自蔓延高温合成(SHS)是一种在不同性质的固体中通过燃烧样放热反应同时生产无机化合物和有机化合物的方法。

SHS陶瓷内衬管的特点

自蔓延高温合成刚玉陶瓷复合钢管技术即“SHS”复合技术,是国家“863”高新技术项目,是原国家冶金工业部、电力部重点推广的新产品,该钢管由内而外由陶瓷(刚玉)层、过渡层和钢层三部分组成。

陶瓷内衬管材运输已广泛应用于电力、冶金、煤炭、石油、化工、建材、机械等行业。

  1. 良好的耐磨性
    陶瓷复合管由于内衬为刚玉陶瓷(A-al2o3),其Mo硬度可达9.0的等效HRC90。因此,冶金、电力、矿山、煤炭等行业输送的磨矿介质具有较高的耐磨性。工业运行证实,其耐磨寿命是淬火钢的10倍甚至数十倍。
  2. 操作阻力小
    SHS陶瓷复合管由于内表面光滑,永不生锈,也不像无缝钢管内部表面有凸螺旋。通过测试测试单元的内表面粗糙度和耐水特性,内表面光滑度优于任何金属管道,阻力系数为0.0193,略低于无缝管道。因此,该管具有运行阻力小的特点,可降低运行成本。

3、耐腐蚀、防结垢
因为钢的陶瓷层是(a -al2o3),所以是中性的特性。因此具有耐酸碱和海水腐蚀,同时具有防结垢等特点。

  1. 耐高温和耐热性能
    刚玉陶瓷(a -al2o3)是一种单一稳定的晶体结构。因此,复合管可以长期在-50-700℃的温度范围内工作。材料线膨胀系数为6-8×10-6/0c,约为钢管的1/2。该材料具有良好的热稳定性。
  2. 施工成本低
    陶瓷复合管重量轻,价格合适。比相同内径的铸造石管重量轻50%,比耐磨合金管重量轻20-30%,而且耐磨、耐腐蚀,由于使用寿命长,从而降低了配套吊架费用、拆卸费用、安装费用和运行费用。与设计院和建设单位的工程预算和工程实践相比,管道工程造价与铸石相当,工程造价比耐磨合金管低20%左右。
  3. 安装施工方便
    由于管体重量轻,焊接性能好。因此,焊接、法兰、快速连接等安装施工方便,并可降低安装成本。

四、其他知识
陶瓷钢管与传统钢管、耐磨合金铸钢管、铸造石管,以及钢塑料、钢橡胶管等有本质区别。陶瓷钢管外层为钢,内层为刚玉。刚玉层的维氏硬度高达100-1500(洛氏硬度为90-98),相当于钨钴硬金。耐磨性比碳钢管高20倍以上,优于通常粘结的刚玉砂轮。现在刚玉砂轮仍然是磨机的主要砂轮。陶瓷钢管中的刚玉层会磨损刚玉砂轮。陶瓷钢管的耐磨性主要靠内层几毫米厚的刚玉层,其莫氏硬度为9,仅次于金刚石和SIC,在所有氧化物中,其硬度最高。

采用SHS高温合成-离心法制备了内衬陶瓷耐磨钢管,陶瓷钢管中刚玉的熔点为2045℃,由于工艺原因,刚玉层和钢层具有特殊的结构和应力场。常温下,陶瓷层的压应力,钢层的拉应力,两者对立,成一个平衡的整体。只有当温度上升到400℃以上时,由于热膨胀系数不同,热膨胀产生的新应力场与陶瓷钢管内原有应力场相互抵消,使陶瓷层和钢层均处于自由平衡状态。当温度上升到900℃时将内胆陶瓷耐磨钢管放入水中,反复浸泡反复,复合层不开裂或开裂,显示出普通陶瓷无可比拟的抗热震性能。这种性能在施工中用处很大,因为外层是钢,除了加热内层不开裂外,在施工中,法兰、吹风、防爆门都可以焊接,也可以直接焊接连接,这比耐磨铸石管、耐磨铸钢管、稀土耐磨钢管、双金属复合管、钢管、钢橡胶管在施工中不易焊接或多焊有切屑。内胆陶瓷耐磨钢管抗机械冲击性能好,在运输、安装时拍打与两支支座之间的重物弯曲变形,复合层不脱落。
目前几十家火电厂的实践表明,内衬陶瓷钢管的耐磨性高,抗流体冲刷能力强。在第一风管中,弯管磨损最快,内胆陶瓷耐磨钢管的耐磨性比厚壁耐磨铸钢弯头高5倍以上。

在实践中,内衬陶瓷耐磨钢管打开观察和测量1 - 2年后,复合层没有明显的磨损或脱落,在相同的大小和单位长度的管道,内部衬陶瓷耐磨钢管重量只有耐磨铸钢管或双金属复合管道的1/2,每米的成本降低30 - 40%,稀土耐磨铸石管和钢管重量的2/5,每米工程成本降低20%以上。在有腐蚀性或高温的地方使用内衬陶瓷耐磨钢管,其价格仅为不锈钢管、镍钛管的零头。

流体管道输送不仅应用于电力工业,还应用于冶金、煤炭、石油、化工、建材、机械等行业。当管道运输中含有较大的研磨物料(如灰渣、煤粉、矿物细粉、尾矿水泥等)时,存在管道磨损快的问题,尤其是弯管磨损快;当在管道中输送强腐蚀性气体、液体或固体时,存在管道被腐蚀破坏迅速的问题。在输送管道中温度较高的物料时,存在耐热钢管价格非常昂贵等问题。内胆陶瓷耐磨钢管市场上,这些问题得到了解决。