Внутренняя поверхность химического реактора с эмалевым покрытием

Эмаль, стеклоэмаль ( от франц. Email- плавить) - окрашенные в различные цвета окислами металлов легкоплавкие стекла, наплавляемые одним или несколькими тонкими слоями на металл. Основными компонентами почти всех эмалей являются двуокись кремния SiO₂, борный ангидрид B₂O₃, окись алюминия Al₂O₃, окись титана TiO₂, окислы щелочных и щёлочноземельных металлов, свинца, цинка, некоторые фториды и др. Силикатная эмаль изготавливается из сравнительно дешёвых и доступных материалов. Силикатно-эмалевые покрытия защищают металл от коррозии, они устойчивы против кислот и щелочей при температуре до 300°С. Благодаря твёрдости и прочности эмалевые покрытия обладают длительным сроком службы.

Эмали делятся на грунтовые и покровные. Грунтовые эмали, содержащие вещества с хорошей адгезией к металлу (главным образом окислы кобальта и никеля), служат для нанесения слоя, который хорошо сцепляется с металлом и может являться промежуточным между покровным слоем эмали и металлом. Покровные эмали, которые сами по себе хорошо сцепляются с металлом, иногда наносят и без грунтовых эмалей. Наносят покрытия из эмали в основном на сталь и чугун, реже - на медные, алюминиевые и серебряные изделия, а также изделия из различных сплавов.

Для того, чтобы изготовить эмаль, смесь песка или кварца, полевого шпата, плавикового шпата, буры, соды, борной кислоты, селитры, криолита и других составляющих сплавляют в печи при 1150-1550 °С и затем готовую эмаль выливают в воду для грануляции. Полученную гранулированную эмаль размалывают в шаровых мельницах. Иногда размол проводят с добавлением воды, глины и других материалов для получения суспензии мелких частиц, "эмалевого шликера". Очищенную поверхность металла сначала грунтуют, т.е. покрывают грунтовым шликером, сушат и обжигают (при температуре 500-1400 °С, в зависимости от покрываемого металла). Затем наносится покровная эмаль, в один-два слоя (может быть до пяти-семи слоёв и более) с обжигом каждого слоя отдельно. Шликер наносят различными способами: погружением, обливом, пульверизацией или электростатически. Обжиг производят в периодически или непрерывно действующих печах, либо при помощи индукционного нагрева.

Трубы с эмалированным покрытием

Для создания силикатно-эмалевых покрытий используются различные методы обжига, в зависимости от типа поверхности, которая подвергается обработке. К примеру, для нанесения защитного эмалевого слоя на металлические трубы целесообразно использовать индукционный обжиг. В данном случае этот метод обеспечивает равномерный прогрев обрабатываемого изделия, высокую производительность обработки и хорошую адгезию покрытия с поверхностью металла. Составы эмалей, использующихся при индукционном обжиге, отличаются от тех, которые применяют при печном обжиге. Они должны иметь более широкий температурный диапазон (750° - 950°С) и более короткое время формирования структуры покрытия, иначе покрытие при нанесении будет неравномерным.

В случае, если защищаемая стеклоэмалью поверхность имеет не такие большие размеры или, наоборот, очень сложную конфигурацию (например, при изготовлении химических эмалированных реакторов), индукционный метод обжига не пригоден. Для создания равномерного слоя эмали на поверхности химического реактора, имеющего многочисленные отверстия, изгибы и сочленения деталей, может быть использован только классический печной обжиг. Поскольку в печи может достаточно точно контролироваться и поддерживаться температура, для этого метода обжига применяются эмали с более узким диапазоном плавления и затвердевания. Это позволяет добиться ровного и качественного покрытия на самых труднодоступных и геометрически сложных поверхностях.

Эмаль брошь

Эмалевое покрытие защищает металл от коррозии и придает ему красивый внешний вид, что позволяет применять эмаль в декоративных целях, например, для создания оригинальных украшений. Эмалированию подвергают посуду, ванны, мойки, раковины, варочные котлы, детали холодильников, газовых плит, трубы, решетки, вентили, клапаны, мешалки для химических реакторов, химические реакторы практически любых размеров, ректификационные колонны высотой до 20 м, теплообменники, автоклавы, даже железную кровлю. Например, в США ведется производство целых эмалированных домов.

Силикатно-эмалевые покрытия прошли гигиенические испытания и признаны пригодными при использования их для контакта с пищевыми продуктами. Эмалированные трубы используются для строительства трубопроводов горячего, холодного питьевого водоснабжения. Результаты испытаний показали, что силикатно-эмалевое покрытие может применяться для защиты от коррозии внутренней поверхности труб при перекачке реактивных топлив, для строительства топливопроводов и систем авиатопливообеспечения аэродромов. Наиболее важные области применения эмалированных покрытий для металлов - химическая, фармацевтическая, пищевая, электротехническая промышленность, строительство. Коррозионно стойкие и жаропрочные стеклоэмалевые покрытия используются в реактивных двигателях; в химических реакторах, эмалированных сборниках и аппаратах для особо агрессивных сред; при термообработке и последующей горячей деформации специальных сплавов.

Промышленные химические эмалированные реакторы

Метод нанесения эмали в настоящее время все чаще применяется для изготовления химического оборудования. Эмалированные поверхности, создаваемые на углеродистой или нержавеющей стали, отличаются высоким показателем коррозионной устойчивости (на уровне стекла), в то же время низким коэффициентом температурного расширения. Такие поверхности являются не только антипригарными, но и инертными к большинству из известных активных сред.

Химический реактор эмалированный промышленный

Благодаря таким свойствам, эмаль широко применяется при изготовлении химических реакторов, перемешивающих устройств, теплообменных аппаратов, абсорбционных и дистилляционных колонн, емкостного химического оборудования.