)現(xiàn)泄漏應(yīng)立即采取措施;

操作運轉(zhuǎn)在使用夾套設(shè)備時，應(yīng)徐徐進行加壓、升溫，一般先通入0.1MPa(表壓)壓力蒸汽，保持15分鐘后，再緩緩升壓、升溫(升壓速度以每10分鐘升0.1MPa壓力為宜)，在到罐的操作壓力為止，不管加熱或冷卻應(yīng)在允許溫度范圍內(nèi)進行，我廠設(shè)備使用溫度0-200℃，溫差熱沖擊120℃，冷沖擊110℃。

(3)出料:

在出料時，如遇罐底堵塞，不應(yīng)用金屬器具鏟打，可用竹竿或塑料棒、木棒輕輕捅開。反應(yīng)結(jié)束需要冷卻時，必須待罐內(nèi)溫度自然下降到一定程度后再向夾套內(nèi)通冷卻水，嚴防驟冷。在酸、堿交替作用時，非耐堿搪瓷設(shè)備的使用壽命大大縮短，因此要注意選擇耐堿性較好的搪瓷設(shè)備。耐酸搪瓷應(yīng)避免用于酸堿交替的場合。出料時，如發(fā)現(xiàn)有搪瓷碎屑，應(yīng)立即開罐檢查，修補瓷面后再用。

六、 搪瓷設(shè)備的維護

(1) 要經(jīng)常檢查，如發(fā)現(xiàn)裂紋或爆瓷等損壞，必須及時修補好方可使用;

(2) 要經(jīng)常清洗，以防止污物腐蝕設(shè)備表面，防護漆要定期涂刷;

(3) 清洗夾套嚴禁用鹽酸，夾套內(nèi)進鹽酸會引起罐內(nèi)壁"鱗爆",清除瓷面上的粘附物時,不可使用金屬敲鏟;

(4) 要妥善保管，凡不用或暫時不用的搪瓷器件，要注意保護和存放，防止磕碰和雨淋，注意夾套、溫度計套管內(nèi)不要進水，冬季里水結(jié)冰會將瓷層脹裂;

(5) 夾套中無論是加熱還是冷卻用的媒體，均應(yīng)呈中性，不得夾帶任何酸液，否則將會因"氫鼓泡"導(dǎo)致玻璃襯里發(fā)生鱗爆;

(6) 夾套內(nèi)若使用除垢劑除垢，應(yīng)在盡可能短的時間內(nèi)完成，并隨之對夾套內(nèi)反復(fù)沖洗，檢驗殘液應(yīng)呈中性; (7) 經(jīng)常檢查搪瓷村里、傳動部件。密封情況等是否正常，若發(fā)現(xiàn)異常應(yīng)及時處理，不可延誤;

(8) 定期更換傳動裝置和機械密封腔內(nèi)的潤滑液，保證各運轉(zhuǎn)部位的正常潤滑;

(9) 密切注視壓力表是否靈敏。若發(fā)現(xiàn)壓力表系統(tǒng)指示失準,應(yīng)及時加注變壓器油,對照標準壓力表重新調(diào)整;

(10) 搪瓷設(shè)備在設(shè)計壓力下的工作溫度范圍為0~200℃，若設(shè)備于常壓下使用，可擴大為-20~200℃;對于帶夾套的搪瓷設(shè)備，其罐(釜)內(nèi)允許真空，但其內(nèi)外壓差應(yīng)符合規(guī)定;

(11) FK(FK)系列反應(yīng)罐內(nèi)的帶翼溫度計套，可根據(jù)工藝需要在0一90℃。范圍內(nèi)調(diào)正于任意角度，以得到不同的阻力。調(diào)整角度最好在停機狀態(tài)進行，如果必須在反應(yīng)過程中調(diào)整，應(yīng)事先檢查檔環(huán)是否聯(lián)接可靠，以免發(fā)生事故;

(12) 配制機械密封的反應(yīng)罐，當工作溫度超過70℃，配置填料密封的反應(yīng)罐，在工作溫度超過100℃，應(yīng)分別在冷卻器、填料箱夾套內(nèi)通入冷卻水，以避免密封元件損壞;

(13) 機械密封腔內(nèi)的潤滑液(密封液)應(yīng)保證潔凈，不得夾帶固體顆粒。具有升華現(xiàn)象的反應(yīng)過程，不宜直接采用本設(shè)備所配備的機械密封裝置

(14) 搪瓷層外部的金屬表面應(yīng)嚴格防止與酸液及酸性物料接觸，以避免金屬外表與酸反應(yīng)產(chǎn)生氫,導(dǎo)致瓷層"鱗爆"。如有酸液滴漏應(yīng)立即予以清洗、堵漏。

七、十多年維修總結(jié)

化工搪瓷設(shè)備注意事項

(1) 在使用中放料時，發(fā)現(xiàn)搪瓷碎片應(yīng)及時停車，詳細檢查設(shè)備，查明損壞原因，及時采取補救措施。

(2) 要定期對搪玻璃設(shè)備進行檢查，及時發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)的微小爆瓷。

(3) 化工搪瓷設(shè)備使用注意事項:

⒈ 安裝釜蓋、攪拌時要注意避免硬碰硬;

⒉ 安裝釜蓋、進料口、放料口要按規(guī)定，對稱緊固螺栓;

⒊ 下釜檢查要用木頭梯子、穿膠鞋;

⒋ 要定期檢查攪拌鎖母的完好狀況，防止鎖母損壞減速機反轉(zhuǎn)使攪拌脫落;

⒌ 安裝法蘭、開關(guān)人孔蓋時，不能往下掉東西;

⒍ 對搪瓷釜或在搪瓷釜上施焊時，瓷面要保護，焊渣絕對不能落在瓷面上;

⒎ 搪瓷釜在未冷卻時，不能加料，防止瓷面急冷爆瓷;

⒏ 夾套通蒸汽加溫時，要按規(guī)定，不能加熱過猛;

⒐ 蒸汽升溫或蒸汽閥門內(nèi)漏，夾套內(nèi)的水要放凈。否則可能導(dǎo)致反應(yīng)釜上下溫度差異較大，使殘存應(yīng)力較大搪瓷釜溫度低的部位應(yīng)力施放而大面積爆瓷;

⒑ 要選耐腐蝕的墊子，防止物料泄漏，腐蝕搪瓷;

11.釜內(nèi)有結(jié)晶，絕對不能用鐵棍桶、錘子砸; 加料時不能順釜壁加。

(三)化工搪瓷維護小竅門

1〕搪瓷設(shè)備的墊子選材、安裝應(yīng)當重視

設(shè)備法蘭損壞，大多數(shù)是因為墊子不耐介質(zhì)腐蝕或墊子安裝不密封，介質(zhì)或酸氣泄漏、由外向里滲透腐蝕法蘭基體，最終使設(shè)備報廢。南方、沿海地區(qū)潮濕的車間(北方)即使墊子選材、安裝得當，酸氣依然侵蝕法蘭。解決的辦法有以下幾點:

⑴ 購買設(shè)備時檢查法蘭是否平整;

⑵ 選擇耐腐蝕性能優(yōu)越、材質(zhì)軟的墊子;

⑶ 安裝時要按規(guī)定，各螺絲的松緊度要一致;

⑷ 必要時應(yīng)該將法蘭的外邊防腐。

2) 搪瓷釜外壁腐蝕不可忽視

在潮濕、酸氣較大的車間里，搪瓷釜(包括其他炭鋼設(shè)備)外壁大多腐蝕都比較嚴重。特別是釜蓋上管道、閥門密封不好漏液，物料會滴在釜蓋上，釜蓋基材因氫腐蝕的氫鼓泡導(dǎo)致釜蓋內(nèi)壁"鱗爆"。為此，許多單位采用刷油漆、加保溫層防護，效果并不太好。根據(jù)多年修理搪瓷釜的經(jīng)驗認為:搪瓷釜外壁腐蝕不可忽視。國外的化工企業(yè)為了避免此類事情的發(fā)生，就在釜蓋上加了一個塑料套子。本著因陋就簡的原則，搪瓷釜在剛出廠時可涂刷耐腐蝕涂料、貼玻璃鋼;搪瓷釜外壁已經(jīng)腐蝕，可在搪瓷釜外壁干燥時不除銹直接刷涂機油，就能起到防護的目的。

適用于化學(xué)工業(yè)的搪瓷。

底坯采用鋼板或鑄鐵。

鋼鐵，冶金，石油化工，電廠，水泥廠，半導(dǎo)體，新型光源，精密光學(xué)儀器，航空，軍工，激光，儀表，印染，管道、鍋爐廠等高溫機械設(shè)備。

光學(xué)元件，機電制造，電子照明，化工搪瓷壓力設(shè)備，食品，造紙，造船工業(yè)，防爆器材等配套零部件。

烤爐，壁爐，波峰焊，家用電器，烤箱配套設(shè)備，電暖爐的保護面板，高能射燈及地燈的紅外烘干設(shè)備，紫外防護設(shè)備，燒烤盤，實驗室及高溫焊 接面罩，高溫機械設(shè)備等。