陶瓷複合鋼管

陶瓷複合鋼管，全稱陶瓷內襯複合鋼管，是採用高技術生產工藝--自蔓燃高溫離合合成法製造。該管從內到外分別由剛玉陶瓷、過渡層、鋼三層組成，陶瓷層是在2200℃以上高溫形成緻密剛玉瓷（AL2O3），通過過渡層同鋼管形成牢固的結合。複合管因充分發揮了鋼管強度高、韌性好、耐衝擊、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，複合管具有良好的耐磨、耐熱、耐蝕及抗機械衝擊與熱衝擊、可焊性好等綜合性能。是輸送顆粒物料、磨削、腐蝕性介質等理想的耐磨、耐蝕管道。

基本介紹

• 中文名：陶瓷複合鋼管
• 全稱：陶瓷內襯複合鋼管
• 工藝：自蔓燃高溫離合合成法
• 特點：耐磨、耐熱、耐蝕

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。

具體套用

冶金電力行業

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。

礦山煤炭行業

（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。

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。

特點

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。

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。

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。

耐溫耐熱

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。

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。

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。

其他知識

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。

離心法

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。

實踐

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。