高分子复合材料针对搪瓷反应釜局部损坏现场修复

设备维修相关

【摘要】采用高分子复合材料现场修补搪瓷反应釜局部损坏；对搪瓷反应釜损坏原因进行了分析；就高分子复合材料现场应用优势进行了分析。

【关键词】搪瓷反应釜、脱瓷、爆瓷、腐蚀、高分子复合材料、乙烯基树脂、酚醛环氧树脂、福世蓝®、

1．设备概况

搪瓷反应釜是将含高二氧化硅的玻璃，衬在钢制容器的内表面，经高温灼烧而牢固地密着于金属表面上成为复合材料制品。所以，它具有玻璃的稳定性和金属强度的双重优点，是一种优良的耐腐蚀设备。

搪瓷反应釜分开式和闭式两种结构，开式为体盖分离，中间用密封垫和紧固部件连接起来，一般是容积在5000L以下；闭式为体盖一体，一般容积在5000L以上。这两种结构各有优势，开式拆卸比较方便，如果罐盖上的管口出现问题，则易于拆下单独修理，而闭式则密封性能要好。一般来说，开式结构还有平焊对接式法兰连接和平盖式两种。搪玻璃反应釜广泛地应用于化工、石油、医药、农药、食品等工业。

2、搪瓷釜的破损原因分析：

搪瓷釜是将含硅量高的瓷釉喷涂到低碳钢胎表面，经900℃左右的高温焙烧，使瓷釉密着于金属钢胎表面而形成，由于这两种材料的机械性能和物理性能各不相同，因此搪瓷釜的破损原因也多样，一般有以下主要原因：

1) 机械损坏

    搪瓷表面硬而脆，机械强度很低，表面硬度比较大，抗冲击力非常差，任何金属、硬物对其进行撞击均会导致搪瓷破损。

2) 热应力损坏

热应力损坏主要是由于瓷层和金属坯体的热膨胀系数存在巨大的差异而引起的。因金属坯体的热膨胀系数大于瓷层的热膨胀系数，这就意味着在常温下瓷层总是存在着残余的应力。因此搪瓷釜的工作温度对搪瓷釜的使用影响很大，受生产工艺中的冷热变化大影响，而使搪瓷产生的应力超过其使用应力，搪瓷将被破坏，极易爆瓷。

3) 加工应力损坏

    在釜体加工过程中，由于卷筒、冲压、焊接产生大量的内应力。这些应力在搪瓷前如消除不彻底，会导致搪瓷爆瓷。这一现象往往也会出现在设备运输、安装的过程中。

4) 静电穿刺

    搪瓷釜内搅拌带有悬浮物的液体时会产生强烈的磨擦，同时悬浮物自身也产生磨擦，这样就产生大量的静电荷，对搪瓷产生强烈的穿刺作用，从而导致搪瓷点蚀。

5) 基体材料不合格

    为了降低成本，个别生产企业降低金属胎体材质，直接导致钢材中的碳、硫在搪烧过程气化，使搪瓷层与基体间、搪瓷层内部形成大量气泡，导致搪瓷结合强度降低。

6) 搪烧质量欠佳

    有的搪瓷釜生产厂家生产环境简陋、除锈防尘达不到标准，致使底釉与基体结合不好。有的减少搪烧遍数，增加每层厚度，使内应力过大，影响搪瓷釜使用寿命。

3、高分子复合材料修复优势分析

1) 技术合成优势：

    高分子复合聚合物、陶瓷粉末和碳纤维材料组成的双组分或多组分的复合材料，是在高分子化学、有机化学、胶体化学和材料力学等学科基础上发展起来的高技术学科，与一般的修补剂和胶粘剂有着根本的区别。

2) 附着力优势：

    高分子渗透形成分子之间的作用力，使其与修复部件形成范德华力和氢键链接。

3) 物理性能优势：

    能满足机械设备在运行过程中所产生的各种复合力的要求，在材料的合成过程中实现了各种数据的均衡性。并具有良好的机械加工性能和金属不具备的退让性能。

4) 抗腐蚀性能优势：

    解决了大多数高温下的有机酸、无机酸及混合酸的腐蚀。

5) 材料的安全性：

    100%固体，材料没有挥发性；无毒无害，可以和皮肤直接接触。

4.1、修复工艺及控制

1) 材料的选择：

搪瓷设备修复需根据腐蚀部位尺寸、介质、温度来选择适合的高分子复合材料，并选择属性不同的产品来进行复合使用。此方面应用福世蓝®技术产品及应用工艺较为成熟。

2) 损坏部位的检测确定：

   首先检查有无穿孔，如有需针对孔洞部位进行补焊。补焊时应采用手工电弧焊，焊条材质要与基材相同或相近。采用细焊条、小电流，并间断焊接，以防再次出现爆瓷现象。补焊完成后，自然冷却至常温，并静置12小时以上，使焊接应力充分释放。

3) 表面处理：

    用磨光机、电磨等工具将脱瓷部位打磨出金属原色，并将周围50~100mm范围内未脱瓷表面打毛，打磨时要保证获得较为粗糙的表面。打磨完成后用无水乙醇（99.7%分析纯）清洗表面，确保无残留物质。检查周围搪瓷表面有无暗纹，如有暗纹则要继续打磨并重新用无水乙醇清洗检查。

    注意：永远不能低估表面处理的重要性，95%的失败源于表面处理不当所致。

4) 调和材料

    福世蓝®高分子复合材料大多为双组分产品，要严格按照产品说明中规定的体积比调和树脂和固化剂，并充分混合至颜色均匀一致无色差。混合均匀后应薄薄的摊开散热，并及时使用。为了避免浪费，应根据用量调配材料，并在规定的适用期内用完。  

5) 涂布材料：

    将调和完成的福世蓝®2211F修复材料涂抹在处理完的金属表面，第一层要薄并用力涂抹确保材料渗入基材的每一个缝隙中；再逐层涂抹增加材料厚度，并尽可能减少材料中的气泡存在。2211F材料可自然固化或加热固化，固化至表面坚硬后用60目砂纸将材料表面釉质层打掉，彻底清除表面残余的材料碎末及粉尘。再按比例调和福世蓝®系列防腐材料（根据介质情况来分别选择EE-121K、EE-101或498高交联聚合物双碳复合材料），将调和好的福世蓝®系列防腐材料涂抹在2211F材料及周围打毛的搪瓷表面，并确保完全覆盖不留任何气孔，而且要确保材料不超出打毛的搪瓷表面范围。重涂层数以达到要求厚度为准。

6) 检查

    每层材料涂完之后，在材料还没固化的时候仔细检查，对没有涂严和材料厚度较薄的部位进行修补。如有必要，可用紫外线灯进行检查。最后一层材料涂完并固化后，用涂层测厚仪检查涂层厚度如低于规定值则要重复。最后一遍涂层固化24小时后进行电火花检测。

7) 固化

    按照材料技术数据单进行足够时间固化。对材料进行加热可缩短固化时间，加温固化还可以提高材料本身的性能，包括抗化学腐蚀，抗高温和自身的其他物理性能。加热固化完成后，要等设备冷却至环境温度，再开机运行。

4.2、应用案例

5．结语

福世蓝®与企业合作的意义就是通过新技术的不断引进嫁接和企业自主应用推广，与用户建立全新战略合作伙伴的商业关系，来解决企业存在的现实性、阶段性及长期性的设备问题，帮助企业完善和提高现有的设备维护体系和水平，从而实现“控制生产成本、提高综合效益”之目标。