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技术问答

耐磨复合管的生产工艺及其优势

时间:2015-06-27 21:54来源:未知 作者:admin 点击:
  
摘要:耐磨复合管是目前主要市场上应用最多的耐磨管,下面介绍一下复合管的生产工艺及其优势。
耐磨复合管是采用自蔓延高温合成——离心法制造的。就是把无缝钢管放在离心机的管模内,在钢管内加入氧化铁粉和铝粉混合物,这种混合物在化学中称为铝热剂,离心机管模旋转达到一定速度后,经一火星点燃铝热剂,铝热剂立即自己燃烧,燃烧波迅速蔓延,在蔓延时发生如下剧烈的化学反应:    
2Al+Fe2O3=Al2O3+2Fe+836KJ   
3Fe3O4+8Al=4Al2O3+9Fe+3265KJ    

图(1)铝热反应的高温发光图

铝热剂反应后生成物为稳定型α-Al2O3(即刚玉)和铁,同时放出大量热量。这些热量如在绝热条件下,绝热温度可达到3753K和3509K,它使钢管内原来物料以及反应后的生成物,即使是熔点为2045℃的刚玉也都全部变成熔液。由于反应非常迅速,只有数秒钟,熔融反应物在离心力作用下,迅速按比重大小进行分离,铁的比重(7.85g/cm3)为Al2O3比重(3.95g/cm3)的两倍,较重的铁被离心力甩到钢管内壁,较轻的Al2O3则分布在铁的内层。由于钢管迅速吸热和传热,Al2O3和Fe很快达到凝固点,分层凝固。最后形成的耐磨复合管从内到外分别为刚玉瓷层,以铁为主的过度层,以及外部的钢管层,高温熔融的铁液和Al2O3液,与钢管内壁接触,使钢管内壁外于半溶状态,使铁层与钢管形成冶金结合,铁层与刚玉瓷层间也形成牢固结合,其结合压剪强度(即在轴向把陶瓷层压出时强度)≥15MPa;耐磨复合管压溃强度(即从管外把管内陶瓷压碎时的强度)≥350MPa;

图(2)自蔓延工艺生产的耐磨复合管

耐磨复合管与传统管道相比的优势    

图(3)采用高温反应工艺生产的耐磨复合管作为喷煤枪头

耐磨复合管与传统的钢管、耐磨合金铸钢管、铸石管以及钢塑、钢橡管等有着本质性区别。耐磨复合管外层是无缝钢管,内层是刚玉。刚玉层硬度高达 HV1100-1400,相当于钨钴硬质合金,耐磨性比碳钢管高20倍以上。耐磨复合管抗磨损主要是靠内层几毫米厚的刚玉层,这比耐磨合金铸钢管、铸石管既靠成分和组织,又靠厚度来抗磨已经有了质的飞跃。  耐磨复合管迅速占领市场,除质量高、性能好外,还在于它的性能价格比高于其他耐磨耐蚀耐热管材。在相同规格和单位长度的耐磨复合管方面,陶瓷耐磨管重量只有耐磨合金铸钢管的二分之一左右,其每米工程造价降低20%-30%;只有铸石管重量三分之一,每米降低工程造价 5%-10%;在腐蚀或高温场合下使用的耐磨复合管,其价格只有不锈钢管、镍钛管的几分之一。

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