[发明专利]双金属耐磨复合管

说明书

一、技术领域

本发明涉及一种物料远距离压力输送使用的管道，特别是涉及一种双金属耐磨复合管。

二、背景技术

在矿山、冶炼、煤炭、电力等行业中，物料的运输都是采用远距离压力输送，管道承受着相当的压力并经受严重磨损。输送管道一般由直管和不同角度弯管组成，夹带固体粉料的高速气流或液流流过管道时，固体颗粒对管道产生严重的磨损，特别是流过弯管时，在离心力的作用下对弯管的外侧壁的磨损速度远大于直管部位。单一材质的管道无法满足此工况的要求。因考虑其使用安全性，重点放在提高管道的韧性上，重点放在提高管道的韧性上，国内外普遍采用A3、16Mn无缝钢管，致使管道严重磨损，更换频繁。据统计，每年输送无缝、有缝钢管损耗高达几十亿元。停产检修导致损失更无法统计。

目前国内外较为成熟的且使用较为普遍的管道主要有铸石管道、陶瓷复合管、稀土合金耐磨管等，但从实际应用效果来看，有以下缺点：

1、铸石管道

由于工艺原因，铸石管的厚度较大，“傻、大、笨、粗，”在使用上受到很大限制。另外铸石管存在无法克服的玻璃相和空洞，较脆容易破碎，给输送和安装带来很大的困难。由于铸石属于脆性材料，内外两层为机械结合，结合强度低，内衬的整体效果差，在使用中受到浆体的冲击后易于发生破碎或剥落，一方面出现早期失效，另一方面碎片会造成堵塞而影响生产，在实际使用中逐渐减少。

2、陶瓷复合管

组织中的孔隙率较大。只能在低应力和软磨料工况下使用，否则氧化铝硬质点易脱落，失去耐磨性；复合弯管的制作仍然是先制造直管，然后再采取打折线的方法焊接成虾米腰形式，弯管内部是折线形状，改变了物料在弯管中的弧线运动的轨迹，增加了物料的输送阻力；焊接形成死角，物料直接冲刷死角产生早期失效；外管直接焊接，内侧形成裸露层，该处无耐磨性可言；死角处加剧紊流程度，加剧弯管早期磨损失效。由于是非金属与金属复合，热膨胀系数相差甚大，陶瓷层抵抗热膨胀能力较差，在有湿度急剧变化的工况下产生较大热应力，陶瓷层容易出现大面积脱落。

3、稀土合金耐磨钢管

硬度要低的多，抗磨料磨损性能差。由于是单一材质，它解决不了耐磨性和可焊接性的矛盾，耐磨性和韧性都不是最佳的。一般采用砂型铸造，易产生冲砂、夹渣、气孔等缺陷，尺寸精度较差。

中国专利200720090419.6公开了一种钢-高铬镍耐磨复合管，在管体内壁真空吸铸一层高铬镍合金层，该专利中的复合管在一定程度上解决了上述问题，但是由于其采用的高铬镍合金材料中的镍的价格较高，从而决定了其成本较高。

三、发明内容

本发明的目的是为解决上述问题提出一种双金属耐磨复合管。

本发明的技术方案是：一种双金属耐磨复合管，该管含有外层的碳钢层和内层的耐磨高铬铸铁层，所述的碳钢层为材料为ZG15、ZG25、ZG35三种材料中的任选一种，所述的耐磨层的材料为KMTBCr26G、KMTBCr20MoG、KMTBCr15MoG三种材料中的任选一种。

所述的复合管为直管、弯管、三通管、四通管、异形管中的一种。

所述的直管采用离心铸造工艺制作；所述的弯管、三通管、四通管、异形管采用消失模铸造工艺制作。

所述的弯管外侧的耐磨高铬铸铁层壁厚δ1大于内侧的耐磨高铬铸铁层壁厚δ2，其耐磨高铬铸铁层壁厚为连续变厚度结构，耐磨高铬铸铁层截面的外壁中心于内壁的中心距为e＝(δ1-δ2)/2。

所述的离心铸造工艺：

(1)管模预热；选择合适的管模，预热至500℃；

(2)喷涂料；管模冷却至250-300℃后喷涂2.0-2.5MM涂料；

(3)浇注低碳钢外壁；浇注过程中离心管模转速为设定为140-150转/分，浇注温度：1550-1600℃；

(4)浇注内壁高铬铸铁；外壁浇注结束10-30秒(根据钢水重量)后开始浇注内壁高铬铸铁，浇注过程中离心管模转速为设定为140-150转/分，浇注温度：1420-1450℃；

(5)待金属凝固后离心机即可停止转动，取出双金属耐磨复合管。

所述的消失模铸造工艺：

(1)预铸、压制或者煨制弯管、三通管、四通管、异型管外壁；

(2)弯管、三通管、四通管、异型管内壁随型贴附EPS泡沫型；

(3)EPS泡沫型表面刷涂消失模专用涂料2-4遍；

(4)在45-50℃的烘干房中进行烘干；

(5)将模型装入砂箱，放在振动台上振实型砂；