河南天都化工机械有限公司 叶军博士
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搪瓷反应釜具有耐酸、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
瓷反应釜得到了广泛的应用。多年来，工业用搪瓷反应釜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
器和过滤器等膜蒸发。由于搪瓷反应釜长期处于高温、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，所以对搪瓷反应釜的修补问题引起了大家的广泛关注。如果能找到一种操作简
单、经济可靠的修补方法，这对企业来说具有良好的经济效益。
1、爆瓷机理分析
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，也可能单独发生。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。搪瓷反应釜金属基体在烧成时，钢材处于奥式体状态，对氢有极大的溶解度，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。搪瓷反应釜的腐蚀破坏，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。
焊接处有气泡、缩孔、裂纹等缺陷，对氢有强烈的吸收作用。所以应尽量避免对坯体进行热加
工。另外，要防止鳞爆的产生，还必须减少氢的来源，或者给氢提供一个聚集的空间。在高温
800～900 ℃搪烧时,瓷釉内的水与金属Fe 发生下列反应:Fe + H2O →FeO + 2H这对钢坯的含
氢量影响很大，这是钢板析氢最为严重的因素，因此，在产品烧成时，一定要尽可能地减少瓷
釉中水分的含量和钢坯表面吸附的水分，以及烧成环境中的水分，从而减少氢的产生。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。
沈亦呜等人对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，而且最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，也是瓷层裂纹的先驱，既使搪瓷的强度降低，又会导
致各种缺陷。 2、修补方法
关于爆瓷后搪瓷化工设备的修补问题，一直是众多企业和专家所关心的问题，河南天都化工
机械有限公司组织了专项的课题研究，在论证过程中收集了大量的资料和例证，这些方法经归纳
后可分以下几类。
2. 1 有机树脂与无机化合物复合修补法
2. 1. 1 PPS 树脂与无机物质复合修补法
将PPS 树脂(学名聚苯硫醚) 粉末与少量填料(三硫化钼和三氧化二铬) 混合做成热喷涂料，
喷涂前，修补面进行一定的热处理,然后将PPS 热喷涂料喷于破损搪瓷化学设备表面上,320 ℃
温度下对修补面进行热处理，保温10min ，再次将PPS 热喷涂料喷于破损处，如此反复进行6 次.
最后用沸腾植物油对其进行淬火处理，这样得到的表面在不同浓度的酸、碱溶液中具有较好的耐
腐蚀性。
2. 1. 2 有机硅树脂与无机物质复合修补法
修补物组成(质量比) 如下:
有机硅树脂:18-20、氟硅酸钠:4-4.4、抗酸性填料:47.1-55、水玻璃:20-25、SnO:3.0-3.5.
按比例做成均一的混合物，涂到搪瓷反应釜的破损处，在20～30 ℃干燥1. 5～2h ，然
后在100 ℃ 下热处理1h 。修补好的设备可在低于120 ℃腐蚀性介质中使用。
2. 1. 3 玻璃鳞片复合有机树脂修补法
本方法以玻璃鳞片为骨架，耐腐蚀性树脂为粘接剂。混合物组成(质量比) 如下:
玻璃鳞片20-40、环氧树脂14-16、呋喃树脂34-36、有机溶剂(丙酮或三甲苯) 3-10、
颜料9-10、助剂(硅烷偶联剂) 不超过1。
