耐磨陶瓷管

目錄

" 耐磨陶瓷複合管綜述

" 耐磨陶瓷複合管性能特點

" 耐磨陶瓷複合管與傳統耐磨管的比較

" 與耐磨陶瓷複合管相關的其他材料

工業耐磨管的磨損一直是影響安全文明生產的一個因素，隨著科學技術不斷發展，材料也不斷創新，相繼出現鑄石、鑄鋼、合金、粘貼陶瓷等材料。其中管道內襯氧化鋁陶瓷以其高耐磨性、高硬度、耐氧化、耐腐蝕性好和極高的耐高低溫強度性能，已成為一種應用最廣泛耐磨材料，佔據了世界特種陶瓷市場份額(耐磨材料)的80%左右。

自 1996年我公司自主研發了“華星”牌耐磨彎頭及襯板以來，致力於該項目生產和研究已達十餘年，目前各項性能指標已處於國際領先水平。產品已銷往全國30多個省市的400餘家客戶，廣泛分佈在火電、鋼鐵、冶鍊、水泥、機械、煤炭、礦山、化工、港口碼頭等磨損嚴重的行業。

在國外，工業企業普遍採用耐磨陶瓷做防磨內襯，包括日本京瓷（KYOCERA）,九州工業及德國BMW 等知名企業均採用高鋁瓷製作襯板和耐磨零部件。國外進口設備，大部分都是用這種耐磨陶瓷複合管，如華能德州發電廠、華能濟寧發電廠一期、中華聊城發電廠等廠。

剛玉層維氏硬度高達1100—1500（洛氏硬度為90-98），相當於鎢鈷硬金。耐磨性比碳鋼管高20倍以上，它比通常粘接而成的剛玉砂輪性能優越得多。目前，使用山東華星電力輔機有限公司生產的陶瓷內襯複合鋼管的數十家火電廠實踐表明：陶瓷內襯複合鋼管抗磨損能力高，抗流體沖刷能力強。

在一次風管中，彎管磨損最快，陶瓷內襯複合鋼管彎管的耐磨性比厚壁的耐磨鑄鋼彎管提高5倍以上。在實踐中，陶瓷內襯複合鋼管使用1-2年後打開觀察並測量，複合層均無明顯的磨損或脫落，在相同規格和單位長度的管道方面，陶瓷內襯複合鋼管重量只有耐磨鑄鋼管或雙金屬複合管的1/2左右，其每米工程造價降低30-40%，只有鑄石管和稀土耐磨鋼管重量的2/5左右，每米工程造價降低20%以上。

在腐蝕或高溫場所下使用的陶瓷內襯複合鋼管，其價格只有不鏽鋼管、鎳鈦管的幾分之一 陶瓷內襯複合鋼管除應用於燃煤電廠除灰、排渣、送粉、回粉外，還廣泛用於以下行業： 1、礦山： 1.1煤炭工業中水煤漿、洗煤泥、礦山充填料、礦煤粉 1.2金屬礦山：精礦和尾礦的管道輸送。 2、冶金： 2.1鋼鐵廠的煉鐵的高爐噴煤、輸渣等管道、 2.2鍊鋼的輸送鐵合金、爐外精鍊等優選的管道。 3、水泥廠：旋窯濕法生產線的生料漿輸送、煤粉輸送、提升機的下料、混凝土輸送管道。

1. 耐磨性能優異，連續使用10年以上時間

經中南工大粉末冶金研究所測定，特種陶瓷的耐磨性相當於錳鋼的266倍，高鉻鑄鐵的171.5倍，耐磨性極好。耐磨陶瓷複合彎頭在制粉系統的應用極大的減輕了設備的磨損，根據十餘年的現場運行經驗，耐用時間至少10年以上，減少維修頻次和費用。

2. 內襯陶瓷強度高、硬度高、重量輕

經中科院上海硅酸鹽研究所測定，我公司生產的剛玉陶瓷洛氏硬度為HRA90-98，硬度遠高於耐磨鋼和不鏽鋼。密度僅為鋼鐵的一半，陶瓷彎管重量僅為耐磨鋼彎管的1/3，便於安裝與更換。

4. 內壁光滑，不堵粉料

耐磨陶瓷複合管經高溫燒結，結構緻密，研磨除毛刺處理后表面光潔。陶瓷複合彎管內壁平整光滑不堵粉料。

耐磨陶瓷複合管與其他耐磨管的比較

耐磨彎頭能得到市場的青睞並不斷取代一些傳統的防磨材料，根本原因在於其優異的產品品質，以及在與傳統防磨材料，如鑄石、鑄鋼和離心澆注陶瓷材料相比所具有的多方面優勢。

(一) 性能比較

1. 鑄石

以前每個廠的彎頭大部分都是使用鑄石彎頭，這種材料的特點是易碎、開裂，而且磨損面背包，壁厚25-35毫米，有的近40毫米，內側短時間磨破開裂后，煤粉隨著縫隙向外側磨損，其壽命也就只有一個大修期。而且內部常有氣孔，易留隱患，一旦磨穿，現場無法修補。

2. 鑄鋼

鑄鋼（包括合金鋼）廣泛應用在防磨領域，其製造工藝相對簡單。但由於材料本身性能的局限和工藝的限制，鑄鋼材料的表面硬度（約60）遠低於陶瓷（80以上），耐磨性能僅相當於陶瓷的幾十分之一至更低，（具體數據參見中南大學粉末冶金所的磨損試驗報告和日本九州工業陶瓷研究所的噴射磨損試驗結果），用其製造的彎頭有投運一年多就磨穿的情況。此外，鑄鋼管道厚度大，非常笨重，且含碳量高，可焊性比較差，需現場對焊縫熱處理，給現場的安裝維修帶來相當大的困難。

3. 粘貼陶瓷管

該工藝採用自蔓延離心澆注的方法成型，主要利用物質自身化學反應，放熱燃燒產生高溫，在燃燒波蔓延過程中合成新物質的技術。

此種方法成型的陶瓷複合管內表面置換出陶瓷層，與碳鋼、錳鋼鋼管相比，耐磨性能有一定程度的提高，但是由於反應的溫度不高（平均不超過1200℃），反應時間短，還原出來的氧化鋁還停留在低溫相β-Al2O3，並沒有能夠轉換為高溫相α-Al2O3（轉變溫度超過1300℃）。耐磨複合陶瓷管95陶瓷，氧化鋁含量不低於95%,而且全部是高溫相α-Al2O3，燒結溫度高達1670℃，確保材料品質。從實際防磨的效果來看，耐磨陶瓷複合管的耐用時間是貼片耐磨管的5倍以上。

(二) 價格比較

目前市場彎頭的價格是：合金管每噸1.8萬元左右，鑄石管每噸1.3萬元，耐磨貼片管每噸1.7萬元。這幾類彎頭特別重，它們是以重量來謀利潤。也就是說，一個合金彎頭的價格是耐磨陶瓷複合彎頭的兩倍，用一個合金彎頭的錢，可以買兩個耐磨陶瓷彎頭，耐磨陶瓷彎頭的使用壽命是這種合金彎頭的2-3倍，用價格與使用壽命比，也就是用1/5的合金彎頭的錢買一個耐磨陶瓷複合彎頭。

例如：2×600MW超臨界機組送粉管道，管徑為φ530×10，一個90°彎頭，彎曲半徑R=1700mm，採用鑄鋼彎頭或雙金屬複合彎頭，重量為W=1700kg，全部彎頭總重（2台爐）約為500～600噸；而採用耐磨陶瓷複合彎頭，其重量僅為W=450kg左右，全部彎頭總重（2台爐）約為110～130噸；對比可看出，採用耐磨陶瓷複合彎頭，最直接的是使彎頭重量大幅下降，投資至少節約200萬以上（鑄鋼彎頭或雙金屬複合彎頭單價按1.5萬元/每噸），還不包括重量下降使得煤倉間土建構架梁荷載的降低所帶來的經濟效益，以及支吊架材料的節省所帶來的經濟效益。

以上從性能和價格上對幾種材質的彎管進行了對比，可見耐磨彎頭無論是初期投入還是運行費用都是最具性價比的！

貼片耐磨陶瓷管道：採用鋁熱-離心法使陶瓷和金屬有機的結合，鋁熱-離心法製備內襯陶瓷鋼管利用反應自身放熱產生的高溫使反應產物熔融並在離心力作用下發生分離，形成內襯氧化鋁陶瓷的鋼管。自蔓延複合管道：陶瓷粉+氧化鐵粉+氧化鎂粉按比例混合(主要成分是氧化鐵，黑色)，把管道兩端封口，加入粉末，管道旋轉，電子點火，用離心的方法燒結在管道內壁。整體煅燒式陶瓷管道：按照模具，把陶瓷粉燒結成陶瓷管道，然後和鋼管結合到一起。陶瓷管外壁和鋼管內壁是用特製填充料(水泥或環氧樹脂)澆注在鋼管內部組裝而成，然後等靜壓成型。