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陶瓷復合管道

    自蔓燃技術(shù)用來生產(chǎn)陶瓷復合管道出現(xiàn)在20世紀的60 年代末、 70年代初, 原蘇聯(lián)對自蔓燃技術(shù)進行了大量的基礎(chǔ)研究, 這一成就在20 世紀 80 年代引起了各國的注意。我國的自蔓燃技術(shù), 是國家863 高科技計劃項目( 863- 715- 21- 03- 01) , 國家九五
重點支持和推廣的高新技術(shù),目前已有部分新建電廠和老電廠在機組大修時使用了該技術(shù)生產(chǎn)的耐磨陶瓷復合管道。

一  陶瓷復合管道的生產(chǎn)工藝

陶瓷復合管道的生產(chǎn)方法是將高純度的鋁粉和氧化劑(主要成分為 Fe2O3 ) 及少量的添加物混合均勻后,填充到鋼管中并以一定的速度旋轉(zhuǎn),物料在離心力的作用下被甩到鋼管壁上。當離心力達到一定程度后進行放電點燃物料, 引發(fā)自蔓燃高溫合成反應(yīng),還原出純鐵和生成陶瓷并放出大量的熱能,使還原的純鐵與鋼管壁形成冶金結(jié)合,陶瓷層因密度較鐵小而形成致密的襯里層。國內(nèi)目前可生產(chǎn)直徑
600mm 以下,單管長度為 6m 的陶瓷復合管道, 陶瓷層的厚度通常為3~ 8mm。

二 陶瓷復合管道的性能特點

陶瓷復合管道的試樣是從某廠的陶瓷復合管道上制取的, 經(jīng)檢測, 陶瓷層的表面維氏硬度為1100HV,密度為 3. 8 g
/ cm3, 耐酸度( 按ZCG 94003 
86 標準測定) 達98% , 陶瓷層的壓潰強度為430MPa。將陶瓷層鑲樣后拋光,用偏光顯微鏡拍攝的照片( 由于陶瓷層不反光, 普通光學顯微鏡不能拍攝) 如圖1。由照片可以看出, 在靠近鋼管一側(cè),有明顯的純鐵析出。因此陶瓷復合管道的金相組織從里向外依次為陶瓷層、 純鐵層和外層鋼管。當析出的純鐵與鋼管壁接觸時, 在反應(yīng)熱能的作用下,會發(fā)生一定的冶金結(jié)合。3 
 陶瓷復合管道的特點

1 耐磨性好

陶瓷復合管道由于內(nèi)襯層為剛玉陶瓷(主要成分為Al 2O3 ) ,莫氏硬度在9.0以上，相當于HRC90以上，,因此在冶金、 電力等輸送煤粉、 灰渣等方面比其它的合金管道有更好的效果。

2 工程造價低, 經(jīng)濟效益好

陶瓷復合管道在一般情況下, 陶瓷層與鋼管的厚度比為1: 3,因此在相同口徑的管道中,陶瓷復合管道比合金鑄管的重量要輕, 從而使管道支架、 運輸?shù)荣M用降低。按目前市場定價, 雖然陶瓷復合管道的單價較高,但整個工程的總費用要比一般的耐磨合金管道的低，與耐磨鋼管相比工程造價下降20～30%

3 安裝施工方便

    由于陶瓷復合管道具有耐熱與耐機械沖擊等良好的綜合性能，且焊接性能好,因此可以采用焊接、法蘭、柔性管接頭等多種聯(lián)接方式,施工安裝方便，可減少安裝費用。
4 耐腐蝕、 防結(jié)垢

由于該管道的內(nèi)層為陶瓷(主要成分為Al 2O3 ) ,屬于中性物質(zhì), 因此具有耐酸堿的腐蝕,同時具有防結(jié)垢的特點。

5 溫度適應(yīng)性好

由于該管道陶瓷層為單一穩(wěn)定的晶態(tài)組織, 在- 50 
 ~ 700 
 的大范圍內(nèi)可長期正常運行,同時它的線膨脹系數(shù)較鋼管小50%左右, 因此其耐熱沖擊性能也優(yōu)于鋼管。

6 陶瓷層壁厚不均問題

陶瓷復合管道是靠離心力的作用, 將物料甩到鋼管壁上的,由于鋼管本身的圓度不夠,成品中陶瓷層的厚度不可能完全一致。目前一些生產(chǎn)企業(yè)在鋼管選擇上有一定的技術(shù)機密,所生產(chǎn)的管道其陶瓷層厚度相對較均, 而有些企業(yè)的陶瓷層厚度相差較大,有時達一半以上,甚至有些地方就沒有陶瓷層。這方面用戶在驗收時應(yīng)格外留意。

三 結(jié)束語

陶瓷復合管道,在電力、 冶金行業(yè)可用于輸送煤粉、 灰渣、 泥漿等管道; 在煤炭行業(yè)可用于選煤及長

距離輸煤等的濕法輸送管道;在礦山行業(yè)可用于精礦粉和尾礦運送等礦粉輸送管道; 同時該管道還可用于其它要求耐酸、 耐熱、 耐蝕等特殊的場合。陶瓷復合管道從技術(shù)上說, 比合金管道要耐磨,安裝施工又方便, 有一定的優(yōu)越性。但由于目前技術(shù)水平使管道陶瓷層的龜裂問題無法從根本上解決,限制了大直徑管道的生產(chǎn), 因此用戶在選擇管道時應(yīng)綜合考慮。