耐磨彎頭?性能

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(dá)9.0相當(dāng)于HRC90以上。因此對(duì)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(yùn)行證實(shí)：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(wú)縫鋼管內(nèi)表面有凸?fàn)盥菪€存在。經(jīng)有關(guān)檢測(cè)單

位對(duì)內(nèi)表面粗糙度及清水阻力特性測(cè)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(wú)縫管稍低。因此該管具有運(yùn)行阻力小等特點(diǎn)，可減少運(yùn)行費(fèi)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(shí)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(zhǎng)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(zhǎng)，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。

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(fèi)用。

密度 ≥3.6 g/cm3

洛氏硬度 ≥85 HRA

抗壓強(qiáng)度 ≥850 Mpa

斷裂韌性KΙC ≥4.8MPa·m1/2

抗彎強(qiáng)度 ≥290MPa

導(dǎo)熱系數(shù) 20W/m.K

熱膨脹系數(shù)： 7.2×10-6m/m.K

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(guò)渡層。另外工作常溫850～900度陶瓷都不會(huì)掉落,重量較輕,復(fù)合陶瓷以硬度防磨,解決過(guò)去以厚度防磨。目前直管、彎頭、彎管、三通等在磨損嚴(yán)重行業(yè)使用效果非常好。

全稱(chēng)陶瓷內(nèi)襯復(fù)合鋼管。

復(fù)合管因充分發(fā)揮了鋼管強(qiáng)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(diǎn)。因此，復(fù)合管具有良好的耐磨、耐熱、耐蝕及抗機(jī)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(jiǎn)單，制作周期長(zhǎng)。使用環(huán)境不得超過(guò)150度。

點(diǎn)焊裝卡式耐磨管

點(diǎn)焊裝卡式耐磨管是用耐高溫強(qiáng)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(shí)配合點(diǎn)焊工藝透

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

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

在國(guó)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(guó)BMW 等知名企業(yè)均采用高鋁瓷制作襯板和耐磨零部件。國(guó)外進(jìn)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(yáng)發(fā)電廠一期、國(guó)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(qiáng)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(yán)重的問(wèn)題，同時(shí)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(diǎn)是管道內(nèi)壁光滑、具有非常好的耐磨性能，適合對(duì)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(yùn)行，陶瓷也不會(huì)脫落。

近年來(lái)隨著我國(guó)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(guó)內(nèi)幾十家新建電廠工程上,使用效果良好，得到大力推廣。

經(jīng)中南工大粉末冶金研究所測(cè)定，特種陶瓷的耐磨性相當(dāng)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(cè)定，我公司生產(chǎn)的剛玉陶瓷洛氏硬度為HRA80-85，硬度遠(yuǎn)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(guò)程溫度可在1000度以上,貼陶瓷使用一短時(shí)間不會(huì)脫落，輸送煤粉管道使用良好，并且得到推廣。

磨彎頭能得到市場(chǎng)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(shì)。

1. 鑄石

以前每個(gè)廠的彎頭大部分都是使用鑄石彎頭，這種材料的特點(diǎn)是易碎、開(kāi)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(shí)間磨破開(kāi)裂后，煤粉隨著縫隙向外側(cè)磨損，其壽命也就只有一個(gè)大修期。而且內(nèi)部常有氣孔，易留隱患，一旦磨穿，現(xiàn)場(chǎng)無(wú)法修補(bǔ)。

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(duì)簡(jiǎn)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(yuǎn)低于陶瓷（80以上），耐磨性能僅相當(dāng)于陶瓷的幾十分之一至更低，（具體數(shù)據(jù)參見(jiàn)中南大學(xué)粉末冶金所的磨損試驗(yàn)報(bào)告和日本九州工業(yè)陶瓷研究所的噴射磨損試驗(yàn)結(jié)果），用其制造的彎頭有投運(yùn)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(chǎng)對(duì)焊縫熱處理，給現(xiàn)場(chǎng)的安裝維修帶來(lái)相當(dāng)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(bǔ)困難。

目前市場(chǎng)彎頭的價(jià)格是：合金每噸1.8萬(wàn)元左右，鑄石彎頭每噸1.3萬(wàn)元，粘貼每噸1.7萬(wàn)元。這幾類(lèi)彎頭特別重，它們是以重量來(lái)謀利潤(rùn)。也就是說(shuō)，一個(gè)合金彎頭的價(jià)格是耐磨陶瓷彎頭的兩倍，用一個(gè)合金彎頭的錢(qián)，可以買(mǎi)兩個(gè)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(jià)格與使用壽命比，也就是用1/5的合金彎頭的錢(qián)買(mǎi)一個(gè)耐磨陶瓷彎頭。

例如：2×600MW超臨界機(jī)組送粉管道，管徑為φ530×10，一個(gè)90°彎頭，彎曲半徑R=1700mm，采用鑄鋼彎頭或雙金屬?gòu)?fù)合彎頭，重量為W=1700kg，全部彎頭總重（2臺(tái)爐）約為500～600噸；而采用內(nèi)襯陶瓷耐磨陶瓷彎頭，其重量?jī)H為W=450kg左右，全部彎頭總重（2臺(tái)爐）約為110～130噸；對(duì)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(wàn)以上（鑄鋼彎頭或雙金屬?gòu)?fù)合彎頭單價(jià)按1.2萬(wàn)元/每噸），還不包括重量下降使得煤倉(cāng)間土建構(gòu)架梁荷載的降低所帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益，以及支吊架材料的節(jié)省所帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益。

以上從性能和價(jià)格上對(duì)幾種材質(zhì)的彎管進(jìn)行了對(duì)比，可見(jiàn)自蔓燃耐磨彎頭無(wú)論是初期投入還是運(yùn)行費(fèi)用都是最具性?xún)r(jià)比的。

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(zhǎng)、安裝方便、經(jīng)濟(jì)效益顯著之特點(diǎn)。經(jīng)山東聊城昌潤(rùn)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(mén)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。

（1）礦山：礦山充填、精礦粉和尾礦運(yùn)送對(duì)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(zhǎng)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(zhǎng)壽輸送管，經(jīng)濟(jì)效益可觀。

（1）該管不污染和不粘聯(lián)熔融鋁液。制造對(duì)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)。

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(qiáng)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(qiáng)度的有機(jī)/無(wú)機(jī)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(jìn)行設(shè)計(jì)，其中的要點(diǎn)是防磨損和防腐蝕，煤粉管道耐磨彎頭磨損特別嚴(yán)重，長(zhǎng)期以來(lái)一直是電廠檢修的重點(diǎn)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(gè)電廠的運(yùn)營(yíng)成本和經(jīng)濟(jì)效益，是新建電廠工程和檢修中必須重點(diǎn)考慮的問(wèn)題。

針對(duì)以上情況，我們綜合以往各項(xiàng)研究成果，總結(jié)了歷年來(lái)煤粉管道耐磨彎頭在火電廠的使用情況，吸取國(guó)際同行業(yè)的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，，重點(diǎn)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(jiǎn)單的制作工藝出發(fā)進(jìn)行綜合考慮，設(shè)計(jì)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(biāo)準(zhǔn):《耐磨管道技術(shù)條件》DL/T680-1999。