标题：陶瓷耐磨管
简介
陶瓷合钢管从内到外分别由刚玉陶瓷、过渡层、钢三层组成，陶瓷层是在2200℃以上高温形成致密刚玉瓷（AL2O3），通过过渡层同钢管形成牢固的结合。复合管因充分发挥了钢管强度高、韧性好、耐冲击、焊接性能好以及刚玉瓷高硬度、高耐磨、耐蚀、耐热性好，克服了钢管硬度低、耐磨性差以及陶瓷韧性差的特点。因此，复合管具有良好的耐磨、耐热、耐蚀及抗机械冲击与热冲击、可焊性好等综合性能。是输送颗粒物料、磨削、腐蚀性介质等理想的耐磨、耐蚀管道。
应用
由于该管具有耐磨、耐蚀、耐热性能，因此可广泛应用于电力、冶金、矿山、煤炭、化工等行业作为输送砂、石、煤粉、灰渣、铝液等磨削性颗粒物料和腐蚀性介质，是一种理想的耐磨蚀管道。 
1、冶金、电力行业中的应用
冶金、电力行业输送煤粉、灰渣、泥浆、石灰石膏浆液等每年需要消耗大量的金属管道。采用陶瓷复合管取代其他管道，具有高耐磨、寿命长、安装方便、经济效益显著之特点。经山东聊城昌润热电厂、聊城中华发电厂、北京北新建材集团、河南鹤壁电厂、甘肃平凉电厂、太原市选煤厂、湖南石门电厂、河北金牛能源有限公司葛泉选煤厂、邢台选煤厂等工业运行，其运行寿命是钢管的十几倍甚至几十倍以上。　
2、矿山、煤炭行业中的应用
（1）矿山：矿山充填、精矿粉和尾矿运送对管道的磨损严重，以往采用的矿粉输送管道如攀枝花、大冶矿等使用寿命不到一年，改为该管可使寿命提高5倍左右。 
（2）煤炭：选煤及长距离管道输煤普遍采用湿法输送，要求输送管既耐磨又耐蚀，采用该管可作为长寿输送管，经济效益可观。
3、其它
（1）该管不污染和不粘联熔融铝液。制造对铁质污染敏感，且使用后需要繁重劳动进行整理和维修的熔铝设备、铝液输送管、升液管是目前理想的材料。 
（2）该管由于耐磨性能好且耐热蚀。适用于输送含有固体颗粒腐蚀性物料以及高温腐蚀性气体、含硫地热水等腐蚀性介质。
工艺特点
贴片耐磨陶瓷管道：采用铝热-离心法使陶瓷和金属有机的结合，铝热-离心法制备内衬陶瓷钢管利用反应自身放热产生的高温使反应产物熔融并在离心力作用下发生分离，形成内衬氧化铝陶瓷的钢管。
自蔓延复合管道：陶瓷粉+氧化铁粉+氧化镁粉按比例混合(主要成分是氧化铁，黑色)，把管道两端封口，加入粉末，管道旋转，电子点火，用离心的方法烧结在管道内壁。
整体煅烧式陶瓷管道：按照模具，把陶瓷粉烧结成陶瓷管道，然后和钢管结合到一起。陶瓷管外壁和钢管内壁是用特制填充料(水泥或环氧树脂)浇注在钢管内部组装而成，然后等静压成型。[1]
性能特点
1、耐磨性好
陶瓷复合管由于内衬层为刚玉陶瓷（a-AL2O3），莫氏硬度可达9.0相当于HRC90以上。因此对冶金、电力、矿山、煤炭等行业所输送的磨削性介质均具有高耐磨性。经工业运行证实：其耐磨寿命是淬火钢的十倍甚至几十倍。　
2、耐腐蚀、防结垢
由于该钢陶瓷层为（a-AL2O3），属中性特质。因此具有耐酸碱和耐海水腐蚀，并同时具有防垢等特性。
3、运行阻力小
SHS陶瓷复合管由于内表面光滑、且永不锈蚀，也不象无缝钢管内表面有凸状螺旋线存在。经有关检测单位对内表面粗糙度及清水阻力特性测试，其内表面光滑度优于任何金属管道，清阻力系数为0.0193，比无缝管稍低。因此该管具有运行阻力小等特点，可减少运行费用。 　
4、耐温性能与耐热冲缶性能好
由于该刚玉陶瓷（a-AL2O3），为单一稳定的晶态组织。因此复合管可在-50--700℃温度范围内长期正常运行。材料线膨胀系数6-8×10-6/0C，约为钢管的1/2左右。材料具有良好的热稳定性。　
5、工程造价低
陶瓷复合管重量轻，价格适宜。比同内径的铸石管重量轻50%；比耐磨合金管重量轻20-30%，且耐磨、耐蚀性好，因为使用寿命长，从而支吊架费用、搬运费、安装费以及运行费用降低。经有关设计院和施工单位工程预算和工程实际比较，该管工程造价与铸石相当，与耐磨合金管相比，工程造价下降20%　左右。　
6、安装施工方便
由于该管重量轻，且焊接性能好。因此可采用焊接、法兰、快速联结等方式，施工安装方便，且可减少安装费用。
其他知识
陶瓷钢管与传统的钢管、耐磨合金铸钢管、铸石管以及钢塑、钢橡管等有着本质性区别。陶瓷钢管外层是钢管，内层是刚玉。刚玉层维氏硬度高达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，它比通常粘接而成的刚玉砂轮性能优越得多。现在刚玉砂轮仍是各种磨床削淬火钢主要砂轮。陶瓷钢管中刚玉层可把刚玉砂轮磨损掉。陶瓷钢管抗磨损主要是靠内层几毫米厚的刚玉层,其莫氏硬度为9,仅次于金刚石和碳化硅，在所有氧化物中，它的硬度是最高的。 
内衬陶瓷耐磨钢管是采用自蔓延高温合成——离心法制造的，陶瓷钢管中刚玉熔点为2045℃，刚玉层与钢层由于工艺原因结构特殊，应力场也特殊。在常温下陶瓷层受压应力，钢层受到拉应力，二者对立统一，成一个平衡的整体。只有温度升高到400℃以上，由于二者热膨胀系数不一样，热膨胀产生的新应力场和使陶瓷钢管中原来存在的应力场相互抵消，使陶瓷层与钢铁层两者处于自由平衡状态。当温度升高到900℃把内衬陶瓷耐磨钢管放入泠水内，反复浸泡多次，复合层不裂缝或崩裂，表现出普通陶瓷无可比拟的抗热冲击性能。这一性能在工程施工中大有用处，由于其外层是钢铁，加之内层升温也不崩裂，在施工中，对法兰、吹扫口、防爆门等能进行焊接，也可用直接焊接方法进行连接，这比耐磨铸石管、耐磨铸钢管、稀土耐磨钢管、双金属复合管、钢塑管、钢橡管在施工中不易焊接或不能焊接更胜一筹。内衬陶瓷耐磨钢管抗机械冲击性能也好，在运输、安装敲打以及两支架间自重弯曲变形时，复合层均不破裂脱落。 
目前，数十家火电厂实践表明：内衬陶瓷耐磨钢管抗磨损能力高，抗流体冲刷能力强。在一次风管中，弯管磨损最快，内衬陶瓷耐磨钢管弯管的耐磨性比厚壁的耐磨铸钢弯管提高5倍以上。 
在实践中，内衬陶瓷耐磨钢管使用1-2年后打开观察并测量，复合层均无明显的磨损或脱落，在相同规格和单位长度的管道方面，内衬陶瓷耐磨钢管重量只有耐磨铸钢管或双金属复合管的1/2左右，其每米工程造价降低30-40%，只有铸石管和稀土耐磨钢管重量的2/5左右，每米工程造价降低20%以上。在腐蚀或高温场所下使用的内衬陶瓷耐磨钢管，其价格只有不锈钢管、镍钛管的几分之一。 
流体管道输送不仅应用于电力行业、而且遍及冶金、煤炭、石油、化工、建材、机械等行业。当管道内输送磨削性大的物料时（如灰渣、煤粉、矿精粉、尾矿水泥等），都存在一个管道磨损快的问题，尤其是弯管磨损快；当管道内输送具有强烈腐蚀性气体、液体或固体时，都存在管道被腐蚀从而被很快破坏的问题；当管道内输送具有较高温度的物料时，存在着使用耐热钢管价格十分昂贵等问题。内衬陶瓷耐磨钢管的面市，这些问题均迎刃而解。 
序号
钢管外径Dmm
钢管厚度mm
总壁厚mm
理论重量kg/m
序号
钢管外径Dmm
钢管厚度mm
总壁厚mm
理论重量kg/m
1
68
6
9
11.46
18
203
10
14
59.49
8
11
14.79
12
16
70.65
​​​​2
76
6
9
12.94
19
219
10
14
64.42
8
11
16.76
12
16
76.56
​​​​3
89
6
9
15.35
20
245
10
14
72.43
8
11
19.97
12
16
86.18
​​​​4
95
6
9
16.46
21
273
10
14
81.07
8
11
21.45
12
16
96.54
​​​​5
102
8
11
23.18
22
299
10
14
89.08
10
13
28.35
12
16
106.16
​​​​6
108
8
11
24.66
23
325
12
16
115.78
10
13
30.2
14
18
134.21
​​​​7
114
8
11
26.13
24
377
12
16
135.01
10
13
32.05
14
18
156.65
​​​​8
121
8
11
27.86
25
402
12
16
144.26
10
13
34.21
14
18
167.44
​​​​9
127
8
11
29.34
26
426
12
16
153.14
10
13
36.06
14
18
177.79
​​​​10
133
8
11
30.82
27
480
12
16
173.11
10
13
37.91
14
18
201.10
​​​​11
140
8
11
32.55
28
500
12
16
180.51
10
13
40.07
14
18
209.73
​​​​12
146
8
12
35.39
29
530
12
16
191.60
10
14
41.92
14
18
222.67
​​​​13
152
8
12
36.93
30
630
14
18
265.83
10
14
43.77
16
20
302.82
​​​​14
159
8
12
38.73
31
720
14
18
304.67
10
14
45.92
16
20
347.21
​​​​15
168
8
12
41.03
32
835
14
18
354.30
10
14
48.70
16
20
403.93
​​​​16
180
10
14
54.50
33
920
14
18
390.98
12
16
62.14
16
20
445.85
​​​​17
194
10
14
59.98
34
1020
14
18
434.13
12
16
67.32
16
20
495.17
​​​​注：
1、本表钢管规格参照GB8163-87，材质为20#钢。
2、长度按用户要求制作，大于3米时采用焊接（法兰或快速连接）法获得。
3、陶瓷层厚度通常为3-6mm。
4、表中D（为本厂产品钢管的外径）及理论重量供选用者参考。
5、其余规格可根据用户要求制作。
规格参数
项目 含铝量 体密 莫氏硬度 抗压强度 最高使用温度 抗腐蚀
指标 ≥90% ≥3.6g/cm3 9 ≥1500Kgf/mm2 15000C 强
95% ≥3.70g/cm3 9 ≥2100Kgf/mm2 15350C 强