陶瓷耐磨管

陶瓷耐磨管全稱剛玉陶瓷內襯耐磨複合管，是陶瓷複合鋼管的一種。是採用高技術生產工藝--自蔓燃高溫離合合成法製造。

基本介紹

• 中文名：陶瓷耐磨管
• 全稱：剛玉陶瓷內襯耐磨複合管
• 生產工藝：自蔓燃高溫離合合成法
• 組成部分：剛玉陶瓷、過渡層、鋼三層

套用

由於該管具有耐磨、耐蝕、耐熱性能，因此可廣泛套用於電力、冶金、礦山、煤炭、化工等行業作為輸送砂、石、煤粉、灰渣、鋁液等磨削性顆粒物料和腐蝕性介質，是一種理想的耐磨蝕管道。

1、冶金、電力行業中的套用

冶金、電力行業輸送煤粉、灰渣、泥漿、石灰石膏漿液等每年需要消耗大量的金屬管道。採用陶瓷複合管取代其他管道，具有高耐磨、壽命長、安裝方便、經濟效益顯著之特點。經山東聊城昌潤熱電廠、聊城中華發電廠、北京北新建材集團、河南鶴壁電廠、甘肅平涼電廠、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、邢台選煤廠等工業運行，其運行壽命是鋼管的十幾倍甚至幾十倍以上。

2、礦山、煤炭行業中的套用

（1）礦山：礦山充填、精礦粉和尾礦運送對管道的磨損嚴重，以往採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採用濕法輸送，要求輸送管既耐磨又耐蝕，採用該管可作為長壽輸送管，經濟效益可觀。

3、其它

（1）該管不污染和不粘聯熔融鋁液。製造對鐵質污染敏感，且使用後需要繁重勞動進行整理和維修的熔鋁設備、鋁液輸送管、升液管是目前理想的材料。

（2）該管由於耐磨性能好且耐熱蝕。適用於輸送含有固體顆粒腐蝕性物料以及高溫腐蝕性氣體、含硫地熱水等腐蝕性介質。

工藝特點

貼片耐磨陶瓷管道：採用鋁熱-離心法使陶瓷和金屬有機的結合，鋁熱-離心法製備內襯陶瓷鋼管利用反應自身放熱產生的高溫使反應產物熔融並在離心力作用下發生分離，形成內襯氧化鋁陶瓷的鋼管。

自蔓延複合管道：陶瓷粉+氧化鐵粉+氧化鎂粉按比例混合(主要成分是氧化鐵，黑色)，把管道兩端封口，加入粉末，管道旋轉，電子點火，用離心的方法燒結在管道內壁。

整體煅燒式陶瓷管道：按照模具，把陶瓷粉燒結成陶瓷管道，然後和鋼管結合到一起。陶瓷管外壁和鋼管內壁是用特製填充料(水泥或環氧樹脂)澆注在鋼管內部組裝而成，然後等靜壓成型。

性能特點

1、耐磨性好

陶瓷複合管由於內襯層為剛玉陶瓷（a-AL2O3），莫氏硬度可達9.0相當於HRC90以上。因此對冶金、電力、礦山、煤炭等行業所輸送的磨削性介質均具有高耐磨性。經工業運行證實：其耐磨壽命是淬火鋼的十倍甚至幾十倍。

2、耐腐蝕、防結垢

由於該鋼陶瓷層為（a-AL2O3），屬中性特質。因此具有耐酸鹼和耐海水腐蝕，並同時具有防垢等特性。

3、運行阻力小

SHS陶瓷複合管由於內表面光滑、且永不鏽蝕，也不象無縫鋼管內表面有凸狀螺旋線存在。經有關檢測單位對內表面粗糙度及清水阻力特性測試，其內表面光滑度優於任何金屬管道，清阻力係數為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。

4、耐溫性能與耐熱沖缶性能好

由於該剛玉陶瓷（a-AL2O3），為單一穩定的晶態組織。因此複合管可在-50--700℃溫度範圍內長期正常運行。材料線膨脹係數6-8×10-6/0C，約為鋼管的1/2左右。材料具有良好的熱穩定性。

5、工程造價低

陶瓷複合管重量輕，價格適宜。比同內徑的鑄石管重量輕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。經有關設計院和施工單位工程預算和工程實際比較，該管工程造價與鑄石相當，與耐磨合金管相比，工程造價下降20%左右。

6、安裝施工方便

由於該管重量輕，且焊接性能好。因此可採用焊接、法蘭、快速聯結等方式，施工安裝方便，且可減少安裝費用。

原理作用

陶瓷鋼管與傳統的鋼管、耐磨合金鑄鋼管、鑄石管以及鋼塑、鋼橡管等有著本質性區別。陶瓷鋼管外層是鋼管，內層是剛玉。剛玉層維氏硬度高達100—1500（洛氏硬度為90-98），相當於鎢鈷硬金。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越得多。現在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層幾毫米厚的剛玉層,其莫氏硬度為9,僅次於金剛石和碳化矽，在所有氧化物中，它的硬度是最高的。

內襯陶瓷耐磨鋼管是採用自蔓延高溫合成——離心法製造的，陶瓷鋼管中剛玉熔點為2045℃，剛玉層與鋼層由於工藝原因結構特殊，應力場也特殊。在常溫下陶瓷層受壓應力，鋼層受到拉應力，二者對立統一，成一個平衡的整體。只有溫度升高到400℃以上，由於二者熱膨脹係數不一樣，熱膨脹產生的新應力場和使陶瓷鋼管中原來存在的應力場相互抵消，使陶瓷層與鋼鐵層兩者處於自由平衡狀態。當溫度升高到900℃把內襯陶瓷耐磨鋼管放入泠水內，反覆浸泡多次，複合層不裂縫或崩裂，表現出普通陶瓷無可比擬的抗熱衝擊性能。這一性能在工程施工中大有用處，由於其外層是鋼鐵，加之內層升溫也不崩裂，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線，這比耐磨鑄石管、耐磨鑄鋼管、稀土耐磨鋼管、雙金屬複合管、鋼塑管、鋼橡管在施工中不易焊接或不能焊接更勝一籌。內襯陶瓷耐磨鋼管抗機械衝擊性能也好，在運輸、安裝敲打以及兩支架間自重彎曲變形時，複合層均不破裂脫落。

目前，數十家火電廠實踐表明：內襯陶瓷耐磨鋼管抗磨損能力高，抗流體沖刷能力強。在一次風管中，彎管磨損最快，內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，內襯陶瓷耐磨鋼管使用1-2年後打開觀察並測量，複合層均無明顯的磨損或脫落，在相同規格和單位長度的管道方面，內襯陶瓷耐磨鋼管重量只有耐磨鑄鋼管或雙金屬複合管的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襯陶瓷耐磨鋼管，其價格只有不鏽鋼管、鎳鈦管的幾分之一。

流體管道輸送不僅套用於電力行業、而且遍及冶金、煤炭、石油、化工、建材、機械等行業。當管道內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；當管道內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；當管道內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。內襯陶瓷耐磨鋼管的面市，這些問題均迎刃而解。

序號	鋼管外徑Dmm	鋼管厚度mm	總壁厚mm	理論重量kg/m	序號	鋼管外徑Dmm	鋼管厚度mm	總壁厚mm	理論重量kg/m
1	68	6	9	11.46	18	203	10	14	59.49
8	11	14.79	12	16	70.65
2	76	6	9	12.94	19	219	10	14	64.42
8	11	16.76	12	16	76.56
3	89	6	9	15.35	20	245	10	14	72.43
8	11	19.97	12	16	86.18
4	95	6	9	16.46	21	273	10	14	81.07
8	11	21.45	12	16	96.54
5	102	8	11	23.18	22	299	10	14	89.08
10	13	28.35	12	16	106.16
6	108	8	11	24.66	23	325	12	16	115.78
10	13	30.2	14	18	134.21
7	114	8	11	26.13	24	377	12	16	135.01
10	13	32.05	14	18	156.65
8	121	8	11	27.86	25	402	12	16	144.26
10	13	34.21	14	18	167.44
9	127	8	11	29.34	26	426	12	16	153.14
10	13	36.06	14	18	177.79
10	133	8	11	30.82	27	480	12	16	173.11
10	13	37.91	14	18	201.10
11	140	8	11	32.55	28	500	12	16	180.51
10	13	40.07	14	18	209.73
12	146	8	12	35.39	29	530	12	16	191.60
10	14	41.92	14	18	222.67
13	152	8	12	36.93	30	630	14	18	265.83
10	14	43.77	16	20	302.82
14	159	8	12	38.73	31	720	14	18	304.67
10	14	45.92	16	20	347.21
15	168	8	12	41.03	32	835	14	18	354.30
10	14	48.70	16	20	403.93
16	180	10	14	54.50	33	920	14	18	390.98
12	16	62.14	16	20	445.85
17	194	10	14	59.98	34	1020	14	18	434.13
12	16	67.32	16	20	495.17

註：

1、本表鋼管規格參照GB8163-87，材質為20#鋼。

2、長度按用戶要求製作，大於3米時採用焊接（法蘭或快速連線）法獲得。

3、陶瓷層厚度通常為3-6mm。

4、表中D（為本廠產品鋼管的外徑）及理論重量供選用者參考。

5、其餘規格可根據用戶要求製作。

規格參數

項目 含鋁量 體密 莫氏硬度 抗壓強度 最高使用溫度 抗腐蝕

指標 ≥90% ≥3.6g/cm3 9 ≥1500Kgf/mm2 15000C 強

95% ≥3.70g/cm3 9 ≥2100Kgf/mm2 15350C 強