CN105002494B - 硅铝合金复合材料管道 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及管道技术领域，具体涉及一种用于换热器的复合材料管道，更确切的说是涉及一种应用于焦炉上升管换热器中的硅铝合金复合材料管道，包括具有内壁的管体，在管体的内壁设置有耐磨耐腐耐高温层，所述耐磨耐腐耐高温层由硅铝合金耐磨材料和纳米防腐耐高温耐磨材料构成。本发明具有耐高温、耐磨、耐腐蚀，使用寿命长的优点，且能够满足余热资源节能回收利用周期短、效果好的要求。
Description
技术领域
本发明涉及管道技术领域，具体涉及一种用于换热器的复合材料管道，更确切的说是涉及一种应用于焦炉上升管换热器中的硅铝合金复合材料管道。
背景技术
炼焦工艺流程中产生的余热资源的高效回收利用，是建立资源节约、环境友好的绿色焦化厂节能的主要方向，也是降低焦炉能耗的主要途径之一。如何寻找一种合理的材料来代替焦炉上升管，同时满足高温、耐磨、耐腐蚀的要求，是更好的利用余热的关键。
但是，由于现有的一般碳钢管道不能经受住焦炉荒煤气的高温和其腐蚀性气体，从而导致一般材质的上升管本体在使用一段时间过后出现腐蚀变形、穿透等现象，无法胜任焦炉长时间的安全运行。
现在，有部分采用高级合金材料管道来解决耐高温、耐磨、耐腐蚀的问题，经过测算，材料成本太高，对于余热资源的回收利用的回收周期相对加长，效果大打折扣。
发明内容
针对上述技术问题，本发明提供一种耐高温、耐磨、耐腐蚀的硅铝合金复合材料管道，其具有使用寿命长，且能够满足余热节能资源回收利用周期短、效果好的要求。
实现本发明目的的技术方案如下：
硅铝合金复合材料管道，包括具有内壁的管体，在管体的内壁设置有耐磨耐腐耐高温层，所述耐磨耐腐耐高温层由硅铝合金耐磨材料和纳米防腐耐高温耐磨材料构成。
进一步地，所述硅铝合金耐磨材料覆在管体内壁形成内层，所述纳米防腐耐高温耐磨材料覆在硅铝合金耐磨材料形成的内层表面构成内表层。
进一步地，所述硅铝合金耐磨材料与纳米防腐耐高温耐磨材料的的重量配比92％-95％：5％-8％。
所述硅铝合金耐磨材料由二氧化硅、氧化铁、铝粉组成，其中，硅的含量占12％-15％，氧化铁的含量占61％-65％，其他的含量20％-26％。
所述纳米防腐耐高温耐磨材料由单晶硅粉、硅酸铝、纳米级硅粉、纳米级氮化铝、纳米高温陶瓷微珠、过渡族元素氧化铬、氧化锆组成，其中相应成分的重量占比为5％：65％：2％：8％：13％：4％：3％。
进一步地，为了使硅铝合金耐磨材料和纳米防腐耐高温耐磨材料更好的融合，保证连接的强度，所述纳米防腐耐高温耐磨材料通过高温自蔓延技术熔接在硅铝合金耐磨材料内层的表面。
采用了上述技术方案，在管体内壁设置耐磨耐腐耐高温层，且耐磨耐腐耐高温层由硅铝合金耐磨材料和纳米防腐耐高温耐磨材料构成，这样结构的管道能够达到如下技术效果：
(1)由于在管道内壁设置了耐磨耐腐耐高温层，这样在装配到焦炉上升管换热器中后，可以保证焦炉长期、安全、稳定地连续生产，从而连续稳定地回收利用焦炉上升管荒煤气的显热；
(2)设置在管道内的耐磨耐腐耐高温层厚度较小，这样最大限度的利用了原有管道的内径空间，不改变上升管的荒煤气的流通面积，保证在存在大量荒煤气的时候，荒煤气的顺畅流动，有利于上升管的安全生产运行，同时也保证了能够连续稳定的产出蒸汽；
(3)将硅铝合金材料和纳米防腐耐高温耐磨材料通过合理的配比，通过在金属管道内利用自蔓延燃烧工艺将硅铝合金耐磨材料和纳米防腐耐高温耐磨材料烧制得到的，起到耐磨耐高温和耐腐蚀的作用，效果更佳。
(4)本发明的一种硅铝合金复合材料管道，其纳米防腐耐高温耐磨层的应用，提高了管道的导热性能，有利于换热器的热传递。
附图说明
图1为本发明管道的横截面结构示意图；
图2为本发明管道的轴向截面结构示意图；
附图中，1为管体，2为耐磨耐腐耐高温层，3为内层，4为内表层。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参见图1、2，硅铝合金复合材料管道，包括具有内壁的管体1，在管体的内壁设置有耐磨耐腐耐高温层2，耐磨耐腐耐高温层由硅铝合金耐磨材料和纳米防腐耐高温耐磨材料构成。具体实施中，硅铝合金耐磨材料覆在管体内壁形成内层3，即硅铝合金耐磨材料覆在管体内壁形成完全覆盖管体内壁的内层，内层与管体内壁固定形成一体；纳米防腐耐高温耐磨材料覆在硅铝合金耐磨材料形成的内层表面构成内表层4。其中，硅铝合金耐磨材料与纳米防腐耐高温耐磨材料的的重量配比92％-95％：5％-8％。实施中，硅铝合金耐磨材料与纳米防腐耐高温耐磨材料的的重量配比可为92％：8％或93％：7％或94％：6％或95％：5％。纳米防腐耐高温耐磨材料形成的内表层是通过高温自蔓延技术熔接在由硅铝合金耐磨材料形成的内层表面上，完全覆盖住内层表面。
其中，硅铝合金耐磨材料由二氧化硅、氧化铁、铝粉组成，其中，硅的含量占12％-15％，氧化铁的含量占61％-65％，其他的含量20％-26％。具体实施中，硅的含量占可为12％、13％、14％、15％；氧化铁的含量占61％、62％、63％、64％、65％；其他成分的含量为20％、21％、22％、23％、24％、25％、26％。
纳米防腐耐高温耐磨材料由单晶硅粉、硅酸铝、纳米级硅粉、纳米级氮化铝、纳米高温陶瓷微珠、过渡族元素氧化铬、氧化锆组成，其中相应成分的重量占比为5％：65％：2％：8％：13％：4％：3％。
Claims (3)
1.硅铝合金复合材料管道，包括具有内壁的管体，其特征在于，在管体的内壁设置有耐磨耐腐耐高温层，所述耐磨耐腐耐高温层由硅铝合金耐磨材料和纳米防腐耐高温耐磨材料构成；
所述硅铝合金耐磨材料覆在管体内壁形成内层，所述纳米防腐耐高温耐磨材料覆在硅铝合金耐磨材料形成的内层表面构成内表层；
所述硅铝合金耐磨材料与纳米防腐耐高温耐磨材料的的重量配比92％-95％：5％-8％；
所述硅铝合金耐磨材料由二氧化硅、氧化铁、铝粉组成，其中，硅的含量占12％-15％，氧化铁的含量占61％-65％，其他的含量20％-26％。
2.根据权利要求1所述的硅铝合金复合材料管道，其特征在于，所述纳米防腐耐高温耐磨材料由单晶硅粉、硅酸铝、纳米级硅粉、纳米级氮化铝、纳米高温陶瓷微珠、过渡族元素氧化铬、氧化锆组成，其中相应成分的重量占比为5％：65％：2％：8％：13％：4％：3％。
3.根据权利要求1所述的硅铝合金复合材料管道，其特征在于，所述纳米防腐耐高温耐磨材料通过高温自蔓延技术熔接在硅铝合金耐磨材料内层的表面。
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