CN1126828C - 一种耐蚀、耐磨微晶玻璃内衬复合钢管制备方法 - Google Patents

一种耐蚀、耐磨微晶玻璃内衬复合钢管制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN1126828C
CN1126828C CN 00129553 CN00129553A CN1126828C CN 1126828 C CN1126828 C CN 1126828C CN 00129553 CN00129553 CN 00129553 CN 00129553 A CN00129553 A CN 00129553A CN 1126828 C CN1126828 C CN 1126828C
Authority
CN
China
Prior art keywords
steel pipe
thermite
glass
composite steel
devitrified glass
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN 00129553
Other languages
English (en)
Other versions
CN1288978A (zh
Inventor
梁开明
王双喜
张献辉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tsinghua University
Original Assignee
Tsinghua University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tsinghua University filed Critical Tsinghua University
Priority to CN 00129553 priority Critical patent/CN1126828C/zh
Publication of CN1288978A publication Critical patent/CN1288978A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1126828C publication Critical patent/CN1126828C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Coating By Spraying Or Casting (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)

Abstract

本发明涉及一种高铝微晶玻璃内衬复合钢管制备方法，首先将粉状铝热剂装入待涂覆的钢管中，将钢管装入离心机，开动离心机并逐渐加速，以使铝热剂粉料均匀的贴在钢管内壁，保持匀速旋转并将玻璃熔体注入钢管，点燃铝热剂，保持恒速后逐渐减速，停机后使钢管保温后冷却至室温，即为本发明的复合钢管。本发明的复合钢管具有良好的耐蚀、耐磨性能。产品耐外部冲击性能高且易于连接，适于长距离管道输送。

Description

一种耐蚀、耐磨微晶玻璃内衬复合钢管制备方法
技术领域    本发明涉及一种耐蚀、耐磨微晶玻璃内衬复合钢管制备方法，属于无机涂层及合成技术领域。
背景技术    石油、化工和冶金等部门的设备需要大量的耐蚀、耐磨的管道，现有的金属管材难以满足上述要求。例如，由于原油的高腐蚀性和其所含泥沙对管道的磨蚀，其输送管道需要具有较高的耐蚀、耐磨性能。若选用耐蚀性能优越的不锈钢钢管，其耐磨性能较差；若选用陶瓷内衬复合钢管，其耐磨性能优异，但由于裂纹、连通气孔等缺陷，以及陶瓷层中存在易腐蚀相致使其耐蚀性差，难以满足使用要求。微晶玻璃具有很高的致密性和良好的耐蚀、耐磨性，制造微晶玻璃内衬复合钢管是提高产品寿命的有效方法。
1981年日本的Odawara等采用铝热—离心法制造陶瓷内衬复合钢管，并申请了一系列专利：J58188591、J59218841、J59083983、J61079226、J61079777、J62086172、J63089680。其基本原理是Al、Mg等金属元素与氧化铁等氧化物发生剧烈反应，在没有外来热源的情况下反应自动蔓延并得到熔融的氧化物陶瓷产物。由于产物的陶瓷相与金属铁的比重差异较大且二者互不相溶，在离心力的作用下陶瓷与金属相互分离并在钢管内表面形成陶瓷层。但是由于难以消除内衬层中的裂纹和连通气孔以及易蚀相，该产品难以满足耐蚀性能的要求。
发明内容    本发明的基本目的是：利用铝热剂的反应产物和热量，与外加的玻璃熔体一起形成高铝玻璃熔体，在外界机械离心力的作用下，在钢管内壁形成致密的高铝玻璃涂层，通过一定的热处理，获得耐蚀、耐磨的微晶玻璃内衬复合钢管。
本发明提出的微晶玻璃内衬复合钢管制备方法，包括以下步骤：
(1)将粉状铝热剂(如Fe2O3+Al，CuO+Al等)装入待涂覆的钢管中，铝热剂加入量与随后加入的玻璃熔体的重量比为1∶0.46～3，两者的总加入量与钢管重量之比为1∶2～4。
(2)将钢管装入离心机，开动离心机并逐渐加速至1200--2000转/分钟，以使铝热剂粉料均匀的贴在钢管内壁。
(3)保持匀速旋转并将玻璃熔体注入钢管，点燃铝热剂，形成液态Al2O3和金属元素，Al2O3与玻璃熔体混溶。在离心力的作用下，金属与玻璃分层。
(4)保持恒速10--15分钟，然后逐渐减速。停机后使钢管在400～800℃下保温25～50分钟。冷却至室温，即为耐蚀、耐磨的微晶玻璃内衬复合钢管。
本发明制造的微晶玻璃内衬复合钢管具有良好的耐蚀、耐磨性能。产品耐外部冲击性能高且易于连接，适于长距离管道输送。复合钢管压溃强度为280-340MPa，微晶玻璃层的硬度不低于1100HV，最高可达1500HV，显气孔率低于5％。室温下，在20％H2SO4中的腐蚀失重为0.00037mg/cm2.h~0.00065mg/cm2.h，比不锈钢低约4个数量级。
用本发明制备的复合钢管具有钢管+金属中间层+微晶玻璃的三层结构。随铝热剂添加量的增加，外层钢管与中间层由机械结合转为冶金结合。中间层与内衬微晶玻璃均为机械结合。
本发明所用铝热剂可以是任何高放热的、能生成Al2O3的反应剂(Al粉+氧化物粉)，所用玻璃熔体既可以是任何成分的普通玻璃，也可以是矿渣玻璃。根据对耐磨或耐蚀的不同要求，铝热剂的加入量与玻璃熔体的重量比可在0.40~4之间变化。
微晶玻璃层中无明显裂纹，气孔均为分散的封闭小孔，因而其耐蚀性优良。
根据对耐蚀、耐磨的不同侧重，可以选择不同相对量的铝热剂和玻璃熔体，玻璃熔体的成分和种类也可适当调整。
具体实施方式
实施例1：
将400g铝热剂(Al粉+Fe2O3粉)按化学配比混合均匀后，装入内径为φ148mm、长200mm，厚度为5mm的钢管中。启动离心机至1700转/分钟，使铝热剂均匀分布于钢管的内壁，在高速旋转的钢管中用导管加入1200g的熔融钠硅玻璃，铝热剂引燃并生成熔融的Al2O3。在离心力作用下熔融的Al2O3迅速溶入玻璃熔体中形成高铝玻璃熔体。保持高速旋转10分钟，然后逐渐减速。停机后取下钢管并在750℃保温45分钟，炉冷至室温即可获得高铝微晶玻璃复合钢管。在钢管内壁形成的微晶玻璃层厚度约7mm，表面光洁无裂纹，硬度为1200HV。微晶玻璃内衬钢管的压溃强度为310MPa，室温下在20％H2SO4中的腐蚀失重为0.00037mg/cm2.h。
实施例2：
将650g铝热剂(Al粉+Fe2O3粉)按化学配比混合均匀后，装入内径为φ148mm、长200mm，厚度为5mm的20钢管中，启动离心机至1700转/分钟，使铝热剂均匀分布于钢管的内壁，在高速旋转的钢管中外加300g的熔融钠硅玻璃，铝热剂引燃并生成熔融的Al2O3。在离心力作用下，熔融的Al2O3迅速与玻璃熔体混合形成高铝玻璃熔体。保持高速旋转10分钟，然后逐渐减速。停机后取下钢管并在450℃保温25分钟，即可获得陶瓷—高铝微晶玻璃复合钢管。在钢管内壁形成的微晶玻璃层以陶瓷相为主，厚度约4mm，表面光洁无裂纹，硬度达1400HV。用30％SiO2泥浆冲蚀80h，失重率为20钢管的1/12。
实施例3：
将600g铝热剂(Al粉+Fe2O3粉)按化学配比混合均匀后，装入内径为φ168mm、长200mm，厚度为5mm的20钢管中，启动离心机使铝热剂均匀分布于钢管的内壁，在高速旋转的钢管中外加1000g的熔融尾矿玻璃，铝热剂引燃并生成熔融的Al2O3。在离心力作用下熔融的Al2O3迅速溶入玻璃熔体中形成高铝玻璃熔体。保持高速旋转10分钟，然后逐渐减速。停机后取下钢管并在550℃保温30分钟，即可获得高铝微晶玻璃复合钢管。在钢管内壁形成的微晶玻璃层厚度约6mm，表面光洁无裂纹，硬度为1320HV。微晶玻璃内衬钢管的压溃强度为325MPa，室温下在30％SiO2泥浆中冲蚀80h，失重率为20钢管的1/10。

Claims (1)

1、一种微晶玻璃内衬复合钢管制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
(1)将粉状铝热剂装入待涂覆的钢管中，铝热剂加入量与随后加入的玻璃熔体的重量比为1∶0.46～3，两者的总加入量与钢管重量之比为1∶2～4；
(2)将钢管装入离心机，开动离心机并逐渐加速至1200--2000转/分钟，以使铝热剂粉料均匀的贴在钢管内壁；
(3)保持匀速旋转并将玻璃熔体注入钢管，点燃铝热剂，形成液态Al2O3和金属元素，Al2O3与玻璃熔体混溶，在离心力的作用下，金属与玻璃分层；
(4)保持恒速10～15分钟，然后逐渐减速，停机后使钢管在400～800℃下保温25～50分钟，冷却至室温，即为耐蚀、耐磨的微晶玻璃内衬复合钢管。
CN 00129553 2000-10-09 2000-10-09 一种耐蚀、耐磨微晶玻璃内衬复合钢管制备方法 Expired - Fee Related CN1126828C (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 00129553 CN1126828C (zh) 2000-10-09 2000-10-09 一种耐蚀、耐磨微晶玻璃内衬复合钢管制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 00129553 CN1126828C (zh) 2000-10-09 2000-10-09 一种耐蚀、耐磨微晶玻璃内衬复合钢管制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1288978A CN1288978A (zh) 2001-03-28
CN1126828C true CN1126828C (zh) 2003-11-05

Family

ID=4593584

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN 00129553 Expired - Fee Related CN1126828C (zh) 2000-10-09 2000-10-09 一种耐蚀、耐磨微晶玻璃内衬复合钢管制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN1126828C (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102995003A (zh) * 2012-12-05 2013-03-27 江阴东大新材料研究院 制备精密陶瓷内衬复合钢管的自蔓延离心刮涂方法
CN104377372A (zh) * 2014-09-05 2015-02-25 中国科学院上海应用物理研究所 固体氧化物燃料电池/电解池用通气管及其制备方法
CN107417138B (zh) * 2017-06-28 2020-05-15 嘉兴晟源工业设计有限公司 一种金属玻璃复合管的制备方法
CN110756759B (zh) * 2018-07-28 2022-03-29 泰安特夫德新材料科技有限公司 利用钢渣离心铸造复合钢管的方法和复合钢管
CN113186486A (zh) * 2020-01-14 2021-07-30 泰安特夫德新材料科技有限公司 利用高炉渣离心铸造复合钢管的方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN1288978A (zh) 2001-03-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10247271B2 (en) Sintered friction material for a friction lining
CN1029352C (zh) 耐蚀耐磨陶瓷内衬钢管制造技术
CN102815950A (zh) 添加纳米添加剂制备陶瓷内衬复合钢管的反应物料
CN1126828C (zh) 一种耐蚀、耐磨微晶玻璃内衬复合钢管制备方法
CN101774801A (zh) 采用自蔓延高温合成制备陶瓷复合钢管的反应物料
CN1317425C (zh) 一种制备金属陶瓷内衬复合钢管的方法
JPH05201772A (ja) 表面上に結合した耐火物体を形成するための混合物及び方法
CN100366582C (zh) 含防氧化剂“C-TiN复合粉体”的镁碳砖及其生产方法
CN1111211C (zh) 一种防腐耐磨的微晶玻璃内衬复合钢管的制备方法
CN110756759B (zh) 利用钢渣离心铸造复合钢管的方法和复合钢管
JPS5934470B2 (ja) 複合構造管の製造法
CN1290770A (zh) 一种高铝微晶玻璃内衬复合管的制备方法
CN103411096A (zh) 一种大口径耐磨耐蚀三元复合变径管的制作方法
CN103572285A (zh) 一种陶瓷内衬复合钢管的加工方法
CN1128947C (zh) 一种耐蚀耐磨陶瓷复合金属管件的制造技术
JPS6156191B2 (zh)
JPH03501245A (ja) 鋳造要素の被覆材料
CN101922590A (zh) 一种耐磨耐热耐腐蚀复合管道及制造方法
CN1226451C (zh) 陶瓷复合钢管的制造工艺
CN2572172Y (zh) 内衬陶瓷大口径钢直管
CN1051752C (zh) 离心自蔓燃法制取陶瓷衬管所用原料的配方
CN1302705A (zh) 一种微晶玻璃内衬复合铸管的制备方法
Wang et al. Hercynite‐Free Ceramic Liner for Composite Steel Pipe Made Using a Self‐Propagating High‐Temperature Synthesis Gravitational‐Thermite Process
CN113186486A (zh) 利用高炉渣离心铸造复合钢管的方法
JPS5917347B2 (ja) 回転還元炉

Legal Events

Date Code Title Description
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C06 Publication
PB01 Publication
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C19 Lapse of patent right due to non-payment of the annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee