搪玻璃设备制造及其结构的特殊性决定了极易爆瓷损坏，任何微小的爆瓷都会直接导致严重的后果，轻者停产检修、更换设备，重者可能为企业带来不可估量的损失。搪玻璃设备失效的主要原因是由于搪玻璃设备的设计制造缺陷、工艺安装和使用不当造成的，本课题对搪玻璃设备在安装使用时人为因素造成的失效分别加以分析。

一、机械失效

1、冲击

（1）内部冲击

1）案例外观

在冲击中心，玻璃看上去被压碎了，在周围一圈为镜平面，再外一圈为剥落的搪瓷薄片。

2）起因

-有硬物撞击搪玻璃瓷面

-气泡破裂损坏搪玻璃瓷面

-物料剧爆损坏搪玻璃瓷面

-物料堵塞出料口使用金属棍棒疏通

-高压水洗时高压水流撞击损坏搪玻璃瓷面

3）防护

-在吊装、运输、安装设备时，避免磕碰

-进入设备内部工作时，应在设备底部铺填保护、在搅拌桨叶上包覆保护

-维修过程中，将不用的开口如人孔和接管遮盖起来

-有剧爆的反应过程，在生产过程中严格控制反应温度

-调整搅拌转速，减少气泡发生

-使用竹竿或高压气体疏通堵塞出料口

-高压水洗设备使用合适的水压及喷射角度

（2）外部冲击

1）案例外观

碎片通常表现为星型裂纹。由于冲击力产生的拉伸作用导致玻璃破碎。搪玻璃瓷层耐压程度强，耐拉伸能力比较弱，这样的损坏通常延伸到基层或钢材部位。

2）起因

碰撞搪玻璃设备外部，导致内部损坏

3）防护

教育工人不能敲打搪玻璃设备

在吊装、运输过程中，使用足够强度的尼龙带困扎设备、避免刮擦和撞击

2、压碎

（1）案例外观

搪玻璃瓷层被压碎表现为在最大应力处形成圆，损坏的中心处有压碎的玻璃，并在周围有碎薄片

（2）起因

搪玻璃瓷层受过度的局部挤压会导致破碎

（3）防护

-避免将螺丝刀等工具接触搪玻璃瓷层

-用法兰扩张器来分离法兰

-在管口处，支承连接管道，使管口上弯曲载荷为零

-在底部法兰出口处，不能支承额外的悬挂载荷

-使用标准的垫片及正确的法兰安装

3、磨损

（1）案例外观

搪玻璃瓷层被磨损，表面失光甚至瓷层变薄

（2）起因

反应物料中有很多的硬质粉末物料或者套管掉入、转动的搅拌摩擦瓷面对瓷层产生磨损

（3）防护

-硬质物料尽可能溶解后加入必须加入时少加勤加

-使用带加强筋的套管和壁厚足够的搅拌

-选用微晶搪玻璃瓷层

4、振动

（1）案例外观

 法兰、内伸管因疲劳变形破裂，发生在法兰R角、管子与法兰连接的角焊缝处

（2）起因

由操作条件引起的额外震动没有消除，并导致内部钢材的疲劳失效

（3）防护

-将挡板与搅拌轴呈放射线状布置

-确认按应力分析和混合要求使用了合适的搅拌器

-搅拌器应根据具体工况设计

-按工艺条件确定内伸管尺寸

-将内伸管置于流体方向上的挡板后方

-设计内伸管长度比靠近的挡板短

-内伸管专用作管口，不能作为挡板

-注入蒸汽或热气体时，用合适的喷射器

-管道与法兰连接加装软连接

5、弯曲

（1）案例外观

瓷层出现裂纹甚至脱落

（2）起因

釜体基材受外力变形致使瓷层出现裂纹或剥落

（3）防护

-釜体椭圆度符合标准

-按规定安装法兰

-出料口安装的阀门应有支撑

-反应剧烈产生大量气体的设备安装安全阀

-蒸气输入安装双减压阀、安全联锁

-冬季停车夹套放水

-导热油脱水，夹套安装排空管

-加热时通入蒸气符合规定（升温降温设备）

-温度计套管、搅拌管壁有足够厚度

二、热失效

1、吸冷或放热反应

（1）案例外观

最初的损坏表面呈蜘蛛网形状，用肉眼也许很难看见，通过高倍显微镜能看到有微小裂纹。使用一段时间后，裂纹蔓延，直到局部应力释放导致产生小碎片，最后，发展为一连串的破碎，形成了非常粗糙的表面。

（2）起因

-在热玻璃表面注冷的液体

-在冷玻璃表面注热的液体

-快速吸或放热过程

（3）防护

-较保守的规定，确保突然的温度差变化小于110℃或者按制造厂的性能图表来确定一个适当的值

-用一个插入管来添加超出热冲击限制值的物料

-在重要的应用状态，用一个快速反应温度传感器来获得温度变化值

-设计控制夹套通入蒸汽速度

-确保在凸面处（如接管）玻璃厚度不超过最大厚度

-物料与釜体温度相差过大时增加预热缓冲

2、局部热冲击

（1）案例外观

与一般热冲击损坏相似，但是在局部发生。当蒸汽从夹套管口加入时，就在管口下方，会有一系列平行裂纹，就像梯子的横档

（2）起因

-热或冷的液体冲击到筒体上（如蒸汽在夹套入口）

-蒸汽从喷射器中喷射到对面的罐壁上

-热或冷的液体直接从管口流入到罐壁上

（3）防护

-检查夹套管口，确认防冲挡板完整无缺，没有被腐蚀

-用类似单向阀的作用，防止反冲（防冲挡板倒流）

-在夹套上部增加一个破真空口，以防冷水进入热夹套

-设计或控制蒸汽的注入，以逐渐形成热平衡

-设计喷淋器以防止蒸汽直接冲到搪玻璃瓷层表面

-安装蒸汽、物料测试温度显示

-始终从内伸管或衬套管中加入物料

-确保没有因为保温的不完整而会产生局部热冲击问题

-设计喷淋加料避免局部反应放热

-不允许在搪玻璃瓷层附近或有瓷层部位电焊

3、大的角焊缝处伸缩受限制

（1）案例外观

长直的裂纹，在焊缝两边平行、对称。通常会延伸到钢材基础层

（2）起因

-在夹套和筒体焊接处，夹套侧与无夹套侧有温差存在，将高应力传递到玻璃上

-底部出料口防涡流挡板上有积料，使其刚性变得非常大，降低了对热应力的变形反应能力

（3）防护

-如果可能有高温应力，要进行热应力分析计算

-物料液面超过

-按时去除底部出料口防涡流挡板上的积料

4、电焊渣灼伤

（1）案例外观

瓷面上出现泪滴状损坏，大量的电焊渣集中溅落在一个地方能导致局部爆瓷。

（2）起因

电焊渣落在瓷面上，熔融的铁水融化瓷面

（3）防护

-覆盖人孔或瓷面避免焊渣接触瓷面

三、电失效

1、静电

（1）案例外观

显微孔一直延伸到钢材面上，可以有或没有碎片。静电放电不能导致在放大镜下，中心可以看见是“焦的”。这种损伤经常发生在高速区域，如搅拌桨叶的端部下方，下封头在桨叶下方位置处，容器壁对着桨叶端部的部分。

（2）起因

-搅拌绝缘液体或添加粉末使静电积累放电，可导致搪玻璃瓷层击穿

（3）防护

-评估绝缘溶液或添加粉末导致电火花的潜在可能

-降低搅拌速度

-通过内伸管加入液体，可使其从液面以下加入

-工艺允许加入混合水或可溶性添加剂增加溶液导电率

-在气相空间加入惰性气体（氮气）以防爆炸

-涂搪防静电瓷层

2、电火花

（1）案例外观

玻璃上的针孔在外表上与静电放电形成的孔类似

（2）起因

-电火花测试电压过大，超过搪玻璃承受力

-设备出厂前电火花测试电压为5kV至10kV

（3）防护

-用于强腐蚀性介质的设备，应经7kV直流高压电检测通过

-用于弱腐蚀性介质的设备，应经3kV直流高压电检测通过

四、化学失效

1、水腐蚀

（1）案例外观

    水腐蚀属于碱腐蚀表现为瓷层失去光泽，感觉粗糙像砂纸，也可以出现碎片并变薄。当冷凝水沿壁流下，在液位线上方玻璃上，出现不规则的竖道，随着时间的延长，腐蚀现象变轻。

（2）起因

  Si-O-Na + H⁺OH^- → Si-O-H + NaOH

    SiO₂+2NaOH → Na₂SiO₃ +H₂O

-用纯水蒸煮、生产或试车

-用软水或去离子水清洗搪玻璃管道，并留在管内并伴热

（3）防护

-在水中加一点点酸

-对上封头保温或加热，防止冷凝水生成

2、氢氟酸、热浓磷酸和碱的腐蚀

（1）案例外观

氢氟酸、热浓磷酸和碱对搪玻璃瓷层的腐蚀共同性是搪玻璃瓷层失光、粗糙、厚度减薄。搪瓷层与碱的腐蚀物累积在玻璃的泡泡中而引起玻璃破裂成小碎片，这种损坏叫作“腐蚀碎片”，玻璃本质上变成了多孔物质，从而丧失了抗腐蚀性。

（2）起因

-没有认识到氢氟酸、热浓磷酸和热碱对搪玻璃造成腐蚀

   SiO₂+4HF → SiF₄↑ +2H₂O   SiF₄+2HF=H₂ [SiF₆]

   2SiO₂+4H₃PO₄ → 2SiO₂P₂O₅ +2H₂O

   SiO₂+2NaOH → Na₂SiO₃ +H₂O

（3）防护

-预见到氢氟酸、热浓磷酸和碱工艺条件的严重性

-加碱性物料时始终采用内伸管

-工艺允许先加酸后加碱

五、外部腐蚀

1、法兰面碎片

（1）案例外观

法兰面碎片像“咬”过，法兰面周边搪瓷掉落，通常是下面的钢基材腐蚀在先

（2）起因

-法兰泄漏或气象腐蚀法兰面瓷层与釜体钢材结合部引起密封面剥落

（3）防护

-法兰平面度达标

-法兰有效密封面达标

-选择高标准衬垫

-法兰立面搪瓷或防腐

-人孔不允许做加料孔

-经常检查是否泄漏

2、釜盖滴撒物料

（1）案例外观

氢腐蚀引起的玻璃损坏看上去像鱼鳞，经常发生在接管口，尤其是在上封头处，还有在夹套处，还可以发生在腐蚀液体聚积的保温层下面，如设备底部。

（2）起因

-装料时，腐蚀性化学品或粉末溢出到外表面

-管口法兰化学品溢出使保温层潮湿进而腐蚀釜体

（3）防护

-坚持无泄漏的法兰结构

-清洗和油漆前，防止酸或酸性粉末溢出

-保持热保温外包夹套的边缘扎紧

-在上封头区域及管口用抗化学品涂料代替非抗化学品涂料

-如果怀疑有溢出要检查上封头，如果有生锈要重新油漆.

-从人孔倒入腐蚀性物料时用料斗

-保温层外用不锈钢包覆

3、夹套内导热媒介造成的腐蚀

（1）案例外观

氢蚀引起玻璃碎片，化学清洗夹套看上去像鱼鳞。在极端事例中，大面积的玻璃整体剥落。

（2）起因

-夹套内导热媒介呈酸性

-使用酸性清洗剂清洗夹套可能导致搪玻璃脱落

（3）防护

-加装导热媒介PH值监测报警

-使用中性的夹套清洗剂进行清洗

 六、案例分析   

1、摩擦

（1）保定某企业氯化亚铁、氯化亚铜生产过程，操作工人将铁粉、铜丝一次倒入反应釜中，致使反应釜底部使用2-3个月就出现较深划痕，瓷层一旦有气孔就有穿孔出现；

（2）套管、搅拌设计选型不当，生产过程中断裂掉入反应釜中不能及时发现，致使底部一圈摩擦严重。

2、振动

（1）乌海某企业引风管没有支撑，全部重量直接落在大盖小孔法兰上，设备运转时反应釜有明显的振动，致使整个车间同一部位爆瓷；

（2）南通某企业，反应釜盖子料孔接有管道，管道上又装有气动阀门，致使整个车间同一部位频繁爆瓷；

（3）镇江某企业，浓硫酸稀释过程，釜与釜连接使用搪瓷管道没有软连接，搅拌使用空气搅拌，致使设备振动，管道连接处搪玻璃设备料口全部出现爆瓷。

3、超压

（1）沧州某化工厂冬天窗户没关，夹套内水结冰，致使反应釜内壁鼓起；

（2）聊城某化工厂使用导热油加热，导热油管路没有排空，致使设备爆瓷；

（3）赤峰某药厂蒸汽减压阀失效，来自电厂蒸汽直接进入车间，导致反应釜内壁鼓

起。

4、水腐蚀

（1）张家港外企蒸馏塔使用蒸汽加热，使用五个月后发现瓷层发白、毛糙；

（2）石家庄某企业，使用纯净水145℃溶解物料，导致瓷层发白、毛糙，视镜玻璃也被腐蚀

5、鳞爆

（1）盐城滨海某化工厂，冷却循环水储水池利用废弃酸池，导致整个车间反应釜鳞爆；

（2）天津某企业冷却循环水PH值6.5，车间反应釜全部出现小的爆瓷；

（3）石家庄某药厂使用乙二醇做制冷液，没有监测乙二醇的PH值，致使反应釜出现鳞爆；

（4）石家庄某化工厂使用稀盐酸除垢，不到半小时就出现鳞爆；

（5）滨海、无极某化工厂修补失效没有及时发现夹套进酸，致使反应釜大面积爆瓷；

（6）石家庄某化工厂，醋酸进入冷却循环系统，导致其它岗位双锥出现鳞爆；

（7）石家庄某化工厂，浓硫酸稀释加入浓硫酸没控制，酸液经常外溢，酸液滴撒在釜盖，导致内部爆瓷。

6、电焊渣烫伤

石家庄某药厂、沧州某化工厂安装设备时没有覆盖人孔，致使电焊渣落到搪玻璃设备瓷面上，分别烫伤反应釜100余台和27台。

                  总  结

搪玻璃设备失效损坏大部分是设备产品质量恶劣、运输、安装、使用、维护、保养中存在问题造成的，深层次讲是企业管理不到位造成的，通过有效的管理完全可以减少或避免爆瓷损坏的发生。