搪玻璃設(shè)備缺陷的類型和預(yù)防 （一）

這里描述了搪玻璃設(shè)備的缺陷類型和預(yù)防的方法以及早期檢測(cè)的方法。

介紹

玻璃鋼可能是鮮為人知的普通抗腐蝕的材料。該討論將使玻璃鋼設(shè)備的用戶了解可能遇到的典型的和非典型的玻璃鋼缺陷、判定他們的方法、以及避免這些缺陷產(chǎn)生的預(yù)防措施。

缺陷的類型分為兩個(gè)主要類別：（1）典型的（2）非典型的 典型的缺陷是由機(jī)械沖擊，腐蝕、磨損、熱沖擊，和熱壓力造成的。非典型的缺陷包括 “梯形”缺陷，靜電釋放缺陷，以及由于初生態(tài)氫腐蝕所致的缺陷。

典型的搪玻璃缺陷

機(jī)械沖擊

機(jī)械沖擊是造成搪玻璃缺陷的最普通的原因。其大約占缺陷的75%。并且常常是人為的錯(cuò)誤。

玻璃鋼是一種堅(jiān)硬的材料，但它是玻璃，必須小心對(duì)待。設(shè)備上通常都提供起吊的吊耳，以便于起吊就位。這些吊耳是為該目的而特別設(shè)計(jì)的。必須按照制造廠推薦的搬運(yùn)和裝配的程序使用。如使用捷徑，如用接管而不用吊耳起吊，會(huì)使搪玻璃受到過量的應(yīng)力而造成損壞。

最明顯的造成玻璃鋼機(jī)械沖擊缺陷的原因是物品落在容器的外部或內(nèi)部。當(dāng)在搪玻璃設(shè)備附近工作時(shí)，必須始終小心，因?yàn)槿萜魍獠渴艿經(jīng)_擊，會(huì)對(duì)搪玻璃造成嚴(yán)重的損壞。如懷疑發(fā)生了機(jī)械沖擊，必須馬上檢查容器，如果必要，必須適當(dāng)修理。

機(jī)械沖擊損壞中的機(jī)械缺陷始于沖擊物的尖端。其具有的高強(qiáng)度壓力所產(chǎn)生的裂縫透過玻璃。容器外部受到尖銳的打擊，將引起玻璃“爆瓷”，或不同程度的剝落，或根據(jù)打擊的嚴(yán)重程度，產(chǎn)生不規(guī)則的星狀裂痕。直接在玻璃上的沖擊將在沖擊的地方留下壓碎的玻璃， 在其周圍產(chǎn)生剝落的玻璃厚塊，通常隨著玻璃落到底部涂層或鋼的基底，在鋼上的小裂縫將在沖擊的中心蔓延開來。圖1和圖2顯示了典型的由機(jī)械沖擊在搪玻璃內(nèi)部和外部所產(chǎn)生的搪玻璃缺陷。玻璃損壞的程度大大地取決于沖擊的位置。因?yàn)椴ＡЮ锏目箟簯?yīng)力水平，決定其在裂縫發(fā)生之前可抵擋住沖擊負(fù)載的力量。在受沖擊影響區(qū)域的玻璃強(qiáng)度，對(duì)裂縫擴(kuò)展的大小有著直接的作用。

要延長(zhǎng)搪玻璃設(shè)備的壽命，適當(dāng)?shù)谋ｐB(yǎng)時(shí)關(guān)鍵的。但進(jìn)入容器檢查或保養(yǎng)，總會(huì)有造成機(jī)械損壞的可能。除了正常的安全預(yù)防措施，機(jī)修工必須穿上清潔的，橡皮底鞋，以防擦傷搪瓷面。同時(shí)，在進(jìn)入容器之前，取出衣袋里所有松散的物品。所需的任何工具要放在較低的位置遞給在容器里的修理工。如金屬帶扣必須拿掉，以防意外擦傷人孔上的瓷面。

當(dāng)必須從搪玻璃容器上除去附著在瓷面上的產(chǎn)品時(shí)，如在聚合反應(yīng)中經(jīng)常會(huì)發(fā)生這樣的情況，必須小心以避免撕擦搪玻璃表面。決不能使用金屬工具。應(yīng)使用塑料或木質(zhì)的刮片或高壓水噴頭。

結(jié)晶的或部分的搪玻璃能從根本上減少由沖擊引起的損壞，并在某種程度上預(yù)防損壞。結(jié)晶具有的機(jī)械性能優(yōu)于傳統(tǒng)的搪玻璃；即，高抗壓強(qiáng)度和斷裂性能。由于這些特點(diǎn)，無論來自機(jī)械沖擊、內(nèi)部壓力的釋放、或熱沖擊，都能大大減少剝落的傾向。由于其晶體的結(jié)構(gòu)，以及其必須順著不規(guī)則的路徑，而將失去一些自身的勢(shì)能。因此由沖擊造成的裂縫

因?yàn)橛蓹C(jī)械沖擊造成的損壞通常是人為失誤造成的。所以，這是可以通過適當(dāng)?shù)刈⒁夂椭艿降谋ｐB(yǎng)來加以預(yù)防的。

腐蝕

玻璃不完全是惰性的。其總是在表面進(jìn)行自身的化學(xué)反應(yīng)。其慢性反應(yīng)允許搪玻璃作耐腐蝕材料。反應(yīng)性越慢，搪玻璃的使用壽命就越長(zhǎng)。

酸性的，堿性的甚至水都能以不同的形式和程度腐蝕搪玻璃。

酸腐蝕：除了氫氟酸和85%以上的濃縮磷和亞磷酸，搪玻璃特別抗酸腐蝕。腐蝕的速度取決于濃度，更重要的是溫度。對(duì)于大多數(shù)的酸，腐蝕速度隨著濃度的增加而降低，但卻隨著溫度的增加而加速。但是，酸與玻璃里的堿離子產(chǎn)生反應(yīng)，硅結(jié)構(gòu)仍保持堅(jiān)硬，最后，酸腐蝕減少到僅僅是離子的變化，并且隨著腐蝕時(shí)間的作用而減少。

如上所述，腐蝕發(fā)生的可能性很低，在蒸汽狀態(tài)中的酸腐蝕比在液體中的更嚴(yán)重，特別是在較多的蒸餾溶劑中。這是因?yàn)樗魵庠谡羝麪顟B(tài)中。其影響將在以后討論。通常，酸腐蝕漸漸地使瓷面失光，但玻璃將保持通常的光滑狀態(tài)。
氫氟酸和氟化物雜質(zhì)

眾所周知，氫氟酸會(huì)完全破壞搪玻璃容器。甚至在濃度只有20PPM時(shí)，在酸環(huán)境中的氟化物對(duì)玻璃有一個(gè)破壞的作用，特別是在重復(fù)添加如HF這樣的氟化物的連續(xù)反應(yīng)中。氫氟酸與二氧化硅（玻璃中的主要成分）的反應(yīng)。以蒸汽的狀態(tài)形成含有四氟化硅和水破壞二氧化硅結(jié)構(gòu)。SIF4 ，水溶解成SIO2和H2SIF6（氫氟硅酸），其被冷凝水吸收。當(dāng)污染的冷凝水到達(dá)受熱的有蒸汽的容器壁時(shí)，其蒸發(fā)，沉淀SIO2，釋放H2SIF6，然后，分解成SIF4+HF。然后，隨著不斷補(bǔ)充HF，其自身的重復(fù)連鎖反應(yīng)。因此，腐蝕出現(xiàn)在液體狀態(tài)中，以及在蒸汽中的較冷區(qū)域，在這里，充滿氟化物的蒸汽會(huì)冷卻。

搪玻璃在堿性環(huán)境中，不受氟化物以及其化合物所影響，也不會(huì)被無水的HF氣體所腐蝕。因?yàn)椋男纬墒钦羝袣浞锔g的前提。如蒸汽區(qū)域被加熱，腐蝕的速度將大大地降低。在液體狀態(tài)中，氟化物將嚴(yán)重浸蝕搪玻璃，產(chǎn)生粗糙的表面，完全失去光滑。在蒸汽狀態(tài)形成含有四氟化硅和水蒸氣的狀態(tài)形成含有四氟化硅和水態(tài)中，由于腐蝕更集中，爆瓷和針孔將很明顯，但卻大大地減少了光滑程度。不論在那一種情況下，都取決于其濃度。這樣，搪玻璃容器在相對(duì)短的時(shí)期內(nèi)就變得沒有用了。

防止氟化物腐蝕要求持續(xù)的防范。含有氟化物雜質(zhì)的反應(yīng)物必須進(jìn)行分析，以在使用前決定氟化物的水平。特別是工業(yè)生產(chǎn)中的磷酸以及鹽類經(jīng)常是被氟化物污染的，正如其他的礦物酸一樣。當(dāng)使用這些化學(xué)物時(shí)，特別是在還原操作中（如HCI）或在連續(xù)的價(jià)格中，考慮這個(gè)是很重要的。 在溫度上升時(shí)聚四氟乙烯的分解，如在回收操作中，已經(jīng)知道是會(huì)釋放出少量的氫氟酸，如果使用搪玻璃反應(yīng)器，應(yīng)該考慮到這個(gè)情況。但是，必須指出的是，暴露于當(dāng)中的包皮狀墊圈的聚四氟乙烯的數(shù)量和與鉭栓一起使用的墊圈的數(shù)量太少，不能產(chǎn)生引起腐蝕所需要的氟化物濃度的水平。

堿腐蝕

由堿引起的腐蝕比酸嚴(yán)重的多。在不揮發(fā)性的堿的情況下，腐蝕僅發(fā)生在液體狀態(tài)。與酸不同，濃度和PH值越大，腐蝕就越大。但溫度是更重要的和可變的因素。在普通的腐蝕性的蘇打溶劑中，溫度增加10度，腐蝕的速度就加倍，堿就破壞搪玻璃里的硅網(wǎng)絡(luò)。與酸不同，腐蝕的速度與時(shí)間保持實(shí)際的持續(xù)性。堿腐蝕的特點(diǎn)是出現(xiàn)針孔，爆瓷，以及嚴(yán)重失去光澤，產(chǎn)生像細(xì)砂紙一樣無光澤的表面。