一种搪瓷反应釜的安全监测系统及预防、检测、修复方法 |
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申请号 | CN202210911691.5 | 申请日 | 2022-07-28 | 公开(公告)号 | CN115452036A | 公开(公告)日 | 2022-12-09 |
申请人 | 天津长芦汉沽盐场有限责任公司; | 发明人 | 张崴; 刘晶晶; 邹畅; | ||||
摘要 | 本 发明 公开了一种搪瓷反应釜的安全监测系统及 预防 、检测、修复方法,属于搪瓷设备技术领域,搪瓷反应釜由于本身制造 质量 、安装、运行的原因,存在针孔、气泡、砂眼、裂纹、爆瓷等瓷层 缺陷 ,导致釜体穿孔,轻则影响正常生产,重则引发安全事故。本发明通过安全监测系统采取控制工作压 力 、避免热 应力 损坏、机械损坏和析氢 腐蚀 的预防监测措施,并进行实时监控和定期检测,及时发现穿孔隐患,提高设备运行寿命和可靠性,并根据瓷层破损状况采用耐蚀金属、涂料和修补剂进行修复,方便快捷。 | ||||||
权利要求 | 1.一种搪瓷反应釜的安全监测系统,其特征在于:包括搪瓷反应釜,所述搪瓷反应釜设置有导热夹套,所述导热夹套上设置有导热媒介调节阀,所述导热夹套内安装有压力监测装置,所述压力监测装置通过主控模块与导热媒介调节阀相连;该导热夹套的循环系统加装pH检测仪实时监测;所述搪瓷反应釜内安装有爆破片泄压装置和温度监测装置,所述爆破片泄压装置和温度监测装置通过主控模块与反应釜投料阀相连;所述搪瓷反应釜内还安装有温差监测装置,所述温差监测装置通过主控模块与导热媒介调节阀相连;所述搪瓷反应釜出料端设置有四通视镜。 |
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说明书全文 | 一种搪瓷反应釜的安全监测系统及预防、检测、修复方法技术领域[0001] 本发明属于搪瓷设备技术领域,尤其涉及一种搪瓷反应釜的安全监测系统及预防、检测、修复方法。 背景技术[0003] 搪瓷釜运行中损坏原因包括:(1)超压,超压分为夹套内蒸汽超压和物料剧烈反应造成超压。其中,夹套内蒸汽超压是夹套内的蒸汽压力高于夹套最大允许压力,釜壁因外压失稳凸起造成大面积爆瓷;物料剧烈反应造成超压是指有些放热的化学反应,当反应温度过高时,物料剧烈反应产生大量气体和热量,釜内气压剧增超压,导致釜体变形爆瓷。(2)热应力损坏,搪瓷的线膨胀系数和延伸率均小于钢板,会因温差产生应力,当温差应力超过搪瓷许用应力时,搪瓷将被破坏。故搪瓷层遇冷、热急变,极易爆瓷,化工生产中大部分爆瓷是由于热应力损坏。(3)析氢腐蚀,析氢腐蚀是常见的爆瓷原因,主要是由于钢板中氢的吸收、扩散、聚集和溢出引起的。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,当聚集的氢压力超过瓷层的机械强度时,瓷层就会产生鳞爆。搪瓷釜的夹套如果使用酸性除垢剂清除污垢、釜壁穿孔酸液进入夹套或夹套中的导热媒介偏酸性,都会导致金属发生析氢腐蚀。(4)机械损坏,搪瓷抗冲击力非常差,任何金属、硬物对其进行撞击均会导致搪瓷破损;搪瓷表面硬而脆机械强度很低,凡带有瓷层的部位承受自重外的额外附加力,会因应力应变太大产生裂纹导致爆瓷。 [0004] 因此,如何预防瓷层损坏、及时发现穿孔隐患、快速修复恢复生产,成为提高搪瓷设备运行可靠性、降低检修费用和缩短停车时间的关键。 发明内容[0005] 本发明要解决的技术问题是提供一种搪瓷反应釜的安全监测系统及检测修复方法。 [0006] 为了解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是:一种搪瓷反应釜的安全监测系统,包括搪瓷反应釜,所述搪瓷反应釜设置有导热夹套,所述导热夹套上设置有导热媒介调节阀,所述导热夹套内安装有压力监测装置,所述压力监测装置通过主控模块与导热媒介调节阀相连;该导热夹套的循环系统加装pH检测仪实时监测;所述搪瓷反应釜内安装有爆破片泄压装置和温度监测装置,所述爆破片泄压装置和温度监测装置通过主控模块与反应釜投料阀相连;所述搪瓷反应釜内还安装有温差监测装置,所述温差监测装置通过主控模块与导热媒介调节阀相连;所述搪瓷反应釜出料端设置有四通视镜。 [0008] 本发明提供了一种搪瓷反应釜的预防、检测、修复方法,包括 [0009] 一、预防监测: [0010] 通过压力监测装置实时监测导热夹套压力,发现压力异常及时采取措施,避免导热夹套蒸汽超压;通过爆破片泄压装置泄压,当釜内压力剧增时减压,同时通过温度监测装置监测釜内温度,超过一定范围自动停止投料,避免超温超压; [0011] 通过温差监测装置对搪瓷反应釜内温差进行监测,使搪瓷反应釜在使用中升、降温要缓慢、均匀,且根据釜内温度升高状况调节导热媒介流量,控制温升速度均匀缓慢,避免搪瓷反应釜受热不均匀及热冲击导致的爆瓷; [0012] 导热夹套除垢采用中性除垢,杜绝酸性除垢;发现釜壁穿孔酸液进入导热夹套,关停循环系统并放料,用碱性溶液清洗穿孔导热夹套和整个导热循环系统,导热媒介循环系统加装pH检测仪实时监测,防止导热媒介呈酸性造成的爆瓷; [0014] 通过四通视镜监测搪瓷反应釜爆瓷碎片,及时发现爆瓷避免穿孔; [0015] 通过瓷层损坏报警装置实时监控设备瓷层是否损伤,利用测量釜内物料和釜体外壳电阻变化来判断瓷面受损情况,通过电流输出模块加一持续电流,当瓷面未损坏时釜内物料与釜体外壳电阻极大,当瓷面爆瓷破损钢基体暴露在外时釜内物料和釜体钢板接触,物料与釜体外壳的电阻会直线下降,所述瓷层损坏报警装置用于导电物料,对于易燃易爆物料慎用; [0016] 二、停车期间定期检测: [0017] 目测检查搪瓷设备内各个部位是否有化学或机械损伤,是否有裂纹、鼓包、爆瓷; [0018] 使用瓷层测厚仪检测瓷层厚度:固定检测位置,并编号记录瓷层厚度,瓷层厚度正常为0.8‑2.0mm,发现瓷层变薄应缩短检验周期,分析减薄原因,防止爆瓷后造成更大的损失; [0019] 使用电火花检测仪探伤:电压一般不超过5kv,检测瓷层针孔、气泡、砂眼或裂纹等导致爆瓷穿孔的缺陷,该方法精准可靠,可检测出瓷层内的质量缺陷,全面检验瓷层的完好性,可广泛应用于搪玻璃设备的定期检验; [0020] 三、修复: [0021] 耐蚀金属修补:对于针孔细微缺陷的修补,使用黄金、钽等贵金属,做成钉子嵌入加以修补;对于瓷层破损面积不大的,可用聚四氟乙烯垫片贴补并用耐蚀金属螺钉紧固; [0023] 修补剂修复: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,最优为高分子复合材料搪瓷修补剂,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、优异的耐腐蚀性能和良好的物理机械性能,修复工艺依次为表面清洗、除锈、无水酒精清洗、涂底层修补剂、涂面层修补剂、固化、使用。 [0025] 下面通过参考附图并结合实例具体地描述本发明,本发明的优点和实现方式将会更加明显,其中附图所示内容仅用于对本发明的解释说明,而不构成对本发明的任何意义上的限制,在附图中: [0026] 图1是本发明搪瓷反应釜安全监测系统的结构框图; [0027] 图2是本发明四通视镜监测搪瓷反应釜爆瓷碎片实例Ⅰ; [0028] 图3是本发明四通视镜监测搪瓷反应釜爆瓷碎片实例Ⅱ; [0029] 图中: [0030] 1、搪瓷反应釜,2、导热夹套,3、导热媒介调节阀,4、压力监测装置,5、主控模块,6、pH检测仪,7、爆破片泄压装置,8、温度监测装置,9、反应釜投料阀,10、温差监测装置,11、四通视镜,12、瓷层损坏报警装置,13、电流输出模块,14、电阻监测模块,15、聚二偏氟乙烯板。 具体实施方式[0031] 下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细地描述。 [0032] 如图1至图3所示,一种搪瓷反应釜的安全监测系统,包括搪瓷反应釜1,搪瓷反应釜1设置有导热夹套2,导热夹套2上设置有导热媒介调节阀3,导热夹套2内安装有压力监测装置4,压力监测装置4通过主控模块5与导热媒介调节阀3相连;该导热夹套2的导热媒介循环系统加装pH检测仪6实时监测(操作人员定期检测pH检测仪数值,根据数值采取措施);搪瓷反应釜1内安装有爆破片泄压装置7和温度监测装置8,爆破片泄压装置7和温度监测装置8通过主控模块5与反应釜投料阀9相连;搪瓷反应釜1内还安装有温差监测装置10,温差监测装置10通过主控模块5与导热媒介调节阀3相连;搪瓷反应釜1出料端设置有四通视镜11; 搪瓷反应釜1上安装有瓷层损坏报警装置12,瓷层损坏报警装置12包括电流输出模块13和电阻监测模块14。 [0033] 本发明还提供了一种搪瓷反应釜的预防、检测、修复方法,包括: [0034] 一、搪瓷反应釜运行中的预防、监测 [0035] 避免超压: [0036] 例如四溴双酚A装置将6Bar供热蒸汽加湿且经蒸汽调节阀控制确保搪瓷反应釜1工作压力4Bar,并定期检查蒸汽调节阀工作状况,定期校验分汽包安全阀,压力监测装置4实时监测导热夹套2蒸汽压力,发现压力异常及时采取措施,避免导热夹套2蒸汽超压。 [0037] 例如四溴双酚A装置溴化反应为放热反应,溴化釜加装爆破片泄压装置7,当釜内压力剧增时减压,同时温度监测装置8监测釜内温度,超过一定范围自动停止投料,避免超温超压。 [0038] 避免热应力损坏: [0039] 投料时物料温度与釜体温差太大以及升、降温速度过快均导致爆瓷。故搪瓷反应釜1在使用中升、降温要缓慢、均匀。例如四溴双酚A装置溴化釜溴化反应为放热反应,釜内温度控制在23±3℃,当釜内温度升至26℃时停止投料,防止釜内物料急剧的反应放热造成瓷层因温差急变爆瓷;双锥干燥釜夹套为压力4Bar的蒸汽加热釜内物料,釜内物料投料温度为10℃,为确保热冲击<120℃,先通入1Bar蒸汽再逐渐升压至蒸汽操作压力,且根据釜内温度升高状况调节蒸汽流量,控制温升速度均匀缓慢,避免搪瓷反应釜1受热不均匀及热冲击导致的爆瓷。 [0040] 避免析氢腐蚀: [0041] 导热夹套2除垢采用中性除垢,杜绝酸性除垢;发现釜壁穿孔酸液进入导热夹套2,应立刻关停导热循环系统并放料,用碱性溶液清洗穿孔导热夹套2和整个导热循环系统;pH检测仪6实时监测,防止导热媒介呈酸性造成的爆瓷。 [0042] 避免机械损坏: [0043] 搪瓷反应釜1使用过程中严防任何金属、硬物、焊渣掉进釜内,如遇堵料,必须用塑料棒疏通;外接的管线须待位置安装妥当后再加以固定,搪瓷反应釜1与管线的法兰连接端面要平行,拧紧螺栓应均衡,按对角线成对的依次逐渐加力拧紧。 [0044] 瓷层表面因制造质量、腐蚀、磕碰等而产生裂纹、鼓包、爆瓷,须实时监测定期检验,监控设备使用状况,及时发现导致穿孔的隐患。 [0045] 监测流体法(如图2和3所示):此法简便直观,不受物料易燃易爆、导电性等物性限制。如图2所示,搪瓷反应釜爆瓷碎片随物料排出,需不间断实时监测四通视镜11处物料中是否夹杂爆瓷碎片,方可及时发现爆瓷,此法适用于常温下物料积存易结晶的工况。如图3所示,搪瓷反应釜爆瓷碎片不随物料排出,而是沉积于聚二偏氟乙烯板15上,不需连续监测,定期通过四通视镜11检查有无爆瓷碎片积存于聚二偏氟乙烯板15上即可及时发现爆瓷,适用于常温下物料积存不易结晶的工况。其中,需要说明的是,聚二偏氟乙烯板15可用聚四氟乙烯板替代。 [0046] 瓷层损坏报警装置:运行中实时监控设备瓷层是否损伤。利用测量釜内物料和釜体外壳电阻变化来判断瓷面受损情况,加一持续电流,当瓷面未损坏时釜内物料与釜体外壳电阻极大,当瓷面爆瓷破损钢基体暴露在外时釜内物料和釜体钢板接触,物料与釜体外壳的电阻会直线下降。瓷层损坏报警装置用于导电物料,对于易燃易爆物料慎用。 [0047] 二、停车定期检测:停车期间釜内物料清理置换后全面检验设备状况,[0048] 目测检查搪瓷反应釜1内各个部位是否有化学或机械损伤,是否有裂纹、鼓包、爆瓷。 [0049] 使用瓷层测厚仪检测瓷层厚度:固定检测位置,并编号记录瓷层厚度,瓷层厚度正常为0.8‑2.0mm,发现瓷层变薄应缩短检验周期,分析减薄原因,防止爆瓷后造成更大的损失。 [0050] 使用电火花检测仪探伤:电压一般不超过5kv,检测瓷层针孔、气泡、砂眼或裂纹等导致爆瓷穿孔的缺陷。该方法精准可靠,可检测出瓷层内的质量缺陷,全面检验瓷层的完好性,可广泛应用于搪玻璃设备的定期检验。 [0051] 三、搪瓷釜的修复: [0052] 耐蚀金属修补:对于针孔细微缺陷的修补,使用黄金、钽等贵金属,做成钉子嵌入加以修补;对于瓷层破损面积不大的,可用聚四氟乙烯垫片贴补并用耐蚀金属螺钉紧固。 [0053] 耐蚀金属、涂料混合修补:破损部位清洗、打磨处理后,环氧树脂涂料涂抹于破损处,在其未完全固化时覆盖耐蚀金属片并螺钉紧固,此法常用于爆瓷面积较大的修复。 [0054] 修补剂修复: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,最优的为高分子复合材料搪瓷修补剂。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、优异的耐腐蚀性能和良好的物理机械性能。修复工艺依次为:表面清洗、除锈、无水酒精清洗、涂底层修补剂、涂面层修补剂、固化、使用。 |