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析氫腐蝕

析氫腐蝕是常見(jiàn)的爆瓷原因，也稱(chēng)之為鱗爆現(xiàn)象。引起鱗爆的因素很多，包括鋼坯的表面及內(nèi)部質(zhì)量，瓷釉的成分及均勻度，以及搪燒工藝，如脫脂硫酸濃度，酸洗時(shí)間，搪燒的溫度及時(shí)間。此外鱗爆現(xiàn)象受季節(jié)性影響十分強(qiáng)。

鱗爆的形成主要是由鋼板中氫的吸收、擴(kuò)散、聚集和溢出引起的。據(jù)國(guó)外測(cè)定，鱗爆時(shí)，由金屬基材中析出的氣態(tài)氫的壓力可高達(dá)11MPa。搪瓷設(shè)備金屬基體在燒成時(shí)，鋼材處于奧式體狀態(tài)，對(duì)氫有*的溶解度，它可吸收在燒成過(guò)程中產(chǎn)生的大量氫。鋼材在冷卻過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生奧式體向鐵素體的相變，金屬基體溶解氫的能力大幅度下降，從鋼材中析出的氫聚集在鋼坯與搪瓷層交界處和鋼材內(nèi)部的缺陷部位上，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，氫的濃度越來(lái)越高，壓力越來(lái)越大，當(dāng)壓力超過(guò)瓷層的機(jī)械強(qiáng)度時(shí)，瓷層就會(huì)產(chǎn)生鱗爆，從鱗爆過(guò)程的分析可知，搪瓷用鋼板的組織狀態(tài)是決定爆瓷是否發(fā)生的內(nèi)因，外界因素只起促進(jìn)內(nèi)因發(fā)生變化的作用，這些組織有宏觀組織，如氣泡、縮孔、裂紋等，有顯微組織，如晶粒度，滲碳體的形狀、大小、分布等。搪瓷設(shè)備的腐蝕破壞，大部分是由于在焊縫表面上瓷釉層有不同程度的鱗爆脫瓷引起的，因?yàn)楹缚p金屬的金相組織為鐵素體和珠光體。焊接處有氣泡、縮孔、裂紋等缺陷，對(duì)氫有強(qiáng)烈的吸收作用。所以應(yīng)盡量避免對(duì)坯體進(jìn)行熱加工。另外，要防止鱗爆的產(chǎn)生，還必須減少氫的來(lái)源，或者給氫提供一個(gè)聚集的空間。在高溫800～900 ℃搪燒時(shí)，瓷釉內(nèi)的水與金屬Fe 發(fā)生下列反應(yīng):Fe + H2O →FeO + 2H這對(duì)鋼坯的含氫量影響很大，這是鋼板析氫1為嚴(yán)重的因素，因此，在產(chǎn)品燒成時(shí)，一定要盡可能地減少瓷釉中水分的含量和鋼坯表面吸附的水分，以及燒成環(huán)境中的水分，從而減少氫的產(chǎn)生。

此外，搪瓷釜的夾套在使用一段時(shí)間后會(huì)結(jié)垢和生銹，如果使用酸性除垢劑清除污垢或夾套中的冷卻液偏酸性，都會(huì)導(dǎo)致金屬發(fā)生析氫腐蝕(Fe+2HCl=FeCl2+H2O一部分H原子擴(kuò)散到金屬內(nèi)空穴，這些H由于搪瓷的致密性而不能再向外擴(kuò)散，因此當(dāng)H聚積到一定的程度，形成定的動(dòng)力時(shí)，搪瓷就會(huì)發(fā)生破裂。因此清洗結(jié)垢采用酸洗時(shí)，必須加緩沖劑，如果搪瓷釜的價(jià)值較高或者不容易更換甚至出現(xiàn)腐蝕性穿孔的話，必須采用腐蝕率低的高品質(zhì)清洗劑，避免清洗操作不當(dāng)帶來(lái)的嚴(yán)重后果。

基體材料不合格

為了降低成本，有些廠家胚體采用Q235鋼代用，直接導(dǎo)致鋼材中的碳、硫在搪燒過(guò)程氣化，使搪瓷層與基體間、搪瓷層內(nèi)部形成大量氣泡，導(dǎo)致搪瓷結(jié)合強(qiáng)度降低。搪瓷層遇冷熱急變，極易爆瓷。所以搪瓷釜選用含碳、硫低的鋼材做胚體能防止爆瓷。

搪燒質(zhì)量欠佳

有些搪瓷釜生產(chǎn)廠家生產(chǎn)環(huán)境簡(jiǎn)陋、除銹防塵達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)，致使底釉與基體結(jié)合不好。有的減少搪燒遍數(shù)，增加每層厚度，使內(nèi)因力過(guò)大，影響搪瓷釜使用壽命。因此嚴(yán)格按制造規(guī)程制造才能保證搪瓷釜的質(zhì)量。

檢修方案

故障情況

搪瓷反應(yīng)釜在運(yùn)行過(guò)程中受振動(dòng)沖擊及其他復(fù)合力作用影響，金屬部件會(huì)產(chǎn)生“硬對(duì)硬”關(guān)系。隨著時(shí)間延長(zhǎng)，部分沖擊變形成為*變形，恢復(fù)應(yīng)力下降，形成間隙，1終造成硬度相對(duì)較低的部件出現(xiàn)磨損。1常見(jiàn)的如：傳動(dòng)部位（軸承室）磨損、表面局部破損、反應(yīng)釜進(jìn)料口磨損、反應(yīng)釜下料口磨損、反應(yīng)釜內(nèi)壁局部破損、反應(yīng)釜入孔破損、連接部件的破損等。

高分子復(fù)合材料修復(fù)搪瓷反應(yīng)釜內(nèi)壁局部破損

修復(fù)技術(shù)

我國(guó)搪瓷反應(yīng)釜的修補(bǔ)方法較多，但修補(bǔ)壽命普遍不長(zhǎng)，采用螺栓緊固法相對(duì)來(lái)說(shuō)效果較好，但破
　　壞了鋼體整體結(jié)構(gòu)，而且對(duì)下次維修造成一定困難。其他的修補(bǔ)方式如下 [1]  ：

1 搪燒。 常用損壞面積較大時(shí)，在有搪燒設(shè)備時(shí)仍按瓷釉搪燒的方法修補(bǔ); 無(wú)搪燒設(shè)備，可采用火焰背面加
　　熱，以使瓷釉搪燒上去。

2 耐蝕金屬修補(bǔ): 對(duì)于針孔那樣細(xì)微缺陷的修補(bǔ)，使用黃金、鉭等貴金屬，做成釘子嵌入加以修補(bǔ); 利用耐蝕金屬做螺釘緊固不大的瓷面破損外，通常使用不銹鋼、硅鐵、鋁、鉛、銀、鈦、錫等耐蝕金屬和聚四氟乙烯墊片; 利用耐蝕金屬片覆蓋于搪瓷的損壞面上，然后用同種金屬做成的螺釘緊固，此方法簡(jiǎn)單易行，如施工精細(xì)，則有較長(zhǎng)的使用壽命; 利用耐蝕金屬和耐蝕膠泥遮蓋法，或?qū)⒔佑|物料的金屬防腐后用螺栓緊固。

比如用鈦修補(bǔ)的兩種方法電弧氣熱噴涂法，用兩根相互絕緣的鈦金屬絲，分別接電源的兩端。電源電壓為25-28V，電流為360-350A。兩根鈦金屬絲放置成銳角。接通電源，鈦金屬絲間產(chǎn)生電弧，這時(shí)鈦發(fā)生熔融，借助于含5%-8%氧氣的壓縮空氣，把熔化的鈦吹向待修補(bǔ)部位。噴涂的距離為150-250mm。由于壓縮空氣中含有氧氣，結(jié)果在被修補(bǔ)面上形成了Ti 及TiO2 的固態(tài)混合物。形成后的修補(bǔ)面用四糠基硅烷在 200-280℃下熱處理0.3h 便完成了修補(bǔ)。修補(bǔ)后的表面有較好的抗熱腐蝕性。這種修補(bǔ)方法把熔融的金屬?lài)姷酱扪a(bǔ)處，由于熔化的金屬溫度在1800 ℃左右，容易引起修補(bǔ)處基體過(guò)熱，進(jìn)而引發(fā)修補(bǔ)處周?chē)麓傻谋?，所以操作時(shí)要小心，修補(bǔ)面積不宜大。

3 耐蝕金屬涂料混合修補(bǔ)，即用涂料在破壞處涂抹，再用金屬片覆蓋，然后用同種金屬做成螺釘緊固，此方法多用于較大瓷面破壞處，具有良好使用效果。涂料一般選用環(huán)氧樹(shù)脂，內(nèi)加氧化鋁粉，在其未*固化時(shí)覆蓋不銹鋼片并緊固。

也有用陶瓷涂層法進(jìn)行修補(bǔ)，利用噴熱噴涂含3%TiO2的Al2O3 陶瓷粉末，在破損處形成陶瓷層以達(dá)到修補(bǔ)的目的。噴涂工藝流程為:預(yù)熱→粗化處理→噴涂過(guò)渡層→噴陶瓷層→噴刷封孔劑→烘干。此方法具有周期短、成本低、而且具有抗高溫耐腐蝕的性能。搪瓷反應(yīng)釜的玻璃襯里，雖具有一定的抗沖擊強(qiáng)度，但它畢竟是一種脆性材料，苛刻的工作條件又不允許其存在任何微小缺陷。

4 非金屬修補(bǔ)。目前大量合成樹(shù)脂材料應(yīng)用于化工設(shè)備防腐，這些合成材料具有較高的化學(xué)穩(wěn)定性和良好的物理機(jī)械性能。利用這些合成樹(shù)脂材料修補(bǔ)化工搪瓷設(shè)備，不僅節(jié)約有色金屬，而且修補(bǔ)工藝簡(jiǎn)單，費(fèi)用低，修理時(shí)間短，耐腐耐磨，很有探討和推廣價(jià)值。相對(duì)傳統(tǒng)方法來(lái)說(shuō)，應(yīng)用高分子材料修復(fù)既無(wú)補(bǔ)焊熱應(yīng)力影響，修復(fù)厚度也不受限制，同時(shí)產(chǎn)品所具有的金屬材料不具備的退讓性，可吸收設(shè)備的沖擊震動(dòng)，避免再次磨損。在國(guó)內(nèi)針對(duì)搪瓷反應(yīng)釜故障的維修中，也逐步取代傳統(tǒng)的辦法。

搪瓷釜大面積搪瓷損壞，需將設(shè)備送制造廠重新搪瓷，費(fèi)用約是新購(gòu)置的1/4。損壞面積不大的可在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行局部修補(bǔ)。采用現(xiàn)場(chǎng)快速修復(fù)，不用拆設(shè)備，只需打開(kāi)人孔即可修復(fù)，修復(fù)后24小時(shí)即可投入使用。現(xiàn)場(chǎng)修補(bǔ)劑有環(huán)氧樹(shù)脂、聚四氟乙烯樹(shù)脂、高性能搪瓷修補(bǔ)劑等，而常用的是高分子復(fù)合材料搪瓷修補(bǔ)劑。

高分子復(fù)合材料搪瓷現(xiàn)場(chǎng)修補(bǔ)劑是由高分子聚合物、合金鋼粉末或耐磨陶瓷粉末為基材并配以固化劑的雙組份復(fù)合材料。與普通樹(shù)脂型的修補(bǔ)劑相比，高分子復(fù)合材料依靠自身更為細(xì)密的高分子結(jié)構(gòu)，使得材料自身具有更強(qiáng)的粘接力和優(yōu)異的耐腐蝕、抗腐蝕性能，高分子甚至能夠滲透到金屬里面，形成更為緊密的高分子復(fù)合材料保護(hù)層。高分子復(fù)合材料搪瓷現(xiàn)場(chǎng)修補(bǔ)劑具有較高的化學(xué)穩(wěn)定性和良好的物理機(jī)械性能。

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