1、變形的原理及分析

搪玻璃反應釜在搪燒過程中易變形部位主要包括：設備高頸法蘭，人孔法蘭，搪玻璃臥式罐支座及搪玻璃反應釜上接環(huán)等部位。除了在搪燒過程中由于自重產生的橢圓變形外，搪玻璃反應釜出爐后的冷卻速度不同導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，所以冷卻速度也明顯變慢，還有一個部位也很明顯，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之為“慢冷區(qū)”，把罐體其它冷卻比較快的部位稱之為“快冷區(qū)”。為便于理解，把由于冷卻速度不同而產生的不同步變形進行放大，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，特別是高頸法蘭對接焊縫結構組織的整體收縮，使整個筒體向內凹陷。如圖8所示，由于此時高頸法蘭部位溫度仍然較高，質地相對柔軟，這種向里收縮的力量直接導致高頸法蘭外翻，形成傾角a1，我們把這種現(xiàn)象稱之為“束腰”現(xiàn)象。此階段的束腰部位我們稱之為腰帶一。

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)與簡體搭接環(huán)向角焊縫的收縮，稱之為腰帶二繼續(xù)收縮，進行第二次的“束腰”現(xiàn)象，這就造成了腰帶二部位，帶動腰帶一部位對高頸法蘭形成了二次壓迫，使其傾角a1，繼續(xù)擴大至a2。

以上分析只是一次搪燒對高頸法蘭的影響，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，不利于設備的密封，所以，對設備是非常不利的。

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

不同步冷卻應力與焊接殘余應力的較大區(qū)別在于，經(jīng)過多次搪燒之后，焊接殘余應力大部分消除掉了，而不同步應力恰恰是在多次搪燒的冷卻過程中形成了。這種內部不同步應力的不連續(xù)性存在，對設備內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。在長期的產品質量跟蹤過程中，也證明該區(qū)域出現(xiàn)的問題是比較多的。

2、解決問題的思路及辦法

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

方法一：在罐身出爐同時，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，再將保溫層去掉。特點：投資小，見效快。

方法二：在搪燒爐的隔壁建設專門的搪玻璃反應釜出爐冷卻室，同時對腰帶一區(qū)域保溫。其一，借用了爐內通過爐墻傳過來的熱量，提高了冷卻室內的環(huán)境溫度，減小了出爐設備與環(huán)境溫度的溫差，從整體上延緩了冷卻時間。這樣做的好處有很多。首先，使冷卻速度達到相對均勻。在相對較小的密閉環(huán)境內進行冷卻也是為了降低冷卻的速度，使設備各部位的冷卻盡量同步。其次，能夠有效減少設備的“束腰”變形；再次，還能夠使設備整體冷卻均勻，減少設備由于冷卻不均造成的不同步應力，減少爆瓷現(xiàn)象，提高設備的質量及使用壽命。

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，是一個不可抗拒的物理過程。可以在制造高頸法蘭的時候，將高頸法蘭預制成外邊緣高于內邊緣1mm～2mm的情況（稱反變形）來改善，如圖10所示。

使外邊緣比內邊緣高出的余量大小正好能夠彌補高頸法蘭在搪燒過程中的塌邊量，使其較終達到相對理想的平面度。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，不妨進行借鑒和研究。外邊緣比內邊緣高出的具體數(shù)值，應該根據(jù)高頸法蘭直徑的大小以及自身搪燒的經(jīng)驗進行量化并與高頸法蘭的生產廠家具體協(xié)調。