耐磨陶瓷鋼鐵複合管耐磨內襯陶瓷管性能介紹
● 性能簡介 運用範圍
● 卓越的耐磨性能火力發電廠
● 良好的耐腐蝕性能金屬礦山
● 優異的耐高溫性能 冶金
● 可靠的防結垢性能 煤炭洗選廠
● 高度的抗機械衝擊性能 水泥廠
● 較小的運行阻力 石化
近些年電廠的新建和技改項目在設計時已非常注重這一點，對有關管道的耐磨性提出了較高的要求，目的在於延長管道壽命，保證電廠安全運行、並降低生產成本。目前耐磨內襯陶瓷管已成為耐磨管的首選產品。
耐磨管的革新分為4個階段：
1、人們在傳統的普通碳素鋼管的基礎上，努力研製各種耐磨管道。作為第一代耐磨管道，雖改善了管道的耐磨性並提高了管道的壽命，但由於增加了負荷，提高了管道的工程造價，且當管系應力變化時鑄石難以不被破壞，在電廠鑄石鋼管焊裂的現象時常發生。
2、為此，產生了第二代耐磨管道—耐磨白口鐵管道，這種管道的整體性能雖優於鑄石鋼管，但由於其硬脆性和不可焊接性給工程施工、安裝和生產維修帶來了難以避免的困難和事故。
3、接著又產生了耐磨鑄鋼管道，但其存在鑄造方面目前難以克服的鑄造缺陷，以及技術條件要求的不完善，20多毫米厚的鑄鋼彎頭經風壓試驗出現泄漏以及試用時漏粉等現象時有發生，且工程造價過高。
4、一種藉助於工業標準批量生產的鋼管作為母材、採用鋁熱離心工藝生產的耐磨內襯陶瓷管及管件產品，作為新一代耐磨管道便應運而生。
耐磨內襯陶瓷管與傳統的鋼管、耐磨合金鑄鋼管、鑄石管以及鋼塑、鋼橡管等有著本質性區別。陶瓷鋼管外層是鋼管，內層是剛玉。剛玉層維氏硬度高達1100—1500（洛氏硬度為90-98），相當於鎢鈷硬金。耐磨性比碳鋼管高20倍以上，它比通常粘接而成的剛玉砂輪性能優越得多。現在剛玉砂輪仍是各種磨床削淬火鋼主要砂輪。陶瓷鋼管中剛玉層可把剛玉砂輪磨損掉。陶瓷鋼管抗磨損主要是靠內層幾毫米厚的剛玉層,其莫氏硬度為9,僅次於金剛石和碳化矽，在所有氧化物中，它的硬度是最高的。而鑄石管成分中只有20%左右是剛玉，大部分為SiO2,SiO2莫氏硬度為7。高鉻或稀土耐磨合金管，維氏硬度400左右（洛氏硬度為50左右）；不足剛玉硬度的三分之一。所以耐磨合金鑄鋼管，鑄石管抗磨既靠成分和組織，又靠厚度，陶瓷鋼管抗磨能力與它們相比，有了質的飛躍。
耐磨內襯陶瓷管是採用自蔓延高溫合成——離心法製造的，陶瓷鋼管中剛玉熔點為2045°C，剛玉層與鋼層由於工藝原因結構特殊，應力場也特殊。在常溫下陶瓷層受壓應力，鋼層受到拉應力，二者對立統一，成一個平衡的整體。只有溫度升高到400°C以上，由於二者熱膨脹係數不一樣，熱膨脹產生的新應力場和使陶瓷鋼管中原來存在的應力場相互抵消，使陶瓷層與鋼鐵層兩者處於自由平衡狀態。當溫度升高到900℃把耐磨內襯陶瓷管放入泠水內，反覆浸泡多次，複合層不裂縫或崩裂，表現出普通陶瓷無可比擬的抗熱衝擊性能。這一性能在工程施工中大有用處，由於其外層是鋼鐵，加之內層升溫也不崩裂，在施工中，對法蘭、吹掃口、防爆門等能進行焊接，也可用直接焊接方法進行連線，這比耐磨鑄石管、耐磨鑄鋼管、稀土耐磨鋼管、雙金屬複合管、鋼塑管、鋼橡管在施工中不易焊接或不能焊接更勝一籌。耐磨內襯陶瓷管抗機械衝擊性能也好，在運輸、安裝敲打以及兩支架間自重彎曲變形時，複合層均不破裂脫落。
目前，使用東方一力機電設備有限公司耐磨內襯陶瓷管的數十家火電廠實踐表明：耐磨內襯陶瓷管抗磨損能力高，抗流體沖刷能力強。在一次風管中，彎管磨損最快，耐磨內襯陶瓷管彎管的耐磨性比厚壁的耐磨鑄鋼彎管提高5倍以上。
在實踐中，耐磨內襯陶瓷管使用1-2年後打開觀察並測量，複合層均無明顯的磨損或脫落，在相同規格和單位長度的管道方面，耐磨內襯陶瓷管重量只有耐磨鑄鋼管或雙金屬複合管的1/2左右，其每米工程造價降低30-40%，只有鑄石管和稀土耐磨鋼管重量的2/5左右，每米工程造價降低20%以上。在腐蝕或高溫場所下使用的耐磨內襯陶瓷管，其價格只有不鏽鋼管、鎳鈦管的幾分之一。
流體管道輸送不僅套用於電力行業、而且遍及冶金、煤炭、石油、化工、建材、機械等行業。當管道內輸送磨削性大的物料時（如灰渣、煤粉、礦精粉、尾礦水泥等），都存在一個管道磨損快的問題，尤其是彎管磨損快；當管道內輸送具有強烈腐蝕性氣體、液體或固體時，都存在管道被腐蝕從而被很快破壞的問題；當管道內輸送具有較高溫度的物料時，存在著使用耐熱鋼管價格十分昂貴等問題。耐磨內襯陶瓷管的面市，這些問題均迎刃而解。
耐磨內襯陶瓷管除套用於燃煤電廠外，還廣泛用於以下行業：
1、礦山：
1.1煤炭工業中水煤漿、洗煤泥、礦山充填料、礦煤粉
1.2金屬礦山：精礦和尾礦的管道輸送。
2、冶金：
2.1鋼鐵廠的煉鐵的高爐噴煤、輸渣等管道、
2.2煉鋼的輸送鐵合金、爐外精煉等優選的管道。
3、水泥廠：
旋窯濕法生產線的生料漿輸送、煤粉輸送、提升機的下料、混凝土輸送管道。
耐磨內襯陶瓷管的抗磨、防腐、防結垢等綜合性能優良，能延長管道的使用壽命，該產品已被列入國家863新材料科技項目之中。
表一 耐磨內襯陶瓷管與無縫鋼管磨損對比
材料磨損前重（g）磨損後重（g）磨損時間(min)平均磨擦力矩kg/cm磨損力
20#無縫鋼管226.5100225．47755．1510．020．2005
耐磨內襯陶瓷管
256．7100256．50003010．960．0070
表二 耐磨內襯陶瓷管物理機械性能
材料硬度(HV)壓潰強度（Mpa）陶瓷密度
g/cm3(結合強度)
抗剪下強度(Mpa)抗機械衝擊性（50J）產生裂紋時的衝擊次數
陶瓷內襯
鋼 管1100-1450330-4003.85-4.915-2215
碳鋼管130-150400-450———— ——
複合層線膨脹係數（>400℃時）：8.75×10—6 k—1
20#碳鋼管膨脹係數（>400℃時）：14.5×10—6 k—1
表三 耐磨內襯陶瓷管耐磨對比測試
項目
材料 30%SiO2泥漿沖刷對比實驗體積減少（cm3）噴砂對比試驗（SiC砂）體積減少（cm3）
耐磨內襯陶瓷管30.0022
45號鋼25/
97%氧化鋁瓷管/0.0025
表四 電廠送粉管路不同材質彎管對比試驗
材 料規 格工 況使用情況
20#碳鋼管Dn300×1010萬Kw機組使用煤碳灰份達40%，每管每小時送粉38噸3個月磨穿
高鉻合金鑄鋼管Dn300×2512個月磨穿
夾套式鑄石管Dn300×5024個月磨穿
耐磨內襯陶瓷管Dn300×14已用24個月，只磨損掉0.2mm
表五 電廠氣力除灰管路不同材料彎管對比試驗
材 料規 格工 況使用情況
20#碳鋼管Dn150×10氣力輸送乾灰，60
噸/小時，流速20m/s，濃度26%，位置在進灰庫拐彎處。3個月磨穿
高鉻合金鑄鋼管Dn150×1812個月磨穿
夾套式鑄石管Dn150×4524個月磨穿
耐磨內襯陶瓷管Dn150×12已用24個月，
只磨損掉0.2mm
表六 耐磨內襯陶瓷管耐熱衝擊性。
耐
熱
沖
擊
性條件600℃
/15次700℃
/5次800℃
/5次900℃
/3次1000℃/2次備 注
實驗
結果複合層完整無裂縫和
剝落複合層完整無裂縫和
剝落複合層完整無裂縫和剝落複合層開始出現小裂
紋複合層出現裂紋和剝
落該實驗是在給定溫度下保溫15分鐘後水淬再加熱再水淬
表七、金屬礦山輸送石英灰耐磨對比試驗
材料時間使用情況平均年磨率mm/a性能比
耐磨內襯陶瓷管Dn190×151998年3月-2001年5月3年零2個月時間共磨2.2mm（僅磨損複合層44%）0.7結論
耐磨內襯陶瓷管的使用壽命是合金耐磨鋼管的4倍以上。
合金耐磨鋼管Dn190×261995年11月-1998年1月2年零2個月共磨損26mm（磨穿）12
註：1、該礦重選車間管道，礦石粒度2-13mm。
2、輸送方式為氣力濃相輸送，速度25m/s。
耐磨陶瓷鋼鐵複合管