应力爆瓷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。在大多数情况下,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。残余应力受热膨胀系数差、温度、釉层厚度、基材厚度等因素的影响。搪玻璃设备热残余应力进行了理论计算。瓷层的压应力足够大时,瓷层将会出现剥落。
所以在设计瓷釉时,应使瓷釉的热膨胀系数尽量接近基体的热膨胀系数,同时提高基体与瓷层间的密着力,搪瓷的密着性与瓷釉润湿金属的能力直接有关。瓷釉熔体及釉浆对金属的润湿性愈强,愈有利于喷涂和烧成时界面的相互吸引,加速化学反应形成化学键,增强密着。另外瓷层通常是不均匀的,普遍含有夹杂物,这是涂搪过程的特征,由于釉浆由熔块磨加物和搪加物等混合而成,而且终烧成受时间的限制,这就阻碍玻璃体的完全均化。一般地说,这些外加粒子和气泡是产生应力的原因,也是瓷层裂纹的**,即使搪瓷的强度降低,又会导致各种缺陷。
此外,搪瓷釜的夹套在使用一段时间后会结垢和生锈,如果使用酸性除垢剂清除污垢或夹套中的冷却液偏酸性,都会导致金属发生析氢腐蚀(Fe+2HCl=FeCl2+H2O一部分H原子扩散到金属内空穴,这些H由于搪瓷的致密性而不能再向外扩散,因此当H聚积到一定的程度,形成定的动力时,搪瓷就会发生破裂。因此清洗结垢采用酸洗时,必须加缓冲剂,如果搪瓷釜的价值较高或者不容易更换甚至出现腐蚀性穿孔的话,必须采用腐蚀率低的高品质清洗剂,避免清洗操作不当带来的严重后果。
4 非金属修补。目前大量合成树脂材料应用于化工设备防腐,这些合成材料具有较高的化学稳定性和良好的物理机械性能。利用这些合成树脂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。相对传统方法来说,应用高分子材料修复既无补焊热应力影响,修复厚度也不受限制,同时产品所具有的金属材料不具备的退让性,可吸收设备的冲击震动,避免再次磨损。在国内针对搪瓷反应釜故障的维修中,也逐步取代传统的办法。
搪瓷釜大面积搪瓷损坏,需将设备送制造厂重新搪瓷,费用约是新购置的1/4。损坏面积不大的可在现场进行局部修补。采用现场快速修复,不用拆设备,只需打开人孔即可修复,修复后24小时即可投入使用。现场修补剂有环氧树脂、聚四氟乙烯树脂、高性能搪瓷修补剂等,而常用的是高分子复合材料搪瓷修补剂。
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优异的耐腐蚀、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。
搪瓷釜内搅拌带有悬浮物的液体,悬浮物与搪瓷强烈的磨擦,同时悬浮物自身也产生磨擦,这样就产生大量的静电荷,高的静电荷对搪瓷产生强烈的穿刺作用,从而导致搪瓷点蚀,因此搅拌转速不宜太快。
析氢腐蚀
析氢腐蚀是常见的爆瓷原因,也称之为鳞爆现象。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。