Les propriétés de résistance à la température et à la pression des cuves de réaction en émail affectent directement leur durée de vie et la sécurité de la production chimique. L'optimisation nécessite des améliorations intégrées dans le choix des matériaux, le processus de fabrication, la conception structurelle et l'utilisation et la maintenance, comme suit:

I. optimisation des matériaux

Amélioration de la formulation de la couche d'émail

L'utilisation d'émail à haute teneur en silicium (par exemple sio₂ ≥ 80%) améliore la stabilité thermique et la résistance aux chocs thermiques. L'ajout d'une quantité appropriée d'alumine (al₂o₃) ou de zircone (zro₂) renforce la densification de la couche d'émail et réduit la propagation des microfissures à haute température. Par exemple, une couche d'émail contenant 3% de zro₂ augmente la résistance à la fissuration de 40% dans les cycles chaud et froid de - 30°C à 350°C.

Mise à niveau de l'acier de base

Choisissez l'acier à haute résistance faiblement allié (par exemple q345r, sa516gr70), sa limite d'élasticité ≥ 345 MPa, peut résister à une pression interne plus élevée. L'acier doit subir un traitement de normalisation ou de trempe pour affiner la structure du grain et réduire le risque de fluage à haute température.

II. Contrôle du processus de fabrication

Optimisation du processus d'émaillage

Contrôle strict de la courbe de température de cuisson de l'émail (par exemple, 850 ℃ ~ 900 ℃ isolation pendant 2 heures) pour éviter la surchauffe ou le Sous - brûlage de la couche d'émail. L'utilisation d'un réchauffement segmenté (réchauffement rapide en dessous de 300 ℃, réchauffement lent au - dessus de 300 ℃) pour réduire le stress thermique et assurer la résistance de liaison de la couche de glaçure avec l'acier ≥ 15 MPa.

Renforcement du prétraitement de surface

Traitement de sablage de la matrice à sa2,5, rugosité de surface ra ≤ 6,3 μm, renforcer l'adhérence de la couche de glaçure. Finition du revêtement d'émail dans les 8 heures suivant le sablage, empêchant l'oxydation de la surface de l'acier.

Iii. Amélioration de la conception structurelle

Épaisseur de paroi et optimisation de la forme

L'épaisseur de paroi est calculée selon la norme asmeviii - 1 et la formule d'épaisseur de paroi du récipient à pression interne est:

t=2(σt･E−0,6P)P･D ​

Où P est la pression de conception, D est le diamètre intérieur, σt est la contrainte admissible et E est l'efficacité de la soudure. Optimisez le rayon de transition de l'Arc de cercle du corps de la cuve (R ≥ 50 mm) et réduisez la concentration des contraintes.

Mise à niveau de la structure de la chemise

L'utilisation d'une gaine semi - tubulaire pour remplacer le tube à disque, augmenter la zone d'échange de chaleur tout en réduisant les contraintes locales. La structure entièrement soudée à la jonction de la chemise avec le corps de la cuve est garantie sans défaut par une inspection à 100% des rayons.

Iv. Spécifications d'utilisation et d'entretien

Contrôle du gradient de température

Vitesse de réchauffement / refroidissement ≤ 50 ℃ / h, éviter le pelage de la couche de glaçure en raison de la différence de coefficient de dilatation thermique (acier α ≈ 12 × 10 ⁻⁶ / ℃, émail α ≈ 8 × 10 ⁻⁶ / ℃). Par example, il faut ≥ 4 heures pour passer de la température ambiante à 200°C.

Gestion des fluctuations de pression

La plage de fluctuation de la pression de fonctionnement est contrôlée à ± 10% de la pression de conception et une surpression fréquente peut provoquer des fissures de fatigue de l'acier. Les manomètres sont régulièrement contrôlés (précision ≥ classe 1,5) avec un test hydrostatique (1,25 fois la pression de conception) tous les 6 mois.

Détection et réparation régulières

Test d'épaisseur par ultrasons tous les 2 ans, en se concentrant sur la surveillance des sites de concentration de stress tels que les prises de contrôle, les trous d'homme et autres. Il a été constaté que les dommages causés par la couche de glaçure (porcelaine explosive d'un diamètre > 2 mm) nécessitent une réparation locale rapide, une épaisseur de couche de réparation ≥ 0,8 mm et un traitement d'émaillage.

Grâce aux mesures ci - dessus, la gamme de résistance à la température du réacteur en émail peut être étendue à - 30 ℃ ~ 350 ℃, la capacité de résistance à la pression est augmentée à 1,5 fois la pression de conception (sous réserve de recertification), améliorant considérablement la fiabilité et l'économie de l'équipement.