耐磨彎頭

陶瓷復(fù)合管由于內(nèi)襯層為剛玉陶瓷（a-AL2O3），莫氏硬度可達9.0相當于HRC90以上。因此對冶金、電力、礦山、煤炭等行業(yè)所輸送的磨削性介質(zhì)均具有高耐磨性。經(jīng)工業(yè)運行證實：其耐磨壽命是淬火鋼的十倍甚至幾十倍。

SHS陶瓷復(fù)合管由于內(nèi)表面光滑、且永不銹蝕，也不象無縫鋼管內(nèi)表面有凸狀螺旋線存在。經(jīng)有關(guān)檢測單

位對內(nèi)表面粗糙度及清水阻力特性測試，其內(nèi)表面光滑度優(yōu)于任何金屬管道，清阻力系數(shù)為0.0193，比無縫管稍低。因此該管具有運行阻力小等特點，可減少運行費用。

由于該鋼陶瓷層為（a-AL2O3），屬中性特質(zhì)。因此具有耐酸堿和耐海水腐蝕，并同時具有防垢等特性。

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--900℃溫度范圍內(nèi)長期正常運行。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，因為使用壽命長，從而支吊架費用、搬運費、安裝費以及運行費用降低。經(jīng)有關(guān)設(shè)計院和施工單位工程預(yù)算和工程實際比較，該管工程造價與鑄石相當，與耐磨合金管相比，工程造價下降20%　左右。

由于該管重量輕，且焊接性能好。因此可采用焊接、法蘭、快速聯(lián)結(jié)等方式，施工安裝方便，且可減少安裝費用。

耐磨彎頭廣泛分布在火電、鋼鐵、冶煉、水泥、機械、煤炭、礦山、化工、港口碼頭等磨損嚴重的行業(yè)。

在國外，工業(yè)企業(yè)普遍采用耐磨陶瓷做防磨內(nèi)襯，包括日本京瓷（KYOCERA）,九州工業(yè)及德國BMW 等知名企業(yè)均采用高鋁瓷制作襯板和耐磨零部件。國外進口設(shè)備，大部分都是用這種耐磨彎頭，如華能大連發(fā)電廠、華能岳陽發(fā)電廠一期、國華三河發(fā)電廠、大唐徒河發(fā)電廠、江蘇利港發(fā)電廠等廠，耐磨彎頭出廠就裝貼耐磨陶瓷。

耐磨彎頭是采用特制的耐溫強力膠將特種剛玉耐磨陶瓷片粘貼在鋼管彎頭內(nèi)部，解決了火電、冶金、鋼鐵、水泥等行業(yè)輸料彎頭部分磨損嚴重的問題，同時采用鋼管彎頭和耐磨陶瓷片粘貼綜合解決的辦法，便于快速更換和施工。

根據(jù)工作條件不同，生產(chǎn)工藝也有所不同，可采用直接粘貼法、螺栓裝卡法或一體成型法。

其中管道一體成型法（RHS）是采用精選的氧化鋁微粒，用各種成型方法燒制出內(nèi)襯管道，然后用特制填充料將一體成型管道澆筑在鋼管內(nèi)部。該種方法成型的管道有別于自熳燃技術(shù)成型的陶瓷復(fù)合管，其內(nèi)襯陶瓷晶體與貼片陶瓷完全相同。其優(yōu)點是管道內(nèi)壁光滑、具有非常好的耐磨性能，適合對管道材質(zhì)要求高的輸渣及除灰系統(tǒng)。

螺栓裝卡法是采用粘合劑粘貼、陶瓷片互壓互插、螺栓裝卡三重固定的陶瓷裝配方法。由于采用三重固定方法，陶瓷與設(shè)備已成為一體，即使在1000℃以上的高溫運行，陶瓷也不會脫落。

近年來隨著我國電力建設(shè)的加速發(fā)展和新技術(shù)新材料的不斷推廣，耐磨彎頭已應(yīng)用到國內(nèi)幾十家新建電廠工程上,使用效果良好，得到大力推廣。

密度 ≥3.6 g/cm3

洛氏硬度 ≥85 HRA

抗壓強度 ≥850 Mpa

斷裂韌性KΙC ≥4.8MPa·m1/2

抗彎強度 ≥290MPa

導(dǎo)熱系數(shù) 20W/m.K

熱膨脹系數(shù)： 7.2×10-6m/m.K

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)濟效益顯著之特點。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、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、邢臺選煤廠等工業(yè)運行，其運行壽命是鋼管的十幾倍甚至幾十倍以上。

（1）礦山：礦山充填、精礦粉和尾礦運送對管道的磨損嚴重，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)濟效益可觀。

（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進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、含硫地熱水等腐蝕性介質(zhì)。

磨彎頭能得到市場的青睞并不斷取代一些傳統(tǒng)的防磨材料，根本原因在于其優(yōu)異的產(chǎn)品品質(zhì)，以及在與傳統(tǒng)防磨材料，如鑄石、鑄鋼和粘貼陶瓷材料相比所具有的多方面優(yōu)勢。

1. 鑄石

以前每個廠的彎頭大部分都是使用鑄石彎頭，這種材料的特點是易碎、開裂，而且磨損面背包，壁厚25-35毫米，有的近40毫米，內(nèi)側(cè)短時間磨破開裂后，煤粉隨著縫隙向外側(cè)磨損，其壽命也就只有一個大修期。而且內(nèi)部常有氣孔，易留隱患，一旦磨穿，現(xiàn)場無法修補。

2. 鑄鋼

鑄鋼（包括合金鋼）廣泛應(yīng)用在防磨領(lǐng)域，其制造工藝相對簡單。但由于材料本身性能的局限和工藝的限制，鑄鋼材料的表面硬度（約60）遠低于陶瓷（80以上），耐磨性能僅相當于陶瓷的幾十分之一至更低，（具體數(shù)據(jù)參見中南大學(xué)粉末冶金所的磨損試驗報告和日本九州工業(yè)陶瓷研究所的噴射磨損試驗結(jié)果），用其制造的彎頭有投運一年多就磨穿的情況。此外，鑄鋼管道厚度大，非常笨重，且含碳量高，可焊性比較差，需現(xiàn)場對焊縫熱處理，給現(xiàn)場的安裝維修帶來相當大的困難。

3. 粘貼陶瓷片

微觀縫隙多，質(zhì)脆易碎，容易局部脫落失效，而且脫落后修補困難。

目前市場彎頭的價格是：合金每噸1.8萬元左右，鑄石彎頭每噸1.3萬元，粘貼每噸1.7萬元。這幾類彎頭特別重，它們是以重量來謀利潤。也就是說，一個合金彎頭的價格是耐磨陶瓷彎頭的兩倍，用一個合金彎頭的錢，可以買兩個耐磨陶瓷彎頭，耐磨陶瓷彎頭的使用壽命是這種合金彎頭的2-3倍，用價格與使用壽命比，也就是用1/5的合金彎頭的錢買一個耐磨陶瓷彎頭。

例如：2×600MW超臨界機組送粉管道，管徑為φ530×10，一個90°彎頭，彎曲半徑R=1700mm，采用鑄鋼彎頭或雙金屬復(fù)合彎頭，重量為W=1700kg，全部彎頭總重（2臺爐）約為500～600噸；而采用內(nèi)襯陶瓷耐磨陶瓷彎頭，其重量僅為W=450kg左右，全部彎頭總重（2臺爐）約為110～130噸；對比可看出，采用內(nèi)襯陶瓷片耐磨陶瓷彎頭，最直接的是使彎頭重量大幅下降，投資至少節(jié)約200萬以上（鑄鋼彎頭或雙金屬復(fù)合彎頭單價按1.2萬元/每噸），還不包括重量下降使得煤倉間土建構(gòu)架梁荷載的降低所帶來的經(jīng)濟效益，以及支吊架材料的節(jié)省所帶來的經(jīng)濟效益。

以上從性能和價格上對幾種材質(zhì)的彎管進行了對比，可見自蔓燃耐磨彎頭無論是初期投入還是運行費用都是最具性價比的。

離心澆鑄復(fù)合陶瓷彎頭

離心澆鑄復(fù)合管是采用“自蔓燃高溫合成-高速離心技術(shù)”制造的復(fù)合管材，在高溫高速下形成均勻、致密且表面光滑的陶瓷層及過渡層。另外工作常溫850～900度陶瓷都不會掉落,重量較輕,復(fù)合陶瓷以硬度防磨,解決過去以厚度防磨。目前直管、彎頭、彎管、三通等在磨損嚴重行業(yè)使用效果非常好。

全稱陶瓷內(nèi)襯復(fù)合鋼管。

復(fù)合管因充分發(fā)揮了鋼管強度高、韌性好、耐沖擊、焊接性能好以及剛玉瓷高硬度、高耐磨、耐蝕、耐熱性好，克服了鋼管硬度低、耐磨性差以及陶瓷韌性差的特點。因此，復(fù)合管具有良好的耐磨、耐熱、耐蝕及抗機械沖擊與熱沖擊、可焊性好等綜合性能。是輸送顆粒物料、磨削、腐蝕性介質(zhì)等理想的耐磨、耐蝕管道。

貼片耐磨管

貼片耐磨管是用粘膠將氧化鋁陶瓷片粘貼在管道內(nèi)壁。該種產(chǎn)品制作工藝簡單，制作周期長。使用環(huán)境不得超過150度。

點焊裝卡式耐磨管

點焊裝卡式耐磨管是用耐高溫強力粘膠將中間帶孔的氧化鋁陶瓷片粘貼在管道內(nèi)壁，同時配合點焊工藝透

過小孔將陶瓷牢固地焊接在鋼管內(nèi)壁。為保護焊點，上面再旋上陶瓷蓋帽。該種產(chǎn)品制作工藝相對復(fù)雜，制作周期較長，成本較高。

經(jīng)中南工大粉末冶金研究所測定，特種陶瓷的耐磨性相當于錳鋼的266倍，高鉻鑄鐵的171.5倍，耐磨性極好。耐磨彎頭在制粉系統(tǒng)的應(yīng)用極大的減輕了設(shè)備的磨損。

經(jīng)中科院上海硅酸鹽研究所測定，我公司生產(chǎn)的剛玉陶瓷洛氏硬度為HRA80-85，硬度遠高于耐磨鋼和不銹鋼。密度僅為鋼鐵的一半。

陶瓷片粘貼在母體上,在使用過程溫度可在1000度以上,貼陶瓷使用一短時間不會脫落，輸送煤粉管道使用良好，并且得到推廣。

先制根據(jù)參數(shù)制作好耐磨彎頭，然后把制作好的耐磨襯板用高強度耐磨膠粘貼在耐磨彎頭的內(nèi)壁上。耐磨陶瓷襯板是以AL2O3為主要原料，以稀有金屬氧化物為熔劑，經(jīng)一千七百度高溫焙燒而成的特種剛玉陶瓷，再分別用特種橡膠和高強度的有機/無機粘合劑組合而成的產(chǎn)品。

火力發(fā)電廠鍋爐的煤粉輸送管道耐磨，必須、防漏、防腐蝕、防雨、防凍等因素進行設(shè)計，其中的要點是防磨損和防腐蝕，煤粉管道耐磨彎頭磨損特別嚴重，長期以來一直是電廠檢修的重點部位，該管道系統(tǒng)的綜合性能，特別是耐磨性能，直接關(guān)系到整個電廠的運營成本和經(jīng)濟效益，是新建電廠工程和檢修中必須重點考慮的問題。

針對以上情況，我們綜合以往各項研究成果，總結(jié)了歷年來煤粉管道耐磨彎頭在火電廠的使用情況，吸取國際同行業(yè)的先進經(jīng)驗，，重點是綜合考慮管道的耐磨性能、耐高溫性能和防腐性能，并從施工的便利性、較低的制造成本以及比較簡單的制作工藝出發(fā)進行綜合考慮，設(shè)計了幾種主流耐磨型式的煤粉管道耐磨彎頭，供使用單位選擇使用。

解決方案:內(nèi)襯耐磨陶瓷貼片復(fù)合型式，內(nèi)襯高鉻合金雙金屬型式，內(nèi)襯環(huán)狀碳化硅復(fù)合型式。

執(zhí)行標準:《耐磨管道技術(shù)條件》DL/T680-1999。