1、變形的原理及分析

搪玻璃反應(yīng)釜在搪燒過(guò)程中易變形部位主要包括：設(shè)備高頸法蘭，人孔法蘭，搪玻璃臥式罐支座及搪玻璃反應(yīng)釜上接環(huán)等部位。除了在搪燒過(guò)程中由于自重產(chǎn)生的橢圓變形外，搪玻璃反應(yīng)釜出爐后的冷卻速度不同導(dǎo)致的變形也是其因素之一，現(xiàn)以高頸法蘭的外翻（大多是法蘭外沿向下塌邊）為例簡(jiǎn)單分析。如圖6是在夜間拍攝的搪玻璃罐身冷卻照片。

從中不難發(fā)現(xiàn)：冷卻快的部位顏色暗淡，冷卻慢的地方顏色鮮紅。很明顯，高頸法蘭部位由于材料厚度大，冷卻速度明顯變慢，同樣，上接環(huán)及下接環(huán)的部位，由于檔風(fēng)，所以冷卻速度也明顯變慢，還有一個(gè)部位也很明顯，就是罐體本身與冷卻架滾輪接觸的部位。為便于描述，把冷卻比較慢的部位稱(chēng)之為“慢冷區(qū)”，把罐體其它冷卻比較快的部位稱(chēng)之為“快冷區(qū)”。為便于理解，把由于冷卻速度不同而產(chǎn)生的不同步變形進(jìn)行放大，分別做成圖7、圖8、圖9如下。圖7為冷卻變形之前，圖8是出爐后冷卻階段，圖9是冷卻第二階段。

在冷卻的階段，由于冷卻速度的不同，造成了快冷區(qū)先于慢冷區(qū)收縮，特別是高頸法蘭對(duì)接焊縫結(jié)構(gòu)組織的整體收縮，使整個(gè)筒體向內(nèi)凹陷。如圖8所示，由于此時(shí)高頸法蘭部位溫度仍然較高，質(zhì)地相對(duì)柔軟，這種向里收縮的力量直接導(dǎo)致高頸法蘭外翻，形成傾角a1，我們把這種現(xiàn)象稱(chēng)之為“束腰”現(xiàn)象。此階段的束腰部位我們稱(chēng)之為腰帶一。

在冷卻的第二階段，腰帶一部位已經(jīng)基本冷卻到位，上接環(huán)區(qū)域的慢冷區(qū)即上接環(huán)與簡(jiǎn)體搭接環(huán)向角焊縫的收縮，稱(chēng)之為腰帶二繼續(xù)收縮，進(jìn)行第二次的“束腰”現(xiàn)象，這就造成了腰帶二部位，帶動(dòng)腰帶一部位對(duì)高頸法蘭形成了二次壓迫，使其傾角a1，繼續(xù)擴(kuò)大至a2。

以上分析只是一次搪燒對(duì)高頸法蘭的影響，往往搪燒的次數(shù)至少4～8次不等，所以，較終形成的傾角a是比較明顯的。由于a的存在，不利于設(shè)備的密封，所以，對(duì)設(shè)備是非常不利的。

由于高頸法蘭至上接環(huán)之間兩個(gè)腰帶區(qū)的存在，還使設(shè)備在該區(qū)域形成了大量的內(nèi)部應(yīng)力集中。需要注意的是，這個(gè)應(yīng)力是在搪燒冷卻過(guò)程中，由于不同部位之間冷卻速度不同步形成的，暫時(shí)把這種內(nèi)應(yīng)力定義為“不同步冷卻應(yīng)力”。

不同步冷卻應(yīng)力與焊接殘余應(yīng)力的較大區(qū)別在于，經(jīng)過(guò)多次搪燒之后，焊接殘余應(yīng)力大部分消除掉了，而不同步應(yīng)力恰恰是在多次搪燒的冷卻過(guò)程中形成了。這種內(nèi)部不同步應(yīng)力的不連續(xù)性存在，對(duì)設(shè)備內(nèi)表面搪瓷的密著是非常不利的，非常容易造成該區(qū)域爆瓷。在長(zhǎng)期的產(chǎn)品質(zhì)量跟蹤過(guò)程中，也證明該區(qū)域出現(xiàn)的問(wèn)題是比較多的。

2、解決問(wèn)題的思路及辦法

讓冷得快的地方冷得慢，形成反腰帶，即高頸法蘭冷得較快，反過(guò)來(lái)壓制住腰帶一及腰帶二。

方法一：在罐身出爐同時(shí)，用耐高溫陶瓷纖維毯（較高能耐溫1400℃）包住腰帶一位置，使其冷卻速度變慢。先等高頸法蘭冷卻下來(lái)，再將保溫層去掉。特點(diǎn)：投資小，見(jiàn)效快。

方法二：在搪燒爐的隔壁建設(shè)專(zhuān)門(mén)的搪玻璃反應(yīng)釜出爐冷卻室，同時(shí)對(duì)腰帶一區(qū)域保溫。其一，借用了爐內(nèi)通過(guò)爐墻傳過(guò)來(lái)的熱量，提高了冷卻室內(nèi)的環(huán)境溫度，減小了出爐設(shè)備與環(huán)境溫度的溫差，從整體上延緩了冷卻時(shí)間。這樣做的好處有很多。首先，使冷卻速度達(dá)到相對(duì)均勻。在相對(duì)較小的密閉環(huán)境內(nèi)進(jìn)行冷卻也是為了降低冷卻的速度，使設(shè)備各部位的冷卻盡量同步。其次，能夠有效減少設(shè)備的“束腰”變形；再次，還能夠使設(shè)備整體冷卻均勻，減少設(shè)備由于冷卻不均造成的不同步應(yīng)力，減少爆瓷現(xiàn)象，提高設(shè)備的質(zhì)量及使用壽命。

方法三：反變形。由以上分析不難發(fā)現(xiàn)，搪燒法蘭變形外塌的主要原因是腰帶一及腰帶二區(qū)域的束腰現(xiàn)象引起的，是一個(gè)不可抗拒的物理過(guò)程?？梢栽谥圃旄哳i法蘭的時(shí)候，將高頸法蘭預(yù)制成外邊緣高于內(nèi)邊緣1mm～2mm的情況（稱(chēng)反變形）來(lái)改善，如圖10所示。

使外邊緣比內(nèi)邊緣高出的余量大小正好能夠彌補(bǔ)高頸法蘭在搪燒過(guò)程中的塌邊量，使其較終達(dá)到相對(duì)理想的平面度。這一思路與工程安裝中的“反變形”安裝工藝具有異曲同工之處，不妨進(jìn)行借鑒和研究。外邊緣比內(nèi)邊緣高出的具體數(shù)值，應(yīng)該根據(jù)高頸法蘭直徑的大小以及自身搪燒的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行量化并與高頸法蘭的生產(chǎn)廠(chǎng)家具體協(xié)調(diào)。