当前位置: 首页>>工搪分会资讯
工搪分会资讯

工搪简讯2012-5
更新时间:2012-11-05    |     来源:中国搪瓷工业协会
 
它山之石-----高淳会议拾零之三
厉益骏
 
        GB25025-2010“搪玻璃设备技术条件”第5.10条提及,搪玻璃设备夹套换热介质为液相时,应按GB/T25026、GB/T25027要求配置液体喷嘴,标准所提的液体喷嘴,就是当前搪玻璃搅拌容器配套的夹套喷嘴,国外称水力喷嘴。
        本节讨论夹套装置液体喷嘴的目的、设计、结构、选用和安装。
        一、夹套传热的形式
        容器夹套的功用是传热,其传热介质可分蒸汽冷凝传热和液体传热。
        1、蒸汽冷凝传热
        过压蒸汽冷凝的潜热和热含特别大,对容器壁的给热系数也较大,但其传热效果与被传热容器受热表面的粗糙度有关。器壁表面越光滑,冷凝液流淌顺畅,液膜很薄,给热系数大,传热效果好,汽体冷凝的给热系数可达1800千卡/米2·时。
        因此,对专门用于蒸汽冷凝传热的直立式容器外壁,设计者会在容器圆周方向梱缚或焊接φ6~φ8钢丝若干圈(等距离)。工作时当冷凝液形成一定厚度流淌时,下淌的液体会越过钢丝滴落在夹套内,而不影响钢丝下面一段传热面积上的冷凝液膜的厚度,达到提高传热效果的目的。因此搪玻璃容器,在夹套组装前,要求清除容器外壁因搪烧形成的氧化皮,确保传热面光滑尤为重要。
        对横卧安装的搪玻璃列管式冷凝器,为了减薄列管外壁蒸汽冷凝膜厚度,尽量避免上一排列管冷凝液滴落在下一排列管管子最高处,形成重复加厚的冷凝液膜。设计者会在容器卧式支座安装时,进行调整。将器体列管轴间旋转7°~12°使冷凝液滴落在下一排列管的边沿或管间,而减薄所有列管的冷凝液膜厚度,冷凝传热效果将得到提高。
        2、液体传热
        夹套液体传热可分为水的传热(热水或冷冻盐水)和导热油传热,水的传热形式有夹套静流式传热、螺旋半管式传热和夹套液体喷嘴式传热三种。
        ⑴  夹套静流式传热
        搪玻璃小型搅拌容器,由于夹套内壁与内容器外壁间隙较小而不便装置液体喷嘴。因此,一般在夹套上部与底部封头上分别装置液体进出口管。这种传热结构形式,传热效果差。因为流体特性是向阻力最小方向流动,一般传热液体是下进上出,而夹套内液体的流动是两个管口间最短距离方向(阻力最小)流动。对距离进出管口较远的另一侧,当液体充满冷却空间后,后继液体流入补充就不多,传热面上液体成为死角(基本静止状态),其传热效果很不好,而且夹套包容范围之内的传热面上温度不均匀,对容器内物料的均匀加热或冷却都是不利。
        ⑵  螺旋半管式传热
        容器外壁采用螺旋半管焊接代替了夹套,这种结构只适用于液体传热。它可以用大流量,高压力驱使液体在半管内迅速流动,增强了热交换的效果。
        对搪玻璃容器,由于半管的制作及施焊比装置夹套麻烦,且焊接半管所形成的长长的焊缝对搪烧不利,且半管挡火,搪烧多耗能源,所以对搪玻璃容器,从结构、加工、搪烧与能源消耗考虑,不推荐采用。
        ⑶  夹套液体喷嘴式传热
        搪玻璃容器的夹套装置一只或多只(接力)液体喷嘴,能使传热介质在夹套内形成有规律的螺旋上升的湍流传热,使全夹套包容内的传热面上的液体都在快速流动,没有死角,大大提高了传热效果。最高给热系数可达2000千卡/米2·时。对搪玻璃容器而言,它与静流式夹套传热相比,能提高夹套传热系数(K)1.3倍。这对用户节约生产能源消耗,加快传热速度,缩短生产时间很有意义。
        二  夹套喷嘴的设计选用
        1  夹套喷嘴的作用
        为了提高搪玻璃容器夹套流体的给热系数α1,在夹套液体入口处设置夹套喷嘴,其目的是将液体的静压头转变成动压头,采用强化器的设计原理制成的夹套喷嘴,其结构与尺寸见图4—11 及表4--4。
表4—4                  夹套喷嘴结构尺寸
DN
d
D
H
L
L1
32
10.7
90
110
40
25
40
13.5
110
120
40
25
50
16.5
110
145
45
25
65
20
128
145
45
25
70
23
148
200
45
25
80
26.5
178
230
45
25
        2  夹套喷嘴的选用
        ⑴  夹套喷嘴的计算
        国外试验数据认为:搪玻璃容器夹套冷却面上只要保持0.11HP/m2,就能使夹套内液体成为湍流,并以螺旋上升的流形带动夹套液体快速运动。
        HP为水马力,水马力的含义是单位时间内把一定量的水输送到一定高度所需的功率。HP(水马力)=流量×扬程(kg·m/s)。
        ⑵  △P-W曲线的应用
        举例(见图4--13):假设已知容器夹套传热面积(F)为8 m2,计算需要提供的总功率。首先,假定选用20m扬程的水泵,水从水泵出口至夹套喷嘴处的位差和管路阻力损失假定为5m, 则认为:水到达喷嘴进口处的扬程为20m-5m=15m(即1.5kgf/cm2的静压头)。水通过喷嘴到出口处,静压头全部转换成动压头,这种转换称压力损失△P=1.5 kgf/cm2。在图中横座标上找到△P=1.5( kgf/cm2)的点,由该点垂直向上,交于40A喷嘴曲线,交点相对应的单个喷嘴所需的流 量为160升/分,交点落于动力曲线1/3HP和1/2HP之间。求所需喷嘴数量为n=0.11×8 m2÷1/2HP=1.76个喷嘴,完整取整为2个喷嘴。水泵所需的流量W=2×160升/分=320升/分。
 
        ⑶  夹套喷嘴的安装(简图见4--12)
        夹套喷嘴虽然会带动夹套液体螺旋上升运动,但由于夹套对流体的阻力,水流会逐渐变慢(动力损失之故),因此,要利用旋转流体的接力作用,将计算所得喷嘴数,按传热面积均分安装于夹套合适位置,会使夹套全面积的液体都处于湍流状态下螺旋向上流动,达到最佳传热效果。
        喷嘴的安装有方向性,按产品质接盘上所标箭头同方向安装,一般夹套内流体由下向上流动,且夹套液体流动方向与容器内搅拌液体流动方向相反。
        ⑷  1500L以下搪玻璃搅拌容器液体喷嘴的安装
        小容积搪玻璃搅拌容器由于夹套间隙太少,不宜直接装置液体喷嘴。但是,改变夹套局部结构也可以安装液体喷嘴,即在需要安装液体喷嘴的位置开孔,开孔处安装一个钢板压制的瓦片状凸形件,喷嘴及液体接管焊在凸形件中心高出的部位,即局部加大了夹套与内容器外壁的间隙,符合喷嘴安装条件。
 

搪玻璃设备的结构、搪烧和产品质量的关系

淄博推进化工机械有限公司-----徐仲民

 

一、一台好的搪玻璃设备应该从哪些方面进行审视

作为一台搪玻璃设备,首先应满足的是它的整机性能和理化性能。因此,定性一台好的设备是这两大性能的综合体现。

1,反应釜的钢坯结构要科学、合理。现在的标准已经和国标的标准在接轨 。从钢板的材质、厚度到管口的结构形式,都在趋于合理,并得到工艺要求的保证,这是产品良好性能的基础。

2,一般情况下,,用户选购的搪玻璃设备大多数是用于酸性介质条件下运行,只不过酸性的PH值强弱不同,因此,瓷层的耐酸性能成了衡量设备性能的关键指标。目前,我国搪玻璃釉的生产,主要是耐酸釉居多,占90%以上。而耐酸性能的主要机理是硅氧网络的强弱程度,也就是SiO2的含量多少。耐酸性能好的必定是二氧化硅含量也高。我们常说的中温面釉( SiO2 含量50%~65%)烧成温度800~920℃和高温面釉(SiO2含量70%左右)烧成温度范围880~960℃。所谓的高温面釉,不只是其耐酸性能好,它的耐温差急变性能和耐机械冲击性能也好。但其耐碱性能就差得很多,对一个瓷釉配方来讲,它的耐碱指标是不合格的,这类的高温瓷釉,我国北方用的较多,如淄博地区的5809#和北京的54-3瓷釉,应该属这类瓷釉,是很有特色的瓷釉配方。

遇到用于碱性介质或酸碱交替的工艺场合,反应釜搪瓷釉采用中温瓷釉,就显得比高温秞有优势。但毕竟中温釉(指常规釉)的耐碱性能也是不达标。因而研发一类真正耐碱瓷釉的配方、工艺性能还得过关,也是摆在我们搪瓷工作者面前的一项课题。笔者19886月完成了一项梯度试验《耐碱瓷釉的研究》,采用了以ZrO2为主体的耐碱原料,进行了九组二十七个配方的梯度测试,摸索出了一组,以ZrO2含量为2%~6%的耐碱釉配方,其工艺性能得到了北京张慧贞老师的高度赞赏,并整理成一套完整的配方体系,刊登在了九〇年《中国搪瓷》的第二期。

总的来说,一台好的搪玻璃设备,其耐腐蚀性能是主要的,特别是有些强腐蚀的介质,且高温、高压状态下,高温瓷釉的优越性,就显得尤为突出。同时瓷层的耐磨性能也好,强度也高,但其工艺性能相对较差(高温瓷釉的操作技巧,在《简明搪玻璃基础理论与制造》一书中有详细阐述)

    3,一台好的搪玻璃设备对用户来讲,要有非常人性化的思维,同时要十分尊重用户的知情权。用户想不到的,你应该为用户想到和做到,让用户收到效果和惊喜,此时的我们才有卖点,才有收获。

这很大程度上取决于一台搪玻璃设备的设计理念和整机状态。归根结底是要把细节落实到实处。以下作为细节的几个方面值得考虑与改进。

一台好的搪玻璃设备的瓷层一定要厚度均匀,在规定的电火花检测不导电的情况下,瓷层越薄越好(但不小于0.8mm),表面无异物、无异色。

烧成后的搪玻璃设备,几何尺寸应与设计尺寸相符,不允许变形超标,以免强度减弱和管口密封出现泄漏。

反应釜的管口外沿也进行搪瓷包边,既美观又防止倒腐蚀现象;反应罐夹套上接环的位置相对低一些是有好处的,与高颈法兰环焊缝相对远一些,能减少焊缝搪烧收缩时对产品的影响。反应罐的人孔开启平衡系统改进是一个亮点;罐内的传感系统,作为主要配件的搅拌器,不管何种形式能否都搪烧上刻度线,以便用户作为反应物计量操作的参考。搅拌轴头部位留下一个出气孔,其作用是在搅拌器的使用过程中一可以卸压,二可以搅拌出现问题时排出物料;所有的温套管都做成加强型且带钽钉、带测温导线等等……这台搪玻璃设备的档次就会极大的提升,用户也会觉得物有所值。

 

二、怎样才能烧出一件好的搪玻璃制品

要有一件好的钢坯和合格的瓷釉,加上严谨的喷烧工艺规程,就能保证一件优质的搪玻璃制品。这其中三要素缺一不可。其中最关键的是搪烧工艺。

搪,即喷涂,实为认真、仔细之技能。烧,乃火中求材,在于烧成人员掌握的方法与责任心。搪烧二字加在一起,实际就是认真、仔细、责任心的沟通与配合。

                                                    搪玻璃设备的结构、搪烧和产品质量的关系
                                                         淄博推进化工机械有限公司-----徐仲民
 
        一、一台好的搪玻璃设备应该从哪些方面进行审视
        作为一台搪玻璃设备,首先应满足的是它的整机性能和理化性能。因此,定性一台好的设备是这两大性能的综合体现。
        1,反应釜的钢坯结构要科学、合理。现在的标准已经和国标的标准在接轨 。从钢板的材质、厚度到管口的结构形式,都在趋于合理,并得到工艺要求的保证,这是产品良好性能的基础。
        2,一般情况下,,用户选购的搪玻璃设备大多数是用于酸性介质条件下运行,只不过酸性的PH值强弱不同,因此,瓷层的耐酸性能成了衡量设备性能的关键指标。目前,我国搪玻璃釉的生产,主要是耐酸釉居多,占90%以上。而耐酸性能的主要机理是硅氧网络的强弱程度,也就是SiO2的含量多少。耐酸性能好的必定是二氧化硅含量也高。我们常说的中温面釉( SiO2 含量50%~65%)烧成温度800℃~920℃和高温面釉(SiO2含量70%左右)烧成温度范围880℃~960℃。所谓的高温面釉,不只是其耐酸性能好,它的耐温差急变性能和耐机械冲击性能也好。但其耐碱性能就差得很多,对一个瓷釉配方来讲,它的耐碱指标是不合格的,这类的高温瓷釉,我国北方用的较多,如淄博地区的5809#和北京的54-3瓷釉,应该属这类瓷釉,是很有特色的瓷釉配方。
        遇到用于碱性介质或酸碱交替的工艺场合,反应釜搪瓷釉采用中温瓷釉,就显得比高温秞有优势。但毕竟中温釉(指常规釉)的耐碱性能也是不达标。因而研发一类真正耐碱瓷釉的配方、工艺性能还得过关,也是摆在我们搪瓷工作者面前的一项课题。笔者1988年6月完成了一项梯度试验《耐碱瓷釉的研究》,采用了以ZrO2为主体的耐碱原料,进行了九组二十七个配方的梯度测试,摸索出了一组,以ZrO2含量为2%~6%的耐碱釉配方,其工艺性能得到了北京张慧贞老师的高度赞赏,并整理成一套完整的配方体系,刊登在了九〇年《中国搪瓷》的第二期。
        总的来说,一台好的搪玻璃设备,其耐腐蚀性能是主要的,特别是有些强腐蚀的介质,且高温、高压状态下,高温瓷釉的优越性,就显得尤为突出。同时瓷层的耐磨性能也好,强度也高,但其工艺性能相对较差(高温瓷釉的操作技巧,在《简明搪玻璃基础理论与制造》一书中有详细阐述)
        3,一台好的搪玻璃设备对用户来讲,要有非常人性化的思维,同时要十分尊重用户的知情权。用户想不到的,你应该为用户想到和做到,让用户收到效果和惊喜,此时的我们才有卖点,才有收获。
这很大程度上取决于一台搪玻璃设备的设计理念和整机状态。归根结底是要把细节落实到实处。以下作为细节的几个方面值得考虑与改进。
        一台好的搪玻璃设备的瓷层一定要厚度均匀,在规定的电火花检测不导电的情况下,瓷层越薄越好(但不小于0.8mm),表面无异物、无异色。
        烧成后的搪玻璃设备,几何尺寸应与设计尺寸相符,不允许变形超标,以免强度减弱和管口密封出现泄漏。
        反应釜的管口外沿也进行搪瓷包边,既美观又防止倒腐蚀现象;反应罐夹套上接环的位置相对低一些是有好处的,与高颈法兰环焊缝相对远一些,能减少焊缝搪烧收缩时对产品的影响。反应罐的人孔开启平衡系统改进是一个亮点;罐内的传感系统,作为主要配件的搅拌器,不管何种形式能否都搪烧上刻度线,以便用户作为反应物计量操作的参考。搅拌轴头部位留下一个出气孔,其作用是在搅拌器的使用过程中一可以卸压,二可以搅拌出现问题时排出物料;所有的温套管都做成加强型且带钽钉、带测温导线等等……这台搪玻璃设备的档次就会极大的提升,用户也会觉得物有所值。
 
        二、怎样才能烧出一件好的搪玻璃制品
        要有一件好的钢坯和合格的瓷釉,加上严谨的喷烧工艺规程,就能保证一件优质的搪玻璃制品。这其中三要素缺一不可。其中最关键的是搪烧工艺。
        搪,即喷涂,实为认真、仔细之技能。烧,乃火中求材,在于烧成人员掌握的方法与责任心。搪烧二字加在一起,实际就是认真、仔细、责任心的沟通与配合。
        一件搪玻璃制品烧好了底釉,这个产品就完成了80%,尽管面釉要烧好多遍。怎样才能烧出漂亮的底釉过渡层:这既是一个烧成方法,也是一个经验之谈。首先钢坯的预烧温度在工艺温度范围内应尽量烧的高一些,消除加工应力和板面油污。尽量使钢坯表面脱碳,打砂的除净率必须达到100%,喷底釉后及时干燥及时烧成。把握好底釉烧成过程中的恒温时间。使钢板与瓷釉达到最大程度的浸润密着。一遍面釉不宜太厚,烧成温度应接近底釉的烧成温度,使面釉与底釉进行最大程度的互渗。其后二遍、三遍面釉烧成温度应呈梯度递减,表面层光亮、平整、无异物为上乘。
        由于南北方的地域、气候和空气湿度的差别,采用的瓷釉配方有所不同,搪烧工艺也不尽相同。最近南方的生产厂家电话询问冷喷与热喷的问题,好多厂家对北方的冷喷工艺越来越感兴趣。主要提到冷喷的工艺细节,如:在喷涂过程中,使用酒精、多糖、MgSO4、BaCl2、BaCO3等电解质的情况,主要是改善釉浆的操作性能。当然,对烧成也是有利的,在300℃~500℃的烧成过程中,产生H2O和CO2,形成气体通道,从而提高烧成速度和烧成效果。     搪玻璃制品只有用“心”来做,手脚勤于辅助,一定能出效果。
        三、关于搅拌传动
        搅拌传动是搪玻璃反应设备装置中的主要附件,主要包括减速机、搅拌器、机械密封及折流挡板等等。其中,搅拌器是传动装置中的关键项,直接关系到整机性能的优劣,影响着整个反应过程的混合效果和产品收率。现针对搅拌器的一些情况做相应的交流。
        目前,作为搪玻璃搅拌器的生产和选购,都没有引起生产企业和采购厂家的重视,一支真正好的搅拌器应该是非常考究的,不管是它的设计理念、制作工艺,还是它的正确选择和使用都应该依据各自的工艺情况,科学理性的去实施。
        我国现行搪玻璃传动搅拌器的系列标准,已经在与国际标准靠拢,但搅拌形式单调,结构尺寸尚需改进探讨。如:叶轮式搅拌(三叶后掠式或法武都拉式)和桨式搅拌的桨叶尺寸,还是相对偏窄。何况有些企业的制作中,不但桨叶宽度不够,其上翅角及斜叶角度也不规范,势必影响使用中的效果。
        作为外搪瓷的搅拌器,瓷层厚度失控,厚薄不均,极大地增加了爆瓷的几率(笔者认为,搅拌瓷层的厚度,只要不低于0.6mm,不高于1mm,20KV不导电,表面光亮、平整就是上好产品)。搪玻璃搅拌器生产过程中,许多细节是一支高质量搅拌器的必备,精磨密封段就是一个很好的例证,也就是说没有好的搪烧细节,是精磨不出一支好的搅拌的。精磨段以上的这个出气孔,一定要留下,因为在一般的化工、医药企业中,反应釜内都有一定的压力和温度,在这样一个工况反应容器中,作为联接到减速机输出轴上的搅拌,钢管内也形成了一个相对小的压力容器,加上搅拌本身的一些搪烧的残余应力,会加大爆瓷的可能。因此,留有出气孔是必要的。
        还有一个思维模式问题,我们的用户在选择反应容器设备的时候,一般的思维是先考虑反应釜,再考虑传动装置,笔者认为,应该换一种思考方式,现针对用户项目的工艺要求,首先选择搅拌传动系统,用何种形式的搅拌器,哪种型式的减速机和什么样的密封形式,再去考虑作为标准定式的反应釜。这样一来,不管是从设计要求、工艺考量,还是降低风险、保证工期方面都是非常理性的选择方法。
        选择一种搅拌形式,在很多情况下,还要考虑它的搅拌效果,必要的时候,配备折流挡板,使反应釜内的径向流和轴向流发生改变来增强釜内循环。从而提高反应介质的混合效果,缩短反应时间,增加效率。
        折流板的种类很多,连接形式有法兰固定联接;有套管填料箱固定等。釜内依据搅拌形式和规格大小及工艺情况,选择一支或两支、三支、四支不等。大部分的折流挡板还兼有另一个作用——温度计套管。为了使其导热效果好,在折流板下端设计一个小管径的测温头。实际上这个测温头对搪烧质量存在严重威胁,非常容易爆瓷。现在用的较多快速测温的方法是在测温端部安装上金属钽钉来解决测温灵敏的问题。
        在种类繁多的搅拌器中,推进式搅拌是用户非常感兴趣的一种搅拌形式,为了和用户交流,我们再次认识推进式搅拌器的相关属性。实际上,推进式搅拌与轴流式搅拌,在结构形式和原理上是同一种轴向流型搅拌器。不同的国家名称也不一样,如美国的莱宁公司称这类搅拌为A310系列搅拌。其主要特征为:
        1,搅拌在旋转过程中以轴向力为主作用到整个系统,上下窜动的轴向力要求搅拌与减速机输出轴的连接用丝锥联接形式就不合适了。应选用DJ机架或双支点机架配夹壳联轴器的形式,满足轴向力的作用。
        2,推进式搅拌要求的搅拌转速较高,一般在85~200转。
        3,搅拌效果表现为良好的混合性能。搅拌桨叶的泵送作用,会将混合液体压到釜底,再沿罐壁上翻,形成上下翻腾的全釜循环。
        4,由于叶片的流线型,弧面曲率的弦高与弦长比例得当,使得轴向速度均匀,阻力锐减,,混合效能极大提高。运转时电流小,比三叶后 掠式搅拌器能耗降低25%~30% 。
        四、搪玻璃制造工艺过程中的理疗作用
        初接触或没有接触过搪玻璃生产工艺过程的人,以为搪玻璃的有关工序对人身体有害,甚至有毒,其实每个行业都有有害的一面,看我们怎么认识,怎么对待。对搪玻璃行业来讲,固然粉尘是有害的一面,但须措施得当,这也是任何行业劳动保护的作用。我们同样看到搪玻璃行业有其独特的优势特征,许多方面如加以引导和沟通便会产生相应积极的作用。有利于员工和用户对搪玻璃工艺和产品有一个正确的认识。例如:烧成工序就是一个让员工获益最大的工序,其理疗作用让每一个烧成工都能体会到这个工序的优越性:不易生病,对风湿病、关节炎、腰腿疼、肩周炎等这类病症,在烧成这个环境中有很好的疗效。
        搪玻璃制品的返工,有的工厂采取刚出炉的红热罐体,用水炸瓷的办法去掉瓷层,炸瓷的这些热水,用来烫烫脚,即可以去除脚气,又能舒筋活血、通络,理疗效果极佳。相信瓷釉中的好多成分,对您的身体有益。
        医院里的理疗烤电装置,也称之为神灯,商业名称:TDP特定电磁波辐射器,就是搪玻璃在医疗领域中的应用实例。
友情提示,妊娠中的孕妇、植物的种子、有皮肤症状的患者,用红热的搪玻璃制品经常烤烤,其作用相比搪玻璃制品本身的价值要高得多。
 
 
中国搪瓷协会工搪分会2012年会员大会报导
 
        2012年9月8日至9日,中国搪瓷协会工搪分会于上海锦江之星大酒店召开了年度会员大会。会议报到人数102位。
        会议以技术交流为主题,突出产品质量。会议首先由中国搪瓷协会厐振华会长致贺词,工搪分会陈正樑主任作2011年工搪分会工作总结和2012年工作计划的报告,并提交会员大会审议。
        尔后,江苏工搪朱俊总经理畅述该厂提升搪玻璃设备产品质量的实践和体会,报告生动而具体,博得全场好评。淄博张店南光化工设备厂何晋总经理汇报了搪玻璃用全锻钢卡子的设计、试制、试验、专利,先进的全锻钢卡子生产线和卡子质量。 淄博推进化工机械有限公司徐仲民总经理重点畅述了搪玻璃设备结构、搪烧和产品质量的关系,与会代表反映收益匪浅。
       下午会议组织去上海南汇光芒玻璃仪器有限公司考察先进的搪玻璃用视镜生产线,加深同仁对视镜的认识。考察团得到了钟德官总经理的热情欢迎和款待。会议在愉快的气氛中结束。
        9月10日至13日,由81位同行组成的工搪分会赴韩国济州岛考察旅游团,一路欢歌,凯旋归来。
 
                                                                                                        工搪分会秘书处
                                                                                                           2012-9-14