【译 者】目前，随着我国化工、医药、染料、冶金、生物化工、食品等工业的高速发展，搪玻璃设备的需要量越来越大，应用更加广泛。但是，由于搪玻璃设备价格高，且又容易损坏，在实际使用过程中，一个很小的操作失误都会导致设备损坏，严重时整台设备都会废弃，给企业造成很大的经济损失。虽然现在搪玻璃设备修补技术有了较大的发展，出现了许多修补方法。但由于修补材料不过关，适用局限性大，这些修补方法只能修补一些使用条件不苛刻的设备，且使用时间短。而对于温度较高、腐蚀性较强的介质则束手无策。熟知造成设备损坏的原因，就会科学的操作和使用设备，大大延长搪玻璃设备的寿命。因此，我们翻译了美国杜邦公司搪玻璃设备高级专家Barry N.Greene先生的这篇文章，希望对我国搪玻璃设备的用户有所帮助，减少不规范的操作和使用方法，延长设备的使用寿命，减少财产损失。
Barry先生从五个方面讲述了造成搪玻璃设备搪玻璃层破损的原因，希望引起搪玻璃设备用户的注意。
一、搪玻璃设备的内部损伤
1. 碰撞和硬质研磨物的落入而造成的损伤
机械冲击是搪玻璃设备损坏的最普遍的破坏原因，如搅拌器掉入罐中这种大的正面冲击损坏。但也有些不易发现的破坏原因，如象螺帽、螺栓这些小金属件和一些固体颗粒或小东西不知不觉的掉入或从操作者的口袋中漏出掉入反应罐内。这些物品有可能会反应生成其他物质，特别是在酸性溶液中，但它们刚掉下去时会对设备造成不易觉察的损伤。这些硬质研磨物还会损伤搅拌器、挡板、温度计套管等。但当我们后来发现设备损坏时，已无法知道原因，因为金属块已溶解或从容器中排出。
2. 由于小的操作失误造成的损坏
搪玻璃是很坚固的，能承受一定的机械冲击。维修过程中，除因操作人员的鞋底有研磨物而造成搪玻璃面磨损、划伤外，人在容器内的走动是不成问题的。
但在另外一些情况下，很小的失误也能造成设备损伤。例如，一只扳手敲在容器外部，从外面看无任何损伤，但在这个冲击力的作用下，里面的搪玻璃层可能会碎裂。
3. 搅拌轴损伤而引起的损坏
在实际生产中一个较常见的操作方法是，先把一批固体物料倒入容器内，然后添加液体介质，通过搅拌器将二者混合。有时，这样做是可以的，然而，有时会因过载而使搅拌器无法启动，在这种情况下，操作者可能通过反复开、关来启动搅拌器，这种操作是不可取的。它可能会使搅拌轴受力过大而使搪玻璃层损坏。
特别在聚合反应过程中，经常会因一种粘性物质的生成而引起搅拌轴挠度过大而使搪玻璃层损坏的情况；或由于某种物质的形成可能使搅拌轴的转速达到临界状态，产生有害振动，导致轴弯曲，使搪玻璃层破坏，甚至还会损坏容器内壁的搪玻璃层。
搪玻璃设备在出厂时，都带有一定功率的电机以保证一定的转速。当随着工艺条件的变化要求改变转速时，要小心处理，以防驱动装置和搅拌器不匹配而产生过载现象，损坏传动装置；或使搅拌器受力过大而损坏搪玻璃。如果搅拌器的转速增加的太多，就会达到其临界转速而造成搪玻璃层破坏。
4. 由于过大的热应力而造成的损坏
搪玻璃容器允许一定范围的温度急变，制造厂也会给出允许的温度急变范围。对于一个容器，有夹套和无夹套的部分热应力相差较大。另外，夹套上的进、出口的位置设计不当也会引起过大的热应力。夹套出口管要尽量靠近上接环。如果换热介质从出口反引入会导致过大热应力的产生而损坏设备。
（译者注：温差急变是造成我国搪玻璃设备损坏的主要原因，一方面是设备搪玻璃层本来存在缺陷，在使用时由于温度急变引起缺陷的暴露而导致搪玻璃层破损；另一方面是由于用户操作不当，局部搪玻璃层经受温差急变过大而导致搪玻璃层破损。）
5. 使用不合适的修补材料造成的损坏
设备损坏后，用来修补的材料性能，必须达到容器的使用要求。目前美国搪玻璃设备用的标准修补材料是由钽、聚四氟乙烯垫和树脂胶组成的。
钽的耐腐蚀性与玻璃很相似，但有几种化合物玻璃能耐其腐蚀，而钽却不能，例如，三氧化硫或温度高于65.6℃的发烟硫酸及氢原子。氢气本身与钽不反应，但当氢被激发成氢原子时就会与钽反应发生危害，例如，当把金属屑加入酸性介质中，发生还原反应，生成氢原子，就会导致钽螺栓失效。除个别情况外，聚四氟乙烯的耐腐蚀性相当好。修复材料中最弱的材料是树脂胶，不论多好的树脂胶，使用温度都不能超过190.6℃；并且树脂不能用于强氧化条件（例如热硝酸、浓硫酸、溴、碘或氯气等）条件。
修复材料的使用范围有一定的限制，不同的情况选用不同的修复材料。不合适的材料或不正确的修补方法将导致钢基体的腐蚀，从而造成搪玻璃层金属基体的进一步腐蚀。
6. 由于形成原电池而造成高级合金钢配件和修复材料失效
搪玻璃设备上经常要用到插管、温度计套管和阀门等配件，这些部件的材料有时会选用20号合金、镍基合金或不锈钢。这些配件和水溶液、修复材料钽一起形成了原电池，从而引起附件的电化学腐蚀，更严重的是，如果这些配件为阴极，就会产生激发氢，从而导致修补材料钽的脆化。
这种情况最简单的解决方法是不要使用不同的材料，配件要用搪玻璃或用聚四氟乙烯制造。另一种方法是把钢壳体与附件进行电绝缘，但这样做起来较难。曾经有一家制造企业通过在修复钉上添加了一个陶瓷衬片，使钢壳与钽金属绝缘而解决了这个问题。在钽钉上安装一个小铂金头也可以从根本上解决氢裂问题。
7. 垫片失效
导致垫片失效的原因有：①与使用要求不适应；②安装时压力过大而失效；③在使用过程中由于温度变化造成的应力松弛，使不合适的或质量不好的垫片损坏。最严重的后果是引起设备鳞爆，由于垫片失效，酸液泄漏（或气体介质泄漏，冷凝在法兰面上）滴到钢壳上，与金属反应生成初生态氢，它们渗透到钢板中，扩散，聚集在搪玻璃层（底釉层）和金属基体的交界处，压力逐渐增大而引起鳞爆。
（译者注：由于搪玻璃设备市场激烈的价格竞争，为了降低设备整机的成本，不少搪玻璃设备供应上选用石棉包覆四氟垫，这种垫片回弹性差，受压后变形恢复性差，密封可靠性差，另外，外包覆的四氟层普遍较薄，受压后易开裂，导致石棉层腐蚀，介质泄露。）
8. 由于测温系统的原因而造成的热冲击破坏
容器内介质的温度是通过夹套中的换热介质来调节的，而夹套中换热介质的温度是根据容器中介质的温度高低来设定的。有时由于测温仪滞后、测温头被污染或由于料位太低、测温头无法接触到等原因，造成无法获得物料的准确温度，从而使夹套中的换热介质过热或过冷而引起过高的温度应力，导致搪玻璃层破损。
（译者注：目前，市场上销售的搪玻璃反应罐绝大部分配套的是普通型温度计套管，这种温度计套管由于没有快速测温头，测温滞后性大，对于温度控制要求较高的反应，建议选用带有快速测温头的温度计套管。）
9. PH值的偶变和强腐蚀剂的直接加入引起的损坏
搪玻璃设备在一定的温度范围，要求介质的pH值不能波动太大，但有时由于各种原因而引起pH值偶然增高或降低，使搪玻璃层遭受腐蚀损坏。例如，通过加入热的强酸或强碱来调节介质的pH值，这种高浓度的强酸或强碱有很强的腐蚀性，如果从管口加入，强腐蚀介质顺管壁流下，就会强烈腐蚀管口和容器内壁的搪玻璃层。
（译者注：不少搪玻璃设备用户习惯将强腐蚀性介质直接通过搪玻璃管口加入设备，这是一种非常错误的做法，浓硫酸、强碱等强腐蚀性介质对搪玻璃层腐蚀破坏性很大，应在搪玻璃管口中加一个四氟管，保护搪玻璃层不与强腐蚀介质直接接触。）
10. 搪玻璃层的磨蚀
搪玻璃层的耐磨性是优良的，但是，如果介质中含有硬度较高的固体颗粒，其磨损性会很强，以致于管口和配件都遭到严重的磨蚀（如搅拌器和折流板）。
11. 温度计套管的损坏
在设备运行时，温度计套管可能会由于介质的冲击和磨损而损坏甚至断裂。另外，温度计套管的垫片也会由于承受压力、温度变化、腐蚀、磨损而失效。
温度计套管的损坏通常是不易被发现的，只有发生断裂后引起更严重的设备损伤才能被察觉。尤其是断掉的温度计套管头，会通过输送管进入下面的设备，给生产造成更大的危害。
（译者注：温度计套管根部搪玻璃层爆瓷，甚至断裂的现象在我国搪玻璃设备普遍存在，原因是制造厂偷工减料，为降低成本任意减薄套管金属基体厚度，取消加强筋。在介质粘度较高或搅拌器转速较高的情况下，温度计套管根部强度不够可能发生搪玻璃层爆裂，甚至断裂。）
12. 水和水蒸汽的腐蚀造成的损坏
除HF和热浓磷酸（H3PO4）外，搪玻璃层能耐几乎所有的强酸性介质的腐蚀。在给定的pH值范围内，搪玻璃层也能耐碱液腐蚀，但碱溶液的温度必须低于制造厂指定的温度。
当介质是中性时也会出现不容易被发觉的问题，因为在100℃或更高温度下的中性水(特别是水蒸气)也能腐蚀搪玻璃层。
13. 由于不合理的焊接而引起的热冲击破坏
在搪玻璃容器器壁上施焊属于违章操作，过大的热应力会造成容器内部搪玻璃层开裂，严重的是这种裂纹存在于搪玻璃层次表面，而外面看起来完好无损，但容器一经使用搪玻璃层就会剥落下来。
14. 高电压试验造成的损坏
所有的搪玻璃设备在出厂前，都要经受10～20KV的直流高电压火花试验。如果用户对搪玻璃容器进行40～50KV的交流高电压火花试验，搪玻璃层也可能由于高电压而出现针孔。
15. 游离氟离子浓度太高引起的损坏
搪玻璃设备容许一定量的氟离子存在。但当介质F+离子浓度高达20ppm时，应引起注意。
在操作过程中，随着化学物质的周期性加入，F+离子浓度可达到很危险的地步，氟的聚合物如PTFE（聚四氟乙烯）能游离出足够的F+而损坏搪玻璃层。例如，回收酸特别是HCl中，一般含有较高的氟离子，其游离出的氟离子可损坏搪玻璃层；有的含氟化合物可作为反应物而不会有损伤作用，但如果发生分解，则会损害搪玻璃层。
16. 冷冻损坏
搪玻璃部件中，搅拌器、折流板、温度计套管都是用无缝钢管制成的。在较低的环境和生产温度下，水和冷凝的蒸汽进入这些构件后会结冰造成体积膨胀膨胀，对搪玻璃复合体施加压力，引起搪玻璃层碎裂。生产过程中，冷冻造成的损坏比较普遍，损伤的部件要进行替换或重搪修补。
17. 偶然的超压力损坏
压力容器在设计时，在一定温度下都有规定最高允许使用的压力或真空度。但在恶劣的使用条件下，容器会由于某种原因造成压力或真空度过高。例如：在聚合反应中，由遇过催化或控制仪表失准的情况，投料要比预计的反应速度快，此时产生的大量投料泡沫升起，堵塞与减压装置连在一起的管口，导致压力超过设计压力，引起搪玻璃层产生裂缝。容器内过高的压力，甚至还会危及人身安全。
每个压力容器有一定的设计真空度，偶然的真空度过高也能引起搪玻璃层损坏。例如通气孔的聚四氟乙烯密封有可能倒塌，堵塞通气孔使容器内真空度升高。当容器内真空度超过一定值时，引起金属基体变形，破坏搪玻璃层。
18. 搅拌器机械密封面的腐蚀
搅拌器的机械密封装置中一般需提供冷却剂、润滑剂，这些液体会慢慢漏入容器中。由于生产过程中不允许有杂质掺入，因此可用蒸馏水或去离子水代替冷却剂或润滑油。如果使用没有经过处理的水会腐蚀密封垫外侧的钢搅拌轴末端，引起机械密封失效，最终损坏搅拌器末端的搪玻璃层。
19. 夹套温度急变引起的损伤
容器夹套内的蒸汽冷凝后形成真空，驱使换热介质从循环系统倒流回夹套中，引起搪玻璃层损伤。这种不平常的损伤通常是由温度急变引起的。例如，用蒸汽将投入的料加热后关掉蒸汽，夹套中的蒸汽冷凝，形成真空，如果与夹套连接的冷水没关掉，冷水就会倒流而冲击容器壁。实际生产时即使不超过容器生产厂允许的最大温差，温度急变损伤有时也会出现。
这种因温度急变引起的大面积损伤，无法用钽钉或别的修补方式进行修补，只能重搪。如果出现的损伤在一段时间内没发现，损伤处就会遭受更严重的腐蚀，容器可能会报废。
20. 静电释放失效
生产中，一个容器中同时有不同状态的介质在运动，有的是导电的（例如含酸的溶液），有的是非导电的（如苯或非极性溶剂——能产生电荷）。搅拌器的搅拌和物料自由落入容器的活动都会增加静电产生的机会。由于静电的释放，就会产生两个问题：①如果容器内有可燃性气体，会产生爆炸；②形成的静电放出的50KV～100KV乃至更高的电压击穿或损伤搪玻璃层。
剧增的电压能击穿搪玻璃层，虽然由高电压引起的针孔损伤可以修补，但问题在于这些针孔在没有被发现之前会逐渐扩大，并随着投料次数的增加，这些孔会越来越多，最后导致设备无法修补。
二、外部损伤
1. 设备的外部腐蚀
虽然搪玻璃层对酸液浸蚀有很高的耐腐蚀性，但容器外部的铁胎对酸是没有抵抗力的。当容器罐盖或管接口没有拧紧或密封垫失效时就会有酸液漏出来而腐蚀铁胎。另外，从投料口垫片处渗漏出来的蒸汽，遇到周围的冷空气时会冷凝沉积在管口法兰的外边缘和罐盖法兰的边缘腐蚀铁胎，导致搪玻璃层破裂，使密封面宽度逐渐缩小直到失去有效的密封。更严重的是冷凝酸滴到容器上，浸蚀铁胎引起容器内搪玻璃层鳞爆。当粉状物料投入管口时，如物料不慎掉落在容器外的突出部位而没有及时清理，由于有湿度发生反应，也会引起鳞爆。
（译者注：这种外部腐蚀现象比较普遍，可以通过尽量杜绝腐蚀性介质的泄漏，并在设备金属基体暴露的部分涂刷一层防腐蚀树脂层的方式来解决。）
2. 容器支撑件的腐蚀
安装搪玻璃设备的支座或支撑件有时会直接安装在地板上，而地板上可能沉积的腐蚀介质会腐蚀设备的支撑件，使各个支撑件的支撑力发生变化，导致金属基体内应力发生变化而损坏搪玻璃层，严重时还会引起管口和连接管道损坏。
3. 管口的应力
在上，当用钢性管道连接搪玻璃设备管口时，由于容器的热变形或管道受热受冷产生的变形应力，会损坏管道（或设备管口）。另外，回流蒸汽和冷液体产生的热急变也会引起管口搪玻璃层失效。
三、设备夹套出现的损坏
1. 夹套腐蚀
在搪玻璃设备的夹套底部，很容易集积劣质冷水或废气残渣产生的沉积物。一旦这些废料聚集在夹套底部，就很容易产生原电池反应，大大加快夹套的腐蚀速度。
2. 夹套清洗时引起的鳞爆
当用劣质水（如河里的冷水）作为换热介质时，随着时间的延长，夹套表面会出现水垢和氧化层，使换热效率降低，因此要求定期清洗夹套。清洗时，如果清洗剂使用不当就容易引起鳞爆。
3. 由于盐水、蒸汽的相互作用引起的夹套腐蚀
当CaCl2作为冷却剂和蒸汽进行热交换时，就会出现一个普遍问题：盐分被带到蒸汽中进入夹套，这大大加快了夹套的腐蚀速度，导致夹套过早失效。
4. 挡板的冲击损失
夹套上所有热或冷介质的进口都安装有挡板，并按切线方向排列，以增加流体的紊流性，提高换热效率，管口挡板用来防止换热介质对搪玻璃铁胎外表面的直接冲击。经过几年的使用后，此挡板有可能被腐蚀、磨损，甚至完全损坏，使得热和冷液体会直接喷射到铁胎上，引起这一区域的搪玻璃层损坏。
四、搪玻璃设备的一般维护和管理知识
1. 了解搪玻璃设备的使用范围
搪玻璃设备的操作者要了解设备的使用温度、压力以及腐蚀性介质的使用范围，否则操作稍有不慎就会缩短搪玻璃设备的寿命。制造厂家也会提供搪玻璃设备的耐介质腐蚀性指标（主要是针对单一介质的耐蚀性）。混合物料的作用与纯净物料相比是不同的，且通过一定的方法很难弄清楚反应实质，需要操作者根据长期工作经验摸索总结。
2. 搪玻璃层完整性检验
搪玻璃设备在运行时，一旦搪玻璃层出现裂纹，如果不及时发现，裂纹就会很快扩大危及铁胎，导致设备损坏，甚至无法修复而废弃。这里介绍一种在设备运行的同时能检验搪玻璃层连续性的方法。在容器内导电介质和铁胎之间安装一回路，在这个回路上装一个检流计，给这个检验系统加上连续的电压/电流，这样，如果铁胎、搅拌器、挡板、温度计套管、插入管的搪玻璃层出现很小的深及铁胎的裂纹时，这个回路就会接通，发出报警信号。
（译者注：搪玻璃层破损报警仪可实现搪玻璃设备运行时搪玻璃层破损的报警，这种仪器在国外搪玻璃设备上已普遍使用，特别是易燃、易爆、中毒、剧毒等危害性很高的介质，提前报警可防止基体腐蚀穿孔后对环境的污染。有关详细介绍查阅中国搪玻璃设备技术服务网WWW.ZGTBL.com。）
3. 延长人孔的寿命
搪玻璃设备的上封头上都有一个人孔，如果人孔被损坏，修补是很困难的，就要更换灌盖，闭式反应罐就要更换罐体。由于这个原因，保护好人孔是非常重要的。
容器上的人孔要经常打开，用来投固体物料。这就要求用一个特殊垫片（人孔保护垫）来保护人孔。一种方法，用PTFE制造的垫片装在人孔上，以防止固体摩擦管口；另外，投料时也可将氯丁橡胶涂在人孔上来暂时保护人孔颈部和法兰面。
（译者注：对于规格大于5000L的搪玻璃设备，用户务必要求制造厂配置人孔保护圈，这是非常有必要的。）
4. 设备的贮藏
为了尽快更换损坏的设备，缩短停产维修期，企业需要准备备用设备。备用设备在贮藏时，一定要采取必要的防护措施，以防止设备损坏，如搅拌器、容器和挡板可以放在室外，但是要有保护套。如果设备在寒冷的气候下贮藏，夹套中的液体会因结冰从而损伤搪玻璃层。因此，夹套中的水就要完全排干，如果贮藏在室外，所有管口必须盖住。
无论是贮藏在室内还是室外，大气对一些精度要求较高的配件表面的腐蚀是相当严重的，比如搅拌器轴头，因此，当零、配件长时间贮存时，一定要保护好，并经常检查。
5. 重搪
当搪玻璃层损伤超过一定范围时，用无机硅酸盐胶泥和贵金属螺栓就不能修补或修补成本较高，这时损伤的设备就要通过重搪来修复，重搪可以节约新设备，降低成本。
在重搪时，夹套要被拿开且去掉容器表面的搪玻璃层。原来修补时钻的螺栓孔要重焊修好，腐蚀严重的部分要切掉重换。对于容器和夹套需修补的要尽可能修补。
综上所述，搪玻璃设备在使用过程中，即使一个很小的失误，都会造成设备损坏，甚至无法修复而使整台设备废弃。因此，每个操作工人都要记住设备的使用范围，严格按照操作规程操作，增加必要的保护和预防措施，这样才能有效地延长搪玻璃设备的寿命，节约资金，降低产品成本，提高经济效益。
