SHS自燃陶瓷复合管的特性

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。

耐磨性好

陶瓷复合管由于采用刚玉陶瓷(a-AL2O3)，莫氏硬度9.0以上相当于HRC90以上。因此，对于冶金、电力、采矿、煤炭等行业输送的磨料介质具有很高的耐磨性。经工业运行证实，其磨损寿命是淬火钢的十倍甚至十几倍。

操作阻力小

SHS陶瓷复合管材不像无缝钢管内表面的凸螺旋线，因为内表面光滑，从不腐蚀。对相关试验单元的内表面粗糙度和耐清水特性进行了测试。内表面的光滑度优于任何金属管。净阻力系数为0.0193，略低于无缝管。因此，该管具有运行阻力小的特点，可降低运行成本。

腐蚀、防垢

由于钢的陶瓷层是(a- al2o3)，所以具有中性特性。因此耐酸碱和海水腐蚀，还具有防结垢性能。

耐温性和耐热性

由于刚玉陶瓷(a- al2o3)，它是单一稳定的晶体结构。因此，复合管可以在-50—700℃的长期温度范围内正常运行。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。

这个项目的成本很低

陶瓷复合管重量轻，价格实惠。比相同内径的铸石管轻50%;它比耐磨合金管轻20-30%，由于使用寿命长，具有良好的耐磨性和耐腐蚀性，从而支撑吊架成本、运输成本、安装费用，降低运营成本。设计院、施工单位的工程预算与实际工程比较，工程造价相当于铸石。与耐磨合金管相比，工程成本降低20%左右。

安装施工方便

由于其重量轻，焊接性能好。因此，可采用焊接、法兰、快联接等方式，施工安装方便，可降低安装成本。

其他的知识

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。

陶瓷衬弯管遍及电力、冶金、煤炭、石油、化工、建材、机械等行业，并高速发展。当内衬耐磨陶瓷弯头输送高磨物料(如灰分、煤、矿石粉等)时，有内衬耐磨陶瓷弯头磨损快，特别是弯头磨损快。内衬耐磨陶瓷弯头在输送强腐蚀性气体、液体或固体时，存在内衬耐磨陶瓷弯头被腐蚀而迅速损坏的问题。

有一个问题是，在耐磨陶瓷弯头衬里输送温度较高的材料时，使用耐热钢管是昂贵的。在耐磨陶瓷弯头衬里后，这些问题得到了解决。

陶瓷衬里弯头广泛应用于矿山充填材料的磨损、矿粉和尾矿的输送、燃煤电厂粉料、冶炼、灰渣等衬里耐磨的陶瓷弯头也非常合适。

我厂生产的陶瓷内衬管、弯头、减速器、三通等产品已广泛应用于200多家火电厂、50多家矿山及煤炭、建材、机械、石油等行业。

应用范围

• 电厂制粉系统的管道包括，输粉管道、粗粉分离管道、落煤管道、燃烧系统的一根风管、一根二次风管、三根管道和燃烧器管道，除灰结渣系统的排灰管、制粉管、干灰输送管外;
• 钢铁厂原料输送管道、集料管、除尘管、加灰管、加灰管、搅拌管、磨矿出口管道、输煤管道、输煤管道、分离管、燃烧器半径管等;
• 水泥厂选择机器出料管道时，选择机器进料管道、管道除尘管道、立磨机出料管道、循环风道、高温风机、下料管道等;
• 石油、化工、矿山、煤炭、洗煤厂、冶炼、造纸、铝材、建材、粉体工程、食品机械等加工输送物料管道。

电力行业耐磨管品种分类及代号

火电厂的磨耗管主要是输送原煤粉、灰渣、烟气脱硫(FGD)石灰石粉和矿浆，由于输送介质速度快，运行条件差，导致管道特别是弯头、变径管磨损腐蚀严重，不仅消耗大量金属材料，而且给火电厂的安全、经济运行带来了隐患。管道的磨损机理主要是冲蚀磨损。耐磨管可分为单金属管和复合金属管两类。

备注:

1. 下方向的箭头图为输出方向。
   
2. 弯曲半径通常为钢管直径的1.5-5倍(1.5-5D)。
   
3. 复合管的其他规格可根据用户要求生产。
   
4. 重量是根据理论计算的，可能有一定的公差，实际重量将在他们完成后称量。

环向强度是指对径向压力的抵抗能力。陶瓷内衬钢复合管的强度为300 ~ 500MPa。

陶瓷衬垫复合管是一种高新技术生产技术——自燃高温离合器合成方法。钢管由内而外分别由刚玉陶瓷、过渡层和钢三层组成，陶瓷层在2200℃以上高温下形成致密刚玉瓷(Al2O3)，钢管由过渡层牢固成型。

陶瓷内衬管的优点

1.良好的耐磨性

陶瓷内衬管由于内衬陶瓷为刚玉(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

刚玉陶瓷耐磨管内部表面光滑，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。

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。

4.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，复合管可以在-50—700℃的温度范围内长期工作。材料线膨胀系数6-8x10-6/0c，约为钢管的1/2。

5.施工成本低

刚玉陶瓷耐磨管重量轻，价格合适。相同内径的铸造管比耐磨合金管轻50%，比耐磨合金管轻20-30%。

6.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，施工安装方便。

7.陶瓷内衬管与传统钢管、耐磨合金铸钢管、铸石管以及钢塑料管、钢橡胶管等都有本质的区别。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。

陶瓷内衬管的包装和运输

可能有数百种不同的包装耐磨管道和弯头的方法，其中大多数都有优点，但有两个原则对于任何防止生锈和海上运输安全的方法都是至关重要的雷竞技提款要多久。

陶瓷内衬管性能

耐磨陶瓷复合钢管，全称陶瓷内衬复合钢管，是陶瓷复合钢管的一种。

陶瓷(刚玉:a-Al2O3)内衬耐磨直管及管件采用SHS -------自蔓延高温合成工艺内衬高耐磨陶瓷。

少量的铁也残留在陶瓷层中。在钢管管壁附近有一层薄薄的等轴晶粒区，氧化铝以枝晶的形式生长到陶瓷层表面。

物理性质

在采矿应用中，当磨料通过钢管运输时，通常是作为泵送的泥浆，管道会迅速从内到外被侵蚀，在更极端的情况下，可能会导致管道泄漏甚至故障，或产生巨大的维护成本和更换管道的停机时间。

复合管截面

陶瓷层微观结构

机械propertie

•菲尔₂O₄分布于氧化铝枝晶中。虽然陶瓷层从一端凝固到另一端，但陶瓷层的显微组织在管道的整个长度上几乎是均匀的。

耐热震

采用复合肘关节
在一个矿厂工作了大约
五万个小时。

箍强度

环向强度是指对径向压力的抵抗能力。陶瓷内衬钢复合管的强度为300 ~ 500MPa。

震支座强度

压剪强度是指陶瓷层与钢管界面处的粘结强度。陶瓷内衬复合管的抗压剪强度为15 ~ 20MPa。

耐机械冲击

复合管受到机械冲击时，陶瓷层不开裂、不脱落。

耐热震

加热至800℃后再淬火，陶瓷层不开裂、不脱落。

耐磨性

陶瓷内衬钢复合管具有优异的耐磨性。其在硬质磨具物料运输中的使用寿命比普通钢管长20倍以上。

对于这些磨料应用，软性钢管的韧性不足以承受一年或两年以上的滥用。因此，维护工程师正在寻找更好的管道替代品，以减少维护并延长系统寿命，同时价格不会对预算产生重大影响。

普通钢弯头的一般使用寿命在700小时左右。

良好的焊接能力

陶瓷内衬钢复合管可以通过焊接钢管层来连接。

重量轻

内衬陶瓷复合管比合金管、铸铁管、铸石管重量轻，运输费用低，安装方便。

良好的焊接能力

的相对重量
复合管
比的重量轻40-50%
caststone管

安装方便

陶瓷内衬钢复合管可采用焊接方式连接，也可采用法兰和软易接头连接。

安装方便

复合管具有良好的耐腐蚀性能。复合钢管注满苦味一年(左)没有腐蚀迹象，但相同条件下的普通钢管腐蚀严重(右)。

陶瓷衬套复合管区别于传统的无缝钢管、耐磨合金铸钢管、铸造石管、钢塑料管和钢橡胶管。

一个著名的SHS反应的例子是铝热剂反应如下所示:

这种反应产生的温度高于氧化铝的熔点，用于连接铁路线路的热熔焊接工艺。

其他几个术语-如燃烧合成，无气燃烧或自扩散放热反应-被用来描述这一过程。

使用这种工艺可以形成的材料类型包括金属硼化物、硅化物、碳化物、氮化物、硫化物、铝化物和氧化物。

陶瓷的高刚性与钢的高弹性相结合，使管道具有发电、冶金、矿山、化工等领域使用的耐磨、耐热、耐腐蚀材料无可比拟的特性。与钢管、铸石管、钢塑复合管相比，具有许多优点。

复合管由陶瓷层、中间层和钢层三层组成。陶瓷层是由熔融氧化铝在2500度以上的温度下形成的。

由铁反应产生的熔融氧化铝₂O_3.+ 2 Al = 2铁+₂O_3.陶瓷层在离心力的作用下在钢管内壁上扩散，然后凝固，因此陶瓷层密度高，表面光滑，与钢管粘结在一起。广泛用于矿山、火力发电、选煤厂、冶金、建筑等输送粉煤灰等高磨蚀性物料及其他细粉物料。使用寿命比普通钢管长10 ~ 20倍。