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自蔓燃陶瓷耐磨管道
产品分类:自蔓燃陶瓷耐磨管道
日期:2022/5/12 11:25:09

上一条: 碳化硅
  • 产品描述
  自蔓燃陶瓷复合钢管,是采用高技术生产工艺 - 自蔓燃高温离心合成法制造。该管从内到外分别由钢玉陶瓷、过渡层、钢三层组成,陶瓷层是在2200℃以上高温形成致密刚玉瓷(AL2O3),通过过渡层同钢管形成牢固的结合。复合管因充分发挥了钢管强度高、韧性好、耐冲击、焊接性能好以及刚玉瓷高硬度、高耐磨、耐蚀、耐热性好,克服了钢管硬度低、耐磨性差以及陶瓷韧性差的特点。因此,复合管具有良好的耐磨、耐热、耐蚀及抗机械冲击与热冲击、可焊性好等综合性能。是输送颗粒物料、磨削、腐蚀性介质等理想的耐磨、耐蚀管道。
  可广泛用于冶金、矿山、电力、煤炭、石油化工等行业,是目前理想的耐磨、耐蚀、耐热复合新材料。
  一、SHS复合管机械性能
  AL2O3陶瓷层含AL2O3 ≧ 90 % ,因此耐酸度≧96% ,其耐蚀性比1 Cr18Ni9ti不锈钢高10倍以上。耐磨性相当于司太立合金,比钢高10倍以上。性能指标详见表1、表2、表3、表4.
  SHS复合管机械性能

项目

材料

硬度
HV
Kg/mm2

压溃
强度
MPa

表面
质量

陶瓷层密度
g/c m2

抗压剪切强度(层间结合强度)

抗机械冲击(机械能50J点接触管本,陶瓷层产生裂纹时冲击次数)次

抗热震性(加热淬水三次,陶瓷层出现裂方的温度)℃

清水阻力系数

碳素
钢管

149

411

0.0195

SHS
复合管

1100-
1400

300-650

光滑

3.85-3.95

15-30

15

900

0.0193

SHS复合管耐磨腐蚀性(按不锈钢测试标准)温度20℃


材料

10% HCL
(g/ m2 · h)

10%H2SO4
(g/ m2·h)

30%醋酸
(g/ m2·h)

30% NaOH
(g/ m2.·h)

不锈钢

0.1-1

3-4

0.1

0.1

复合管

0.08-0.1

0.147

0.028

0

SHS复合管耐酸度(按耐酸陶瓷标准ZBG94C03-86)


材料

10% HCL+10% H2SO4+10%HZO3在90℃加热5小时

耐酸陶瓷

80%

SHS 复合管

96-98%

SHS复合管耐酸性能


喷砂比试验

30 % SiO2 泥浆冲刷对比试验

材料

体积各减少cm3

材料

体积损失cm3

97%氧化铝管

0.0025

45#

25

SHS复合管

0.0022

SHS复合管

3


  二、SHS自蔓燃陶瓷复合管的应用

  由于该管具有高耐磨、耐蚀、耐热性能,因此可广泛应用于电力、冶金、矿山、煤炭、化工等行业作为输送砂、石、煤粉、灰渣、铝液等磨削性颗粒物料和腐蚀性介质,是一种理想的耐磨蚀管道。

  1. 冶金、电力行业中的应用

  冶金、电力行业输送煤粉、灰渣、泥浆等每年需要消耗大量的金属管道。采用陶瓷复合管取代其它管道,具有高耐磨、安装方便、经济效益显著之特点。

  2. 矿山、煤炭行业中的应用

  ①矿山:矿山充填、精矿粉和尾矿运送对管道的磨损严重,以往采用的矿粉输送管道使用寿命不到一年,改用该管可使寿命提高5倍左右。

  ②煤炭:选煤及长距离管道输煤普遍采用湿法输送,要求输送管既耐磨又耐蚀,采用该管可做为长寿输送管,经济效益可观。

  3. 其它

  ①该管不污染和不粘联熔融铝液。制造对铁质污染敏感,且使用后需要繁重劳动进行清理和维修的熔铝设备、铝液输送管、升液管等是目前理想的材料。

  ②该管由于耐磨性能好且耐热蚀。适用于输送含有固体颗粒腐蚀性物料以及高温腐蚀性气体、含硫地热水等腐蚀性介质。

  三、SHS-自蔓燃陶瓷复合管特点

  1.耐磨性好

  陶瓷复合管由于内衬层为刚玉陶瓷(a- AL2O3),莫氏硬度可达9.0相当于HRC90以上。因此对冶金、电力、矿山、煤炭等行业所输送的磨削性介质均具有高耐磨性。经工业运行证实; 其耐磨寿命是淬水火钢的十倍甚至几十倍。

  2.运行阻力小

  由于内表面光滑,也不像无缝钢管内表面有凸状螺旋线存在。经有关检测单位对内表粗糙度及清水阻力特性测试,其内表面光滑度优于任何金属管道,清阻力系数为0.0193,比无缝管稍低。因此该管具有运行阻力小等特点,可减少运行费用。

  3.耐腐蚀、防结垢

  由于该钢陶瓷层为(a- AL2O3),属中性特质。具有耐酸碱和耐海水腐蚀,并同时具有防垢等特性。

  4.耐温性能与耐热冲击性能好

  由于该刚玉陶瓷(a- AL2O3),为单一稳定的晶态组织。因此复合管可以-50 ~ 700℃温度范围内长期正常运行。材料线膨胀系数6-8×10-6/℃,约主为钢管的1/2左右。材料具有良好的热稳定性。

  5.工程造价低

  陶瓷复合管重量轻,价格适宜。比同内径的铸石管重量轻50% ; 比耐磨合金管重量轻20~30%,从耐支吊架费用、搬运费、安装费以及运行费用降低。该管工程造价与铸石相当,与耐磨合金管相比,工程造价下降20%左右。

  6.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、快速连接等方式,施工安装方便,且可减少安装费用。

  7.SHS陶瓷复合钢管与耐磨合金管、铸石管性能对比:

  SHS-自蔓钢燃陶瓷复合钢管与耐磨合金管、铸石管性能比较

序号

项目

陶瓷复合钢管

耐磨合金管

铸石管

1

化学成分

陶瓷层
a- AL2O3>90%钢管:10#-20#

C:>0.3%   Cr:>0.5%
Si :>0.6%   Ni :>0.2%
Mn:>0.6%  Mo:>0.3%
S: <0.1%   Re:>0.4%
P:<0.1%

SiO2 :47-49%
AL2O3 + TiO2 :16-21%
Fe2O3+FeO:14-17%
Ca O :8-11%
MgO :6-8%
K2O + Na2O :2-4%

2

密度
g/ cm3

陶瓷层3.8-3.95
钢管:7.85

7.8-8.0

2.9-3

3

硬度

陶瓷层HV1100-1400Kkg/ mm2相当于莫氏>9
HRC>90

HRC>40

莫氏:7-8

4

强度

压溃强度:
>300-600 MPa
抗剪切强度
>15-30 MPa

抗拉强度:
> 700 MPa

抗拉强度:600 MPa
抗弯强度:60 MPa

5

冲击韧度

机械能50J点接触钢管体陶瓷产生裂纹时冲击次数:15

< 6 J/ cm2

0.14-0.2 J/ cm2

6

抗热冲击性能

加热淬水三次,陶瓷层出现裂纹的温度900℃:好

加热淬水一次,出现裂纹温度 < 980 ℃:差

水浴次数一次耐温差20-70 K,破损率,块数/破损率:50/14,差

7

线膨胀系数10-6/℃

0-500 ℃:6-8

0-600 ℃:13-14

0-500 ℃:7.5-8.0

8

使用温度

< 900 ℃

< 450 ℃

< 250 ℃

9

壁厚

陶瓷层2-6 mm
钢管 8-18 mm
总厚度 10-25 mm

12-30

铸石管20-40 mm 填充层>10 mm
钢管 6-10 mm    总厚度>40 mm

10

内表面光滑程度

光滑

光滑

11

焊接性能

较差

12

安装

灵活方便

较差

注:参考资料

      1. 《机械设计手册》机械工业出版社1991年
      2. 《辉绿石铸石制品简介》企业标准:Q/SDH1003-2003
      3. 《耐磨合金管道》山东电力机械技术公司
      4. 《SHS陶瓷复合钢管》Q/SDH1001-2003

  四、SHS陶瓷复合钢管运输及安装注意事项

  1.  陶瓷复合钢管其硬度高,韧性好。但在搬、运、安装过程中,仍需轻搬轻放,避免严重碰撞,特别避免金属器械直接接触,或撞击端面陶瓷。

  2.  陶瓷复合钢管在安装过程中需切割时,可采用碳化硅砂轮片或等离子切割机切割,不得使用气割方式进行切割。

  3.  安装弯管及异型管件时,注意管件表面箭头指示方向,须与输送介质流动方向一致,通常情况下,其管件较长一端为出口方向。

  4.  管道在安装时,管道与管道中心线对正,确保两端面对接准确,两端面错位量控制在1.0mm以内。

  5.  选用管道阀门时,其阀门出口直径不得大于管道内径。否则,要增设护圈以避免介质直接冲刷复合管外部金属部分。

  6.  采用柔性管接套连接安装管道时,柔性管道套内双端插入长度调整对称。由于复合管热胀系数为钢管的1/2,因此伸缩间隙可减少3-5mm。

  7.  采用法兰连接时,其法兰端面须与复合管端面平齐,以确保联结方式的可靠性。

  8.  由于复合管焊接性能优良,因此管道联结方式可采用焊接方式进行。但在焊接时,其坡口采用60°-  90°“V”型坡口,钝边P为2-4 mm,不留间隙,宜采用小电焊。







 
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