不銹鋼蒸餾釜的幾種失效模式分析
不銹鋼蒸餾釜的幾種失效模式分析
不銹鋼蒸餾釜是一種結果簡單,加工方便的攪拌器,共兩片槳葉,槳葉安裝形式可以是平直槳葉和拆葉槳葉兩種。平直葉就是葉面與旋轉方向互相垂直,拆葉則是與旋轉放血形成一定夾角。不銹鋼蒸餾釜的釜體是物料進行化學反應的空間,通常是密閉的,有時也采用敞開式,主要視反應介質而定,由筒體和上下封頭組成,材料一般選用304或316L不銹鋼制作。
不銹鋼蒸餾釜釜體的內部或外部設置供加熱或冷卻用的傳熱裝置,通常為反應釜體外部夾套或釜內蛇管,傳熱裝置可根據生產工藝來加減。為使物料混合均勻,接觸良好,提高反應效率與質量,需在不銹鋼蒸餾釜內設置攪拌裝置。攪拌裝置由攪拌軸和攪拌器組成。攪拌裝置的轉動由電動機經減速器減到適宜轉速后,再經聯軸器來帶動。立式攪拌軸是懸臂的。需要時也可在不銹鋼蒸餾釜內設置中間軸承或底軸承。
不銹鋼蒸餾釜廣泛應用于化工、醫藥、印染、農藥、石油、食品、國防等工業生產領域,它兼具類似于玻璃的化學穩定性和鋼鐵制品的機械強度兩大優點,用以替代昂貴的不銹鋼和有色金屬容器參與反應、蒸發、濃縮、合成、萃取、聚合、皂化、礦化、氯化、硝化等工藝過程。
不銹鋼蒸餾釜的失效模式:
不銹鋼蒸餾釜內承裝的均為強腐蝕性介質,其耐腐蝕性能取決于搪玻璃層的致密性和完整性,搪玻璃層一旦破壞,金屬基體即會被快速腐蝕,所以搪玻璃層的破壞是導致容器失效的重要原因。由于搪玻璃層和金屬基體具有不同的機械和物理性能,因此不銹鋼蒸餾釜發生搪瓷層破損的原因主要有以下幾種:
(1)溫差急變損壞:由于搪玻璃的膨脹系數和延伸率小于金屬材料,且與溫度密切相關,因此工作溫度對搪玻璃容器的使用壽命有較大影響;當設備受熱或遇冷時搪玻璃層的變形量小于金屬材料的變形量,搪玻璃層將受到金屬基體的約束而產生應力,如果溫差過大而致搪玻璃層受到的應力超過其承載極限,則搪玻璃層將遭到破壞發生爆瓷。
(2)超壓損壞:當不銹鋼蒸餾釜內或夾套內的介質壓力超過設計允許壓力時將造成不銹鋼蒸餾釜金屬殼體變形,從而導致搪玻璃層的損壞,因此對容器及夾套內介質的壓力應進行有效控制;此外,不當的耐壓試驗壓力也會造成搪玻璃這種極度脆性材料出現微裂紋而損壞。
(3)管口應力超過許用載荷:不銹鋼蒸餾釜接管管口的許用載荷要小于一般鋼制壓力容器管口的許用載荷,如果不銹鋼蒸餾釜管道系統設計不合理,在操作工況下會引起管口的局部應力超過許用載荷,則接管處將可能發生爆瓷損壞。另外,不銹鋼蒸餾釜安裝偏差也會引起爆瓷,通常是由于螺栓擰緊力過大或不均勻,容器與管道連接處未安裝膨脹節或波紋管等造成的。