CN106439260B - 一种具有复合层结构的球墨铸铁管及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种具有特殊复合层球墨铸铁管，分别秤取原料25～35wt％的Al2O3，10～25wt％的TiO2wt％，余量的Cr2O3；混合后球磨获得陶瓷涂层混合原料；球墨铸铁管的表面处理后，向球墨铸铁管外表面喷涂陶瓷涂层混合原料，所述的混合原料在球墨铸铁管上单位面积上的重量为130～400g/m2；采用本发明所述方法制备的复合层球墨铸铁管，能够有效的防止其使用时，在地下或空气中被氧化，从而保护其内部离心球墨铸铁管受到氧化，起到防腐效果。制备方法简便可行；防腐效果好。内表面具有的高分子聚合物层能有效的保证各类运输液体的安全、无污染化输送。可广泛用于各种液体输送的多个技术领域。

Description

一种具有复合层结构的球墨铸铁管及其制备方法
技术领域
本发明属于球墨铸铁管技术领域，具体涉及一种内外表面具有特殊复合层球墨铸铁管及其制备方法。
背景技术
球墨铸铁是20世纪五十年代发展起来的一种高强度铸铁材料，其综合性能接近于钢，正是基于其优异的性能，已成功地用于铸造一些受力复杂，强度、韧性、耐磨性要求较高的零件。球墨铸铁已迅速发展为仅次于灰铸铁的、应用十分广泛的铸铁材料。所谓“以铁代钢”，主要指球墨铸铁。
球墨铸铁是通过球化和孕育处理得到球状石墨，有效地提高了铸铁的机械性能，特别是提高了塑性和韧性，从而得到比碳钢还高的强度。球墨铸铁除铁外的化学成分通常为：含碳量3.0～4.0％，含硅量1.8～3.2％，含锰、磷、硫总量不超过3.0％和适量的稀土、镁等球化元素。
球墨铸铁管具有铁的本质、钢的性能，防腐性能优异、延展性能好，密封效果好，安装简易、主要用于市政、工矿企业给水、输气、输油等。是供水管材的首选，具有很高的性价比。与PE管材相比，从安装时间上，球墨管比PE管安装更简单快捷，且安装后内外承压力更好；从密闭性和防腐性上来看，球墨管安装后的密闭性更好，也可以通过多种防腐手段提高防腐蚀性能；从水力性能来看，因球墨管规格一般指内径，PE管规格一般指外径，因为同等规格条件下，球墨管能实现更大的径流量；从综合安装维护造价来看，球墨管有着更加优越的性价比。
球墨铸铁管一般具有良好的外表面涂层；一般采用耐化学介质腐蚀的，包括酸碱性土壤及酸性大气腐蚀；同时具有优良的物理性能，如硬度、耐磨性、柔韧性；且露天部分耐侯性好，包括能够耐受潮湿气候及强紫外线；耐微生物及昆虫和鼠害。其埋地部分应耐植物根系穿透。因此，对于球墨铸铁管的内外层表面材质的要求随着不同环境变化，有着不一样的适应性改变，在追求产业化应用的前提下，要有适应各种具体环境的涂层改变。
现有技术中的球墨铸铁管内防腐，一般采用直埋段球墨铸铁管内防腐可采用水泥砂浆，架空段球墨铸铁管内防腐采用国家卫生部许可的饮水涂料，如IPN8710-2B饮水涂料等，涂层结构为二底二面，漆膜总厚度≥160μm，做到表面光滑，不脱落，不漏刷，无起泡。
发明内容
为制造出适应不同环境使用的球墨铸铁管，本发明设计出以下的解决技术方案，具体涉及一种具有特殊复合层球墨铸铁管及其制备方法。具体的，所述的制备方法包括以下操作步骤：
(1)分别秤取原料25～35wt％的Al2O3，10～25wt％的TiO2wt％，余量的Cr2O3；混合后球磨；球磨条件如下：球磨速度为400～800r/min，正反转交替球磨2～5小时；获得陶瓷涂层混合原料；
(2)球墨铸铁管的表面处理，外表面要经过打磨处理，去除一切附着物，除去油、水、灰尘等杂质。用干燥洁净的氮气或压缩空气将球墨铸铁管基体外表面吹干净，向球墨铸铁管外表面喷涂陶瓷涂层混合原料，所述的混合原料在球墨铸铁管上单位面积上的重量为130～400g/m2；
(3)按照传统方法采用水泥砂浆为内涂层；随后内磨内衬，打磨后的水泥内衬层达到表面光滑、无波纹和台阶即可。
(4)向球墨铸铁管的水泥砂浆内表面涂覆有机高分子内衬层
对于上述技术方案，具体情况下，所述陶瓷涂层混合原料优选的组成成分为：30～35wt％的Al2O3，20～25wt％的TiO2wt％，余量的Cr2O3；
对于上述技术方案，具体情况下，所述涂层重量的平均值优选200～400g/m2。最优选是300g/m2。
对于上述技术方案，具体情况下，所述最优选的球磨条件如下：球磨速度为800r/min，正反转交替球磨5小时；达到细化涂层颗粒，使颗粒粒度均匀的效果。
对于上述技术方案，具体情况下，所述步骤(4)有机高分子内衬层是指将聚乙烯、聚氯乙烯、ABS工程塑料、聚四氟乙烯、聚丙烯粉状物或其混合物，均匀分布在管材内壁形成内衬层。
对于上述技术方案，具体情况下，步骤(4)所述有机高分子内衬层厚度为300～2000μm。
对于上述技术方案，具体情况下，步骤(4)所述的涂覆有机高分子内衬层,是通过将有机高分子内衬材料加热至液体状，然后在保持管材转动过程中，涂布管材内壁，冷却后即可。
参照国标JB/T6073-1992进行实验室全浸腐蚀试验
室温条件下，以3.5％NaCl溶液，浸泡周期为5，15，30和大于30天后取样，经不同周期浸泡实验后的取样，用去离子水清洗掉表面附着的沉积盐，冷风吹干后，进行表面腐蚀状态观测。
经过试验结果证实，通过本发明方法制备的复合层球墨铸铁管，其经过大于30天的全浸腐蚀试验，其耐蚀性高，表面没有任何腐蚀痕迹。
本发明的创新特征是：
采用本发明所述方法制备的复合层球墨铸铁管，能够有效的防止其使用时，在地下或空气中被氧化，从而保护其内部离心球墨铸铁管受到氧化，起到防腐效果。内表面具有的高分子聚合物层能有效的保证各类运输液体的安全、无污染化输送。
采用本发明所述方法制备的复合层球墨铸铁管，制备方法简便可行；防腐效果好。可广泛用于各种液体输送的多个技术领域。
具体实施方式
下述非限制性实施例可以使本领域的普通技术人员更全面地理解本发明，但不以任何方式限制本发明。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思进行等同替换或改变均属于本发明保护范畴。
实施例1
(1)分别秤取原料25wt％的Al2O3，10wt％的TiO2wt％，余量的Cr2O3；混合后球磨；球磨条件如下：球磨速度为400r/min，正反转交替球磨5小时；获得陶瓷涂层混合原料；
(2)球墨铸铁管的表面处理，外表面要经过打磨处理，去除一切附着物，除去油、水、灰尘等杂质。用干燥洁净的氮气或压缩空气将球墨铸铁管基体外表面吹干净，向球墨铸铁管外表面喷涂陶瓷涂层混合原料，所述的混合原料在球墨铸铁管上单位面积上的重量为300g/m2；
(3)按照传统方法采用水泥砂浆为内涂层；随后内磨内衬，打磨后的水泥内衬层达到表面光滑、无波纹和台阶即可。
(4)向球墨铸铁管的水泥砂浆内表面涂覆聚乙烯内衬层。
所述步骤(4)有机高分子内衬层是指将聚乙烯均匀分布在管材内壁形成内衬层，内衬层厚度为300～2000μm。所述的涂覆有机高分子内衬层,是通过将聚乙烯原料加热至液体状，然后在保持管材转动过程中，涂布管材内壁，冷却后即可。
参照国标JB/T6073-1992进行实验室全浸腐蚀试验
室温条件下，以3.5％NaCl溶液，浸泡周期为5，15，30和大于30天后取样，经不同周期浸泡实验后的取样，用去离子水清洗掉表面附着的沉积盐，冷风吹干后，进行表面腐蚀状态观测。
经过试验结果证实，通过本发明方法制备的复合层球墨铸铁管，其经过大于30天的全浸腐蚀试验，其耐蚀性高，表面没有任何腐蚀痕迹。
内表面具有的高分子聚合物层能有效的保证各类运输液体的安全、无污染化输送。
实施例2
复合层球墨铸铁管。
(1)分别秤取原料；所述陶瓷涂层混合原料优选的组成成分为：30～35wt％的Al2O3，20～25wt％的TiO2wt％，余量的Cr2O3；
原料混合后球磨；球磨条件如下：球磨速度为800r/min，正反转交替球磨5小时；达到细化涂层颗粒，使颗粒粒度均匀的效果。
(2)球墨铸铁管的表面处理，外表面要经过打磨处理，去除一切附着物，除去油、水、灰尘等杂质。用干燥洁净的氮气或压缩空气将球墨铸铁管基体外表面吹干净，向球墨铸铁管外表面喷涂陶瓷涂层混合原料，所述的混合原料在球墨铸铁管上单位面积上的重量为130～400g/m2；
所述涂层重量的平均值300g/m2。
(3)按照传统方法采用水泥砂浆为内涂层；随后内磨内衬，打磨后的水泥内衬层达到表面光滑、无波纹和台阶即可。
(4)向球墨铸铁管的水泥砂浆内表面涂覆聚乙烯内衬层。
所述步骤(4)有机高分子内衬层是指将聚乙烯均匀分布在管材内壁形成内衬层，内衬层厚度为300～2000μm。所述的涂覆有机高分子内衬层,是通过将聚乙烯原料加热至液体状，然后在保持管材转动过程中，涂布管材内壁，冷却后即可。
参照国标JB/T6073-1992进行实验室全浸腐蚀试验
室温条件下，以3.5％NaCl溶液，浸泡周期为5，15，30和大于30天后取样，经不同周期浸泡实验后的取样，用去离子水清洗掉表面附着的沉积盐，冷风吹干后，进行表面腐蚀状态观测。
经过试验结果证实，通过本发明方法制备的复合层球墨铸铁管，其经过大于30天的全浸腐蚀试验，其耐蚀性高，表面没有任何腐蚀痕迹。
内表面具有的高分子聚合物层能有效的保证各类运输液体的安全、无污染化输送。
实施例3
(1)分别秤取原料35wt％的Al2O3，25wt％的TiO2wt％，余量的Cr2O3；混合后球磨；球磨条件如下：球磨速度为800r/min，正反转交替球磨5小时达到细化涂层颗粒，使颗粒粒度均匀的效果；获得陶瓷涂层混合原料；
(2)球墨铸铁管的表面处理，外表面要经过打磨处理，去除一切附着物，除去油、水、灰尘等杂质。用干燥洁净的氮气或压缩空气将球墨铸铁管基体外表面吹干净，向球墨铸铁管外表面喷涂陶瓷涂层混合原料，所述的混合原料在球墨铸铁管上单位面积上的重量为400g/m2；
(3)按照传统方法采用水泥砂浆为内涂层；随后内磨内衬，打磨后的水泥内衬层达到表面光滑、无波纹和台阶即可。
(4)向球墨铸铁管的水泥砂浆内表面涂覆聚乙烯内衬层。
所述步骤(4)有机高分子内衬层是指将聚乙烯均匀分布在管材内壁形成内衬层，内衬层厚度为300～2000μm。所述的涂覆有机高分子内衬层,是通过将聚乙烯原料加热至液体状，然后在保持管材转动过程中，涂布管材内壁，冷却后即可。
参照国标JB/T6073-1992进行实验室全浸腐蚀试验
室温条件下，以3.5％NaCl溶液，浸泡周期为5，15，30和大于30天后取样，经不同周期浸泡实验后的取样，用去离子水清洗掉表面附着的沉积盐，冷风吹干后，进行表面腐蚀状态观测。
经过试验结果证实，通过本发明方法制备的复合层球墨铸铁管，其经过大于30天的全浸腐蚀试验，其耐蚀性高，表面没有任何腐蚀痕迹。
内表面具有的高分子聚合物层能有效的保证各类运输液体的安全、无污染化输送。
本发明并不受上述实施方式的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本申请的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种具有复合层的球墨铸铁管的制备方法，其特征在于：包括以下操作步骤：
(1)分别秤取原料30～35wt％的Al2O3，20～25wt％的TiO2wt％，余量的Cr2O3；
(2)混合后球磨；球磨条件如下：球磨速度为800r/min，正反转交替球磨5小时；获得陶瓷涂层混合原料；
(3)球墨铸铁管的表面处理，外表面要经过打磨处理，去除一切附着物，除去油、水、灰尘等杂质，用干燥洁净的氮气或压缩空气将球墨铸铁管基体外表面吹干净；
(4)向球墨铸铁管外表面喷涂陶瓷涂层混合原料，所述的混合原料在球墨铸铁管上单位面积上的重量为200～400g/m2；
(5)按照传统方法采用水泥砂浆为内涂层；随后内磨内衬，打磨后的水泥内衬层达到表面光滑、无波纹和台阶；
(6)向球墨铸铁管的水泥砂浆内表面涂覆有机高分子内衬层；所述有机高分子内衬层厚度为300～2000μm；所述的涂覆有机高分子内衬层,是通过将有机高分子内衬材料加热至液体状，然后在保持管材转动过程中，涂布管材内壁，冷却后即可。
2.根据权利要求1所述的具有复合层的球墨铸铁管的制备方法，其特征在于：步骤(6)所述有机高分子内衬层是指将聚乙烯、聚氯乙烯、ABS工程塑料、聚四氟乙烯、聚丙烯粉状物或其混合物，均匀分布在管材内壁形成内衬层。
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