[发明专利]一种耐磨耐热耐腐蚀复合管道及制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种物料输送管道，具体是一种耐磨耐热耐腐蚀复合管道及制造方法。

背景技术

冶金、煤炭、化工、水利、环保、石油化工、矿山、、电力和地热能源等工业领域存在液/固、气/固的矿石、煤浆、泥砂、石灰石、固体废料等物料输送工况，传统的物料输送管道有双金属复合管、陶瓷内衬管及铸石管。其中，铸石管存在厚度厚、体积大、铸石易碎裂等缺陷，随着双金属复合管和陶瓷内衬管的大量应用，铸石管已逐渐被淘汰。双金属复合管目前主要采用碳钢/高铬合金材料，由于重量重也逐渐被淘汰。陶瓷内衬管主要分自蔓延燃烧陶瓷内衬管和陶瓷贴片两种，前者内衬管陶瓷成形厚度薄，组织疏松、孔洞率高；后者内衬陶瓷贴片易产生崩溃式剥落，从而导致管道磨穿等问题，特别是对于小口径管道，陶瓷贴片法工艺无法实现。

发明内容

为了克服上述现有复合管的缺点，本发明提供一种耐磨耐热耐腐蚀复合管道及制造方法，具有复合厚度可控，制作成本低，耐磨、耐热、耐腐蚀等优点。

本发明采用的技术方案是：一种耐磨耐热耐腐蚀复合管道，包括碳钢管道，其特征是在碳钢管道的内壁上复合有耐磨耐热耐腐蚀的多孔SiC陶瓷复合层，多孔SiC陶瓷复合层是与碳钢管道内径相配合的多孔SiC陶瓷管，多孔SiC陶瓷管通过高铬铸铁合金结合层牢固接合于碳钢管道内壁上。

一种耐磨耐热耐腐蚀复合管道的制造方法，具体步骤是：先将多孔SiC陶瓷管用细钉固定支撑于碳钢管道内侧，多孔SiC陶瓷管与碳钢管道间留有2～3mm的间隙；然后通过真空负压铸渗工艺将高铬铸铁合金熔液铸渗于间隙中，冷却后形成高铬铸铁合金结合层使多孔SiC陶瓷复合于碳钢管道内表面上。

由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：(1)多孔SiC陶瓷具有耐磨、耐热、耐腐蚀等优越性能；(2)铸造高铬合金具有较好的耐磨、耐热、耐腐蚀等性能；(3)复合于高铬合金中的多孔SiC陶瓷分布均匀、体积分数可控；(4) 由于复合层是在高温下制作，因此复合层本身及与碳钢管道1的复合均为冶金结合，不会产生材料的碎裂或剥落；(5)由于多孔SiC陶瓷厚度可控，因此复合层厚度可控，可减少复合管道重量。(6)火电厂输煤工况下本发明复合管道的耐磨性能(同等厚度)是金属基体高铬铸铁合金的3倍左右。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步详细说明。

图1是耐磨耐热耐腐蚀复合管道结构示意图；

图2是多孔SiC陶瓷复合层结构图。

图中：1、碳钢管道，2、多孔SiC陶瓷复合层，3、高铬铸铁合金结合层。

具体实施方式

如图1所示，耐磨耐热耐腐蚀复合管道包括碳钢管道1，厚度8～10mm；厚度为6～8mm的多孔SiC陶瓷管2通过高铬铸铁合金结合层3牢固复合于碳钢管道1内壁上。高铬铸铁合金结合层(3)的厚度为2～3mm。

如图2所示，多孔SiC陶瓷管2为多孔结构。

制造方法是：先将多孔SiC陶瓷管2用细钉固定支撑于碳钢管道1内壁上，且与碳钢管道1间留有间隙2～3mm。受陶瓷制作工艺限制，多孔SiC陶瓷由多段组合；然后通过真空负压铸渗工艺用高铬铸铁合金将多孔SiC陶瓷高温复合于碳钢管道1内表面获得耐磨耐热耐腐蚀复合管道。

所述碳钢管道1材料化学成分见表1所示。

表1外结构普通碳钢材料化学成分(wt％)

所述铸造高铬合金的配料成分重量百分比(wt％)为：2.6～3.0％C、0.6～0.8％Si、0.6～1.0％Mn、0～0.03％S、0～0.03％P、28.0～30.0％Cr、0.3～1.0％Mo、0.5～1.5％Cu、0.2～0.5％B、其余为Fe；一种优化的配料成分重量百分比(wt％)为2.8％C、0.8％Mn、0.8％Si、0～0.03％S、0～0.03％P、29.0％Cr、0.8％Mo、1.0％Cu、0.2％B、其余为Fe；另一种优化的配料成分重量百分比(wt％)为2.9％C、1.0％Mn、0.6％Si、0～0.03％S、0～0.03％P、28.0％Cr、0.6％Mo、0.8％Cu、0.3％B、其余为 Fe。

本发明的复合管道具有多孔SiC陶瓷分布均匀、体积分数可控，复合层本身及与碳钢管道1的复合均为冶金结合，不会产生材料的碎裂或剥落，复合管道重量减轻等优点，经火电厂输煤工况下试验，复合管道的耐磨性能(同等厚度)是金属基体高铬铸铁合金的3倍左右。