客户满意  诚信为本  共创共赢

电话:13606355181 
传真:86-635-2911556 
邮箱:
sdxinliu@163.com
地址: 冠县经济开发区冉子路中段

产品中心

扫一扫

关注微信公众号

/ CONTACT US

联系我们

关于我们

版权所有© 冠县博驰耐磨管道有限责任公司 鲁ICP备19019287号

扫一扫

访问手机网站

新闻中心

/ NEWS CENTER

SHS-自蔓燃刚玉陶瓷复合钢管性能及特点

分类:
新闻中心
作者:
王洪雨
来源:
发布时间:
2019/08/03
浏览量

国家“863”高科技计划项目(863-715-21-03-01)、国家九五重点支持和推广的高技术新材料产品 - 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。

该产品于九三年通过了冶金部的成果鉴定,并通过了电力工业部,冶金工业部联合主持的大直径长直管SHS陶瓷复合钢管产品鉴定会(冶科成鉴定[2003]053)。专家一致认为:我公司SHS陶瓷复合钢管产品具有国内领先地位,达到同类产品国际九十年代先进水平。是国家九五重点推广的一种新型复合材料。

公司同冶金部钢铁研究总院共同合作,在研究开发大直径长直管复合管产品基础上,又研究开发了耐蚀、耐磨、耐热SHS-瓷复合板、环等系列异形产品。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.

 

l  SHS复合管机械性能

表一

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)

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

 

l  SHS复合管耐磨腐蚀性(按不锈钢测试标准)温度20

表二

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

 

l  SHS复合管耐酸度(按耐酸陶瓷标准ZBG94C03-86)

表三

材料

10% HCL+10% H2SO4+10%HZO390加热5小时

耐酸陶瓷

80%

SHS 复合管

96-98%

 

l  SHS复合管耐酸性能

表四

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、寿命长、安装方便、经济效益显著之特点。经金川有色金属总公司、攀枝花钢铁公司、唐钢矿业公司、鞍钢矿业公司、电厂、山东聊城电厂、山西阳城电厂、贵州安顺电厂、华能重庆珞璜电厂、西柏坡电厂等工业运行,其运行寿命钢管的十几倍甚至几十倍以上。

 

 

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如攀枝花、大冶矿等使用寿命不到一年,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

      SHS陶瓷复合管由于内表面光滑、且永不锈蚀,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。因此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%,且耐磨、耐蚀性好,因为使用寿命长,从耐支吊架费用、搬运费、安装费以及运行费用降低。经有关设计院和施工单位工程预算和工程实际比较,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、快速联结等方式,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:见表5

SHS-自蔓钢燃陶瓷复合钢管与耐磨合金管、铸石管性能比较  见表5

   表五

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- AL2O390%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+FeO14-17%

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

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

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,管道与管道中心线要对正,确保两端面对接准确,两端面错位量要控制在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。如下图所示

 

 

 

 

 

 

 

8.      由于复合管焊接性能优良,因此管道联结

 

9.      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P2-4 mm,不留间隙,宜采用小电焊接。如下图所示

 

 

五、      内衬耐磨陶瓷复合钢管规格

 

六、      定货须知

1.     直管定货时须提供复合管的内径、外径、壁厚、长度。

2.     弯管定货时须提供内径、外径、壁厚、角度、弯曲半径及两端加长尺寸。

3.     各种非标弯管、大小头定货时须提供图纸及尺寸。

4.     陶瓷是由离心技术自蔓燃而形成陶瓷厚度精确值±1mm