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ASTM A335 Chrome Moly Pipe

陶瓷内衬管的特点及生产工艺

陶瓷贴片复合管利用陶瓷-金属复合制作技术原理,以AL2O3为原料、以稀有金属氧化物为溶剂,经1730℃的高温烧结制成的特种刚玉陶瓷,通过粘接、焊接、镶嵌、铆接及套接技术,将各种耐磨陶瓷片、块砖材料复合在管件内磨损表面,从而形成一个具有优异耐磨性能的表层,而基体仍采用普通金属材料的复合管。

陶瓷贴片复合管利用陶瓷-金属复合制作技术原理,以AL2O3为原料、以稀有金属氧化物为溶剂,经1730℃的高温烧结制成的特种刚玉陶瓷,通过粘接、焊接、镶嵌、铆接及套接技术,将各种耐磨陶瓷片、块砖材料复合在管件内磨损表面,从而形成一个具有优异耐磨性能的表层,而基体仍采用普通金属材料的复合管。可根

据不同的需求选择耐磨陶瓷贴片、满足用户特殊需求的技术条件。与传统的全金属高合金管件相比,工作面耐磨性更高,可以使管件的整体耐磨防腐使用寿命提高几倍到几十倍以上。整体重量大副下降,减少钢材用量,降低了装置造价与维护检修费用,提高经济效益。

陶瓷贴片复合管主要性能:
Ceramic weld sturcture

陶瓷贴片复合管耐磨性好:耐磨陶瓷弯管的内衬陶瓷层为耐磨工程陶瓷,其硬度(HRA)≥84,其耐磨性能是高铬耐磨铸铁合金管件的10倍以上。采用5mm厚陶瓷层,其实际耐磨使用寿命将相当于50mm厚耐磨铸钢。

陶瓷贴片复合管耐腐蚀:选用不同的耐磨陶瓷材料,对不同的腐蚀介质具有优异的防腐性能,耐酸、碱、盐等强腐蚀介质和卤盐腐蚀的特性。

陶瓷贴片复合管耐高温性能好:耐磨陶瓷本身具有耐1200摄氏度以上的高温能力,通过合理设计和采用不同的复合方式,耐磨陶瓷管件可以在-50℃至800℃湿度范围内长期运行,特别适合于高温燃烧器等设备内衬。

陶瓷贴片复合管降低工程造价:耐磨陶瓷管件主要用于输送带颗粒的液固两相流物质以及腐蚀性介质,用于替代价格昂贵的不锈钢管、高铬铸钢管、硬质合金耐磨管,可直接降低工程造价,同时延长使用寿命。产品性价比高,可节省检修、更换材料的费用和时间。

陶瓷管耐磨复合管道是我公司吸取国内外同类产品先进技术的基础上研制开发的一种外壳为钢体,内贴耐磨陶瓷管的新型复合管产品,具有耐磨性能高,使用寿命长等特点。

特点:

1、采用防脱落瓷管,瓷管镶嵌式,使粘贴更平整、更牢固。

2、采用用强力无机胶粘贴后,耐磨钢碗焊接,瓷管与钢体结合一体形成了双重加固保证瓷管不脱落。

3、瓷管表面光滑、运行阻力小、不宜结垢。

4、安装灵活、耐磨性高、加工方便、造价适中 。

生产工艺
ceramic-tile-lined-pipe_process-Steel-body-grinding
Steel body grinding
bimetal-clad-pipe
Paste

Welding & detection

钢体打磨-> 调制无机胶->粘贴->焊接->检测

1、 使用工具将钢体表面清除干净。
2、 将原料胶混合均匀后方可使用。
3、 由专业人员进行陶瓷管的粘贴,保证瓷管无错边现象,陶瓷管内表面形成光滑面。
4、 检测合格后入库。

粘贴陶瓷贴片工艺耐磨管使用温度多少?粘贴强度如何?

由于在使用粘贴工艺时,主要是使用耐高温,高强度胶粘剂进行粘贴陶瓷贴片,而大多数的高分子胶粘剂的使用温度不高于200慑氏度,而且温度越高,胶粘剂的强度就越低,老化速度也迅速增加。

因此使用粘贴陶瓷工艺时,工件的使用温度一般不要高于150℃,在此温度以下,一般陶瓷与金属的粘贴强度可以达到200公斤/平方厘米。对于高于此温度的部件,可以使用陶瓷复合耐磨管工艺处理,这样使用温度可以达到500甚至700度以上。

耐磨陶瓷管运输、搬运、储存、安装注意事项

运输、搬运、储存
1. 陶瓷复合耐磨管在装卸过程中,严禁从高处或车上向地面抛扔。直管在装车运输时,伸出车体外部部份不得超过管子长度的1/4。
2. 管件在搬运、安装过程中要轻搬轻放,避免严重碰撞。装卸时,严禁用铁钩、铁棒伸进耐磨内衬陶瓷管内撞击或撬抬。特别要避免金属器械直接接触或撞击端面陶瓷层。
3. 运输管件时,逐层叠加必须稳固牢靠,不准相对滑动和滚动撞击。
4. 贮存管件时,可以逐层叠加,但管垛高度不允许超过3米。

耐磨管道安装
耐磨管道工程的施工要经过许多工序和复杂的加工,、所以生产过程既&杂又庞大。有的施工 过程的工艺参数相当严格,也十分苛刻。这种生产的特殊性,将给安全生产带来很大的。

耐磨管道施工 耐磨管道焊接安装现场
耐磨管道施工\焊接安装现场

Groove-Shape Drawing
安装施工方便、由于该管重量轻,且焊接
性能好。因此可采用焊接、法兰、快速联结等方式,施工安装方便,且可减少安装费用。

1. 耐磨陶瓷管在安装过程中需切割时, 可采用等离子切割机切割。最好不要采用气割,实在要采用的话,应加大功率,但切后端面不平整,也易造成陶瓷层损伤。
2. 耐磨陶瓷管在安装时,管道与管道中心线要对正,确保两端面对接准确, 两端面错位量要控制在1.0mm以内。
3. 采用法兰联接时,其法兰端面须与复合管端面平齐,以确保联接方式的可靠性。
4. 采用焊接方式联接时,在焊接时,其坡口采用60—90“V”型坡口,钝边P为2—4mm,不留间隙,宜采用80-100A小电流焊接。
5. 同时耐磨陶瓷管的焊接坡口底部应适当离开陶瓷层远一些,这样焊接时能更好保护管内陶瓷层。

不同的耐磨管道安装时也要注意一下内衬耐磨材料的特性,如有些材料是不能焊接的,焊接会损坏内衬耐磨层
不同的耐磨管道安装时也要注意一下内衬耐磨材料的特性,如有些材料是不能焊接的,焊接会损坏内衬耐磨层

耐磨陶瓷管连接方法

焊接连接


耐磨管道焊接连接

陶瓷复合耐磨管焊接连接就是高温或高压条件下,使用焊接材料(焊条或焊丝)将两块或两块以上的母材(待焊接的工件)连接成一个整体的操作方法。
焊接过程中要注意焊件材质和焊材(焊条和焊丝)的化学成分及物理性能是否相符或相近,并采用相应的焊接方法,焊机种类及相应的电流、速度,并保护眼睛不受电弧光的伤害和焊渣飞溅的灼伤。

法兰连接


耐磨管道法兰连接

耐磨陶瓷管法兰连接就是把两个管道连接起来,首先各自固定在法兰上面,两片法兰之间,保持端口的干净,加上法兰垫片,用螺栓固定连接在一起,完成法兰连接。
要注意连接的两片法兰螺栓孔中心圆直径要对应,特点就是易拆卸,易安装。

柔性卡箍连接


耐磨管道卡箍连接

耐磨陶瓷管钢制柔性卡箍安装前须松开压盘螺栓,将该产品拉至安装长度,然后用对角法拧紧,切勿压偏,如架空使用,两端须安装相应的固定支架。

陶瓷复合耐磨管性能表

表1 耐磨陶瓷管的物理机械性能

材料 硬度HV 压溃强度(1)
MPa
比重 g/cm3 抗压剪切强度(2)
MPa
绝对粗糙度
mm
线膨胀系数(3)
X10-6K-1
耐磨陶瓷管 1100~1400 350~400 4.6~4.7含过渡层 15 DN≤150为0.35
DN>150为0.12
8.5~9
20#钢管 149 411 7.85   新的0.05~0.1
旧的0.4~0.6
14~15

注:
(1)无缝钢管厚8mm,陶瓷层和过渡层总厚度2.5-3.5mm,从管外把管内陶瓷压碎时的强度。
(2)在耐磨陶瓷管轴向把陶瓷层从无缝钢管内压出时的强度。
(3)温度范围-30~~500℃.

表二、耐磨陶瓷管抗热冲击性能和抗机械冲击性能。

材料
抗机械冲击数(1)
抗热冲击出现裂纹的淬水次数(2)
200℃
300℃
450℃
700℃
1000℃
1100℃
陶瓷钢管
15次以上
10次以上
9次
6次
5次
3次
1次出现小裂纹和剥落
耐热陶瓷
1次即碎
2次
1次即碎
1次即碎
1次即碎
1次即碎
1次即碎

注:
(1)耐磨陶瓷管总厚度9mm,机械能50J,点接触管体内陶瓷层生产裂纹的冲击次数。
(2)在各给定温度下加热5分钟淬水,再加热再淬水……

表三、输送铁矿精粉耐磨对比试验。

材料
时间
磨损掉尺寸mm
平均年磨损率mm/a
平均年磨损率比值
耐磨陶瓷管
1994年4月~1997年4月
0.12
0.04
 
20#碳钢管÷耐磨陶瓷管=175
 
20#碳钢管
1994年~1997年4月
翻身一次换管一次共21mm
7

注:
(1)该矿重选车间管道,矿石粒度〈2mm重量浓度30%。
(2)耐磨陶瓷管外径φ219,厚8mm,陶瓷层厚4mm,20#碳钢管厚9mm。
(3)此对比试验目前仍在继续进行,比值175只是根据三年实践的推算数据。

表四、火电厂送粉管路不同材质弯管对比试验
工况:10 万KW机组,使用煤碳灰达45%,每管每小时送粉42吨

材料
规格
使用说明
20#碳钢管
DN350×10
11个月磨穿
高铬合金铸钢管
DN350×25
11个月磨穿
夹套式铸石管
DN350×55
使用23个月磨穿
耐磨陶瓷管
DN350×14
使用24个月磨损掉0.2mm

表五、火电厂气力除灰管路不同材料弯管对比试验
工况:气力输送干灰,74吨/时,流速20m/s,浓度28%,位置在进灰度拐弯处。

材料
规格
使用说明
20#碳钢管
DN150×10
3个月磨穿
高铬合金铸钢管
DN150×20
5个月磨穿
夹套式铸石管
DN150×50
使用12个月磨穿
耐磨陶瓷管
DN150×11
使用12个月磨损掉0.15mm

表六、耐磨陶瓷管耐蚀性(按不锈钢测试标准,30天,室温)
 
材料
10%
HCL
g/m2*h
10%
HNO3
g/m2*h
10%
H2SO4
g/m2*h
10%
H3PO4
g/m2*h
10%
C2H4O2
g/m2*h
10%
HF
g/m2*h
10%
NaOH
g/m2*h
10%
NaCl
g/m2*h
耐磨陶瓷管
0.056
0.032
0.021
0.047
0.022
0.42
-0
-0
不锈钢
1Cr18Ni9Ti
>1
0.1
1.8
<0.1
<0.1
-
0.1
-

表七、耐磨陶瓷管在各种浓度硫酸中耐蚀性(30天,室温)

硫酸浓度
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
耐磨陶瓷管
晶介腐蚀速度
mm/a
<0.1
<0.1
1.2
3.6
1.8
<0.1
<0.1
<0.1
失重
g/m2*h
0.021
/
/
0.04
/
/
/
/


晶介腐蚀速度
mm/a
0.021
/
/
0.04
5.0
/
/
0.46
失重
g/m2*h
1.8
/
/
/
4.6
/
/
0.42
注:不锈钢1Cr18Ni9Ti
离心SHS陶瓷内衬复合钢管生产工艺

钢管是钢铁工业中的重要产品,钢管生产的产量、品种、质量及技术水平是一个国家工业化先进程度的重要标志之一,世界各国都十分重视钢管生产的发展。钢管因具有高强度和高韧性,已广泛应用于石油、化工、能源、冶金、机械和建筑等工业领域。

随着科技和生产的发展,对钢管的性能要求越来越高,除了要求有良好的强韧性外,还要求有较高的耐磨性、耐蚀性和耐热性,因此在普碳钢管的基础上发展了多种合金耐磨钢管、不锈钢管和合金耐热钢管。使用高合金材料尽管可以提高钢管的耐磨性、耐蚀性和耐热性,但因其成本太高,难于推广使用。在钢管表面涂覆高性能涂层是提高钢管性能,降低钢管成本的有效途径。陶瓷涂层具有优良的耐热性、隔热性、耐蚀性和耐磨性,适合于制造高性能复合钢管。长期以来陶瓷衬管的生产问题一直困扰着人们,传统的CVD、PVD、PCVD、喷涂及机械镶嵌等工艺制造的陶瓷衬管性能差、成本高,而且长的陶瓷衬管根本无法生产。

20世纪70年代中期,开发了自蔓延高温合成合成(Self-propagating high-temperature synthesis,SHS)内衬陶瓷钢管技术。与传统陶瓷衬管技术相比,具有工艺简单、成本低、性能好等特点,目前已引起了人们的广泛关注。

生产工艺

离心SHS陶瓷内衬复合钢管是基于以下铝热反应原理实现的:

离心SHS陶瓷内衬复合钢管生产工艺
离心SHS陶瓷内衬复合钢管生产工艺

离心SHS陶瓷内衬复合钢管生产工艺
FE2O3+2Al=2Fe+Al2O3+836KJ/mol
3FE3O4+8AL=9Fe+4AlO3+3265KJ/mol

将Fe2O3(或Fe3O4)和铝粉按一定比例均匀混合装入钢管后,固定在离心机上,待离心机转速达到一定值后将反应物点燃,便发生燃烧反应。在离心力的作用下,铁层紧靠钢管表面,Al2O3在最力层,冷却之后形成了Al2O3陶瓷内衬复合管,铁形成过渡层。

Abrasion resistant pipe specification, Standard and identification

Because the outer surface behaves like mild steel, the product can be cut and welded with proper procedure in the field, configured into a variety of fittings, and can accept the standard end options of flanges, weld rings and couplings.

Application of Abrasion resistant pipe

Abrasion resistant pipe applied in coal-fired power plant ash and slag discharge tube, powder, powder tube, desulfurization pipeline,in addition also widely used in the following industries:

ceramic-tile-lined-pipe_process-Ceramic-patch
Elbows& Bends in Bottome ash

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