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技術(shù)文章

耐磨陶瓷管
耐磨陶瓷管
耐磨陶瓷管全稱金屬陶瓷內(nèi)襯復(fù)合管。 耐磨陶瓷管，是采用高技術(shù)生產(chǎn)工藝--自蔓燃高溫離合合成法制造。該管從內(nèi)到外分別由剛玉陶瓷、過渡層、鋼三層組成，陶瓷層是在2200℃以上高溫形成致密剛玉瓷（AL2O3），通過過渡層同鋼管形成牢固的結(jié)合。
1優(yōu)點(diǎn)
復(fù)合管因充分發(fā)揮了鋼管強(qiáng)度高、韌性好、耐沖擊、焊接性能好以及剛玉瓷高硬度、高耐磨、耐蝕、耐熱性好，克服了鋼管硬度低、耐磨性差以及陶瓷韌性差的特點(diǎn)。因此，復(fù)合管具有良好的耐磨、耐熱、耐蝕及抗機(jī)械沖擊與熱沖擊、可焊性好等綜合性能。是輸送顆粒物料、磨削、腐蝕性介質(zhì)等理想的耐磨、耐蝕管道。廣泛用于電力、礦山、鋼鐵、水泥、化工等磨損樣子行業(yè)。型號(hào)直管、彎頭,彎管、三通,大小頭,另外可以生產(chǎn)褲衩管,使用效果十分理想。可代替合金管,鑄鐵等。
2應(yīng)用
由于該管具有耐磨、耐蝕、耐熱性能，因此可廣泛應(yīng)用于電力、冶金、礦山、煤炭、化工等行業(yè)作為輸送砂、石、煤粉、灰渣、鋁液等磨削性顆粒物料和腐蝕性介質(zhì)，是一種理想的耐磨蝕管道。
冶金、電力行業(yè)中的應(yīng)用
冶金、電力行業(yè)輸送煤粉、灰渣、泥漿、石灰石膏漿液等每年需要消耗大量的金屬管道。采用陶瓷復(fù)合管取代其他管道，具有高耐磨、壽命長(zhǎng)、安裝方便、經(jīng)濟(jì)效益顯著之特點(diǎn)。經(jīng)山東聊城昌潤(rùn)熱電廠、聊城中華發(fā)電廠、北京北新建材集團(tuán)、河南鶴壁電廠、甘肅平?jīng)鲭姀S、太原市選煤廠、湖南石門電廠、河北金牛能源有限公司葛泉選煤廠、邢臺(tái)選煤廠等工業(yè)運(yùn)行，其運(yùn)行壽命是鋼管的十幾倍甚至幾十倍以上。
礦山、煤炭行業(yè)中的應(yīng)用
（1）礦山：礦山充填、精礦粉和尾礦運(yùn)送對(duì)管道的磨損嚴(yán)重，以往采用的礦粉輸送管道如攀枝花、大冶礦等使用壽命不到一年，改為該管可使壽命提高5倍左右。
（2）煤炭：選煤及長(zhǎng)距離管道輸煤普遍采用濕法輸送，要求輸送管既耐磨又耐蝕，采用該管可作為長(zhǎng)壽輸送管，經(jīng)濟(jì)效益可觀。
其它
（1）該管不污染和不粘聯(lián)熔融鋁液。制造對(duì)鐵質(zhì)污染敏感，且使用后需要繁重勞動(dòng)進(jìn)行整理和維修的熔鋁設(shè)備、鋁液輸送管、升液管是理想的材料。
（2）該管由于耐磨性能好且耐熱蝕。適用于輸送含有固體顆粒腐蝕性物料以及高溫腐蝕性氣體、含硫地?zé)崴雀g性介質(zhì)。
3特點(diǎn)
自蔓燃陶瓷復(fù)合管特點(diǎn)
1、耐磨性好
陶瓷復(fù)合管由于內(nèi)襯層為剛玉陶瓷（a-AL2O3），莫氏硬度可達(dá)9.0相當(dāng)于HRC90以上。因此對(duì)冶金、電力、礦山、煤炭等行業(yè)所輸送的磨削性介質(zhì)均具有高耐磨性。經(jīng)工業(yè)運(yùn)行證實(shí)：其耐磨壽命是淬火鋼的十倍甚至幾十倍。
2、運(yùn)行阻力小
陶瓷復(fù)合管由于內(nèi)表面光滑、且永不銹蝕，也不象無縫鋼管內(nèi)表面有凸?fàn)盥菪€存在。經(jīng)有關(guān)檢測(cè)單位對(duì)內(nèi)表面粗糙度及清水阻力特性測(cè)試，其內(nèi)表面光滑度優(yōu)于任何金屬管道，清阻力系數(shù)為0.0193，比無縫管稍低。因此該管具有運(yùn)行阻力小等特點(diǎn)，可減少運(yùn)行費(fèi)用。
3、耐腐蝕、防結(jié)垢
由于該鋼陶瓷層為（a-AL2O3），屬中性特質(zhì)。因此具有耐酸堿和耐海水腐蝕，并同時(shí)具有防垢等特性。
4、耐溫性能與耐熱沖缶性能好
由于該剛玉陶瓷（a-AL2O3），為單一穩(wěn)定的晶態(tài)組織。因此復(fù)合管可在-50--700℃溫度范圍內(nèi)長(zhǎng)期正常運(yùn)行。材料線膨脹系數(shù)6-8×10-6/0C，約為鋼管的1/2左右。材料具有良好的熱穩(wěn)定性。
5、工程造價(jià)低
陶瓷復(fù)合管重量輕，價(jià)格適宜。比同內(nèi)徑的鑄石管重量輕50%；比耐磨合金管重量輕20-30%，且耐磨、耐蝕性好，因?yàn)槭褂脡勖L(zhǎng)，從而支吊架費(fèi)用、搬運(yùn)費(fèi)、安裝費(fèi)以及運(yùn)行費(fèi)用降低。經(jīng)有關(guān)設(shè)計(jì)院和施工單位工程預(yù)算和工程實(shí)際比較，該管工程造價(jià)與鑄石相當(dāng)，與耐磨合金管相比，工程造價(jià)下降20%　左右。
6、安裝施工方便
由于該管重量輕，且焊接性能好。因此可采用焊接、法蘭、快速聯(lián)結(jié)等方式，施工安裝方便，且可減少安裝費(fèi)用。
4種類
離心澆鑄復(fù)合陶瓷管道
離心澆鑄復(fù)合陶瓷管道是采用“自蔓燃高溫合成-高速離心技術(shù)”制造的復(fù)合管材，在高溫高速下形成均勻、致密且表面光滑的陶瓷層及過渡層。
貼片耐磨陶瓷管道
貼片耐磨陶瓷管道是用耐高溫強(qiáng)力粘膠將氧化鋁陶瓷片粘貼在管道內(nèi)壁，經(jīng)加溫固化后形成牢固防磨層。制作工藝簡(jiǎn)單，成本較高,。使用溫度一般不能超過100度,不適合管道.
點(diǎn)焊裝卡式耐磨陶瓷管道
點(diǎn)焊裝卡式耐磨陶瓷管道是用耐高溫強(qiáng)力粘膠將中間帶孔的氧化鋁陶瓷片粘貼在管道內(nèi)壁，同時(shí)配合點(diǎn)焊工藝透過小孔將陶瓷牢固地焊接在鋼管內(nèi)壁。為保護(hù)焊點(diǎn)，上面再旋上陶瓷蓋帽。每塊瓷片不但互壓互插，而且每塊瓷都形成梯形角度，使瓷塊之間緊密連接，無縫隙；當(dāng)一圈的*后一塊緊密嵌入后，瓷塊之間形成360°的機(jī)械自鎖力（這種技巧在幾個(gè)世紀(jì)前就被運(yùn)用在中國(guó)橋梁建筑工程上）。該種產(chǎn)品制作工藝相對(duì)復(fù)雜，制作周期較長(zhǎng)，成本較高。
一體成型耐磨陶瓷管道
一體成型是將陶瓷管件整體燒制后，用特制填充料將其澆筑在鋼管內(nèi)部組裝而成。該管道內(nèi)壁光滑、密封性好，具有良好的耐磨、耐腐蝕性能。
全稱陶瓷內(nèi)襯復(fù)合鋼管。
5其他知識(shí)
陶瓷鋼管與傳統(tǒng)的鋼管、耐磨合金鑄鋼管、鑄石管以及鋼塑、鋼橡管等有著本質(zhì)性區(qū)別。陶瓷鋼管外層是鋼管，內(nèi)層是剛玉。剛玉層維氏硬度高達(dá)100—1500（洛氏硬度為90-98），相當(dāng)于鎢鈷硬金。耐磨性比碳鋼管高20倍以上，它比通常粘接而成的剛玉砂輪性能優(yōu)越得多。剛玉砂輪仍是各種磨床削淬火鋼主要砂輪。陶瓷鋼管中剛玉層可把剛玉砂輪磨損掉。陶瓷鋼管抗磨損主要是靠?jī)?nèi)層幾毫米厚的剛玉層,其莫氏硬度為9,僅次于金剛石和碳化硅，在所有氧化物中，它的硬度是*的。
內(nèi)襯陶瓷耐磨鋼管是采用自蔓延高溫合成——離心法制造的，陶瓷鋼管中剛玉熔點(diǎn)為2045℃，剛玉層與鋼層由于工藝原因結(jié)構(gòu)特殊，應(yīng)力場(chǎng)也特殊。在常溫下陶瓷層受壓應(yīng)力，鋼層受到拉應(yīng)力，二者對(duì)立統(tǒng)一，成一個(gè)平衡的整體。只有溫度升高到400℃以上，由于二者熱膨脹系數(shù)不一樣，熱膨脹產(chǎn)生的新應(yīng)力場(chǎng)和使陶瓷鋼管中原來存在的應(yīng)力場(chǎng)相互抵消，使陶瓷層與鋼鐵層兩者處于自由平衡狀態(tài)。當(dāng)溫度升高到900℃把內(nèi)襯陶瓷耐磨鋼管放入泠水內(nèi)，反復(fù)浸泡多次，復(fù)合層不裂縫或崩裂，表現(xiàn)出普通陶瓷無可比擬的抗熱沖擊性能。這一性能在工程施工中大有用處，由于其外層是鋼鐵，加之內(nèi)層升溫也不崩裂，在施工中，對(duì)法蘭、吹掃口、防爆門等能進(jìn)行焊接，也可用直接焊接方法進(jìn)行連接，這比耐磨鑄石管、耐磨鑄鋼管、稀土耐磨鋼管、雙金屬?gòu)?fù)合管、鋼塑管、鋼橡管在施工中不易焊接或不能焊接更勝一籌。內(nèi)襯陶瓷耐磨鋼管抗機(jī)械沖擊性能也好，在運(yùn)輸、安裝敲打以及兩支架間自重彎曲變形時(shí)，復(fù)合層均不破裂脫落。
數(shù)十家火電廠實(shí)踐表明：內(nèi)襯陶瓷耐磨鋼管抗磨損能力高，抗流體沖刷能力強(qiáng)。在一次風(fēng)管中，彎管磨損*快，內(nèi)襯陶瓷耐磨鋼管彎管的耐磨性比厚壁的耐磨鑄鋼彎管提高5倍以上。
在實(shí)踐中，內(nèi)襯陶瓷耐磨鋼管使用1-2年后打開觀察并測(cè)量，復(fù)合層均無明顯的磨損或脫落，在相同規(guī)格和單位長(zhǎng)度的管道方面，內(nèi)襯陶瓷耐磨鋼管重量只有耐磨鑄鋼管或雙金屬?gòu)?fù)合管的1/2左右，其每米工程造價(jià)降低30-40%，只有鑄石管和稀土耐磨鋼管重量的2/5左右，每米工程造價(jià)降低20%以上。在腐蝕或高溫場(chǎng)所下使用的內(nèi)襯陶瓷耐磨鋼管，其價(jià)格只有不銹鋼管、鎳鈦管的幾分之一。
流體管道輸送不僅應(yīng)用于電力行業(yè)、而且遍及冶金、煤炭、石油、化工、建材、機(jī)械等行業(yè)。當(dāng)管道內(nèi)輸送磨削性大的物料時(shí)（如灰渣、煤粉、礦精粉、尾礦水泥等），都存在一個(gè)管道磨損快的問題，尤其是彎管磨損快；當(dāng)管道內(nèi)輸送具有強(qiáng)烈腐蝕性氣體、液體或固體時(shí)，都存在管道被腐蝕從而被很快破壞的問題；當(dāng)管道內(nèi)輸送具有較高溫度的物料時(shí)，存在著使用耐熱鋼管價(jià)格十分昂貴等問題。內(nèi)襯陶瓷耐磨鋼管的面市，這些問題均迎刃而解。
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