[发明专利]一种基于陶瓷骨料的新型耐磨内衬复合管的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于陶瓷骨料的新型耐磨内衬复合管的制造方法，特别适应于添加废石等粗骨料的流体输送等场合，属于管道输送材料领域。

背景技术

流体管道输送技术已在冶金、石油、矿业、化工等行业中广泛应用，但是在应用过程中，经常遇到管道严重冲刷、磨破、腐蚀等诸多问题，缩短了管道使用年限，增加了生产成本，造成经济损失。

目前，应用较多的是合金管道与陶瓷管道。其中合金管道成本相对较高，并且其耐磨性较差，尤其是在输送含有炉渣、废石等粗粒径材料的流体时，管道磨损较为严重。比如在矿山进行粗骨料充填时，常采用双金属耐磨管来避免磨损穿管这一问题，但双层管道使得本来成本较高的金属管道成本更高。陶瓷管道制作大多是利用铝热反应自身放热自蔓延离心旋转而成，另一方法是将氧化铝粉挤压成型经高温烧成后衬入无缝钢管内。两种方法都可使陶瓷表面细腻光滑，耐磨性较好，但存在着陶瓷本身脆性大、抗冲击能力差等不足，影响使用寿命。

发明内容

本发明针对陶瓷本身脆性大、抗冲击能力差等不足，提供一种稳定、耐磨、经济的新型复合衬管。

技术解决方案：

新型耐磨内衬复合管的制造方法及步骤如下：

(1)配料：由粗骨料、细骨料、填充料及结合剂构成内衬材料的配料。粗骨料、细骨料及填充料所占重量比例分别为50～70wt％，5～15wt％，15～35wt％。另加结合剂5～15wt％。

(2)混料：运行高速混料机，将称量好的粗骨料、细骨料、结合剂及填充料依次加入，混合5～20分钟，使物料充分混匀。

(3)成型：采用振动、挤压或模压成型，根据实际用途及需要将混匀后的物料分别制作为不同厚度、不同直径的内衬圆管。

(4)热处理：将内衬圆管在120～200℃下烘烤5～20小时。

(5)两种骨料分别为粗骨料氧化铝耐磨实心球(或矾土耐磨实心球，或棕刚玉粒度砂)和细骨料碳化硅颗粒。

(6)粗骨料可以选用：1)氧化铝耐磨实心球：Al₂O₃为90～99.5％，粒度2～6mm；2)矾土耐磨实心球：Al₂O₃为50～90％，粒度2～6mm；3)棕刚玉粒度砂：Al₂O₃为90～96％，粒度2～6mm。

(7)细骨料采用磨料号8^＃～120^#碳化硅颗粒。

(8)结合剂选用酚醛树脂或复合树脂。

(9)填充料：可选用0～500目的刚玉粉、0～500目的矾土粉、0～320目的石墨粉、0～500目的半水石膏粉等。

(10)复合：将(4)热处理后的内衬圆管镶入无缝钢管内或由1～5mm厚的铁皮包裹焊接即为新型耐磨内衬复合管。其中内衬管厚度根据输送物料特性和管道使用年限而定，无缝钢管或铁皮厚度需要综合考虑物料输送特性、输送距离以及输送压力等因素。

(11)安装：将管子逐节安装，中心对齐，接口处平齐并用粘接胶联结，外侧用耐磨耐腐胶布包裹，通过螺纹、法兰或管箍固定。

本发明与现有技术比具有以下优点：

(1)耐磨：选用的粗骨料和细骨料，均为性能极佳的耐磨材料，经树脂结合并固化后，耐磨性明显优于合金管与陶瓷衬。

(2)耐蚀：复合管内衬所选主要材料为惰性材料和中性材料，不易与酸碱反应，因此具有良好的耐蚀性。

(3)光滑：成型固化后，复合管内衬表面光滑，再加上本发明选用的粗颗粒为球状或近似球状，当被送物料与其接触时，摩擦系数小可顺利通过。

(4)韧性：本工艺制造过程中，可通过调节结合剂加入量及控制热处理温度等措施，在保证强度的情况下，调节材料的韧性，加强抗冲击能力，其性能优于陶瓷内衬。

附图说明

图1为本发明工艺流程示意图。

图2为新型复合材料内衬结构示意图。

具体实施方式

实施方式1：

以65wt％矾土耐磨实心球、10wt％的60#碳化硅颗粒、25wt％矾土粉为主原料，在上述主原料中加入主原料总质量8wt％的树脂液、2wt％的树脂粉。运行高速混料机，将称量后的物料按照粗骨料、细骨料、结合剂及填充料依次加入，混合15分钟。将混合后的物料装入8mm厚度、Φ300mm直径、800mm长的圆管模套内，用300吨压机模压成型。圆管内衬在160℃下烘干10小时，镶入经加热的无缝钢管内。

实施方式2：