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(yùn)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。
陶瓷復(fù)合管重量輕,價(jià)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?yàn)槭褂脡勖L,從而支吊架費(fèi)用、搬運(yùn)費(fèi)、安裝費(fèi)以及運(yùn)行費(fèi)用降低。經(jīng)有關(guān)設(shè)計(jì)院和施工單位工程預(yù)算和工程實(shí)際比較,該管工程造價(jià)與鑄石相當(dāng),與耐磨合金管相比,工程造價(jià)下降20% 左右。
應(yīng)用
1、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(jì)效益顯著之特點(diǎn)。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(tuán)、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(tái)選煤廠等工業(yè)運(yùn)行,其運(yùn)行壽命是鋼管的十幾倍甚至幾十倍以上。
2、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(yùn)送對管道的磨損嚴(yán)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(jì)效益可觀。
旋窯濕法生產(chǎn)線的生料漿輸送、煤粉輸送、提升機(jī)的下料、混凝土輸送管道。
耐磨內(nèi)襯陶瓷管的抗磨、防腐、防結(jié)垢等綜合性能優(yōu)良,能延長管道的使用壽命,該產(chǎn)品已被列入國家863新材料科技項(xiàng)目之中。
耐磨內(nèi)襯陶瓷管與無縫鋼管磨損對比
材料
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磨損前重(g)
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磨損后重(g)
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磨損時(shí)間(min)
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平均磨擦力矩kg/cm
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磨損力
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20#無縫鋼管
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226.5100
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225.4775
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5.15
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10.02
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0.2005
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耐磨內(nèi)襯陶瓷管
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256.7100
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256.5000
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30
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10.96
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0.0070
|
二 耐磨內(nèi)襯陶瓷管物理機(jī)械性能
材料 硬度(HV) 壓潰強(qiáng)度(Mpa) 陶瓷密度
g/cm3 (結(jié)合強(qiáng)度)
抗剪切強(qiáng)度(Mpa) 抗機(jī)械沖擊性(50J)產(chǎn)生裂紋時(shí)的沖擊次數(shù)
陶瓷內(nèi)襯
鋼 管 1100-1450 330-400 3.85-4.9 15-22 15
碳鋼管 130-150 400-450 —— —— ——
復(fù)合層線膨脹系數(shù)(>400℃時(shí)):8.75×10—6 k—1
20#碳鋼管膨脹系數(shù)(>400℃時(shí)):14.5×10—6 k—1
耐磨內(nèi)襯陶瓷管耐磨對比測試
項(xiàng)目
材料 30%SiO2泥漿沖刷對比實(shí)驗(yàn)體積減少(cm3) 噴砂對比試驗(yàn)(SiC砂)體積減少(cm3)
耐磨內(nèi)襯陶瓷管 3 0.0022
45號(hào)鋼 25 /
97%氧化鋁瓷管 / 0.0025
電廠送粉管路不同材質(zhì)彎管對比試驗(yàn)
材 料 規(guī) 格 工 況 使用情況
20#碳鋼管 Dn300×10 10萬Kw機(jī)組使用煤炭灰份達(dá)40%,每管每小時(shí)送粉38噸 3個(gè)月磨穿
高鉻合金鑄鋼管 Dn300×25 12個(gè)月磨穿
夾套式鑄石管 Dn300×50 24個(gè)月磨穿
耐磨內(nèi)襯陶瓷管 Dn300×14 已用24個(gè)月,只磨損掉0.2mm
電廠氣力除灰管路不同材料彎管對比試驗(yàn)
材 料 規(guī) 格 工 況 使用情況
20#碳鋼管 Dn150×10 氣力輸送干灰,60
噸/小時(shí),流速20m/s,濃度26%,位置在進(jìn)灰?guī)旃諒澨帯?3個(gè)月磨穿
高鉻合金鑄鋼管 Dn150×18 12個(gè)月磨穿
夾套式鑄石管 Dn150×45 24個(gè)月磨穿
耐磨內(nèi)襯陶瓷管 Dn150×12 已用24個(gè)月,
只磨損掉0.2mm
表六 耐磨內(nèi)襯陶瓷管耐熱沖擊性。
耐熱沖擊性 條件 600℃
/15次 700℃
/5次 800℃
/5次 900℃
/3次 1000℃/2次 備 注
實(shí)驗(yàn)
結(jié)果 復(fù)合層完整無裂縫和
剝落 復(fù)合層完整無裂縫和
剝落 復(fù)合層完整無裂縫和剝落 復(fù)合層開始出現(xiàn)小裂
紋 復(fù)合層出現(xiàn)裂紋和剝
落 該實(shí)驗(yàn)是在給定溫度下保溫15分鐘后水淬再加熱再水淬
金屬礦山輸送石英灰耐磨對比試驗(yàn)
材料 時(shí)間 使用情況 平均年磨率mm/a 性能比
耐磨內(nèi)襯陶瓷管Dn190×15 1998年3月-2001年5月 3年零2個(gè)月時(shí)間共磨2.2mm(僅磨損復(fù)合層44%) 0.7 結(jié)論
耐磨內(nèi)襯陶瓷管的使用壽命是合金耐磨鋼管的4倍以上。
合金耐磨鋼管Dn190×26 1995年11月-1998年1月 2年零2個(gè)月共磨損26mm(磨穿) 12
注:1、該礦重選車間管道,礦石粒度2-13mm。
2、輸送方式為氣力濃相輸送,速度25m/s。
3、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(dòng)進(jìn)行整理和維修的熔鋁設(shè)備、鋁液輸送管、升液管是目前理想的材料。
(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)。