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【陶瓷耐磨管道】陶瓷复合耐磨管道简介及应用
发布时间:2018-06-26 09:17:27    点击次数:次   

复合陶瓷钢管是国家"八六三"高科技技术计划中研制成功并首要产业化的具有国际先进水平的新式复合资料。产品选用自延伸高温组成法(SHS)制造,运用铝热反应本身放热熔融反应物,在离心力作用下使Al2O3和Fe的分别原理,复合管从内而外分别是刚玉陶瓷(AL2O3)层、过渡层和钢管层。刚玉陶瓷层是在 2000 ℃以上高温构成的细密的钢玉陶瓷通过过渡层同钢管构成健壮的冶金结合,具有出色的耐蚀、耐磨及高强度、耐性,较强抗机械冲击和抗热冲击的概括功用。且能进行车削,磨削和焊接等加工。到目前为止,没有任何一种复合资料具有这种优异概括功用。

该产品于九四年分别通过了冶金部和电力部的作用和产品断定(冶金部 93 冶科成鉴字 372 号、电力部 94 电产鉴字 30 号)。是国家" 863 "高技术新资料专家委员会关键支撑和推行项目,并被国家科委列入九五年国家级火炬计划。

陶瓷钢铁复合管已广泛用于电力、钢铁、冶金、矿山、煤炭、水泥和铸铝业,经电厂煤粉、灰渣和矿山尾矿、铁矿粉运送、矿井回填等运用标明,其寿数比一般钢管高10倍以上。

二.出产工艺

陶瓷钢铁复合管是选用自延伸高温组成―离心法制造的。行将无缝钢管放在离心机的管模内,在钢管内参与氧化铁粉和铝粉混合物,这种混合物在化学中称为铝热剂。离心机管模旋转抵达必定速度后,经一火星点着铝热剂,铝热剂当即自己燃烧,燃烧波灵敏延伸,在延伸时发生如下剧烈的化学反应:

2Al+Fe2O3=Al2O3+2Fe+836KJ

3Fe3O4+8Al=4Al2O3+9Fe+3265KJ

铝热剂反应后生成物为稳定型α-Al2O3(即刚玉)和铁,一同放出许多热量。这些热量如在绝热条件下,绝热温度可抵达3753K和3509K,它使钢管内正本物料以及反应后的生成物,就是熔点为2045℃的刚玉也都变成熔液。由于反应十分灵敏,只需数秒钟,熔融反应物在离心力作用下。灵敏按比重大小进行分别。铁的比重(7.85g/㎝3)为Al2O3 比重(3.95g/㎝3)两倍,较重的铁被离心力甩到钢管内壁,较轻的Al2O3则分布在铁层的内层。由于钢管灵敏吸热和传热,Al2O3 和Fe 很快抵达凝聚点,分层凝聚。终究构成的陶瓷钢管从内到外分别为刚玉瓷层,以铁为主的过渡层,以及外部的钢管层。高温熔融的铁液和Al2O3液,与钢管内壁接触,使钢管内壁处于半熔融情况,使铁层与钢管构成冶金结合,铁层与刚玉瓷层间也构成健壮的机械结合,其结合压剪强度(即在轴向把陶瓷层压出时强度)≥15MPa;陶瓷钢管压溃强度(即从管外把管内陶瓷压碎时的强度)≥50MPa。

三、特 点

1、耐磨性好。

2、工作阻力小。

3、工程造价低;陶瓷内衬复合钢管因重量轻,运用寿数前进,从而使支吊架费用,搬运费用减少,均匀投资下降。陶瓷复合管的工程总造价与铸石管恰当,与耐磨钢管比较工程造价下降20—30%。

4、耐腐蚀、防结垢。

5、耐温功用好:陶瓷内衬复合钢管能在-50~900℃温度范围内长期正常工作,资料线膨胀系数6~8×10-6℃。

6、设备施工便利:产品重量轻,与同内径的其他管材比较,可节约钢材20~30%,且具有耐热与耐机械冲击等出色的概括功用,可选用焊接、法兰快速等联接办法,施工设备便利,可减少设备费用。


【陶瓷耐磨管道】陶瓷复合耐磨管道简介及应用

三、性 能

与传统出产工艺大相径庭,选用自延伸离心法技术出产的陶瓷钢管具有一起的组织结构。一起的组织机构又抉择了它的优秀的概括功用。它不光抗磨损,有高的硬度和强度,而且具有出色的抗机械冲击和热冲击的概括功用。

陶瓷钢管与传统的钢管、耐磨合金铸钢管、铸石管以及钢塑、钢橡管等有着实质性差异。陶瓷钢管外层是钢管,内层是刚玉。刚玉层硬度高达HV1100-1400,恰当于钨钴硬质合金,耐磨性比碳钢管高20倍以上,它比一般粘接而成的刚玉砂轮功用优越得多。现在刚玉砂轮仍是各种磨床磨削淬火钢首要砂轮。陶瓷钢管中刚玉层可把刚玉砂轮磨损掉。陶瓷钢管抗磨损首要是靠内层几毫米厚的刚玉层,刚玉莫氏硬度为9,仅次于金刚石和碳化硅,在所有氧化物中,它的硬度是最高的。而铸石管成份中只需15%左右为刚玉,大部分为Sio2, Sio2莫氏硬度为7。高铬或稀土耐磨合金管,维氏硬度400左右,缺少刚玉硬度的三分之一。所以耐磨合金铸钢管、铸石管抗磨既靠成份和组织,又靠厚度、陶瓷钢管抗磨才干与它们比较,有了质的腾跃。

陶瓷钢管中刚玉熔点为2045℃,刚玉层与钢层由于工艺原因结构特别,应力场也特别。在常温下陶瓷层遭到压应力,钢层遭到拉应力,二者对立统一成一个平衡的全体。只需温度升高到400℃以上,由于二者热膨胀系数不一样,热膨胀发生的新应力场才使陶瓷钢管中正本存在的应力场互相抵消,使陶瓷层与钢铁层两者处于安闲平衡情况。当温度升高到800℃,它是复合时母管抵达的最高温度,把陶瓷钢管放入冷水内,重复多次,陶瓷层也不裂缝或崩裂,表现出一般陶瓷无与伦比的抗热冲击功用。这一功用在工程施工中大有用处。由于外层是钢铁,加之内层升温也不崩裂,在施工中,对法兰、表面口、吹扫口、防爆门等能进行焊接,也可用直接焊接办法进行管道衔接。还能用等离子切开机进行现场切开,这比耐磨合金铸钢管、铸石管和钢塑、钢橡管在施工中不易、不能焊接和切开更胜一筹。一般硬度高的物质都比较脆,它在磨损中损坏一般不是被磨耗掉,而是脆性分裂,直至失效。刚玉本身也是硬而脆的,但它和钢构成复合管后,具有内硬外韧,硬而不脆,具有出色的抗机械冲击功用。在运送、设备、击打以及两支架间自重曲折变形时,刚玉层均不分裂坠落。流体管道运送已广泛电力、冶金、煤炭、石油、化工、建材、机械等工作,并高速地展开着。当管道内运送磨削性大的物料时(如灰渣、炉渣、煤粉、矿精粉、尾矿、水泥等),都存在一个管道磨损快的问题。特别是弯管磨损更快。当管道内运送磨削和腐蚀性物料,都存在管道被磨蚀而很快损坏的问题。当管道内运送具有较高温度的物料时,存在着运用耐热钢管价格十分昂贵的问题。自陶瓷钢管上市后,这些问题均便利的处理。陶瓷钢管广泛用于磨损严峻的矿山充填料、矿精粉和尾矿运送,钢铁企业的水淬炉渣、高炉喷煤、炼钢赤泥、烧结白灰、除尘管道,燃煤火电厂送粉、除渣、除硫、除尘等管道,水泥工作的生料、熟料、水泥、煤粉、收尘等运送管道最合适。陶瓷钢管也是运送磨蚀兼需物料的抱负管道。

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