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    陶瓷復合耐磨管性能特點

    2018-11-07

           陶瓷鋼管與傳統的鋼管、耐磨合金鑄鋼管、鑄石管以及鋼塑、鋼橡管等有著本質性區別。陶瓷鋼管外層是鋼管,內層是剛玉。剛玉層維氏硬度高達100—1500(洛氏硬度為90-98),相當于鎢鈷硬金。耐磨性比碳鋼管高20倍以上,它比通常粘接而成的剛玉砂輪性能優越得多。

           現在剛玉砂輪仍是各種磨床削淬火鋼主要砂輪。陶瓷鋼管中剛玉層可把剛玉砂輪磨損掉。陶瓷鋼管抗磨損主要是靠內層幾毫米厚的剛玉層,其莫氏硬度為9,僅次于金剛石和碳化硅,在所有氧化物中,它的硬度是最高的。

    表1 耐磨陶瓷管的物理機械性能

    材料硬度HV壓潰強度(1)
    MPa
    比重 g/cm3抗壓剪切強度(2)
    MPa
    **粗糙度
    mm
    線膨脹系數(3)
    X10-6K-1
    耐磨陶瓷管1100~1400350~4004.6~4.7含過渡層15DN≤150為0.35
    DN>150為0.12
    8.5~9
    20#鋼管1494117.85
    新的0.05~0.1
    舊的0.4~0.6
    14~15

    注:
    (1)無縫鋼管厚8mm,陶瓷層和過渡層總厚度2.5-3.5mm,從管外把管內陶瓷壓碎時的強度。
    (2)在耐磨陶瓷管軸向把陶瓷層從無縫鋼管內壓出時的強度。
    (3)溫度范圍-30~~500℃.

    表二、耐磨陶瓷管抗熱沖擊性能和抗機械沖擊性能。

    材料

    抗機械沖擊數(1)

    抗熱沖擊出現裂紋的淬水次數(2)

    200℃

    300℃

    450℃

    700℃

    1000℃

    1100℃

    陶瓷鋼管

    15次以上

    10次以上

    9次

    6次

    5次

    3次

    1次出現小裂紋和剝落

    耐熱陶瓷

    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)耐磨陶瓷管總厚度9mm,機械能50J,點接觸管體內陶瓷層生產裂紋的沖擊次數。
    (2)在各給定溫度下加熱5分鐘淬水,再加熱再淬水……

    表三、輸送鐵礦精粉耐磨對比試驗。

    材料

    時間

    磨損掉尺寸mm

    平均年磨損率mm/a

    平均年磨損率比值

    耐磨陶瓷管

    1994年4月~1997年4月

    0.12

    0.04

     

    20#碳鋼管÷耐磨陶瓷管=175

     

    20#碳鋼管

    1994年~1997年4月

    翻身一次換管一次共21mm

    7

    注:
    (1)該礦重選車間管道,礦石粒度〈2mm重量濃度30%。
    (2)耐磨陶瓷管外徑φ219,厚8mm,陶瓷層厚4mm,20#碳鋼管厚9mm。
    (3)此對比試驗目前仍在繼續進行,比值175只是根據三年實踐的推算數據。

    表四、火電廠送粉管路不同材質彎管對比試驗
    工況:10 萬KW機組,使用煤碳灰達45%,每管每小時送粉42噸

    材料

    規格

    使用說明

    20#碳鋼管

    DN350×10

    11個月磨穿

    高鉻合金鑄鋼管

    DN350×25

    11個月磨穿

    夾套式鑄石管

    DN350×55

    使用23個月磨穿

    耐磨陶瓷管

    DN350×14

    使用24個月磨損掉0.2mm

    表五、火電廠氣力除灰管路不同材料彎管對比試驗
    工況:氣力輸送干灰,74噸/時,流速20m/s,濃度28%,位置在進灰度拐彎處。

    材料

    規格

    使用說明

    20#碳鋼管

    DN150×10

    3個月磨穿

    高鉻合金鑄鋼管

    DN150×20

    5個月磨穿

    夾套式鑄石管

    DN150×50

    使用12個月磨穿

    耐磨陶瓷管

    DN150×11

    使用12個月磨損掉0.15mm


    表六、耐磨陶瓷管耐蝕性(按不銹鋼測試標準,30天,室溫)

     

    材料

    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

    耐磨陶瓷管

    0.056

    0.032

    0.021

    0.047

    0.022

    0.42

    -0

    -0

    不銹鋼
    1Cr18Ni9Ti

    >1

    0.1

    1.8

    <0.1

    <0.1

    -

    0.1

    -

    表七、耐磨陶瓷管在各種濃度硫酸中耐蝕性(30天,室溫)

    硫酸濃度

    10%

    20%

    30%

    40%

    50%

    60%

    70%

    80%

    耐磨陶瓷管

    晶介腐蝕速度
    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

    /

    /

    /

    /



    晶介腐蝕速度
    mm/a

    0.021

    /

    /

    0.04

    5.0

    /

    /

    0.46

    失重
    g/m2*h

    1.8

    /

    /

    /

    4.6

    /

    /



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