化学搪瓷的应用

化工搪瓷设备既有金属设备的机械性能，又有搪瓷的耐腐蚀性能。除氢氟酸、含氟中高温磷酸或强碱外，还能抵抗各种浓度的无机酸、有机酸、盐类、有机溶剂和弱碱的腐蚀。化学搪瓷表面光滑易清洗，能防止金属离子干扰化学反应，污染产品。因此，它被广泛用于石油化工生产，特别是医药、农药和合成纤维生产，是一种经常使用的耐腐蚀非金属材料。化学搪瓷可以用来代替昂贵的合金材料。

化学搪瓷是涂在钢铁或铸铁设备表面，经900℃煅烧，与金属形成致密、耐腐蚀的玻璃质薄层的一种高硅含量的耐酸搪瓷。它是金属和搪瓷的复合材料，这样的设备叫化学搪瓷设备。

一、化工搪瓷设备的基本知识

1，化学搪瓷名称的由来

利用搪瓷技术，将性能接近工业玻璃的耐酸玻璃物质复合在金属基体上，得到玻璃/金属复合材料。因其覆盖层基本保留了耐酸玻璃的大部分性能，如光滑、透明、致密无气孔、化学稳定性高等，不及普通日用搪瓷，故称“搪玻璃”。搪玻璃的制作工艺相当于搪瓷工艺，所以还是搪瓷。人们在日常生活中经常使用不同的名称，如耐酸搪瓷，因其特别耐酸而得名，化工搪瓷，因其产品主要用作化工生产设备而得名。

2、搪瓷制品的性能

搪瓷设备是用高硅含量的玻璃釉喷涂在钢板表面，经920℃~960℃高温多次烧结而成，玻璃釉紧密附着在金属轮胎表面。搪瓷的性能是:

(1)耐腐蚀性:耐有机酸、无机酸、有机溶剂和PH值小于等于12的碱性溶液，但不适用于温度大于180℃、浓度大于30%的强碱、HF和磷酸；

(2)不粘:光滑的玻璃表面不粘介质，易于清洗；

(3)绝缘:适用于介质过程中容易产生静电的场合；

(4)隔离:玻璃层将介质与容器的钢胎隔开，铁离子不溶于介质；

(5)保存:玻璃层对介质具有良好的保存性能。

3、搪瓷设备的使用条件

搪瓷层能耐受大多数无机酸、有机酸、有机溶剂等介质，尤其是盐酸、硝酸、王水等介质。但是，它不能在下列情况下使用:

(1)任何浓度和温度的HF都不能耐腐蚀；

(2)磷酸:浓度在30%以上，温度在180℃以上，腐蚀性强；

(3)盐酸:浓度为10-20%，温度高于150℃时，腐蚀性强；

(4)硫酸:浓度为10-30%，温度大于200℃时不能耐腐蚀；

(5)碱性溶液:当PH值大于或等于12，温度大于100℃时，不能耐腐蚀。

二、化工搪瓷设备制造

1.化学搪瓷设备的基材特性

用于制造搪玻璃制品的大量基体材料主要是优质低碳钢、铸铁和不锈钢，其中以低碳钢和铸铁最为常见。前者作为适合搪玻璃的钢材，广泛用于制造设备和容器；后者广泛用于制造泵、阀门、小型设备和备件，因为它可以铸造复杂的零件，而且成本低廉。低碳低硫搪瓷用钢

基础材料的化学性质

硅锰磷硫抗拉强度MPa伸长率%屈服点MPa冲击韧性MPa

钢≤0.14≤0.37≤0.65≤0.035≤0.45 > 330 & gt；310 200 ——

焊条≤0.1≤0.12≤0.45≤0.05≤0.03 > 430 & gt；180 —— 80

铸铁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:搪瓷设备基板技术指标

3.底部轮胎的要求

搪瓷设备的好坏首先取决于铁胎。没有高质量的铁轮胎，就不可能有高质量的搪瓷设备。为保证产品质量，铁轮胎应满足以下六项要求:

(1)底胎表面应光滑，不得有明显的工具痕、凹坑、夹层等机械缺陷；

(2)轮胎表面的焊缝应平直整齐，焊缝宽度不超过钢板厚度的1.5倍。焊接接头应平滑过渡，不允许有夹渣、气孔、咬边和未焊透等缺陷；

(3)喷砂前应打磨轮胎表面的焊缝；

(4)轮胎表面对接焊缝的偏移量应小于厚度的10%；

(5)法兰粗糙度应小于直径的0.15%；

(6)对接法兰的压紧面应在设计压力下密封。

4.表面处理

基胎加工后，基料的表面质量往往达不到搪瓷的技术要求，如金属表面有氧化层、表面有皮夹杂(轧制造成)、焊接缺陷、加工时粘有油污等，都会影响搪瓷质量。因此必须进行抛光、烧油脱碳、喷砂等表面处理。

抛光通常在研磨机上进行，或者用便携式砂轮进行。抛光的要求是将搪瓷表面的焊接坡口磨平，将尖锐的棱角磨圆，去除氧化皮和夹层皮，以显示金属的本色。

燃油脱碳是在高温下烧掉附着的油脂和有机物。有时，当钢板含碳量超标时，也采用高温表面脱碳作为补偿处理。

当搪瓷设备损坏，去搪瓷厂重衬时，必须进行热处理(脱氢)，消除瓷爆部位基体渗入的氢。喷砂是将基胎表面打毛，增加表面自由能和比表面积，从而提高基胎金属与基釉的附着力。

5、轮胎修补

铁胎经过表面处理后，在正式喷搪瓷釉前，应仔细检查，凡是不符合搪瓷工艺要求的“毛病”，如毛刺、尖角、凹凸坑、夹层、沙眼等，都要及时处理。这些“毛病”可以通过手工打磨，铲补焊，再打磨来修复。

6、搪瓷底釉

铁胎修好打磨后，就可以喷漆上釉了。喷涂可以手动或机械(半自动)完成。它们之间对釉料稠度的控制是不一样的，要根据操作人员的经验来掌握，因为喷枪的口径、喷涂的气压和釉料稠度是相互联系的。喷底漆釉的关键是使第一道底漆釉的厚度均匀，烧成后其厚度值应控制在200±50微米。铁胎喷上底釉后要进行干燥，一般采用自然干燥，也可以放在烘房中干燥，在炉前或成品边缘慢慢烘烤。要注意防止快速烘烤，容易使粉层开裂。粉末层干燥后，可以在烧结炉中烧结。底釉烧成温度高。为了使底釉牢固地附着在铁表面，使用三合一底釉时，烧成温度不得低于880℃。为了使铁胎与底釉之间的温度达到上述要求，烧结炉温度必须控制在920℃以上。为了提高效率，最佳烧结炉温度为960 ~ 980℃。底釉的烧成时间一定要精心控制，即不能欠火(俗称生烧)，也不能过火(俗称大火)。前者密封不好，后者会烧底釉。适中的底釉应色泽均匀，表面光滑光亮，无气泡。第一道底釉烧成后，如果质量合格，就可以喷面釉；不合格就要磨，烧的厉害就要喷第二遍底釉。喷第二遍底釉时，不宜喷得过厚，第二遍底釉总厚度应控制在350 μ m以下，过厚会影响釉层的有效厚度。

7、搪瓷烧面釉

底釉上釉后，质量符合要求即可上釉。搪瓷设备真正的防腐保护层是表面釉层。顶釉层的喷涂和上釉与底釉相似。釉层厚度一般要求在65438±0mm左右，根据应用要求，如果考虑传热，釉层要薄一点，当不传热使用的介质腐蚀性严重时，釉层要厚一点。日本允许最大厚度2.55mm，我国标准规定不超过2mm，最薄0.8 mm..要达到规定的瓷厚，产品表面釉要多次喷。每道次的厚度应较薄。但考虑到生产效率，不能太薄。一般控制每道次厚度增加2mm为好。如果金属表面状况良好，焊缝没有问题，喷补过程中打磨细致，那么喷补三到四遍就可以达到规定的厚度。为了保证搪瓷的质量，每喷一次都要检查瓷面是否有暗泡和针孔。一旦发现就要打磨修复。直金属表面的针孔和隐藏的气泡要磨挖，甚至修补。底部金属修补的地方，必须喷底釉。上面提到的补丁是每个喷补操作人员都必须掌握的。

第三，使用化学搪瓷设备

虽然化学搪瓷设备的机械强度要比玻璃陶瓷设备好很多，但是搪瓷毕竟是玻璃陶瓷体和金属的复合物，所以还是有一些像玻璃陶瓷那样的弱点，不能承受敲打、敲击和冲击。两者的区别只是因为搪瓷设备有金属外壳。搪瓷层损坏后，并不像玻璃、陶瓷设备那样立即失去使用价值，而是需要一段时间才能显现出损坏情况(时间长短视环境条件而定)，才失去使用价值。从积极的一面来说，这个功能给了用户安全感，但是从消极的一面来说，很容易给很多休闲用户因为安全感而产生错觉，甚至忽略安全使用条件。这点一定要注意。正确使用搪瓷设备可以大大提高搪瓷设备的使用寿命。正确使用搪瓷设备不仅包括根据使用条件选择质量好、规格和品种合适的搪瓷产品，还包括严格遵守各项安全操作规程。

四、化工搪瓷设备的选择

1.购买搪瓷设备前，要提前了解搪瓷厂家的技术、产量、信誉度，尽量不要购买那些因为价格原因产品经常出问题的厂家的搪瓷设备；

2.向搪瓷生产厂家说明搪瓷釜的实际介质环境，如有可能，模拟生产环境进行搪瓷的耐腐蚀实验；

3.将预购搪瓷釜的性能与实际生产环境进行对比；

4.要购买的搪瓷设备，装配合格后要静置半个月以上(时间越长越好)，以消除残余应力；

5.确认购买的设备后，按照附表中的测试方法进行测试(最好自备高频电火花发生器)。

五、使用操作注意事项

(1)进料:

添加材料时要小心。不应有硬物掉入搪瓷容器中。同时要尽量避免空的发热材料和热的发热材料，温差不能超过设备的技术规范。向设备中添加材料时，应严格防止金属块或杂物。对于较大的硬质材料，应在粉碎后添加。尽量减小物料与罐壁的温差，避免在冷罐中加热物料或在热罐中加入冷物料；

(2)操作:

当使用夹套设备时，需要缓慢增加压力和温度。预先引入0.1MP的压力，保持一刻钟，然后缓慢引入蒸汽，达到操作压力。如果条件允许，可以根据本单位的实际情况找到合适的升降温曲线，一般控制在3℃/min以下。设备运行过程中，应注意法兰、连接板、人孔、填料函的密封情况，发现泄漏应立即采取措施；

在操作和运行过程中，当使用夹套设备时，应缓慢增加压力和温度。一般应先通入压力为0.1 MPa(表压)的蒸汽，15分钟后再缓慢升压(每10分钟升压0.1 MPa)，直至达到罐体工作压力，不考虑加热。

(3)卸料:

出料时，如果罐底堵塞，不要用金属工具铲，可用竹竿、塑料棍、木棍轻轻捅开。当反应结束需要冷却时，必须在罐内温度自然下降到一定程度后向夹套中通入冷却水，以防止淬灭。当酸碱交替作用时，非耐碱性搪瓷设备的使用寿命大大缩短，应注意选择耐碱性较好的搪瓷设备。酸碱交替时应避免使用耐酸搪瓷。出料时，如发现搪瓷碎片，应立即开罐检查，修复瓷面后再使用。

不及物动词搪瓷设备的维护

(1)经常检查。如发现裂纹或爆瓷，一定要及时修复后再使用。

(2)经常清洁，防止污物腐蚀设备表面，防护漆要定期涂刷；

(3)禁止用盐酸清洗夹套，夹套中的盐酸会引起罐体内壁“爆鳞”。清除瓷面上的粘连时，不允许使用金属铲；

(4)爱护不用或临时使用的搪瓷设备，注意保护和存放，防止磕碰和雨淋。注意夹套和热电偶套管内不能有水，因为冬天水结冰会使瓷层开裂；

(5)夹套内用于加热或冷却的介质应是中性的，不含任何酸，否则搪玻璃会因“氢气鼓泡”而爆炸；

(6)如果在护套中使用除垢剂除垢，应在最短的时间内完成，然后反复清洗护套，检查残留物应呈中性；(7)经常检查珐琅村和传动部位。密封情况是否正常等。如发现异常，应及时处理，不得延误；

(8)定期更换传动装置和机械密封腔内的润滑液，保证所有运转部件的正常润滑；

(9)密切注意压力表是否灵敏。如发现压力表系统指示不准确，应及时加注变压器油，并按标准压力表重新调整；

(10)搪瓷设备在设计压力下的工作温度范围为0 ~ 200℃，如果设备在常压下使用，可扩展到-20 ~ 200℃；带夹套的搪瓷设备，罐(釜)内允许抽真空，但内外压差应符合规定；

(11) FK(FK)系列反应罐中的带翼温度计可根据工艺要求设置在0-90℃。在任何角度调整范围，以获得不同的阻力。最好是停的时候调整一下角度。如果在反应过程中必须调整，应事先检查挡圈是否连接可靠，以免发生意外。

(12)对于机械密封的反应罐，当工作温度超过70℃时，填料密封的反应罐应在工作温度超过100℃时，在冷却器和填料函夹套内分别充入冷却水，以避免密封元件损坏；

(13)机械密封腔内的润滑液(密封液)应保持清洁，不得夹带固体颗粒。在有升华现象的反应过程中，不宜直接使用该设备配备的机械密封装置。

(14)搪瓷层外的金属表面应严格防止与酸液和酸性物质接触，以免金属表面与酸反应生成氢气，导致瓷层“爆鳞”。如有酸液滴落，应立即清洗并停机。

七、十多年的维修总结

化工搪瓷设备的注意事项

(1)在使用中卸料时，如发现搪瓷碎片，应及时停机，详细检查设备，查明损坏原因，及时采取补救措施。

(2)定期检查搪玻璃设备，及时发现微小瓷爆。

(3)使用化学搪瓷设备的注意事项:

1.安装釜盖和搅拌时注意避免硬碰硬；

4.安装釜盖、进料口和出料口，按规定对称紧固螺栓；

【14】用木梯和胶鞋检查水壶；

4.定期检查搅拌锁母的完好情况，防止锁母损坏减速机，使搅拌脱落；

5.安装法兰和开闭井盖时，不能掉东西；

6.在搪瓷釜上或搪瓷釜上焊接时，应保护瓷面，焊渣不得落在瓷面上；

搪瓷水壶一旦没有冷却，就不能充电，防止瓷面迅速冷却爆炸；

⒏用蒸汽加热外套时，按规定应加热过猛；

⑨蒸汽加热或蒸汽阀泄漏，夹套内的水要放净。否则，反应釜的上下温差可能较大，使搪瓷釜残余应力大、温度低的部位受力，瓷器大面积爆炸；

⒑选择耐腐蚀的软垫，防止材料泄漏和珐琅腐蚀；

11.水壶里有晶体，一定不能用铁桶或锤子砸；投料时，不允许沿釜壁添加。

(C)保养化学珐琅的技巧

1]搪瓷设备的垫层选择和安装要注意。

设备法兰损坏，多是由于垫子不耐介质腐蚀或垫子安装不密封，介质或酸性气体从外到内泄漏、渗透、腐蚀法兰基体，最终设备报废。在南方和沿海地区(北方)的潮湿车间，即使正确选择和安装了垫子，酸性气体仍然会腐蚀法兰。解决方案如下:

(1)购买设备时检查法兰是否平整；

⑵选择耐腐蚀性能优越、材质柔软的坐垫；

(3)安装时应符合规定，各螺丝松紧一致；

(4)如有必要，应对法兰外部进行防腐保护。

2)搪瓷釜外壁的腐蚀不容忽视。

在湿酸车间，搪瓷釜(包括其他碳钢设备)的外壁大多腐蚀严重。特别是壶盖上的管道、阀门密封不好，会有物料滴落在壶盖上，造成氢腐蚀产生氢气鼓泡，导致壶盖内壁“爆鳞”。为此，很多单位采用喷漆和绝缘保护，效果并不是很好。根据多年修补搪瓷釜的经验，认为搪瓷釜外壁的腐蚀不容忽视。国外化工企业为了避免这种事情，在壶盖上加了一个塑料盖。本着简单的原则，搪瓷釜出厂时可以涂防腐漆，贴玻璃钢；搪瓷水壶的外壁已被腐蚀。搪瓷釜外壁干燥时，可直接刷机油保护，无需除锈。