陶瓷贴片复合管利用陶瓷-金属复合制作技术原理，以AL2O3为原料、以稀有金属氧化物为溶剂，经1730耐磨陶瓷贴片℃的高温烧结制成的特种刚玉陶瓷，通过粘接、焊接、镶嵌、铆接及套接技术，将各种耐磨陶瓷片、块砖材料复合在管件内磨损表面，从而形成一个具有优异耐磨性能的表层，而基体仍采用普通金属材料的复合管件。，可根据不同的需求选择耐磨陶瓷贴片、满足用户特殊需求的技术条件。与传统的全金属高合金管件相比，工作面耐磨性更高，可以使管件的整体耐磨防腐使用寿命提高几倍到几十倍以上。整体重量大副下降，减少钢材用量，降低了装置造价与维护检修费用，提高经济效益。
主要性能：
耐磨性好：耐磨陶瓷弯管的内衬陶瓷层为耐磨工程陶瓷，其硬度（HRA）≥84，其耐磨性能是高铬耐磨铸铁合金管件的10倍以上。采用5mm厚陶瓷层，其实际耐磨使用寿命将相当于50mm厚耐磨铸钢。
耐腐蚀：选用不同的耐磨陶瓷材料，对不同的腐蚀介质具有优异的防腐性能，耐酸、碱、盐等强腐蚀介质和卤盐腐蚀的特性。
耐高温性能好：耐磨陶瓷本身具有耐1200摄氏度以上的高温能力，通过合理设计和采用不同的复合方式，耐磨陶瓷管件可以在－50℃至800℃湿度范围内长期运行，特别适合于高温燃烧器等设备内衬。
降低工程造价：耐磨陶瓷管件主要用于输送带颗粒的液固两相流物质以及腐蚀性介质，用于替代价格昂贵的不锈钢管、高铬铸钢管、硬质合金耐磨管，可直接降低工程造价，同时延长使用寿命。产品性价比高，可节省检修、更换材料的费用和时间。
耐磨陶瓷管件应用范围：
1、电厂锅炉制粉系统管道，包括、输粉管道、粗细粉分离器管道，落煤管，燃烧系统的一次风管道、二次风管道、三次管道以及燃烧器管道，除灰排渣系统的排渣管道、回粉管道、干灰输送管道；
2、钢铁厂原料输送管道、收料管道、除尘管道、排灰管道、落灰管道、配料混合管道、磨出口管道、燃煤管道、煤粉管道、分离器管道、燃烧器方圆管等磨损弯管；
3、水泥厂选机机出口管道、选机机入口管道、收尘管道、立磨出风管道、循环风管、煤磨高温风机风管、下料管等磨损弯管；
4、石油、化工、矿山、煤炭、洗煤厂、冶炼、造纸、铝业、建材、粉体工程、粮食机械等加工、输送物料的各种管件。
自蔓燃技术用来生产陶瓷复合管道出现在20世纪的60 年代末、 70年代初, 原苏联对自蔓燃技术进行了大量的基础研究, 这一成就在20 世纪 80 年代引起了各国的注意。我国的自蔓燃技术, 是国家863 高科技计划项目( 863- 715- 21- 03- 01) , 国家九五重点支持和推广的高新技术,目前已有部分新建电厂和老电厂在机组大修时使用了该技术生产的耐磨陶瓷复合管道。
1 陶瓷复合管道的生产工艺
陶瓷复合管道的生产方法是将高纯度的铝粉和氧化剂(主要成分为 Fe2O3 ) 及少量的添加物混合均匀后,填充到钢管中并以一定的速度旋转,物料在离心力的作用下被甩到钢管壁上。当离心力达到一定程度后进行放电点燃物料, 引发自蔓燃高温合成反应,还原出纯铁和生成陶瓷并放出大量的热能,使还原的纯铁与钢管壁形成冶金结合,陶瓷层因密度较铁小而形成致密的衬里层。国内目前可生产直径600mm 以下,单管长度为 6m 的陶瓷复合管道, 陶瓷层的厚度通常为3~ 8mm。
2 陶瓷复合管道的性能
陶瓷复合管道的试样是从某厂的陶瓷复合管道上制取的, 经检测, 陶瓷层的表面维氏硬度为1100HV,密度为 3. 8 g/ cm3, 耐酸度( 按ZCG 94003 86 标准测定) 达98% , 陶瓷层的压溃强度为430MPa。将陶瓷层镶样后抛光,用偏光显微镜拍摄的照片( 由于陶瓷层不反光, 普通光学显微镜不能拍摄) 如图1。由照片可以看出, 在靠近钢管一侧,有明显的纯铁析出。因此陶瓷复合管道的金相组织从里向外依次为陶瓷层、 纯铁层和外层钢管。当析出的纯铁与钢管壁接触时, 在反应热能的作用下,会发生一定的冶金结合。3 陶瓷复合管道的特点
3. 1 耐磨性好
陶瓷复合管道由于内衬层为陶瓷(主要成分为Al 2O3 ) ,它的表面维氏硬度很高,因此在冶金、 电力等输送煤粉、 灰渣等方面比其它的合金管道有更好的效果。
3. 2 工程造价低, 经济效益好
陶瓷复合管道在一般情况下, 陶瓷层与钢管的厚度比为1: 3,因此在相同口径的管道中,陶瓷复合管道比合金铸管的重量要轻, 从而使管道支架、 运输等费用降低。按目前市场定价, 虽然陶瓷复合管道的单价较高,但整个工程的总费用要比一般的耐磨合金管道的低。
3. 3 安装施工方便
由于陶瓷复合管道重量轻,且焊接性能好,因此可以采用焊接、法兰、柔性管接头等多种联接方式,施工安装方便。
3. 4 耐腐蚀、 防结垢
由于该管道的内层为陶瓷(主要成分为Al 2O3 ) ,属于中性物质, 因此具有耐酸碱的腐蚀,同时具有防结垢的特点。
3. 5 温度适应性好
由于该管道陶瓷层为单一稳定的晶态组织, 在- 50 ~ 700 的大范围内可长期正常运行,同时它的线膨胀系数较钢管小50%左右, 因此其耐热冲击性能也优于钢管。
3. 6 龟裂和剥落问题
上面已经提到, 陶瓷复合管道是由陶瓷层、 纯铁层和钢管3 部分组成的,在反应中产生大量的热能, 当反应完成后,首先凝固的是陶瓷层,接下来是纯铁层,因三种材料的膨胀系数不同, 陶瓷层的较小, 钢管的较高,这样, 当陶瓷复合管道冷却到室温后, 陶瓷层在钢管收缩力的作用下,部分发生龟裂,甚至有大块陶瓷层的剥落。目前国内在陶瓷复合管道的生产中,直径小于300mm 的陶瓷复合管道内层龟裂较少,产品质量稳定,随着直径的增大, 收缩应力也增大,管道内层发生龟裂的几率也增大,这一问题还有待进一步的解决。
3. 7 陶瓷层壁厚不均问题
陶瓷复合管道是靠离心力的作用, 将物料甩到钢管壁上的,由于钢管本身的圆度不够,成品中陶瓷层的厚度不可能完全一致。目前一些生产企业在钢管选择上有一定的技术机密,所生产的管道其陶瓷层厚度相对较均, 而有些企业的陶瓷层厚度相差较大,有时达一半以上,甚至有些地方就没有陶瓷层。这方面用户在验收时应格外留意。
4 结束语
陶瓷复合管道,在电力、 冶金行业可用于输送煤粉、 灰渣、 泥浆等管道; 在煤炭行业可用于选煤及长
距离输煤等的湿法输送管道;在矿山行业可用于精矿粉和尾矿运送等矿粉输送管道; 同时该管道还可用于其它要求耐酸、 耐热、 耐蚀等特殊的场合。陶瓷复合管道从技术上说, 比合金管道要耐磨,安装施工又方便, 有一定的优越性。但由于目前技术水平使管道陶瓷层的龟裂问题无法从根本上解决,限制了大直径管道的生产, 因此用户在选择管道时应综合考虑。
