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搪玻璃设备缺陷的类型和预防 (三)

2011/10/27 20:05:56

以防止加热期间自由膨胀,用带缚住容器这种方式也会引起在夹套容器里密封圈区域产生过量压力而使搪玻璃产生裂缝。

过量热压力可用适当的方法控制,以允许管套自由扩张。这点事重要的,因为,由于热冲击造成的损坏需要容器完全重新进行搪上玻璃。

缸嘴超压

搪玻璃容器上的缸嘴不能与在无搪玻璃容器上的缸嘴一样处理。虽然玻璃有强的压缩性,但集中在一点上的负载会严重损坏搪玻璃缸嘴。在缸嘴顶部凸出处也会被过量的压力所损坏。引起缸嘴超压的这两种情况,会导致可能的缺陷是通过管道的扭矩过量和压力过量。

用于把搪玻璃上的缸嘴固定在管道或改版的螺栓或夹钳的过量扭矩,会引起搪玻璃剥落,通常是大片的,包括相当大的缸嘴部分。最深的渗透(可能暴露钢底),将在过量扭矩的区域出现。损坏常常通过缸嘴凸出部分扩展下去,并需要用钽缸嘴套修补。如果缸嘴套不实用或者太贵,如大套口的,也许需要对整个容器进行重新涂搪。图7为由于夹钳扭矩过量产生的缸嘴缺陷的例子。遵循制造商建议的扭矩值,将可避免这种损坏。

通过外部管道的缸嘴过量扭矩,会破碎缸嘴表面的玻璃。出来其应有的最小值外,搪玻璃缸嘴没有最大的压力设定值。在管道系统的设计中,包括膨胀结或波纹管安装时,最好尽可能地靠近缸嘴,使偏心负载和移动最小化,并注意管道和容器的热膨胀。把管道接到缸嘴上时,必须避免 “冷回弹”。同中心的负载不是如此严重。但是应该减到最小。安装重的设备时,如喷嘴上的齿轮驱动装置会造成一个不安全的条件。在搪玻璃反应器上,搅拌器驱动装置安防在容器的主盖上或顶部的凸起部位上,而不是在搅拌缸嘴上。如果没有凸起部位,驱动装置应装在外面。

钽是用于修复搪玻璃容器的最常用的材料。其抗腐蚀与玻璃特别地接近,出来66摄氏度以上的烟熏硫磺酸,98%以上的硫磺酸,或66摄氏度以上的自由SO3以及初始氢以外。

当需要一个钽塞或板用来盖住玻璃的损坏区域时,恰当地安装修复塞和板式必要的。聚四氟乙烯垫圈是用来把钽密封地修补在搪玻璃上。如果不安全,腐蚀材料会在钽的后面泄露,侵蚀铁胎基材,并破坏搪玻璃。钽塞缺陷,如图8 所示,会变得非常严重,因为损伤会扩散非常快。

钽虽然抗腐蚀,但在室温下被原子(初生的)氢腐蚀,引起氢脆。其削弱修复材料。这种情况会在当金属填充物在容器里形成氢原子发生酸反应时发生。

温度在250摄氏度以上,氢分子将侵蚀钽。因为钽与铁胎基材接触,电流反应也会引起钽的氢脆。当第二个不同的金属出现在容器里时,如一个不是钽制的金属浸渍管,就产生了电流电池。通常,钽是较惰性的,其将起到阴极的作用。氢在这上面被释放出来。

氢脆可由装上少量的铂来从根本上消除掉。因为铂更具惰性,其对于钽将是阴极的。

避免电流腐蚀的一个肯定的方法是,当不同金属在容器里出现时,消除电流电池。如有获得特别专利的绝缘器,其把钽塞与金属衬底用电隔离开来。使用这些绝缘体,就不需要使用与金属容器内不如钽那样有效的附件相似的修复材料了。图8显示了一个带有陶瓷绝缘套的钽 修复塞的交叉部分。

用钽塞修复,将保护搪玻璃容器的使用寿命。其安装要符合制造商的建议程序。但是,用户进行周期检验是必不可少的,以确认修复塞是安全的。当安放一个塞子,补片,或缸嘴套时,保证合适的黏合剂也是同样重要的。黏合剂用于覆盖损伤区域,并且填补修复材料下面的空处。如果使用错误的黏合剂,就会导致修复缺陷。最常用的是两种黏合剂是:呋喃树脂,适用于酸,碱,热水,强还原剂和中等氧化条件。所有的都在最大温度190摄氏度(375华氏);当出现很强的氧化剂时,或温度在190摄氏度(375华氏)以上时用硅酸盐。

混杂的其他类型的缺陷

一些较少见的典型缺陷是

超压或真空过大。这两种任何一种情况都会使钢制容器变形使搪玻璃层损坏。如果装置的容量不足以承受突然的压力变化,即使有安全膜或安全阀也会发生这种情况。

局部冷热冲击点冲击。夹管注入喷嘴配有挡板,以防止在搪玻璃安全膜反面热介体或冷却液直接的点接触。如果挡板腐蚀,将发生点冲击,即形成一热应力。集中的热应力建立在夹套注入的区域,其会引起玻璃破裂。不良的挡板也会产生由于其在冲击点的内容器的腐蚀造成的玻璃缺陷。套注入喷嘴的周期维修保养将防止这个问题。用指定的不锈钢挡板就可大大地减少腐蚀。


不当的容器支架。无夹套容器的不平整支架会产生玻璃的过量压力,并在有支架的地方产生裂缝。制造商特别注意无夹套容器的支架设计,应提供一个分布均衡的装置,以避免集中的负载。应严格遵守所推荐的支架安放的方法和过程。

垫圈缺陷。唯一被推荐用于搪玻璃节孔的垫圈是石棉包聚四氟乙烯垫圈。但是,一些化学物在一定的温度会渗透到聚四氟乙烯。这些包括卤素,亚甲基氯化物以及氨。最后聚四氟乙烯会随着压力的形成而产生气泡或吹出,并使罐嘴面对腐蚀化学物。如果搪玻璃以外的钢喷嘴的区域被腐蚀,玻璃就会被破坏,引起垫圈两边的玻璃剥落。在严重的情况下,也许要更换罐嘴,需要昂贵的修理以及容器完全重新涂搪。防止这些潜在问题的最好方法是,在日常保养期间,对所有的垫圈进行物理检查,必要时进行更换。因为泄露的垫圈会导致上面的缺陷,所有的罐嘴必须检查扭矩是否合适。因为在最初的扭矩以后,垫圈在一段时间以后会松开,需要重新扭紧。
搅拌器的扭矩过量

搪玻璃搅拌器有其自身强度限制。如果扭矩过量,搅拌器会弯曲,通常在密封的区域玻璃破碎。搅拌器的损失是严重的。因为它会全部腐蚀,并落进反应器,损坏容器的搪玻璃。如操作人员要在粘胶里或固体里启动搅拌机,或操作时,容器里的成分开始固化或粘稠超过设计条件,就会发生扭矩过量。如果能预见到达这样的情况,应在电机和齿轮驱动之间装一个液压离合器。该液压离合器将“滑移”,限制搅拌器扭力矩达到预定的扭矩水平,如果达到预定的扭矩,使搅拌器降低速度,甚至停止。除非有扭矩限制装置的保护,否则,搅拌器对搅拌好的固体在起动到暂停或打破固体时决不会啮合。

挡板缺陷

活动式热电偶套管顶端,无论是钽制的,或是搪玻璃,都是用螺丝拧在挡板的底部,并用反转的聚四氟乙烯薄片垫圈密封。垫圈缺陷或热电偶顶端的松开,将使腐蚀材料进入挡板,造成挡板损失。如果不能及时检测发现,挡板会完全腐蚀,并落入容器,引起更大的损坏。这是正常保养期间必须检查的搪玻璃容器的另一部分。

非典型搪玻璃缺陷

有不常见的其它类型的搪玻璃缺陷。其产生的原因在第一次检查时会被误判。这种类型的缺陷是最苦恼的。特别是对制造商,因为它们会在用户方面导致产生误解。许多这样的缺陷在被确定其真实的原因之前,要求对用户的加工和操作条件作全面的调查。

梯形缺陷

 

这是一种在热冲击和机械压力作用下共同产生的缺陷,其就发生在夹套溢流喷嘴的下面。该缺陷以一个或多个水平方向的裂缝出现在玻璃里,并有不同的长度,一个在另一个的下面,就象梯子的横档一样。这仅发生在用加热蒸汽和冷却媒介(如通过管道进入夹套的水)的反应器里。在热循环结束时关闭蒸汽,剩余蒸汽冷凝形成真空,其虹吸管从溢流线把冷却媒介(如水)吸入套管,严重的应力在玻璃理扩展,缺陷甚至会在1½加仑/分或低于此的流量下出现。甚至在不超过安全温度差异时,缺陷都会扩展。因为这是在最小压强之下的容器里面。在夹套出口装一个真空阀,主动关闭溢流线,将防止这种现象发生。

静电释放缺陷

观察到的更有趣的缺陷之一是由静电释放引起的。这种缺陷是由两种不能混合的媒介之运动形成静电所产生的。当材料相互接触时,电子在一个表面到另一个面表面的界面交叉移动。在分离方面,一些电子保留在新的表面上,以致一种材料变成正极电荷,另一种材料负极电荷。如果两种材料是好的导体,电荷的强度将是小的,一位大部分电子将在分离之前,急速跑回其原来的表面。但是,其中一个或两个材料都不是好的导体,电子将受限制,产生电子电荷的堆积。

 
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