Информация о разрушении эмали в реакторах из стеклокерамики и способах её ремонта

Thread Content

Последнее изменение в этом посте было сделано yinkuilin6868 17.11.2015 в 20:33. Физические свойства глазури, используемой для покрытия реакторов из эмалированной стали, определяют их хрупкость и незащищенность от ударов. Из-за неправильного использования со стороны пользователя может произойти частичное разрушение поверхности реактора. Не стоит паниковать: достаточно немедленно остановить оборудование и провести ремонт. Это похоже на ситуацию, когда у новой машины случайно появляется царапина на кузове. Ниже мы расскажем вам о причинах появления трещин на эмалированных реакторах, а также о способах их устранения. Каковы причины разрыва керамики в реакторах из эмалированной стали? Пример взрыва реактора из эмалированного стекла: в одном химическом заводе из-за технологических требований на всем производственном цикле требовались большие количества реакторов из эмалированного стекла, трубопроводов из эмалированного стекла и прочего оборудования из этого материала. В нормальных условиях эксплуатации реактор из эмалированной стали объемом 2000 л с электрическим нагревателем используется: в качестве среды для теплообмена в использовании является теплопроводящее масло, температура которого составляет около 250 градусов. Реагентом внутри реактора является серная кислота концентрацией 75%. Согласно технологическим требованиям, температура реакции должна составлять около 180 градусов Цельсия. В последнее время в реакторе часто происходит разрушение эмали на больших участках поверхности! После осмотра на месте специалистами по оборудованию из эмалированной стали было установлено, что промежуток времени между загрузкой двух партий материала был довольно коротким. После выгрузки предыдущей партии температура в реакторе с эмалированными стенками оставалась высокой, в то время как температура кислоты концентрацией 75% сразу после её загрузки составляла около 70 градусов. Согласно этому анализу, взрыв стекла в реакторе, вероятно, вызван перепадами температур. 　　Анализ причин разрушения эмали и рекомендуемые способы устранения проблемы: в данном случае температура теплоносителя в изоляционном слое реактора составляла 250 градусов. После слива продукта температура корпуса реактора должна была быть на 180 градусов выше температуры реакции. Однако предел выдерживаемой реактором с эмалью температуры колебаний составляет 110 градусов Цельсия. Хотя сульфурическая кислота, добавляемая в реактор, предварительно нагревается до 70 градусов, разница температур между материалом и корпусом реактора, вероятно, превышает 110 градусов, что и приводит к разрушению эмали. Рекомендуется увеличить интервал между добавлением материалов в два раза и повысить температуру предварительного нагрева серной кислоты — таким образом можно избежать разрушения керамики. 　　При возникновении трещин в эмали реактора из стеклокерамики в процессе его ежедневного использования это влияет на нормальную работу всего реактора, что, в свою очередь, сказывается на производственном процессе и приводит к прямым финансовым потерям. 　　Разрушение эмали — это явление, при котором происходит разрыв основного слоя эмали в реакторе из стеклокерамики; в результате эмаль теряет целостность, что приводит к коррозии самого корпуса реактора во время проведения реакций. 　　Основные причины разрыва керамики связаны с двумя факторами: во-первых, в процессе эксплуатации происходит неравномерное нагревание, что приводит к резким изменениям температуры в короткий промежуток времени. Это вызывает сильное расширение и сжатие эмали под действием тепла, в результате чего происходит разрыв керамики. Такое разрушение керамики можно контролировать, а также предотвратить. 　　Во-вторых, в процессе обжига возникают дефекты, что приводит к появлению чешуек. Основными причинами являются качество металлического заготовка, состав и однородность глазури, а также такие факторы, как время подкисления, время обжига и температура обжига в процессе покрытия. Главным виновником является водород. 　　При эмалировании металла после обжига заготовка находится в аустенитном состоянии, в котором она легко поглощает водород; другими словами, ещё на этапе обжига заготовка уже поглощает большое количество водорода. В процессе охлаждения аустенит постепенно преобразуется в другое состояние — феррит. На этой стадии способность металла к сварке при наличии водорода **снижается». Ранее растворенный водород постепенно выделяется. Из-за наличия эмали водород может накапливаться только в углублениях между слоем эмали и металлическим корпусом. По мере преобразования металла количество выделяющегося водорода увеличивается. Чем больше водорода, тем большее давление он оказывает на корпус и слой эмали. Когда давление, создаваемое водородом, становится слишком великим и превышает физическую прочность слоя эмали, даже незначительный физический удар может вызвать обратное давление внутри слоя эмали. В результате происходит ее разрушение. Особые методы ремонта реакторов с эмалированным покрытием. Обычные методы ремонта реакторов с эмалированным покрытием включают: метод нанесения керамической эмали, метод ремонта с использованием коррозионностойких металлов, метод смешанного использования коррозионностойких металлов и специальных красок. Здесь рассматривается особый метод ремонта – метод использования неметаллических материалов. 　　Синтетические смолы обладают высокой химической стабильностью и отличными физико-механическими свойствами. Использование этих синтетических смол для ремонта химического оборудования из эмали позволяет добиться простоты процесса, низких затрат, короткого времени ремонта, а также обеспечивает устойчивость к коррозии и износу. 　　Обычные синтетические смолы имеют низкую адгезию к поверхности эмали; например, у фенолформальдегидной смолы при нормальных температурах степень адгезии составляет 1,7 МПа, в то время как напряжения, возникающие из-за разницы температур в реакторах из эмали при температуре 100°C, достигают 1,5 МПа. Поэтому при ремонте эмалированных реакторов с использованием клея необходимо решить две проблемы: повысить силу сцепления самого клея и уменьшить напряжения, возникающие из-за разницы температур. 　　1. Повышение собственной прочности сцепления. Прежде всего необходимо улучшить физико-механические свойства клея. При ремонте реакторов из эмали часто используется смешанный клей на основе эпоксидно-фенолформальдегидных смол. Фенолформальдегидная смола может служить активным агентом, повышающим прочность эпоксидной смолы, а также способствует улучшению термостойкости и стойкости клея к коррозии. В смешанную глину добавляют 17%~20% бутаадиэнового каучука или бутилового каучука для повышения эластичности глины. Для снижения вязкости глины, учитывая испарение растворителя, вместо пропилена используются активные растворители 690 или 501, а также добавляется 5–8% порошка оксида алюминия, что повышает прочность сцепления смолы. 　　2. Снижение напряжений, обусловленных разницей температур. При высоких температурах смола дальше отвердевает, что приводит к возникновению сил сжатия; в результате прочность соединения значительно снижается. Использование предварительного напряжения позволяет снизить эти напряжения, что приносит хорошие результаты: срок службы изделий увеличивается более чем на 4 месяца. Так называемый метод предварительного напряжения — это способ, при котором оборудование предварительно нагревается, а затем соединяется. 　　Таким образом, когда устройство охлаждается до нормальной температуры, из-за различий в коэффициентах сжатия корпуса и клея возникает определенное напряжение — предварительное напряжение. Когда при эксплуатации оборудования из эмали температура меняется, сначала нивелируется действие этого напряжения. По мере дальнейшего повышения температуры величина новообразующегося напряжения становится меньше, что снижает влияние напряжений, возникающих из-за разницы температур. 　　В большинстве случаев повреждений эмали на небольших участках можно устранить с помощью клея. Поврежденную область необходимо тщательно очистить от ржавчины, масла и пыли. Если при повреждении становится виден металл, в качестве изоляционного слоя можно использовать эпоксидную смолу, отверждаемую в щелочной среде. Затем оборудование нагревают до температуры 40–60°C. Согласно инструкции к выбранному клею, готовят антикоррозионный клей, который наносят тонким слоем на поврежденные участки эмали. После этого необходимо дать материалу высохнуть; затем наносят еще один слой и снова ждут, пока он не высохнет, пока не будет достигнута нужная толщина. В конце постепенно повышают температуру в реакторе до уровня, на 20°C превышающего рабочую температуру, после чего его оставляют при этой температуре на 24 часа. Этот метод имеет низкую стоимость ремонта и обладает большой практической ценностью в химической промышленности.