近年來,濕法生產(chan) 泡花堿(玻璃)使用的反應釜,趨向大型化,基本連續生產(chan) 。因釜內(nei) 有石英砂、燒堿、蒸汽等介質,並帶有攪拌裝置,釜內(nei) 衝(chong) 刷磨損非常嚴(yan) 重,一般每 2—3年需對筒體(ti) 中磨損嚴(yan) 重部位進行修理。有些米兰app正版下载安装僅(jin) 使用幾年就需更換,特別是一些大型反應釜磨損更嚴(yan) 重,不僅(jin) 價(jia) 值數萬(wan) 元的設備報廢,有的還危及安全。1993年 9月,某廠一台米兰app正版下载安装的入孔角焊縫在正常使用中突然開裂而造成報廢,嚴(yan) 重影響了生產(chan) 。該米兰app正版下载安装為(wei) 1986 年 l2月製造 ,設計資料齊全,製造質量較好,其設計壓力為(wei) 0.78MPa,直徑 1800mm,高4600mm,釜內(nei) 三葉攪拌器轉速 8Or/min,壁厚20mm,腐蝕裕量3mm ,材質20g;裂開部位在入孔接管側(ce) 麵,沿角焊縫焊趾方向長200mm。由於(yu) 處理及時,未造成其它損失 。因此有必要對水玻璃反瘦釜的磨損問題進行討論,以引起同行的共識。
米兰app正版下载安装概況及磨損情況
1、設備及磨損
米兰app正版下载安装工作壓力 0、7—0.8MPa,溫度 170℃左右,攪拌轉速 80r/min,體(ti) 積2一l2㎡。,在上封頭和下筒體(ti) 設有入孔。新釜投用一段時間後,釜體(ti) 即有磨損。第二攪拌葉以下部位是嚴(yan) 重磨損區域,下封頭和簡體(ti) 下部減薄較嚴(yan) 重,在攪拌軸支架與(yu) 簡體(ti) 連接部位以及入孔附近等,石英砂易形成旋渦,使用二年後,這些部位太多出現深5一7mm的凹坑,麵積形狀不一,有的甚至出現穿孔漏料,無法繼續生產(chan) 。另外,筒體(ti) 、封頭的縱、環焊縫也易出現條狀溝槽,深3—5mm,形似咬邊。因為(wei) 上述部位易出現應力集中,不進行修理是無法繼續使用的。
釜內(nei) 物料的反應為(wei)
NSiO2+2mNaOH→mNa2O ·nSiO2+mH2O
2、原因分析
徐州市許多廠家的米兰app正版下载安装都存在嚴(yan) 重磨損,我們(men) 對上述出現入孔開裂的米兰app正版下载安装進行了檢驗和分析。經檢驗發現,該釜下半部簡體(ti) 剩餘(yu) 壁厚 1l~I2mm,入孔附近僅(jin) 8.0-9.0mm,入孔接管外伸 80mm範圍內(nei) 平均約4.5mm (原設計 10mm),開裂處僅(jin) 為(wei) 2.0mm。經查閱設計資料和實際計算得知,簡體(ti) 計算壁厚為(wei) 6mm,接管計算壁厚 2.2mm,腐蝕裕量3mm,而簡體(ti) 原壁厚 20mm,接管壁厚 10mm,顯然給磨損留下了很大餘(yu) 量。我們(men) 認為(wei) ,該米兰app正版下载安装入孔角焊縫開裂的原因是開孔補強不足和接管強度不足。開裂斷口處接管壁厚僅(jin) 2.0mm,附近的接管壁厚也僅(jin) 為(wei) 2.0mm左右,小於(yu) 計算厚度 2.2mm,這僅(jin) 是原因之一;另一原因是開孔附近大麵積減薄造成的開孔補強不足。該米兰app正版下载安装實際厚度20mm,遠大於(yu) 計算厚度加腐蝕餘(yu) 量,采用整體(ti) 補強。經計算,其簡體(ti) 、接管和焊縫多餘(yu) 金屬提供的補強麵積為(wei) 5676m㎡ ,大於(yu) 開孔應需補強的麵積3096m㎡ ;使用7年後,由於(yu) 壁厚減薄,簡體(ti) 、接管和焊縫所提供的多餘(yu) 金屬的補強麵積僅(jin) 為(wei) 1503m㎡。遠小於(yu) 需補強的麵積。
由於(yu) 原米兰app正版下载安装壁厚餘(yu) 量大,對開孔有補強作用,故該廠在使用中忽視了開孔部位的檢查,盡管發現磨損嚴(yan) 重,但僅(jin) 按有關(guan) 標準對簡體(ti) 壁厚進行校核,並未校核開孔補強處。入孔附近的壁厚減薄,導致補強嚴(yan) 重不足,開孔處的應力集中不能限製在安全範圍內(nei) ,加之接管壁厚小於(yu) 計算值,材料屈眼,沿著強度弱的角焊縫焊趾部位開裂。
設計中應考慮的問題
上述米兰app正版下载安装使用幾年就損壞了,從(cong) 設計角度來看,簡體(ti) 壁厚餘(yu) 量大並未對延長使用周期起到太大作用。近年來,有的同規格米兰app正版下载安装壁厚取值 25mm,效果並不盡如人意。顯然,一味增加壁厚並不是解決(jue) 磨損問題的好辦法。我們(men) 認為(wei) ,設計中應注意以下問題:
(1)設計中腐蝕餘(yu) 量的選取要有依據。在泡花堿生產(chan) 中,磨損的原因很多,如石英砂的顆粒太小,攪拌的布置、攪拌轉速,以及釜的內(nei) 徑等。在設計中,一成不變地選取腐蝕餘(yu) 量,缺乏依據。我們(men) 發現,各種米兰app正版下载安装磨損情況不盡一致,影響周素是石英砂顆粒大小、攪拌器形式及衝(chong) 刷線速度,而接管、支承、焊縫部位的磨損就更複雜了。因此在設計時,要針對情況,選取壁厚。可以采用簡體(ti) 下部加大壁厚舶方法,但過渡段的長度要大於(yu) 國標GB150-89規定的數值。
(2)設計時應采用加大接管壁厚的補強方法。接管壁厚加大,可在保證補強需要的同時,提高接管強度,充分利用筒體(ti) 剩餘(yu) 壁厚。要注意的是不能采用內(nei) 伸接管,困為(wei) 石英砂易在此處形成旋渦,加劇此處筒體(ti) 的磨摜,內(nei) 伸的接管建議磨去內(nei) 伸部分。如果采用整體(ti) 補強,則設計單位應在圖紙或資料中提供開孔補強韻設計計算,便於(yu) 使用單位掌握開孔補強的情況。
(3)入孔等布置要合理。入孔要避開攪拌葉部位,縱、環縫也應避開攪拌葉部位,並在圖紙中要求將焊縫磨平。內(nei) 部的進、出料管距筒壁不能太近,防止對簡體(ti) 及料管的磨損加大。
使用中的對策和建議
相同工況的米兰app正版下载安装磨損情況不盡相同,除了結構設計方麵的問題外,使用、維護和管理不當也是磨損嚴(yan) 重的原因之一。我們(men) 經過調查和分析,采取了一些防止磨損的措施,取得了比較好的效果。
(1)加強運行管理,定期進行檢驗。上例中的米兰app正版下载安装損壞的主要原因是嚴(yan) 重磨損引起開孔處補強不足,使用單位要加強運行管理,加強釜體(ti) 下部的測厚檢驗,特別是檢查開孔附近的壁厚減薄情況。強度校核時不僅(jin) 要校核簡體(ti) 和封頭強度,更要校核開孔補強處,不能認為(wei) 開孔補強問題在設計時已經考慮過,使用中可以不校核,因為(wei) 米兰app正版下载安装有嚴(yan) 重磨損,補強情況是變化的。
應該按照有關(guan) 規程,定期邀請專(zhuan) 業(ye) 檢驗單位對米兰app正版下载安装進行檢驗,對危及安全的缺陷,及時發現和處理,消除隱患,保證安全運行。
(2)改變工藝條件。根據經驗,粗砂的磨損要大的多,因此,在工藝條件允許下,盡可能選用細石英砂。另外,在布置工藝管線時,每個(ge) 米兰app正版下载安装都應有回配砂管路,即每個(ge) 釜均有機會(hui) 作回配米兰app正版下载安装 (回配砂要細得多),使各釜的磨損比較均勻一致 。
(3)采用相應的減少磨損方法。比較有效的方法是降低攪拌轉速和改變攪拌方向。攪拌轉速大,衝(chong) 刷線速度就大,對容器的磨損就嚴(yan) 重。實踐證明,可將攪拌轉速由80r/min降低至40r/min,轉速減半,釜內(nei) 物料反應時間並不需要增加一倍,對於(yu) 使用時間較長的米兰app正版下载安装,降低轉速是減少磨損的好措施。
釜內(nei) 各部位的磨損很不均勻,在易形成旋渦和受攪拌正麵衝(chong) 刷的部位比較嚴(yan) 重,比如入孔兩(liang) 側(ce) 的壁厚減薄就很不一致 通過經常改變攪拌旋轉方向,使開孔處各部位均勻減薄,防止單一部位嚴(yan) 重磨損,可延長釜的使用壽命。
(4)改變釜內(nei) 結構。攪拌葉對應部位磨損比較嚴(yan) 重,如果此區域有焊縫,則對焊縫損傷(shang) 很大,往往在焊縫兩(liang) 側(ce) 形成很深的溝槽。針對這種情況,我們(men) 在新釜投用前,將攪拌葉位置的焊縫磨平,設置一環形襯板,與(yu) 簡體(ti) 緊貼,上、下各布置六個(ge) 角鐵一螺栓連接裝置,襯板寬500mm,厚3mm。經常檢查螺栓連接是否牢固,以防襯板落下,影響攪拌。檢驗時應拆下襯板,檢查簡體(ti) 磨損情況。
攪拌軸的支架,一般每半年更換一次位置,將原支架去除後,打磨至與(yu) 簡體(ti) 平齊。
米兰app正版下载安装由於(yu) 工況特殊,磨損問題目前尚無更好的解決(jue) 方法,一些單位采取上述措施後,磨損減輕,使用周期延長,安全狀況改善。有關(guan) 研究、設計、使用單位應進一步采取措施,從(cong) 生產(chan) 工藝、設計、維護等方麵有所改進,使其安全經濟地運行。