一、陶瓷复合管产品生产厂家背景资料:
河南郑州耐磨管道专业生产厂家,自有工厂,20年品质,专业生产内衬自蔓燃三氧化二铝(Al2O3)刚玉耐磨陶瓷复合管及相应材质的耐磨弯管弯头、耐磨三通、耐磨阀门等配套产品,公司始建于2011年,注册资金2500万元人民币,陶瓷内衬复合管是具有国际先进水平的新型耐磨、耐蚀、耐高温的输送耐磨管道,附属生产经营其配套产品锻压卡箍式接头、伸缩器、冲压弯头、陶瓷耐磨阀门等行业耐磨产品。
针对各种条件的输送环境及介质,我公司有针对性的开发出各种耐磨、耐蚀、耐热性能良好的输送管道,可广泛运用于矿山、电力、冶金、煤炭、化工等行业。金属矿山选厂精粉、尾矿输送,煤炭行业水煤浆、洗煤泥输送,老矿填充,电力行业煤粉、灰渣输送,脱硫除灰,冶金行业高炉喷煤,输渣,水泥旋窑湿法,生产线的生料浆输送,煤粉输送,熟料输送,提升机的下料,混泥土输送以及化工等行业,根据需要,可采用我公司生产的陶瓷复合管,耐磨、耐蚀、耐热产品,安装方便,使用寿命长,经济效益显著。
二、陶瓷复合管开发背景资料:
陶瓷复合管由国家高新技术“863”计划新材料领域专家研制,是具有国际先进水平的新型复合材料管道。它从内到外分别由陶瓷层、过渡层、钢管背三层组成。陶瓷层是在2200℃以上的高温下形成的致密刚玉陶瓷,经过渡层与钢管紧密结合。该产品具有良好的耐磨、耐蚀、耐高温及高强度、高韧性、高抗机械冲击能力的综合性能。是一种具有世界先进技术的输送管道用新型材料。
陶瓷内衬复合钢管具有优异的耐磨、耐热、抗机械和热冲击性能,容易焊接和安装,特别适用于磨损、冲刷严重的物料输送场合,如燃煤发电、冶金、煤炭、矿山、地质等行业的物料管道输送。据电力、煤炭、冶金等工业部门多年的使用情况,与普通无缝钢管相比,陶瓷内衬复合钢管的使用寿命成十倍地增长,可以替代、合金管,有机材料衬管等,是一种理想的高耐磨、耐高温管道。
该产品于一九九四年分别通过了冶金部和电力部的成果和产品鉴定(冶金部93冶料成鉴字372号、电力部94电产鉴字30号)。是国家“863”高技术新材料领域专家委员会重点支持和推广项目,并被列入国家“九五”科技成果重点推广项目计划。由于该管具有高耐磨、耐蚀、耐热性能,因此广泛应用于电力、冶金、矿山、煤碳、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,是一种理想的耐磨耐蚀管道。
三、陶瓷内衬复合钢管与其他产品的性能测试:
根据中南大学粉沫冶金研究所检验,我厂生产的耐磨陶瓷与锰钢,高铬铸铁的同等条件下其耐磨性能对比检测数据见下图:
实验室磨损量检测对比:
磨损重量计算,我厂生产的耐磨陶瓷的耐磨性相当于锰钢的266倍,相当于高铬铸铁的171.5倍。
试品 | 我公司耐磨陶瓷 | 锰钢 | 高洛 | ||
磨损量 | |||||
实验条件 | |||||
p=76N n=800转/分 t=30分钟 | 0.0002g | 0.0532g | 0.0343g |
表一:金属陶瓷内衬复合管的物理性能
材质/数据/项目 | 陶瓷层/密度 g/cm3 | 硬度HV--kgf/mm2 | 压溃强度/MPa | 抗剪切强度(层间结合强度)MPa | 表面/质量 | 抗机械冲击性能/(50j,点接触陶瓷层/产生裂纹时次数) |
金属陶瓷内衬复合管 | 3.85-3.97 | 1300-1500 | 300-460 | 15-25 | 光滑 | 15 |
表二:金属陶瓷内衬复合管的耐蚀性对比(按不锈钢标准测试,30天室温)
10%-- HCL | 10%--HNO3 | 10%--H2SO4 | 10%--H3PO4 | 10%-- C2H4O2 | 10%--HF | 10%--NaOH | 饱和--NaCL | |
陶瓷复合管 | 0.056 | 0.032 | 0.021 | 0.047 | 0.022 | 0.420 | ~0 | ~0 |
不锈钢/1Grl8Ni9Ti | >0.1 | 0.1 | >1 | <0.1 | <0.1 | -- | 0.1 | -- |
表三:金属陶瓷内衬复合管与化工陶瓷管耐酸度及抗热冲击性的比较
材料 | 耐酸度 % | 抗热冲击出现裂纹的淬火次数⑵ | |||||
按标准 ZBG94003-86⑴ | 200℃ | 300℃ | 450℃ | 700℃ | 1000℃ | ||
金属陶瓷内衬复合管 | 96-98 | - | 9 | 6 | 5 | 3 | 出现小裂纹和剥落 |
耐酸钢管 | 80 | 2 | X | X | X | X | X |
耐酸陶瓷 | - | - | - | 2 | X | X | X |
表四:陶瓷内衬复合钢管耐磨性
喷砂对比试验(siC砂) | 30%siO2泥浆冲刷对比试验 | ||
材料 | 体积减少 | 材料 | 体积损失 |
97%氧化铝管 | 0.0025 | 45号钢 | 25 |
陶瓷内衬复合钢管 | 0.0022 | 陶瓷内衬复合钢管 | 3 |
表五:陶瓷内衬复合钢管的物理机械性能
项目数据--材料 | 强度--HV --kg/mrn2 | 压溃强度MPa | 表面质 | 陶瓷层密度g/cm3 | 抗压剪切强度(层间结合强度)MPa | 抗机械冲击(机械能50J点接触管体陶瓷产生裂纹时冲击次数) | 抗热震性(加热淬水三次陶瓷层出现裂纹的温度 |
碳钢管 | 149 | 411 | |||||
陶瓷内衬复合钢管 | 1100-1400 | 300-350 | 光滑 | 3.85-3.9 | 15-20 | 15 | 900 |
注:这是较近时期比较完整的陶瓷复合管产品测试数据: 表一、陶瓷钢管的物理机械性能
硬度--HV--Kgf/mm2 | 压溃--强度①--MPa | 比重--g /cm3 | 抗抗剪切--强度②--MPa | 绝对--粗造度--mm | 线膨胀--系数③x10-6K-1 | |
陶瓷钢管 | 1100-1400 | 350-400 | 4.6-4.7含过渡层 | 15 | Dn<150为0.3 Dn >150为0.12 | 8.5-9 |
20#碳钢管 | 149 | 411 | 7.85 | hfgh | 新的0.05-0. 旧的0.4-0.6 | 14-15 |
注: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。
在陶瓷钢管轴向把陶瓷层从无缝钢管内压出时的强度。温度范围-30~~500℃.
表二、陶瓷钢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陶瓷钢管总厚度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 |
陶瓷钢管 | 1994年4月~1997年4月 | 0.12 | 0.04 | |
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陶瓷钢管外径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
材料 | 规格 | 工况 | 使用说明 |
20#碳钢管 | DN350x10 | 10 万KW机组,使用煤碳灰达45% | 11个月磨穿 |
高铬合金铸钢管 | DN350x25 | 11个月磨穿 | |
夹套式铸石管 | DN350x55 | 使用23个月磨穿 | |
陶瓷钢管 | DN350x14 | 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
材料 | 规格 | 工况 | 使用说明 |
20#碳钢管 | DN150x10 | 气力输送干灰,74吨/时,流速20m/s | 3个月磨穿 |
高铬合金铸钢管 | DN150x20 | 5个月磨穿 | |
夹套式铸石管 | DN150x50 | 使用12个月磨穿 | |
陶瓷钢管 | DN150x11 | 使用12个月磨损掉0.15mm |
表六、陶瓷钢管耐蚀性(按不锈钢测试标准,30天,室温)
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 | |
陶瓷钢管 | 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、陶瓷钢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% | |
陶瓷钢管 | 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 | ... | ... | ... | ... | |
不锈钢 | 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 |
四、陶瓷复合管的产品特点综述:
1、耐磨性能:金属陶瓷内衬复合管内层陶瓷层为刚玉,维氏硬度在1300-1500HV,相当于HRC90以上,因此对电力、矿山所输送的任何介质均具有很高的耐磨性。
2、耐蚀性及抗结垢性能:因内衬刚玉属中性材料,所以具有较强的耐酸、碱、盐腐蚀和海水腐蚀,并同时具有防结垢的性能。
3、运行阻力损失小:金属陶瓷复合钢管经北京科技大学对输粉、输渣、输灰阻力特性测试。结果如下表:
材质 | 绝对粗糙度 (△) | 绝对粗糙度 (△/D) | 清水阻力系数 | ||
水力输送 | 气力输送 | 水力输送 | 气力输送 | ||
普通钢管 | 0.119 | 0.20 | 7.935×104 | 1.343×103 | 0.195 |
陶瓷复合管 | 0.117 | 0.195 | 7.935×104 | 1.343×103 | 0.0193 |
由于金属陶瓷内衬复合管内表面光滑且不生锈,清水阻力系数比同规格无缝管小,因此运行阻力较小,可减少运行费用。
4、耐温性能好:金属陶瓷内衬复合管能在-50~+900℃温度范围内长期正常使用,材料的线膨胀系数为6~8×10-6/℃。因此具有较好的热震稳定性。
5、工程造价及使用寿命:金属陶瓷内衬复合管重量轻,价格合理。工程造价与铸石管相当,比耐磨合金铸钢管工程造价低20~30%,而使用寿命是普通钢管的10~20倍,是铸石管的3~5倍,是耐磨合金管的2~3倍,并且减少了维修费。
6、安装维修方便:金属陶瓷内衬复合管重量轻,是同内径的铸石复合管重量的1/3,比耐磨合金铸钢管轻20~30%,且具有良好的耐冲击性能及焊接性能,可采用焊接、法兰及柔性接头等连接方法,安装维修特别方便。
五、陶瓷复合管的应用行业
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、寿命长、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,改用该管可使用寿命提高10倍以上。
(2)煤碳: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、其它应用:
(1)该管不污染和不粘熔融铝液。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、适用于输送含有固本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。
综述:广泛运用于矿山、电力、冶金、煤炭、化工等行业。金属矿山选厂精粉、尾矿输送,煤炭行业水煤浆、洗煤泥输送,老矿填充,电力行业煤粉、灰渣输送,脱硫除灰,冶金行业高炉喷煤,输渣,水泥旋窑湿法,生产线的生料浆输送,煤粉输送,熟料输送,提升机的下料,混泥土输送以及化工等行业
六、耐磨陶瓷复合管的运输及安全注意事项
1、金属陶瓷内衬复合管硬度高,在搬运、安装过程中要轻搬轻放,避免严重碰撞,严禁金属器械直接接触或撞击端面陶瓷层。
2、弯管安装时,管道表面所标明的方向应与介质流动的方向一致。
3、安装管道时,管道中心线要对正,高低要调平,确保两端对准确,两端面错位量要控制在1.0mm以内。
4、安装时若需切割,可使用等离子切割机切割,以确保端面平整,避免因内衬陶瓷受损而影响使用寿命。
5、采用柔性管接套连接安装管道时,柔性管接套内两端插入长度要调整对称。伸缩间隙应根据当地工况或设计部门要求而定。
6、采用法兰连接时,其法兰端面须与复合管端面平齐。
7、由于复合管焊接性能优良,因此管道联接可采用焊接方式,在焊接时其坡口采用70度-90度,钝边2-4mm不留间隙,宜采用小电流焊接。
七、陶瓷复合管产品代表性图片:
八、陶瓷复合管产品平面图片:
九、陶瓷复合管的规格参数:
序号 | 钢管外径Dmm | 钢管厚度mm | 总壁厚mm | 序号 | 钢管外径Dmm | 钢管厚度mm | 总壁厚mm |
1 | 68 | 6 | 9 | 18 | 203 | 10 | 14 |
8 | 11 | 12 | 16 | ||||
2 | 76 | 6 | 9 | 19 | 219 | 10 | 14 |
8 | 11 | 12 | 16 | ||||
3 | 89 | 6 | 9 | 20 | 245 | 10 | 14 |
8 | 11 | 12 | 16 | ||||
4 | 95 | 6 | 9 | 21 | 273 | 10 | 14 |
8 | 11 | 12 | 16 | ||||
5 | 102 | 8 | 11 | 22 | 299 | 10 | 14 |
10 | 13 | 12 | 16 | ||||
6 | 108 | 8 | 11 | 23 | 325 | 12 | 16 |
10 | 13 | 14 | 18 | ||||
7 | 114 | 8 | 11 | 24 | 377 | 12 | 16 |
10 | 13 | 14 | 18 | ||||
8 | 121 | 8 | 11 | 25 | 402 | 12 | 16 |
10 | 13 | 14 | 18 | ||||
9 | 127 | 8 | 11 | 26 | 426 | 12 | 16 |
10 | 13 | 14 | 18 | ||||
10 | 133 | 8 | 11 | 27 | 480 | 12 | 16 |
10 | 13 | 14 | 18 | ||||
11 | 140 | 8 | 11 | 28 | 500 | 12 | 16 |
10 | 13 | 14 | 18 | ||||
12 | 146 | 8 | 12 | 29 | 530 | 12 | 16 |
10 | 14 | 14 | 18 | ||||
13 | 152 | 8 | 12 | 30 | 630 | 14 | 18 |
10 | 14 | 16 | 20 | ||||
14 | 159 | 8 | 12 | 31 | 720 | 14 | 18 |
10 | 14 | 16 | 20 | ||||
15 | 168 | 8 | 12 | 32 | 835 | 14 | 18 |
10 | 14 | 16 | 20 | ||||
16 | 180 | 10 | 14 | 33 | 920 | 14 | 18 |
12 | 16 | 16 | 20 | ||||
17 | 194 | 10 | 14 | 34 | 1020 | 14 | 18 |
12 | 16 | 16 | 20 |
注:
1、本表钢管规格参照GB8163-87,材质为20#钢。
2、长度按用户要求制作,大于3米时采用焊接(法兰或快速连接)法获得。
3、陶瓷层厚度通常为3-6mm。
4、表中D(为本厂产品钢管的外径)及理论重量供选用者参考。
5、上述规格为直管参数,弯管、三通、异径管等其余规格可根据用户要求制作。