復(fù)合管道防腐耐磨材料的分類
管道復(fù)合防腐耐磨材料大致可分為有機(jī)物復(fù)合防腐耐磨材料和無機(jī)物復(fù)合防腐耐磨材料。各有其優(yōu)缺點(diǎn),現(xiàn)分述如下。
1.有機(jī)物復(fù)合防腐耐磨材料
1.1.耐磨耐蝕修補(bǔ)膠
它是以高分子聚合物為基體,內(nèi)摻硬質(zhì)耐磨耐蝕顆粒以及增韌纖維,并與催化改性劑組成的雙組分物質(zhì)。對鋼鐵、陶瓷、水泥等均有極好的粘結(jié)強(qiáng)度,具有耐磨粒沖刷磨損、耐介質(zhì)腐蝕等特點(diǎn)。施工操作簡便,可涂覆于垂直或吊頂?shù)墓ぷ鞅砻嫔?,不流淌、無污染,特別適合于大面積耐磨防腐修補(bǔ)及預(yù)保護(hù)內(nèi)襯等。耐磨耐蝕修補(bǔ)膠可廣泛應(yīng)用于火電廠磨煤及除灰系統(tǒng),如粗、細(xì)粉旋風(fēng)分離器、一次煤粉風(fēng)管、彎頭、煙道、排粉機(jī)蝸殼、球磨出口、除灰排渣系統(tǒng)等。也可用作礦山、石化和各種耐磨防蝕性貯槽、貯罐、反應(yīng)釜等工作面的內(nèi)襯。
1.2襯膠管道
襯膠管道采用鋼管作基體管,以性能優(yōu)良的彈性體橡膠為襯里層,運(yùn)用“以柔克剛”的原理,減小輸送介質(zhì)對管壁的沖擊磨損。襯膠管道良好的防腐性能可用于電力、冶金、化工、石油、煤炭、水泥等行業(yè),輸送溫度在-30~150℃之間、既有磨損又有腐蝕的介質(zhì)。產(chǎn)品特點(diǎn)如下:
(1)耐磨性能好、使用壽命長,耐磨性是普通鋼管的10倍以上,使用壽命可達(dá)20年(理論值);
(2)防腐性能優(yōu)異;
(3)適應(yīng)性強(qiáng):膠片未硫化狀態(tài)比較柔軟,可適用各種形狀管件的襯里,橡膠與金屬的粘結(jié)強(qiáng)度高。
1.3鋼塑復(fù)合管
鋼塑復(fù)合管選用優(yōu)質(zhì)鋼管作基體管,以化學(xué)穩(wěn)定性優(yōu)良,具有耐蝕、耐熱性能的聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP、PO)作滲層(襯里層),廣泛應(yīng)用于電力、環(huán)保、化工、冶金、煤炭、造紙、食品等行業(yè),是一種理想的耐腐蝕管道。
產(chǎn)品特點(diǎn)如下:
(1)鋼塑復(fù)合管執(zhí)行HG20538—92標(biāo)準(zhǔn),基體管執(zhí)行GB8163—1999標(biāo)準(zhǔn);
(2)工作介質(zhì)溫度在-10~80℃;
(3)工程總造價(jià)低,相比其它防腐管道工程總造價(jià)低15%~20%;
(4)無毒、無污染,可用于飲料、食品、制藥、自來水等行業(yè)。
2無機(jī)物復(fù)合防腐耐磨材料
2.1龜甲網(wǎng)襯里
龜甲網(wǎng)襯里產(chǎn)品是以鋼制管件為基體,用特殊鋼鋁絲網(wǎng)做骨架,選用超強(qiáng)耐磨材料為澆鑄料,經(jīng)特殊加工工藝而制成的一種新型耐磨、耐高溫耐腐蝕復(fù)合材料產(chǎn)品。產(chǎn)品特點(diǎn)如下:
(1)材料成分:氧化鋁、碳化硅、二氧化硅、鎂砂等十幾種耐磨耐高溫粉末,加以硼酸、硅酸鈉等材料做粘接劑,混合而成;
(2)機(jī)械性能:該襯層硬度為HV1100-1200,壓潰強(qiáng)度為360MPa。
廣泛應(yīng)用于冶金、電力、水泥行業(yè),如煤氣管道、除塵管道、灰斗、水泥料斗等系統(tǒng),其耐磨性能已被認(rèn)可。
2.2陶瓷內(nèi)襯復(fù)合鋼管
陶瓷鋼管與傳統(tǒng)的鋼管、耐磨合金鑄鋼管、鑄石管以及鋼塑、鋼橡管等有著本質(zhì)性區(qū)別。陶瓷鋼管外層是鋼管,內(nèi)層是剛玉。剛玉層維氏硬度高:1100~1500(洛)氏硬度為90~98,相當(dāng)于鎢鈷硬金。耐磨性比碳鋼管高20倍以上,比通常粘結(jié)而成的剛玉砂輪性能優(yōu)越得多。
產(chǎn)品特點(diǎn)如下:
(1)耐磨性好,陶瓷內(nèi)襯復(fù)合鋼管內(nèi)層為剛玉陶瓷,莫氏硬度在9.0以上,相當(dāng)于HRC90以上,因此對電力、煤炭、冶金、礦山所輸送的介質(zhì)均有高耐磨性;
(2)陶瓷內(nèi)襯復(fù)合鋼管能在-50~900℃溫度范圍內(nèi)長期正常運(yùn)行,材料線膨脹系數(shù)(6~8)×10-6/℃;
(3)運(yùn)行阻力損失??;
(4)工程造價(jià)低;
(5)安裝施工方便。
陶瓷內(nèi)襯鋼管除應(yīng)用于燃煤電廠除灰、排渣管、送粉、回粉管外,還廣泛用于礦山、冶金等行業(yè)。
2.3自蔓燃陶瓷復(fù)合鋼管
自蔓燃陶瓷復(fù)合鋼管,采用高技術(shù)生產(chǎn)工藝——自蔓燃高溫離心合成法制造。該管從內(nèi)到外分別由剛玉陶瓷層、過渡層、鋼管三層組成。陶瓷層是在2200℃以上高溫瞬間爆破形成的致密剛玉瓷(Al2O3),通過過渡層同鋼管形成牢固的結(jié)合。性能特點(diǎn):
(1)耐磨性好:陶瓷復(fù)合管由于內(nèi)襯層為剛玉陶瓷(a-Al2O3下同),莫氏硬度可達(dá)9.0,相當(dāng)于HRC90以上。因此對各行業(yè)所輸送的磨削性介質(zhì)均具有高耐磨性。經(jīng)工業(yè)運(yùn)行證實(shí):其耐磨壽命是淬火鋼的十倍甚至幾十倍;
(2)運(yùn)行阻力小:陶瓷復(fù)合管由于內(nèi)表面光滑程度優(yōu)于任何金屬管道,清水阻力系數(shù)0.0193,比無縫管稍低;
(3)耐腐蝕,防結(jié)垢:由于該管陶瓷層為(a-Al2O3),屬中性物質(zhì)。因此具有耐酸堿和耐海水腐蝕性,并同時(shí)具有防垢性能;
(4)耐溫性能與耐熱沖擊性能好:由于該剛玉陶瓷(a-Al2O3)為單一穩(wěn)定的晶態(tài)組織,因此復(fù)合管可在-5~700℃溫度范圍內(nèi)長期正常運(yùn)行。材料線膨脹系數(shù)(6~8)×10-6/℃,約為鋼管的1/2。因此具有良好的熱穩(wěn)定性;(5)工程造價(jià)低:陶瓷復(fù)合管質(zhì)量輕,價(jià)格適宜。比同內(nèi)徑的鑄石管質(zhì)量輕35%~50%;
(6)安裝施工方便:由于該管質(zhì)量輕,且焊接性能好,因此可采用焊接、法蘭、快速連結(jié)等方式,施工安裝方便,且可減少安裝費(fèi)用。
復(fù)合管充分發(fā)揮了鋼管強(qiáng)度高、韌性好、耐沖擊、焊接性能好以及剛玉瓷高硬度、高耐磨、耐蝕、耐熱性好的特點(diǎn),是輸送顆粒物料、磨削、腐蝕性介質(zhì)等的理想耐磨耐蝕管道,可廣泛應(yīng)用治金、礦山、電力、石化等行業(yè)。
2.4點(diǎn)焊裝卡式耐磨管道
點(diǎn)焊裝卡式耐磨陶瓷管道是用耐高溫強(qiáng)力粘膠將中間帶孔的氧化鋁陶瓷片粘貼在管道內(nèi)壁,同時(shí)配合點(diǎn)焊工藝透過小孔將陶瓷牢固地焊接在鋼管內(nèi)壁。為保護(hù)焊點(diǎn),上面旋上陶瓷蓋帽。每塊瓷片不但互壓互插,而且每塊瓷都形成梯形角度,使瓷塊之間緊密連接,無縫隙;當(dāng)一圈的最后一塊緊密嵌入后,瓷塊之間形成360°的機(jī)械自鎖力(這種技巧在幾個(gè)世紀(jì)前就)被運(yùn)用在中國橋梁建筑工程上)。該種產(chǎn)品制作工藝相對復(fù)雜,制作周期較長,成本較高。一體成型是將陶瓷管件整體燒制后,用特制填充料將其澆筑在鋼管內(nèi)部組裝而成。該管道內(nèi)壁光滑、密封性好,具有良好的耐磨、耐腐蝕性能。廣泛用于高溫(長期300℃以上工況)輸送系統(tǒng),如電廠制粉系統(tǒng)送粉管道及動(dòng)態(tài)運(yùn)行設(shè)備上,抗沖刷,耐磨損,固定牢固。__
2.5貼片陶瓷內(nèi)襯耐磨管道
貼片耐磨陶瓷管道是用耐高溫強(qiáng)力粘膠將氧化鋁陶瓷片粘貼在管道內(nèi)壁,經(jīng)加溫固化后形成牢固防磨層。該種產(chǎn)品制作工藝相對簡單,制作周期短,成本較低。廣泛用于電力和鋼鐵等系統(tǒng)除塵和粉煤灰輸送系統(tǒng),在250℃以下任何防磨工況均適用。
3.納米復(fù)合聚脲耐磨防腐材料
傳統(tǒng)防腐耐磨材料的優(yōu)缺點(diǎn)比較明顯,而納米復(fù)合耐磨聚脲材料與傳統(tǒng)材料相比,性能更加優(yōu)越,更符合標(biāo)準(zhǔn),可以達(dá)到完美吻合。由上海世鵬聚氨酯科技發(fā)展有限公司研制而成的耐磨、防腐材料——新型納米復(fù)合耐磨、防腐涂層材料,是集有機(jī)和無機(jī)耐磨、防腐材料的優(yōu)點(diǎn)為一體的一種新型耐磨防腐材料。該材料由聚脲與納米級砂粉末有機(jī)結(jié)合而成。其特點(diǎn)是:
第一,新型材料具有良好的耐磨性能,磨耗值約為0.003g(750g/500r),幾乎可以忽略不計(jì),是橡膠襯里的8倍多。適合在-50~150℃的介質(zhì)溫度范圍內(nèi)應(yīng)用。新型材料彈性體的密度低,具有較好的吸振性能和優(yōu)異的耐機(jī)械沖擊性能;良好的耐油性、耐溶劑性、較高的機(jī)械性能和優(yōu)異的耐磨性。
第二,新型材料既有聚脲的一切特性,又有相似于無機(jī)物或金屬的硬度。所以它融合了兩種材料的優(yōu)勢,又具有質(zhì)輕、量少就能達(dá)到最佳效果的特點(diǎn),投資比較低??梢苑奖愕厥┕ず妥畲蠡墓?jié)省原材料;產(chǎn)生的廢物少,達(dá)到最佳組合;起到環(huán)保節(jié)能作用,給社會帶來了相當(dāng)多的現(xiàn)實(shí)利益。
第三,新型材料可以現(xiàn)場施用,施工方便快捷,可以在任何截面上施工,且施工時(shí)間短,凝固快、強(qiáng)度大、抗沖擊力性能好,彈性高,具有其它防腐、耐磨材料不具有的耐磨性能新型材料的防腐耐磨性能與傳統(tǒng)材料相比,有如下特點(diǎn):
(1)與有機(jī)物材料——用橡膠作為襯里的防腐、耐磨材料相比,新型材料不僅具有柔軟性能,還有了更高的硬度,它的硬度幾乎與用合金鋼作為襯里的材料相同;新型材料抗老化性強(qiáng),而橡膠襯里抗老化性差,從而加大了材料應(yīng)用上的成本和損耗;新型材料施工極其方便,而橡膠需要經(jīng)過復(fù)雜的工藝才能最終達(dá)到效果,耗時(shí)長,成本高。
(2)與無機(jī)物材料——合金鋼和陶瓷防腐耐磨材料相比,新型材料硬度比它們都稍低,但新型材料具有合金鋼所沒有的柔韌性,對沖擊力起到較強(qiáng)的緩沖作用,從而更有耐磨性;在受到磨損后,新型材料還有合金鋼和陶瓷都沒有的易修復(fù)性;新型材料還有一個(gè)重要的特點(diǎn),質(zhì)量輕,而不像合金鋼和陶瓷那么沉重,不利于施工,這樣可以節(jié)省大量能耗,現(xiàn)在全世界都在倡導(dǎo)材料應(yīng)用上要注重節(jié)能減排,這種材料正好滿足了這一要求。不過這種新型材料耐高溫性不如合金鋼和陶瓷,耐高溫不可超過150℃。此外,耐酸堿不宜超過濃度20%。
4.結(jié)語
綜上所述聚脲與納米礦砂粉末結(jié)合而成的這種新型防腐、耐磨材料——納米耐磨防腐涂層,它綜合了聚脲和納米礦砂粉末材料的優(yōu)良性能,所能達(dá)到應(yīng)用效果更加顯著。從總體上看,新型材料綜合性能的優(yōu)越性是傳統(tǒng)防腐耐磨材料在一定條件下無法比擬的;達(dá)到的目標(biāo)效果也不是傳統(tǒng)材料所能效仿的。用它作為防腐、耐磨材料,具有廣闊的應(yīng)用發(fā)展前景。