CN102784606A

CN102784606A - 具有陶瓷复合涂层的反应釜

Info

Publication number: CN102784606A
Application number: CN2012103117836A
Authority: CN
Inventors: 薛卫昌
Original assignee: ANHUI YUHENG MATERIAL TECHNOLOGY CO LTD
Current assignee: ANHUI YUHENG MATERIAL TECHNOLOGY CO LTD
Priority date: 2012-08-29
Filing date: 2012-08-29
Publication date: 2012-11-21

Abstract

本发明涉及化工设备反应釜的制备技术，具体涉及具有陶瓷复合涂层的反应釜。反应釜金属基体的内腔表面上设有陶瓷涂层，它由氧化铝、氧化钛、氧化硅、氧化锆、氧化镁、碳化硅或其它陶瓷材料中的一种或几种混合物构成，厚度为100-1000微米；或者设有结合层和陶瓷涂层重叠的复合层，结合层由金属镍或金属镍与铬、钼、铁、铝、钛中一种或几种的混合物构成，结合层厚度为10-100微米；或者设有由结合层、陶瓷涂层和封孔层依次重叠的复合层，封孔层是硅胶、甘油酯树脂、酚醛树脂、沥青基、聚酰亚胺树脂中一种或几种的混合物。本发明具有陶瓷复合涂层的反应釜有耐高温、抗腐蚀、耐磨损的性能，能在氢氟酸、磷酸、碱、酸碱情形下交替，以及高温环境下应用。

Description

具有陶瓷复合涂层的反应釜

技术领域：

本发明涉及化工设备反应釜的制备技术，具体涉及反应釜内腔表面的镀层制备。

背景技术：

反应釜是一种重要的化工设备。现有技术中的反应釜通常是在其内腔表面涂有搪玻璃，它是将含硅量高的瓷釉喷涂于金属铁胎表面，然后再通过950℃左右的高温焙烧使瓷釉密着于金属表面而制成的。由于搪玻璃反应釜具有优良的耐腐蚀、耐强氧化、耐高温、耐磨性和表面光洁性和不污染物料等优良特性，被广泛应用于石油、化工、制药、食品制造和国防等工业生产以及科学研究中。

由于制备工艺本身的局限性，当前的搪玻璃反应釜也还存在一些迫切需要解决的问题。主要有以下几个方面：（1）制备工艺复杂，消耗电能多，整体成本高。通常，制备一台合格的搪玻璃反应釜需要进行喷涂-搪烧过程6-8遍，消耗的电能量很大。（2）由于制备过程的复杂性，导致涂层内部应力大，其本身容易产生开裂、脱落等。尤其是，反应釜通常会长期处于高温、高压、腐蚀性介质中，以及在操作过程中也常常会受到急冷、急热的情况，因此搪玻璃反应釜内腔表面极易发生开裂、脱落等爆瓷现象。（3）搪玻璃反应釜的使用范围受限制。虽然瓷釉对于低浓度的无机酸、有机酸、有机溶剂及弱碱等介质均有极强的抗腐性，但目前的瓷釉都无法在强碱、氢氟酸及含氟离子介质，以及温度大于180℃、浓度大于30%的磷酸等环境下使用。另一方面，由于搪玻璃在高温下会发生软化，因此目前化工企业普遍采用的搪玻璃反应釜最高使用温度仅为200℃左右。

以上的这些问题是当前搪玻璃反应釜制备和应用中迫切需要解决的问题，但现有技术中尚未得到有效解决。

发明内容：

本发明的目的在于，针对现有技术中的不足，提供一种具有陶瓷复合涂层的反应釜，克服传统搪玻璃反应釜工艺能耗高、易爆瓷、使用范围有限的缺陷，以达到降低成本、节能减排的效果。

本发明的技术方案如下：

本发明的具有陶瓷复合涂层的反应釜，包括反应釜金属基体，其特征在于，所述反应釜金属基体的内腔表面上设有陶瓷涂层，该陶瓷涂层是由氧化铝、氧化钛、氧化硅、氧化锆、氧化镁、碳化硅或其它陶瓷材料中的一种或几种的混合物构成的陶瓷涂层，涂层的厚度为100-1000微米；或者设有结合层和陶瓷涂层重叠的复合层，其结合层与反应釜金属基体内腔表面紧密接触，它由金属镍（Ni）或金属镍与铬（Cr）、钼（Mo）、铁（Fe）、铝（ Al）、钛（Ti）中的一种或几种的混合物构成，陶瓷涂层覆盖在结合层上并紧密接触，结合层厚度为10-100微米；或者设有由结合层、陶瓷涂层和封孔层依次重叠的多层复合层，封孔层是硅胶、甘油酯树脂、酚醛树脂、沥青基、聚酰亚胺树脂中的一种或几种的混合物，其厚度为20-200微米。

本发明的具有陶瓷复合涂层的反应釜，所述的结合层和陶瓷层都是采用热喷涂技术制备，例如火焰喷涂、等离子喷涂或超音速喷涂技术等；所用的陶瓷涂层和结合层的原料均为微米级粉料。所述封孔层可以采用人工方法涂抹或用机械装置喷涂。

与当前所用的搪玻璃反应釜相比，本发明的陶瓷复合涂层反应釜具有更为优异的耐高温、抗腐蚀、耐磨损的性能，其表面硬度能达到800-1200HV，最高使用温度在800℃以上。作为反应釜基体表面的防护层，可以扩大反应釜设备在氢氟酸、磷酸、碱、酸碱交替、以及高温环境下的应用范围。

本发明的具有陶瓷复合涂层的反应釜，能够在反应釜金属基体上直接形成陶瓷涂层，涂层一次喷涂成形，大大简化制造工艺，节约制备成本。当根据使用的要求，需要增设结合层时，其结果使得热喷涂涂层结合强度提高，能与金属基体形成牢固的结合。在热喷涂过程中，金属基体不需要加热到很高的温度，避免了氢气的产生和析出，从根本上降低了发生爆瓷的可能性。对于使用封孔层的情况，封孔层能有效地阻止腐蚀介质进入孔隙尤其是贯穿型孔隙腐蚀涂层或基体表面，提高了反应釜的耐腐蚀性。

本发明的用于反应釜上的陶瓷复合涂层也可应用于其它金属器具中，并可根据不同的使用场合分别选用陶瓷层或复合层或多层复合层，例如，活塞及活塞环，汽缸、轴颈等。

下面通过实施例及其俯图作进一步描述。

附图说明

图1是本发明所述反应釜的一种实施例的局部结构示意图。

图2是本发明的另一种实施例局部结构示意图。

图3是本发明的另一种实施例局部结构示意图。

具体实施方式

实施例1 在金属基体内腔表面上设有陶瓷涂层的反应釜

参见图1，在反应釜金属基体1的内腔表面上设有陶瓷涂层3，该陶瓷涂层的原料是氧化铝、氧化钛、氧化硅、氧化锆、氧化镁的混合物，其中氧化铝、氧化钛、氧化硅、氧化锆、氧化镁原料均为市场购得的粉料，粒径均在100-200微米之间，用量含量各为20%。将原料粉料均匀混合后使用等离子喷涂方法喷涂到反应釜金属基体的内腔表面上，涂层厚度为300微米，得到成品。

经测试，本实施例的反应釜陶瓷涂层的性能参数为：表面硬度：高于900HV；结合强度：高于25MPa；最高使用温度：大于800℃。

实施例2 在金属基体内腔表面上设有陶瓷涂层、结合层的反应釜

参见图2，先在反应釜金属基体1的内腔表面上使用超音速喷涂技术喷涂结合层2，所用原料是金属镍粉料，结合层厚度为70微米，该结合层与反应釜金属基体内腔表面紧密接触；在结合层上使用超音速喷涂技术喷涂陶瓷涂层3，两涂层紧密接触。陶瓷涂层厚度为700微米，该陶瓷涂层的原料是市场购得的氧化铝、氧化钛粉料的混合物，其粒径均在100-200微米之间，用量含量各为50%。

经测试，本实施例的反应釜陶瓷涂层的结合强度较实施例1有较大提高，性能参数为：结合强度：高于50MPa；表面硬度：高于900HV；最高使用温度：大于800℃。

实施例3 在金属基体内腔表面上依次重叠有由结合层、陶瓷涂层和封孔层

参见图3，在实施例2的反应釜金属基体内腔表面的陶瓷涂层上再增涂封孔层4，封孔涂层的原料是甘油酯树脂，它是由人工涂抹，其厚度为50-80微米。

经测试，本实施例的反应釜陶瓷涂层的耐腐蚀性能较实施例1和2有较大提高，性能参数为：结合强度：高于50MPa；表面硬度：高于900HV；能在氢氟酸、磷酸以及碱性环境下的应用。

Claims

1.一种具有陶瓷复合涂层的反应釜，包括反应釜金属基体，其特征在于，所述反应釜金属基体的内腔表面上设有陶瓷涂层，该陶瓷涂层是由氧化铝、氧化钛、氧化硅、氧化锆、氧化镁、碳化硅或其它陶瓷材料中的一种或几种的混合物构成的陶瓷涂层，涂层的厚度为100-1000微米。

2. 如权利要求1的具有陶瓷复合涂层的反应釜，其特征在于，所述反应釜金属基体的内腔表面上设有结合层和陶瓷涂层重叠的复合层，其结合层与反应釜金属基体内腔表面紧密接触，它由金属镍或金属镍与铬、钼、铁、铝、钛中的一种或几种的混合物构成，陶瓷涂层覆盖在结合层上并紧密接触，结合层厚度为10-100微米。

3.如权利要求1的具有陶瓷复合涂层的反应釜，其特征在于，所述反应釜金属基体的内腔表面上设有有由结合层、陶瓷涂层和封孔层依次重叠的多层复合层，封孔层是硅胶、甘油酯树脂、酚醛树脂、沥青基、聚酰亚胺树脂中的一种或几种的混合物，其厚度为20-200微米。