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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
復(fù)合管因充分發(fā)揮了鋼管強度高、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。因此，復(fù)合管具有良好的耐磨、耐熱、耐蝕及抗機械沖擊與熱沖擊、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?？纱婧辖鸸?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、安裝方便、經(jīng)濟效益顯著之特點。經(jīng)山東聊城昌潤熱電廠、聊城中華發(fā)電廠、北京北新建材集團、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、邢臺選煤廠等工業(yè)運行，其運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、精礦粉和尾礦運送對管道的磨損嚴重，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，采用該管可作為長壽輸送管，經(jīng)濟效益可觀。
其它
（1）該管不污染和不粘聯(lián)熔融鋁液。制造對鐵質(zhì)污染敏感，且使用后需要繁重勞動進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
自蔓燃陶瓷復(fù)合管特點
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9.0相當(dāng)于HRC90以上。因此對冶金、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)運行證實：其耐磨壽命是淬火鋼的十倍甚至幾十倍。
2、運行阻力小
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)檢測單位對內(nèi)表面粗糙度及清水阻力特性測試，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。因此該管具有運行阻力小等特點，可減少運行費用。
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)長期正常運行。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、工程造價低
陶瓷復(fù)合管重量輕，價格適宜。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，因為使用壽命長，從而支吊架費用、搬運費、安裝費以及運行費用降低。經(jīng)有關(guān)設(shè)計院和施工單位工程預(yù)算和工程實際比較，該管工程造價與鑄石相當(dāng)，與耐磨合金管相比，工程造價下降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。制作工藝簡單，成本較高,。使用溫度一般不能超過100度,不適合管道.
點焊裝卡式耐磨陶瓷管道
點焊裝卡式耐磨陶瓷管道是用耐高溫強力粘膠將中間帶孔的氧化鋁陶瓷片粘貼在管道內(nèi)壁，同時配合點焊工藝透過小孔將陶瓷牢固地焊接在鋼管內(nèi)壁。為保護焊點，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°的機械自鎖力（這種技巧在幾個世紀前就被運用在中國橋梁建筑工程上）。該種產(chǎn)品制作工藝相對復(fù)雜，制作周期較長，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
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內(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為2045℃，剛玉層與鋼層由于工藝原因結(jié)構(gòu)特殊，應(yīng)力場也特殊。在常溫下陶瓷層受壓應(yīng)力，鋼層受到拉應(yīng)力，二者對立統(tǒng)一，成一個平衡的整體。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)力場和使陶瓷鋼管中原來存在的應(yīng)力場相互抵消，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，對法蘭、吹掃口、防爆門等能進行焊接，也可用直接焊接方法進行連接，這比耐磨鑄石管、耐磨鑄鋼管、稀土耐磨鋼管、雙金屬復(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械沖擊性能也好，在運輸、安裝敲打以及兩支架間自重彎曲變形時，復(fù)合層均不破裂脫落。
數(shù)十家火電廠實踐表明：內(nèi)襯陶瓷耐磨鋼管抗磨損能力高，抗流體沖刷能力強。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。
在實踐中，內(nèi)襯陶瓷耐磨鋼管使用1-2年后打開觀察并測量，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復(fù)合管的1/2左右，其每米工程造價降低30-40%，只有鑄石管和稀土耐磨鋼管重量的2/5左右，每米工程造價降低20%以上。在腐蝕或高溫場所下使用的內(nèi)襯陶瓷耐磨鋼管，其價格只有不銹鋼管、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、機械等行業(yè)。當(dāng)管道內(nèi)輸送磨削性大的物料時（如灰渣、煤粉、礦精粉、尾礦水泥等），都存在一個管道磨損快的問題，尤其是彎管磨損快；當(dāng)管道內(nèi)輸送具有強烈腐蝕性氣體、液體或固體時，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，存在著使用耐熱鋼管價格十分昂貴等問題。內(nèi)襯陶瓷耐磨鋼管的面市，這些問題均迎刃而解。