CN101844431B - 一种陶瓷高分子内衬复合管道加工方法及其复合管道 - Google Patents

Abstract

本发明介绍了一种陶瓷高分子内衬复合管道加工方法及其复合管道，以金属管作为支架材料，以耐磨、防腐的高分子材料和陶瓷片作为衬里层，用胶粘剂将陶瓷片粘接在高分子材料表面，然后将其制成软管，外表面涂上胶粘剂，通入到金属管内，把软管的一端密封，从另一端通入高压气体，这样软管在压力的作用下贴合在金属管上，胶粘剂将陶瓷和高分子材料制成的软管撑起黏合在金属管内壁。本发明克服了管道内径较小、弯管等复杂管路无法施工的缺点；将金属、高分子材料和陶瓷结合，高强度、高耐磨、高防腐，可代替金属管道，使用寿命长，广泛用于冶金、矿山、电业、化工等工业排渣、排气管道系统。

Description

一种陶瓷高分子内衬复合管道加工方法及其复合管道

技术领域

本发明涉及一种复合材料领域技术，特别是一种陶瓷高分子内衬复合管道加工方法及其复合管道。

背景技术

摩擦磨损是普遍存在的自然现象。摩擦消耗了一次能源的1/3以上，磨损是材料和设备破坏失效的三种主要方式之一，造成的损失相当于GDP的2％以上。我国是第二大能源消耗国；但单位GDP消耗能源是美国2.6倍、德国4.0倍、日本4.6倍。我国在节省能耗和资源方面具有很大的发展空间。目前国内外水泥厂、钢铁厂、发电厂、石化厂、矿山、煤矿等输送矿石粉、煤粉、渣粉、石油等普遍采用钢制管道，但是钢制管道不耐磨、易腐蚀，使用寿命短，停产更换频繁，严重影响经济效益。为提高管道的耐磨耐腐蚀性能，延长管道的使用寿命，目前国内外普遍采用在钢制管道内浇注耐磨料、贴陶瓷贴片或耐磨塑料片，以上方法由于耐磨料的性能和贴片整体性能不好，其使用寿命并没有很大改善，尤其对于直径小于1m或弯管等复杂管道，贴片法无法人工施工。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种陶瓷高分子内衬复合管道加工方法及其复合管道，克服在钢制管道内浇注耐磨料、贴陶瓷贴片或耐磨塑料片导致耐磨料的性能和贴片整体性能不好，使用寿命短，尤其对于直径小于1m或弯管等复杂管道无法人工施工等不足，实现复合管道具有耐磨、、防腐，使用寿命长等特点的技术目的。

为了实现解决上述技术问题的目的，本发明采用了如下技术方案：

一种陶瓷高分子内衬复合管道加工方法，以金属管作为支架材料，以耐磨、防腐的高分子材料和陶瓷片作为衬里层，用胶粘剂将陶瓷片粘接在高分子材料表面，然后将其制成软管，外表面涂上胶粘剂，通入到金属管内，把软管的一端密封，从另一端通入高压气体，这样软管在压力的作用下贴合在金属管上，胶粘剂将陶瓷和高分子材料制成的软管撑起黏合在金属管内壁。

所述的金属管是钢管或合金管。

所述的陶瓷为氧化物陶瓷、碳化物陶瓷、氮化物陶瓷。

所述高分子材料可以是橡胶、尼龙或聚氨酯。

本发明的陶瓷高分子内衬复合管道加工方法，陶瓷片间留有相同的间隙，间隙视陶瓷片的厚度不同而不同，一般可以在0.2-0.5mm之间，陶瓷片一般规格为12×5×2、50×25×8、50×50×10，其间的弧度采用5×5×2、10×10×10、10×10×8的陶瓷片过渡即可。这样陶瓷片间的空隙很小，陶瓷片间的腐蚀也比较轻微。

一种本专利所述方法加工的陶瓷高分子内衬复合管道，以金属管作为支架材料，以耐磨、防腐的高分子材料和陶瓷片作为衬里层，陶瓷片和高分子材料通过胶粘剂结合在一起，陶瓷片位于软管内表面，软管的外表面通过胶粘剂和金属管内壁结合。

所述的金属管是钢管或合金管。

所述的陶瓷为氧化物陶瓷、碳化物陶瓷、氮化物陶瓷。

所述高分子材料可以是橡胶、尼龙和聚氨酯。

本本专利所述方法加工的陶瓷高分子内衬复合管道，陶瓷片间留有相同的间隙，间隙视陶瓷片的厚度不同而不同，一般可以在0.2-0.5mm之间，陶瓷片一般规格为12×5×2、50×25×8、50×50×10，其间的弧度采用5×5×2、10×10×10、10×10×8的陶瓷片过渡即可。

这些技术方案，也可以互相组合或者结合，从而达到更好的技术效果。例如，不同的金属管、陶瓷、高分子材料可以组合在一起，都属于本专利的技术方案范围。

在工业生产中，经常需要使用金属陶瓷复合管道。但是，金属管路是比较常用的，规格和尺寸也比较多；金属陶瓷复合管道由于使用范围和成本所限，规格和尺寸较少。实践中，经常遇到急需使用金属陶瓷复合管道，但是却找不到尺寸或者材料合适的产品的情形，但是，金属管的规格和型号却是很丰富的，货源也比较充足。对于直径大于一米的直管路，可以采用人工在金属管内部贴陶瓷片的方法临时制备，但是对于直径小于一米的管路以及弯管，则很难操作。使用机器人，成本很高，在我国国情下也不现实。使用本发明的技术方案，可以很容易的找到所需材料，满足实际应用的需要。特别适用于管路维修、应急管路铺设等紧迫性强、工期紧急的场合。而且，有的管路中还存在有有毒物质，不易清理干净，传统的人工贴片法，操作条件恶劣，作业土人长期接触有毒溶剂以及管路的有毒物质，无法长时间工作，又无法佩戴保护装置，很容易发生伤害事故。

本专利制备的复合管道的内衬被磨损、腐蚀后，可以在原旧金属管道的基础上修复后继续使用，高分子材料、陶瓷材料相当于金属材料寿命的8-10倍，又进一步节约了资金。

通过采用上述技术方案，本发明具有以下的有益效果：

本发明克服了管道内径较小、弯管等复杂管路无法施工的缺点；同时该复合管道将金属、高分子材料和陶瓷三者的特性结合在一起，具有高强度、高耐磨、高防腐的特点。该产品可以代替原来的金属管道，使用寿命长，因此可广泛用于冶金、矿山、电业、化工等工业排渣、排气管道系统，可以提高这些行业的生产效率、节约停产更换时间，增加综合经济效益。

具体实施方式

实施例1

制作φ118×9的复合管。选用φ118×5的无缝钢管，采用12×5×2的氧化铝陶瓷片，用磷酸二氢铝粘接剂将陶瓷片粘合在厚度为2mm的橡胶层上，将其制为φ108×4mm内层为氧化铝陶瓷片的软管，将软管外壁均匀涂上磷酸二氢铝粘接剂，然后通入到钢管内，将软管一端密封，然后在另一端通入压力为2.0MPa的氮气将软管撑起，恒压维持24时，待橡胶、氧化铝陶瓷和钢管充分粘接在一起，卸除压力即可制得复合管道。

实施例2

制作

130×14的复合管。选用

130×2的无缝钢管，采用50×50×10的碳化硅陶瓷片，用环氧树脂将陶瓷片粘合在厚度为2mm的尼龙层上，将其制为

126×12mm内层为尼龙的软管，将软管外壁均匀涂上环氧树脂粘接剂，然后通入到钢管内，27将软管一端密封，然后在另一端通入压力为2.0MPa的氮气将软管撑起，恒压维持24时，待橡胶、碳化硅陶瓷和钢管充分粘接在一起，卸除压力即可制得复合管道。

实施例3

制作

96×7的复合管，选用

96×3的无缝钢管，采用12×5×2的氮化硅陶瓷片，用磷酸-氧化铜粘接剂将陶瓷片粘合在厚度为2mm的聚氨酯层上，将其制为

90×4mm内层为聚氨酯的软管，将软管外壁均匀涂上磷酸-氧化铜粘接剂，然后通入到钢管内，将软管还一端密封，然后在另一端通入压力为2.0MPa的氮气将软管撑起，恒压维持24时，待橡胶、氮化硅陶瓷和钢管充分的粘接在一起，卸除压力即可制得复合管道。

实施例4

制作

118×15的复合弯管，弯曲角度为50度。选用

118×5的无缝钢管，采用50×25×8的氧化铝陶瓷片，用磷酸二氢铝将陶瓷片粘合在厚度为2mm的橡胶层上，将其制为

108×10mm的内层为氧化铝陶瓷片的软管，将软管外壁均匀涂上磷酸二氢铝粘接剂，然后通入到钢管内，将软管一端密封，然后在另一端通入压力为2.0MPa的氮气将软管撑起，恒压维持24时，待橡胶、氧化铝陶瓷和钢管充分粘接在一起，卸除压力即可制得复合管道。

对比例1

某矿山矿粉输送，工作温度50℃，管道压力6-7公斤，矿粉粒度80-200目。普通无缝钢管使用寿命3-4月，实施例1复合管使用寿命2-3年。同时减少了停产更换管道时间，增加综合经济效益；另外复合管道的内衬被磨损后，可以在原旧金属管道的基础上修复后继续使用。

对比例2

某矿山矿浆输送，工作温度0-30℃，管道压力10公斤，矿浆PH＝10-12。普通无缝钢管使用寿命2-3月，实施例2复合管使用寿命1-2年。同时减少了停产更换管道时间，增加综合经济效益；另外复合管道的内衬被磨损、腐蚀后，可以在原旧金属管道的基础上修复后继续使用。

对比例3

某电厂粉煤灰排放管线，工作温度40℃，管道压力8-10公斤，矿粉粒度80-100目。普通无缝钢管使用寿命3-4月，实施例3复合管使用寿命2-3年。同时减少了停产更换管道时间，增加综合经济效益；另外复合管道的内衬被磨损后，可以在原旧金属管道的基础上修复后继续使用。

实施例4

某化工厂化学水管线，工作温度25℃，管道压力6公斤，PH＝4-6。普通无缝钢管使用寿命5-6月，实施例4复合管使用寿命3-4年。同时减少了停产更换管道时间，增加综合经济效益；另外复合管道的内衬被磨损、腐蚀后，可以在原旧金属管道的基础上修复后继续使用。

本发明的长度单位，如无特别说明，均是mm。

Claims (6)

1.一种陶瓷高分子内衬复合管道加工方法，其特征是：以金属管作为支架材料，以耐磨、防腐的高分子材料和陶瓷片作为衬里层，用胶粘剂将陶瓷片粘接在高分子材料表面，然后将其制成软管，软管外表面涂上胶粘剂，通入到金属管内，把软管的一端密封，从另一端通入高压气体，软管在压力的作用下贴合在金属管上，胶粘剂将陶瓷片和高分子材料制成的软管撑起黏合在金属管内壁；所述的高分子材料是橡胶、尼龙或聚氨酯。

2.根据权利要求1所述陶瓷高分子内衬复合管道加工方法，其特征是：所述的金属管是钢管或合金管。

3.根据权利要求1所述陶瓷高分子内衬复合管道加工方法，其特征是：所述的陶瓷为氧化物陶瓷、碳化物陶瓷或氮化物陶瓷。

4.一种权利要求1所述陶瓷高分子内衬复合管道加工方法制备的复合管道，其特征是：以金属管作为支架材料，以耐磨、防腐的高分子材料和陶瓷片作为衬里层，陶瓷片和高分子材料通过胶粘剂结合在一起，陶瓷片位于软管内表面，软管的外表面通过胶粘剂和金属管内壁结合；所述的高分子材料是橡胶、尼龙或聚氨酯。

5.根据权利要求4所述复合管道，其特征是：所述的金属管是钢管或合金管。

6.根据权利要求4所述复合管道，其特征是：所述的陶瓷为氧化物陶瓷、碳化物陶瓷或氮化物陶瓷。