我廠是一個(gè)以生產(chǎn)溴系列產(chǎn)品為主的有機(jī)化工廠，主要產(chǎn)品有溴丙烷、溴甲烷、溴乙烷、八溴醚等。其主要生產(chǎn)原料是溴素、甲醇、乙醇等，以上幾種原料在約80~100℃的溫度，0.1~0.2MPa壓力下進(jìn)行反應(yīng)，再經(jīng)精鎦、洗滌等工序，較終生產(chǎn)出各種合格的產(chǎn)品。由于所用原料及產(chǎn)品都屬于強(qiáng)腐蝕介質(zhì)，其中溴甲烷還屬于易爆、有毒產(chǎn)品。根據(jù)這些特點(diǎn)，本著經(jīng)濟(jì)的原則，我廠主要設(shè)備基本上采用的都是搪玻璃設(shè)備，其中反應(yīng)釜、干燥器是標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備，而洗滌塔、反應(yīng)釜?jiǎng)t屬非標(biāo)沒(méi)備?，F(xiàn)就我廠使用情況，結(jié)合本人多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對(duì)搪玻璃反應(yīng)釜有關(guān)使用、改造情況做一個(gè)簡(jiǎn)單的論述。

1．前言

搪玻璃設(shè)備是由含硅量高的瓷釉在900℃左右的高溫條件下搪燒于金屬胎體表面，既有金屬的強(qiáng)度，又有玻璃的耐腐蝕性等優(yōu)點(diǎn)，具有抗沖擊、耐腐蝕、絕緣、耐熱、耐磨等性能，被廣泛用于無(wú)機(jī)酸、有機(jī)酸、有機(jī)溶劑等腐蝕介質(zhì)中，尤其在鹽酸、硝酸等較強(qiáng)腐蝕介質(zhì)中具有優(yōu)良的耐腐蝕性能。在制藥、染料、石油化工、食品、國(guó)防等工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用，以代替昂貴的不銹鋼和有色金屬。但瓷釉又有某些缺點(diǎn)，質(zhì)脆、熱穩(wěn)定性差、不能經(jīng)受急劇的溫差變化和局部過(guò)熱。

2．我廠所用反應(yīng)釜存在的問(wèn)題

我廠搪玻璃反應(yīng)釜主要是用在鹵化烴生產(chǎn)過(guò)程中，以溴乙烷為例，搪玻璃反應(yīng)釜為填料塔，填料為陶質(zhì)拉西環(huán)，其作用是根據(jù)反應(yīng)釜內(nèi)各種物料的氣化溫度不同，而分鎦出產(chǎn)品，其操作溫度為86~92℃，操作壓力0.15MPa，規(guī)格為Φ600×6000mm，塔體外殼為δ=lOmm的Q235-A鋼板沖壓、焊接而成，內(nèi)部搪玻璃厚度通常為0.7~1mm，各塔節(jié)間用法蘭聯(lián)接。在使用中我們發(fā)現(xiàn)塔節(jié)有些地方爆瓷比較嚴(yán)重，整個(gè)設(shè)備使用壽命較短，一般只有3個(gè)月左右，備件使用量十分大，增加了產(chǎn)品成本。一旦某塔節(jié)損壞，檢修非常不方便，稍不注意，就造成塔節(jié)內(nèi)篩板傾斜，瓷環(huán)填料下落，不僅損壞了填料而且常常砸壞有關(guān)的玻璃管道和其他儀器、儀表等。

3．原因分析

針對(duì)存在的問(wèn)題，我們分析了塔節(jié)本身結(jié)構(gòu)、操作狀況以及其他方面。認(rèn)為主要有以下幾點(diǎn)。

3．1塔節(jié)結(jié)構(gòu)本身設(shè)計(jì)不合理

原塔節(jié)結(jié)構(gòu)如圖1所示，從圖中B-B截面，我們可以看出在圓周方向，塔節(jié)由外向內(nèi)局部沖壓了四個(gè)凸臺(tái)，篩板支撐在這四個(gè)凸臺(tái)上，上面再放瓷環(huán)填料。A轉(zhuǎn)角處曲率變化過(guò)大，a角約為lO0~120度這樣不可避免地產(chǎn)生應(yīng)力集中，在使用過(guò)程中鋼板局部應(yīng)力釋放，這種局部應(yīng)力相當(dāng)大。據(jù)有關(guān)資料介紹Q235-A鋼板的抗拉強(qiáng)度為375~460MPa，抗彎強(qiáng)度約314MPa；瓷釉的抗拉強(qiáng)度為29~88MPa，抗彎強(qiáng)度為24.5~49MPa，可見(jiàn)瓷釉的強(qiáng)度與碳鋼的強(qiáng)度相比較低，塑性也相差很多。因此，在塔節(jié)A點(diǎn)外殼的局部應(yīng)力釋放時(shí)，瓷釉與鋼殼的變形不協(xié)調(diào)，破壞了兩者之間的結(jié)合，從而在A點(diǎn)很容易發(fā)生爆瓷，進(jìn)而使碳鋼外殼腐蝕穿孔，降低了整個(gè)設(shè)備的使用壽命。

3.2搪玻璃層局部質(zhì)量不理想

從圖l我們可以看到，由于A處曲率突變比較厲害，a角較小，搪玻璃厚度難以保證，搪玻璃層一般都較薄，約0.6~0.7mm左右，一旦瓷層有氣孔、縮孔、夾雜等缺陷，腐蝕性介質(zhì)就會(huì)滲透到金屬外殼的表層，快速將碳鋼腐蝕穿孔，影響生產(chǎn)的正常進(jìn)行。檢修過(guò)的塔節(jié)絕大部分在該處的瓷層質(zhì)量都不是十分理想。

3.3工藝操作壓力、溫度波動(dòng)較大

一般來(lái)說(shuō)，搪玻璃設(shè)備承受內(nèi)壓不得很過(guò)0.196MPa，許用溫度不大于120℃，熱沖擊性較差。而實(shí)際生產(chǎn)情況，由于我廠的生產(chǎn)基本上還是屬于間斷性生產(chǎn)，壓力、溫度波動(dòng)都比較大。在剛加料時(shí)壓力、溫度都較低，通常為常壓、常溫，而發(fā)生反應(yīng)時(shí)則壓力、溫度急劇上升，操作不當(dāng)時(shí)壓力高達(dá)0.25MPa，溫度約120℃，如此一來(lái)壓力、溫度波動(dòng)很大，加之如圖1的A處曲率變化較大，而Q235-A殼體、搪玻璃釉的熱膨脹系數(shù)、彈性模數(shù)不同。該處在交變溫度作用下產(chǎn)生的交變應(yīng)力不同，從而使塔節(jié)A處產(chǎn)生爆瓷，破壞了設(shè)備的正常運(yùn)行。

3.4篩板支撐設(shè)計(jì)不合適

由圖1可以看出原篩板的支撐是靠塔壁上四個(gè)凸臺(tái)來(lái)支撐，由于支撐點(diǎn)較少，且搪玻璃表面比較光滑，因此在檢修時(shí)如塔節(jié)稍有傾斜，篩板就會(huì)歪斜，瓷環(huán)失落損壞。

4．改造措施及分析

經(jīng)過(guò)對(duì)存在問(wèn)題的分析，我們?cè)趦蓚€(gè)方面進(jìn)行了改造。

4.1塔節(jié)本身結(jié)構(gòu)的改造

改造后的塔節(jié)如圖2。每個(gè)塔節(jié)由上下兩段組成，上段為碳鋼沖壓、圈焊成型，下段則是一個(gè)特制的高頸法蘭，上、下段之間采用焊接，焊后將焊縫磨光再搪玻璃。對(duì)比圖2與圖l，我們可以看出，由于改造后支撐點(diǎn)結(jié)構(gòu)是平滑過(guò)渡，大大降低了應(yīng)力集中而引起的破壞；而且較容易磨光，從而保證了該處搪瓷的質(zhì)量，減少了制造缺陷而產(chǎn)生的設(shè)備損壞；篩板支撐變成全圓周支撐，固定比較穩(wěn)定，即使檢修時(shí)塔節(jié)傾斜也不會(huì)造成瓷環(huán)填料失落。

4.2嚴(yán)格工藝操作規(guī)程

在生產(chǎn)過(guò)程中嚴(yán)格控制工藝條件，嚴(yán)禁很溫很壓運(yùn)行，加載或卸載的速度不許太快，更小允許冷態(tài)時(shí)加熱料、熱態(tài)時(shí)加冷料，杜絕因壓力和溫度大幅度波動(dòng)、驟冷驟熱而產(chǎn)生熱應(yīng)力損壞搪玻璃層。

5．效益分析

我廠1995年元月對(duì)反應(yīng)釜進(jìn)行了改造，從1995年2月投入使用至今的實(shí)際情況，充分證明改造方案是可行的。沒(méi)有發(fā)生過(guò)因篩板支撐處爆瓷腐蝕破壞而停產(chǎn)的事故，使用周期延長(zhǎng)五倍，節(jié)省了資金，穩(wěn)定了生產(chǎn)，而且在檢修、檢查時(shí)從未發(fā)生因篩板傾斜而摔壞瓷環(huán)填料，砸壞其他附屬設(shè)備的現(xiàn)象，提高了檢修質(zhì)量，年創(chuàng)經(jīng)濟(jì)效益約50萬(wàn)元。