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高分子复合材料搪瓷现场修补剂是由高分子聚合物、合金钢粉末或耐磨陶瓷粉末为基材并配以固化剂的双组份复合材料。与普通树脂型的修补剂相比,高分子复合材料依靠自身更为细密的高分子结构,使得材料自身具有更强的粘接力和的耐腐蚀、抗腐蚀性能,高分子甚至能够渗透到金属里面,形成更为紧密的高分子复合材料保护层。高分子复合材料搪瓷现场修补剂具有较高的化学稳定性和良好的物理机械性能。 利用高分子复合材料修补化工搪瓷设备, 不仅节约有色金属, 而且修补工艺简单,费用低,修理时间短,耐腐耐磨,很有探讨和推广价值。

搪瓷设备具有耐酸、耐碱、耐冲击和耐温变等优良性能,在化工、医药、轻工等行业搪瓷设备得到了广泛的应用。多年来,工业用搪瓷设备主要以反应罐和储罐等为主。近十年来,随着搪瓷工业的发展,搪瓷产品的结构有了一些变化,出现了搪瓷列管式换热器,搪瓷薄膜蒸发器和过滤器等。由于搪瓷设备长期处于高温、高压、腐蚀性介质中,以及在操作过程中受急冷、急热的影响,搪瓷反应釜搪瓷设备易发生爆瓷现象。爆瓷后的部位露出金属基体,由于腐蚀性介质的作用,金属基体受到腐蚀,在许多大型化工企业中生产都是连续性进行的,而且应用大型反应釜,某一个反应釜出现爆瓷现象,即使面积非常小,都有可能影响整个工厂的产品质量及正常生产,所以对粉碎设备等搪瓷设备的修补问题引起了大家的广泛关注。

爆瓷主要可分为两种形式,一种是由氢引起的所谓鳞爆现象,另一种则是由力学原因引起的应力爆瓷。这两种爆瓷现象可能同时发生,也可能单发生。引起鳞爆的因素很多,包括钢坯的表面及内部质量,瓷釉的成分及均匀度,以及搪烧工艺,如脱脂硫酸浓度,酸洗时间,搪烧的温度及时间。此外鳞爆现象受季节性影响十分强。鳞爆的形成主要是由钢板中氢的吸收、扩散、聚集和溢出引起的。据国外测定,鳞爆时,由金属基材中析出的气态氢的压力可高达11MPa。

搪瓷设备金属基体在烧成时,钢材处于奥式体状态,对氢有的溶解度,它可吸收在烧成过程中产生的大量氢。钢材在冷却过程中会产生奥式体向铁素体的相变,金属基体溶解氢的能力大幅度下降,从钢材中析出的氢聚集在钢坯与搪瓷层交界处和钢材内部的缺陷部位上,随着时间的延长,氢的浓度越来越高,压力越来越大,当压力超过瓷层的机械强度时,瓷层就会产生鳞爆,从鳞爆过程的分析可知,搪瓷用钢板的组织状态是决定爆瓷是否发生的内因,外界因素只起促进内因发生变化的作用,这些组织有宏观组织,如气泡、缩孔、裂纹等,有显微组织,如晶粒度,渗碳体的形状、大小、分布等。搪瓷设备的腐蚀破坏,大部分是由于在焊缝表面上瓷釉层有不同程度的鳞爆脱瓷引起的,因为焊缝金属的金相组织为铁素体和珠光体。

搪瓷釜搪瓷层遇冷、热急变,极易爆瓷。因此搪瓷釜有耐温限制温度200℃,耐温急变冷冲击<1IO~C,热冲击<120℃。投料时物料温度与釜体温差太大以及升温时蒸汽过猛、降温太急也能导致爆瓷。因此搪瓷釜在使用中升、降温要缓慢、均匀,分级冷却。电弧气热喷涂法用两根相互绝缘的钛金属丝,分别接电源的两端。电源电压为25-28V,电流为360-350A。两根钛金属丝放置成锐角。接通电源,钛金属丝间产生电弧,这时钛发生熔融,借助于含5%-8%氧气的压缩空气,把熔化的钛吹向待修补部位。喷涂的距离为150-250mm。由于压缩空气中含有氧气,结果在被修补面上形成了Ti 及TiO2 的固态混合物。形成后的修补面用四糠基硅烷在 200-280℃下热处理0.3h 便完成了修补。修补后的表面有较好的抗热腐蚀性。

陶瓷涂层法利用喷热喷涂含3%TiO2的Al2O3 陶瓷粉末,在破损处形成陶瓷层以达到修补的目的。喷涂工艺流程为:预热→粗化处理→喷涂过渡层→喷陶瓷层→喷刷封孔剂→烘干。此方法具有周期短、成本低、而且具有抗高温耐腐蚀的性能。搪瓷反应釜的玻璃衬里,虽具有一定的抗冲击强度,但它毕竟是一种脆性材料,苛刻的工作条件又不允许其存在任何微小缺陷。

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