CN101922590A - 一种耐磨耐热耐腐蚀复合管道及制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种耐磨耐热耐腐蚀复合管道,属物料输送管道。包括碳钢管道,在碳钢管道的内壁上通过真空负压铸渗工艺将高铬铸铁合金与多孔SiC陶瓷高温复合于碳钢管道内表面,获得耐磨耐热耐腐蚀复合内管。有益效果是:耐磨耐热耐腐蚀复合管道具有多孔SiC陶瓷分布均匀、体积分数可控,复合层本身及与碳钢管道1的复合均为冶金结合,不会产生材料的碎裂或剥落,复合管道重量减轻,耐磨性能是同等厚度金属基体高铬铸铁合金的3倍左右。
Description
技术领域
本发明涉及一种物料输送管道,具体是一种耐磨耐热耐腐蚀复合管道及制造方法。
背景技术
冶金、煤炭、化工、水利、环保、石油化工、矿山、、电力和地热能源等工业领域存在液/固、气/固的矿石、煤浆、泥砂、石灰石、固体废料等物料输送工况,传统的物料输送管道有双金属复合管、陶瓷内衬管及铸石管。其中,铸石管存在厚度厚、体积大、铸石易碎裂等缺陷,随着双金属复合管和陶瓷内衬管的大量应用,铸石管已逐渐被淘汰。双金属复合管目前主要采用碳钢/高铬合金材料,由于重量重也逐渐被淘汰。陶瓷内衬管主要分自蔓延燃烧陶瓷内衬管和陶瓷贴片两种,前者内衬管陶瓷成形厚度薄,组织疏松、孔洞率高;后者内衬陶瓷贴片易产生崩溃式剥落,从而导致管道磨穿等问题,特别是对于小口径管道,陶瓷贴片法工艺无法实现。
发明内容
为了克服上述现有复合管的缺点,本发明提供一种耐磨耐热耐腐蚀复合管道及制造方法,具有复合厚度可控,制作成本低,耐磨、耐热、耐腐蚀等优点。
本发明采用的技术方案是:一种耐磨耐热耐腐蚀复合管道,包括碳钢管道,其特征是在碳钢管道的内壁上复合有耐磨耐热耐腐蚀的多孔SiC陶瓷复合层,多孔SiC陶瓷复合层是与碳钢管道内径相配合的多孔SiC陶瓷管,多孔SiC陶瓷管通过高铬铸铁合金结合层牢固接合于碳钢管道内壁上。
一种耐磨耐热耐腐蚀复合管道的制造方法,具体步骤是:先将多孔SiC陶瓷管用细钉固定支撑于碳钢管道内侧,多孔SiC陶瓷管与碳钢管道间留有2~3mm的间隙;然后通过真空负压铸渗工艺将高铬铸铁合金熔液铸渗于间隙中,冷却后形成高铬铸铁合金结合层使多孔SiC陶瓷复合于碳钢管道内表面上。
由于采用了上述技术方案,本发明的有益效果是:(1)多孔SiC陶瓷具有耐磨、耐热、耐腐蚀等优越性能;(2)铸造高铬合金具有较好的耐磨、耐热、耐腐蚀等性能;(3)复合于高铬合金中的多孔SiC陶瓷分布均匀、体积分数可控;(4) 由于复合层是在高温下制作,因此复合层本身及与碳钢管道1的复合均为冶金结合,不会产生材料的碎裂或剥落;(5)由于多孔SiC陶瓷厚度可控,因此复合层厚度可控,可减少复合管道重量。(6)火电厂输煤工况下本发明复合管道的耐磨性能(同等厚度)是金属基体高铬铸铁合金的3倍左右。
附图说明
下面结合附图对本发明做进一步详细说明。
图1是耐磨耐热耐腐蚀复合管道结构示意图;
图2是多孔SiC陶瓷复合层结构图。
图中:1、碳钢管道,2、多孔SiC陶瓷复合层,3、高铬铸铁合金结合层。
具体实施方式
如图1所示,耐磨耐热耐腐蚀复合管道包括碳钢管道1,厚度8~10mm;厚度为6~8mm的多孔SiC陶瓷管2通过高铬铸铁合金结合层3牢固复合于碳钢管道1内壁上。高铬铸铁合金结合层(3)的厚度为2~3mm。
如图2所示,多孔SiC陶瓷管2为多孔结构。
制造方法是:先将多孔SiC陶瓷管2用细钉固定支撑于碳钢管道1内壁上,且与碳钢管道1间留有间隙2~3mm。受陶瓷制作工艺限制,多孔SiC陶瓷由多段组合;然后通过真空负压铸渗工艺用高铬铸铁合金将多孔SiC陶瓷高温复合于碳钢管道1内表面获得耐磨耐热耐腐蚀复合管道。
所述碳钢管道1材料化学成分见表1所示。
表1外结构普通碳钢材料化学成分(wt%)
所述铸造高铬合金的配料成分重量百分比(wt%)为:2.6~3.0%C、0.6~0.8%Si、0.6~1.0%Mn、0~0.03%S、0~0.03%P、28.0~30.0%Cr、0.3~1.0%Mo、0.5~1.5%Cu、0.2~0.5%B、其余为Fe;一种优化的配料成分重量百分比(wt%)为2.8%C、0.8%Mn、0.8%Si、0~0.03%S、0~0.03%P、29.0%Cr、0.8%Mo、1.0%Cu、0.2%B、其余为Fe;另一种优化的配料成分重量百分比(wt%)为2.9%C、1.0%Mn、0.6%Si、0~0.03%S、0~0.03%P、28.0%Cr、0.6%Mo、0.8%Cu、0.3%B、其余为 Fe。
本发明的复合管道具有多孔SiC陶瓷分布均匀、体积分数可控,复合层本身及与碳钢管道1的复合均为冶金结合,不会产生材料的碎裂或剥落,复合管道重量减轻等优点,经火电厂输煤工况下试验,复合管道的耐磨性能(同等厚度)是金属基体高铬铸铁合金的3倍左右。
Claims (5)
1.一种耐磨耐热耐腐蚀复合管道,包括碳钢管道(1),其特征是在碳钢管道(1)的内壁上复合有耐磨耐热耐腐蚀的多孔SiC陶瓷复合层(2)。
2.根据权利要求1所述的耐磨耐热耐腐蚀复合管道,其特征是多孔SiC陶瓷复合层(2)是与碳钢管道(1)内径相配合的多孔SiC陶瓷管,多孔SiC陶瓷管通过高铬铸铁合金结合层(3)牢固接合于碳钢管道内壁上。
3.根据权利要求2所述的耐磨耐热耐腐蚀复合管道,其特征是多孔SiC陶瓷管的厚度为6~8mm。
4.根据权利要求2所述的耐磨耐热耐腐蚀复合管道,其特征是高铬铸铁合金结合层(3)的厚度为2~3mm。
5.一种耐磨耐热耐腐蚀复合管道的制造方法,其特征是:具体步骤是:先将多孔SiC陶瓷管用细钉固定支撑于碳钢管道内侧,多孔SiC陶瓷管与碳钢管道间留有2~3mm的间隙;然后通过真空负压铸渗工艺将高铬铸铁合金熔液铸渗于间隙中,冷却后形成高铬铸铁合金结合层使多孔SiC陶瓷复合于碳钢管道内表面上。
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