內(nèi)襯陶瓷復(fù)合鋼管在電廠中的應(yīng)用

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1、內(nèi)襯陶瓷復(fù)合鋼管在電廠中的應(yīng)用第19卷第3期2003年5月電站系統(tǒng)工程PowerSystemEngineeringr01.19No.3May,2OO3文章編號:1005.006X(2003)03.0059?O1內(nèi)襯陶瓷復(fù)合鋼管在電廠中的應(yīng)用UseofCeramic-HnedSteelCompositePipeinThermalPowerPlant哈爾濱電站工程有限責(zé)任公司田鵬l概念內(nèi)襯陶瓷復(fù)合鋼管是采用自蔓延高溫合成技術(shù)制成的將陶瓷與鋼管合成在一起的復(fù)合材料鋼管.其外層是鋼管,內(nèi)層是陶瓷,中間有一過渡層.其中陶瓷的主要成分是剛玉.自蔓延高溫合成技術(shù)是主要利用物質(zhì)自身化學(xué)反應(yīng),燃燒

2、放熱產(chǎn)生高溫,在燃燒波蔓延過程中合成新物質(zhì)的技術(shù).它的化學(xué)反應(yīng)方程式是:4Al+3o2—22o3.2主要特點(diǎn)與性能內(nèi)襯陶瓷鋼管綜合了氧化鋁硬度高,化學(xué)惰性好和鋼的強(qiáng)度和塑性好的優(yōu)點(diǎn),具有其它管材無法比擬的優(yōu)良綜合性能,不但抗磨損,耐腐蝕,耐高溫,而且具有高抗機(jī)械沖擊及熱沖擊性能.(1)硬度高,耐磨性好(見表1).陶瓷鋼管外層是鋼管,內(nèi)層是剛玉.剛玉層硬度高達(dá)HVll00~1400,相當(dāng)于鎢鉆硬質(zhì)合金,其耐磨性比碳鋼管高2O倍以上.比通常粘接而成的剛玉砂輪性能還優(yōu)越.內(nèi)襯陶瓷復(fù)合鋼管抗磨損主要是靠內(nèi)層幾毫米厚的剛玉層,剛玉主要成分是五.A1203,莫氏硬度為9,僅次于金剛石和碳化硅

3、,在所有氧化物中,它的硬度是最高的.表1物理機(jī)械性能表硬度I-IV壓潰強(qiáng)比重抗圍睜切強(qiáng)絕對粗艟度線嘭脹系擻口/MPa/g?c/MPahma,×1o3℃注:’無縫鋼管厚8m/Et.陶瓷層和過渡層總厚度2.5~3.5mill,從管外把管內(nèi)陶瓷壓碎時的強(qiáng)度.??在陶瓷鋼管軸向把陶瓷層從無縫鋼管內(nèi)壓出時的強(qiáng)度.¨’溫度范圍.30~500℃.(2)抗熱沖擊性好(見表2).陶瓷鋼管中剛玉的熔點(diǎn)是2045℃,剛玉層與鋼層由于工藝原因結(jié)構(gòu)特殊,應(yīng)力場也特殊.把陶瓷鋼管放入冷水內(nèi),反復(fù)多次,陶瓷層也不出現(xiàn)裂紋或崩裂,表現(xiàn)出普通陶瓷無法比擬的抗熱沖擊性能.這一性能在工程施工中大有用處.表2抗熱沖擊性

4、能和抗機(jī)械沖擊性能表H抗機(jī)械沖抗熱沖擊出現(xiàn)裂紋的淬水次數(shù).擊面—■—葡—面1而———一豎翌墮塑墮塑墮塑匠塑墮塑墮注:?陶瓷鋼管總厚度9min,機(jī)械能50J,點(diǎn)接觸管體管內(nèi)陶瓷層產(chǎn)生裂紋的沖擊次數(shù).??在各給定溫度下加熱5分鐘淬水,再加熱再淬水…….收稿日期:2002.11.08田鵬(1970-),男,工程師.工程技術(shù)部.150040(3)抗機(jī)械沖擊性好(見表2).剛玉本身是硬而脆的,但它和鋼復(fù)合在一起形成復(fù)合管后,具有內(nèi)硬外韌,硬而不脆,具有良好的抗機(jī)械沖擊性能.在運(yùn)輸,安裝,敲打以及兩支架間自重彎曲變形時,剛玉層均不會破裂脫落.陶瓷復(fù)合鋼管內(nèi)剛玉在低應(yīng)力磨粒磨損時不會被破壞.

5、(4)各層之間結(jié)合牢固.鐵層與剛玉瓷層間也形成牢固結(jié)合,其結(jié)合壓剪強(qiáng)度>1151VIPa;壓潰強(qiáng)度>1350MPa.(5)重量輕.內(nèi)襯陶瓷鋼管與相同壁厚的鋼管和耐磨合金鑄鋼,鑄鐵管比較,重量約輕20%;與相同內(nèi)徑的襯鑄石復(fù)合鋼管比較,輕約4o%.(6)安裝施工方便.在施工中,對法蘭,儀表口,吹掃口,防爆門等零部件能夠進(jìn)行焊接,也可用直接焊接方法進(jìn)行管道連接.而且可以把幾段直管段焊接在一起制作成為彎頭,還能用等離子切割機(jī)進(jìn)行現(xiàn)場切割,給安裝施工帶來極大的方便.內(nèi)襯陶瓷鋼管可采用焊接,法蘭,柔性快速接頭等方式聯(lián)結(jié).因重量輕,抗沖擊,不怕磕碰等優(yōu)點(diǎn),運(yùn)輸,施工十分方便,還減

6、輕運(yùn)輸,安裝,檢修時的勞動強(qiáng)度.(7)工程造價低.內(nèi)襯陶瓷鋼管單位重量的價格同耐磨合金鑄鋼管相當(dāng),但單位長度重量價格比低于合金鑄鋼管20%~30%.支吊架費(fèi)用及搬運(yùn)費(fèi)用減少,并且使用壽命大大提高,所以總工程費(fèi)用降低,其總造價與鑄石管相當(dāng),與耐磨合金鑄鋼管相比總造價下降20%~30%.3試驗表3火電廠送粉管路不同材質(zhì)彎蕾對比試驗裹材料規(guī)格工況使用情況N350x10陶瓷鋼管DN350xI4……已用36個月只磨損掉0.3into表4火電廠氣力除灰管路不同材料彎管對比試驗裹材料規(guī)格工況啡碳鋼管DNI50x10氣力輸送干灰,743個月●穿高鉻合金鑄鋼管DNI50x20t/h,流速20m/s

7、,濃5月●穿夾套式鑄石管DNIS0xS0度8%,位置在進(jìn)灰12月●穿陶瓷鋼管DNI50~I1庫拐彎處.使用12個月只磨損掉0.15into4挫用內(nèi)襯陶瓷復(fù)合鋼管具有耐磨性好,使用壽命長,安裝施工方便,檢修工作量小,性能價格比高等上述特點(diǎn).已在雞西發(fā)電廠應(yīng)用,得到認(rèn)可.口參考文獻(xiàn)(略)編輯:聞?wù)靡弧鲐ⅰ猯l翻疆『I一