搪玻璃反应罐是将高二氧化硅的玻璃，经高温灼烧而牢固地结合在金属设备的内表面上的一种常用化学反应设备。由于其具备玻璃的良好耐腐蚀性和金属本身高强度的优点而被广泛地应用于化工、农药、医药、染料、食品以及冶金等行业。《压力容器安全技术监察规程》将搪玻璃反应罐列为第二类压力容器。但搪玻璃反应罐又属于高值易耗产品，由于制造、运输、安装、使用、检修不当，很易使搪玻璃反应罐釉层发生损伤。受目前国内搪玻璃反应罐烧成工艺的限制，搪玻璃反应罐难以避免地要产生一些制造缺陷，影响产品质量和使用寿命。搪玻璃设备烧成炉是搪玻璃设备制造工艺的关键设备。一种采用带有可升降辅助加热器的内热式电炉，（国家专利号：ZL94227856.9）可实现搪玻璃反应罐带夹套整体搪烧。新工艺改革了沿袭几十年的不带夹套烧成搪玻璃反应罐的老工艺，从而消除了制造过程中产生的机械变形、高温热冲击、焊接应力对搪玻璃釉层有可能产生的损伤及细微裂纹等隐患，大幅度地提高了产品质量，延长了设备的使用寿命。由于该工艺使得搪玻璃反应罐带夹套整体烧成成为现实，由此可以开发出一种无上、下接环的搪玻璃反应罐（国家专利号ZL94238687.6）。采用该项新工艺还可十分有效地修复报废的搪玻璃反应罐，使其重新投用，以节省大量的制坯体用钢和较多能源。“搪玻璃反应罐带夹套烧成新工艺、新产品”已通过上海市科委组织的专家鉴定，旧罐复搪产品也在我们厂得到成功应用。
1搪玻璃反应罐烧成工艺
1.1国内外搪玻璃烧成工艺概况
在大口径搪玻璃制品如反应罐、储罐等的制造中，其内壁的搪玻璃层需要多次进行高温焙烧（即烧成）。目前，国内烧成工艺多采用传统式的中小型燃煤、燃油、燃气室式的隔焰炉（俗称马弗炉）或钟罩式电炉。烧成时，制品置于炉体中央，热量由制品外壁传导至内壁进行烧成。马弗炉的热效率低，炉温波动大，温度均匀性差；而钟罩式电炉的体积大，造价高，结构复杂，耗电量大。
国外搪玻璃烧成炉已实现了规格大型化，燃料电气化、控制自动化结构轻型化，但造价昂贵。随着搪玻璃行业烧成设备的不断改进和更新，对烧成设备的热效率、温度的均匀性和快速烧成新工艺提出了更高的要求。实用新型专利“带有可升降辅助加热器的内热式电炉”有效地满足了上述要求，且投资大大降低。
内热式电炉烧成工艺采用的是一种悬挂烧成方式，从搪玻璃反应罐的腔内对其内壁加热，使其搪玻璃层直接受热辐射加热至900℃左右进行烧成，同时在比较难以“烧熟”的部位适当辅以辅助外加热器强化加热，从而减少了热损失，提高了热效率、生产效率和产品质量。整个设备无论在体积、造价和能耗方面均有较大的降低。
1.2烧成工艺对钢坯制造工艺的影响
目前国内外搪玻璃反应罐的烧成均为外热式窑炉，因搪玻璃釉本身抗热急变性差，因此制造搪玻璃反应罐是先在内筒体的相应部位焊上上接环与下接环作为过渡（见图1），待搪玻璃层烧成后，在上接环处复上一块衬板，再将筒身与封头组成的外夹套组件焊接在上、下接环上。
采用这种工艺生产的搪玻璃反应罐工艺复杂，钢材消耗大。特别由于在搪玻璃的钢坯外层施焊，虽有上、下接环过渡，仍会产生热应力。且由于搪烧后内筒体有所变形，组对夹套又会带来机械应力，使搪玻璃产生各种缺陷和难以察觉的诸如细微裂纹等隐患。同时，由于夹套是内筒烧成后再组装焊接，给作为压力容器主要受压元件的夹套的两处B类焊缝的检验带来难度。X射线要多层穿透钢板和釉层，成像质量差。特别是夹套耐压试验是在搪玻璃烧成后进行，对搪玻璃层将会产生损伤。
采用内热式电炉使搪玻璃反应罐可以带夹套烧成，从而可以取消夹套的上、下接环过渡。一种无上、下接环的搪玻璃反应罐包括内筒体、外夹套组件二部分（见图2）。外夹套组件由带收口的筒身与带喇叭口的封头组装而成，且筒身的收口部位和封头的喇叭口部位可直接焊接在内简体上，较后再进行搪烧。这种搪玻璃反应罐由于减少了两道环焊缝，同时搪烧过程也对夹套焊缝起到了退火作用，大大简化了工艺，降低了钢材消耗，也消除了老工艺组对、焊接应力等可能导致产生搪玻璃层崩裂、破损的因素，从而大大保证了质量，提高了产品一次合格率，降低了返修成本。新型搪玻璃反应罐的结构设计和制造工艺将更加符合压力容器制造和检验的要求，从而解决了外热式电炉一直难以解决的上、下接环焊缝无法检验这一难题。
2内热式电炉的结构特征
内热式电炉的结构原理是将电热带置于炉体的中央部位，反应罐覆罩在加热体上，直接辐射加热搪玻璃釉层，电能消耗比外热式可降低1／3。并实施吊装与自转相结合的新工艺，解决了外热式窑炉烧成工艺难以突破的搪玻璃面杂质和大法兰变形的质量问题。其主要特征有以下4个方面。
2.1加热元件直接置于反应罐内腔
为了保证受热均匀，电加热器的外形轮廓线与反应罐内腔的母线基本相似。加热器由几组独立加热元件构成并被倒置的反应罐覆罩。分别用于加热封头、罐体和大法兰边。且可根据设备大小高低来组合加热元件，每组加热元件可单独控制，适用范围广，不会造成大马拉小车的现象。并采用可控硅电压调整器和自整定温度控制仪调整各段加热元件输出功率的大小，以保持合适的炉膛温度。
2.2设置悬挂式吊烧工艺
由于国内都采用隔焰窑或钟罩式电炉烧成制品，其烧成工艺方法只能局限于直置式和平卧式，致使搪玻璃层表面杂质增多，且制品的变形量大。这是因为制品烧成过程中受力是不均匀的，特别是在900℃的高温热态情况下其钢坯的机械强度明显下降平卧式烧成变形量的增大就难以避免。现设置悬挂式吊烧工艺使制品处于自由状态，故变形量很小，制品倒置杂质也大大减少，搪玻璃质量就有了保证。
2.3设置搪玻璃反应罐自转机构
在设计中尽管考虑到功率合理地分组布置，并实现温度分段自控，但每组加热器之间由于受到电阻、电压、相互间距离等因素的影响，还是会造成局部区域的温差。为了减少这种温差造成制品加热温度的不均匀性，设计了制品在悬挂状态下自转的机构。实际测定，制品烧成质量达到或很过部颁标准。
2.4热量损耗小
内热式电炉与钟罩式电炉相比较，就其炉膛保温状况来看，有了明显提高。钟罩式电炉其较高温区在炉墙与制品之间，而内热式电炉其热源置于制品内腔，且制品在开始加热时本身就是保温层。若外炉壁厚度相同时，其表面散热状况内热式明显减少。据估算，钟罩式电炉的炉壁散热热损耗约为总热量的20%～30%，而内热式占总热量的10%。以K3000搪玻璃反应罐烧成电耗实际测定为例：钟罩式耗电一般约600kWh，而内热式为360kWh。若在搪玻璃反应罐的外壁再加置一层保温层，则炉壁的散热损失就更少，热效率就更高。
3搪玻璃反应罐的修复工艺
3.1以往搪玻璃设备修复常用方法
搪玻璃设备因制造缺陷、机械损伤或介质腐蚀，其玻璃衬里发生小面积损坏，可视具体情况进行修补。
3.1.1耐腐蚀金属材料填塞法
当搪玻璃衬里表面发现有微孔时，可用耐腐蚀金属加工成螺钉，用聚四氟乙烯做垫片，直接拧紧，固定在壳体上。如表面损坏较大时，选用不同耐腐蚀金属制成一定形状的垫，中间垫聚四氟乙烯片，然后用同种金属加工成螺栓拧紧。但此法受修补位置、表面曲率的限制，施工有一定的难度，有些容易破损的部位如接管与筒体连接处等根本无法修补。
3.1.2无机或有机涂料修补法
先将已腐蚀部位表面清理干净，用15%～20%稀硫酸除锈，然后用10%苛性钠中和，水冲洗后擦干，再用热空气吹干。按一定比例配制无机或有机涂料涂复。涂复后缓慢加热处理，全部固化后即可使用。但此法对某些介质不适用，受使用温度、流体速度影响较大。特别是在一些对异物点有要求的药品生产中不太适合。此法一般使用寿命不长。
3.1.3重新返搪
受外热式搪烧工艺的限制，一般厂家返搪工艺是先将旧搪玻璃层全部清除，割下外夹套，然后进行搪烧，烧成后再复焊外夹套。因此，修复后的搪玻璃反应罐其原使用压力不能保证，往往要降级使用。同样，前述制造过程中可能产生的缺陷在此仍会出现，而且修复成本较高。
3.2内热式复搪新工艺
内热式电炉设计为可分段加热，且还有可以上下升降的辅助加热器。这样既可以用来全部整修搪烧，也可以用于局部修复搪烧，对旧反应罐的复搪特别有利。
内热式复搪工艺，由于采用带夹套整体烧成方式，无须割焊外夹套，也就不存在将反应罐降级使用的问题。另外，需复搪的旧反应罐，一般只是局部损坏，外热式复搪工艺无法局部修补复搪，而内热式复搪工艺却可以进行局部复搪。局部修复搪烧的工艺是：先将损坏部分局部复搪，再进行一二次整体复搪。
4结束语
内热式电加热设备的成功应用，为搪玻璃反应罐行业快速烧成新工艺的实现创造了必须的设备技术条件，并为带夹套搪玻璃反应罐的修复再利用提供了有效途径。由此而开发出的无上、下接环的新型搪玻璃反应罐，必将逐步取代现有传统结构的搪玻璃反应罐。搪玻璃反应罐带夹套整体搪烧使搪玻璃反应罐的制造和修复工艺更加符合压力容器的规范和质量标准，既保证了设备的安全，降低了制造和修复费用，又延长了设备的使用寿命。
