内衬陶瓷复合钢管在电厂中的应用

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1、内衬陶瓷复合钢管在电厂中的应用第19卷第3期2003年5月电站系统工程PowerSystemEngineeringr01.19No.3May,2OO3文章编号:1005.006X(2003)03.0059?O1内衬陶瓷复合钢管在电厂中的应用UseofCeramic-HnedSteelCompositePipeinThermalPowerPlant哈尔滨电站工程有限责任公司田鹏l概念内衬陶瓷复合钢管是采用自蔓延高温合成技术制成的将陶瓷与钢管合成在一起的复合材料钢管.其外层是钢管,内层是陶瓷,中间有一过渡层.其中陶瓷的主要成分是刚玉.自蔓延高温合成技术是主要利用物质自身化学反应,燃烧

2、放热产生高温,在燃烧波蔓延过程中合成新物质的技术.它的化学反应方程式是:4Al+3o2—22o3.2主要特点与性能内衬陶瓷钢管综合了氧化铝硬度高,化学惰性好和钢的强度和塑性好的优点,具有其它管材无法比拟的优良综合性能,不但抗磨损,耐腐蚀,耐高温,而且具有高抗机械冲击及热冲击性能.(1)硬度高,耐磨性好(见表1).陶瓷钢管外层是钢管,内层是刚玉.刚玉层硬度高达HVll00~1400,相当于钨钻硬质合金,其耐磨性比碳钢管高2O倍以上.比通常粘接而成的刚玉砂轮性能还优越.内衬陶瓷复合钢管抗磨损主要是靠内层几毫米厚的刚玉层,刚玉主要成分是五.A1203,莫氏硬度为9,仅次于金刚石和碳化硅

3、,在所有氧化物中,它的硬度是最高的.表1物理机械性能表硬度I-IV压溃强比重抗围睁切强绝对粗艟度线嘭胀系擞口/MPa/g?c/MPahma,×1o3℃注:’无缝钢管厚8m/Et.陶瓷层和过渡层总厚度2.5~3.5mill,从管外把管内陶瓷压碎时的强度.??在陶瓷钢管轴向把陶瓷层从无缝钢管内压出时的强度.¨’温度范围.30~500℃.(2)抗热冲击性好(见表2).陶瓷钢管中刚玉的熔点是2045℃,刚玉层与钢层由于工艺原因结构特殊,应力场也特殊.把陶瓷钢管放入冷水内,反复多次,陶瓷层也不出现裂纹或崩裂,表现出普通陶瓷无法比拟的抗热冲击性能.这一性能在工程施工中大有用处.表2抗热冲击性

4、能和抗机械冲击性能表H抗机械冲抗热冲击出现裂纹的淬水次数.击面—■—葡—面1而———一竖翌堕塑堕塑堕塑匠塑堕塑堕注:?陶瓷钢管总厚度9min,机械能50J,点接触管体管内陶瓷层产生裂纹的冲击次数.??在各给定温度下加热5分钟淬水,再加热再淬水…….收稿日期:2002.11.08田鹏(1970-),男,工程师.工程技术部.150040(3)抗机械冲击性好(见表2).刚玉本身是硬而脆的,但它和钢复合在一起形成复合管后,具有内硬外韧,硬而不脆,具有良好的抗机械冲击性能.在运输,安装,敲打以及两支架间自重弯曲变形时,刚玉层均不会破裂脱落.陶瓷复合钢管内刚玉在低应力磨粒磨损时不会被破坏.

5、(4)各层之间结合牢固.铁层与刚玉瓷层间也形成牢固结合,其结合压剪强度>1151VIPa;压溃强度>1350MPa.(5)重量轻.内衬陶瓷钢管与相同壁厚的钢管和耐磨合金铸钢,铸铁管比较,重量约轻20%;与相同内径的衬铸石复合钢管比较,轻约4o%.(6)安装施工方便.在施工中,对法兰,仪表口,吹扫口,防爆门等零部件能够进行焊接,也可用直接焊接方法进行管道连接.而且可以把几段直管段焊接在一起制作成为弯头,还能用等离子切割机进行现场切割,给安装施工带来极大的方便.内衬陶瓷钢管可采用焊接,法兰,柔性快速接头等方式联结.因重量轻,抗冲击,不怕磕碰等优点,运输,施工十分方便,还减

6、轻运输,安装,检修时的劳动强度.(7)工程造价低.内衬陶瓷钢管单位重量的价格同耐磨合金铸钢管相当,但单位长度重量价格比低于合金铸钢管20%~30%.支吊架费用及搬运费用减少,并且使用寿命大大提高,所以总工程费用降低,其总造价与铸石管相当,与耐磨合金铸钢管相比总造价下降20%~30%.3试验表3火电厂送粉管路不同材质弯蕾对比试验裹材料规格工况使用情况N350x10陶瓷钢管DN350xI4……已用36个月只磨损掉0.3into表4火电厂气力除灰管路不同材料弯管对比试验裹材料规格工况啡碳钢管DNI50x10气力输送干灰,743个月●穿高铬合金铸钢管DNI50x20t/h,流速20m/s

7、,浓5月●穿夹套式铸石管DNIS0xS0度8%,位置在进灰12月●穿陶瓷钢管DNI50~I1库拐弯处.使用12个月只磨损掉0.15into4挫用内衬陶瓷复合钢管具有耐磨性好,使用寿命长,安装施工方便,检修工作量小,性能价格比高等上述特点.已在鸡西发电厂应用,得到认可.口参考文献(略)编辑:闻彰一—■丌—ll翻疆『I一