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陶瓷复合钢管生产工艺

   陶瓷复合钢管采用自蔓延合成技术制造,将普通钢管放在管模内,在钢管内加入氧化铁粉及铝粉等混合物,化学名称为铝热剂,在离心机的高速旋转下(1500转/分钟),经点火后,铝热剂立即自燃,并迅速蔓延产生剧烈的化学反应:

   铝热剂反应后生成物为稳定的α-AI2O3(即刚玉)和铁,同时释放大量热量。由于反应非常迅速,只有数秒钟,反应物在离心力的作用下迅速按比重分离,较重的铁(7.85g/cm3)附到钢管内壁,较轻的刚玉则分布在铁的内层,由于钢管迅速吸热和传热,反应物很快分层凝固,最终形成由内到外分别为刚玉层、过渡层,陶瓷背包弯头,以及外部钢管层的陶瓷复合钢管

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   陶瓷钢管中刚玉熔点为2045度,刚玉层与钢层由于工艺原因结构特殊,应力场也特殊。只有温度升高到400度以上,由于二者热膨胀系数不一样,热膨胀产生的新应力场才使陶瓷钾聋中原来存在的应力场相互抵消,使陶瓷层与钢铁层两者处于自由平衡状态。这一性能在工程施工中大有用处。由于外层是钢铁,加之内层升温也不崩裂,在施工中,对法兰、仪表口、吹扫口、防爆门等能进行焊接,也可用直接焊接方法进行管道连接。还能用等离子切割机进行现场切割,背包弯头,这比耐磨合金铸钾耸铸石管和钢塑、钢橡管在施工中不易、不能焊接和切割更胜一筹。通常硬度高的物质都比较脆,它在磨损中破坏通常不是被磨耗掉,而是脆性破裂,直至失效。当温度升高到800度,它是复合时钢管达到的高温度,把陶瓷钢管放入冷水内,反复多次,陶瓷层也不裂缝或崩裂,表现出普通陶瓷无可比拟的抗热冲击性能。刚玉本身也是硬而脆的,但它和钢形成复合管后,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,刚玉层均不破裂脱落。

 


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  该工艺采用自蔓延离心浇注的方法成型,主要利用物质自身化学反应,放热燃烧产生高温,在燃烧波蔓延过程中合成新物质的技术。
  此种方法成型的陶瓷复合管内表面置换出陶瓷层,与碳钢、锰钢钢管相比,耐磨性能有一定程度的提高,但是由于反应的温度不高(平均不超过1200℃),反应时间短,还原出来的氧化铝还停留在低温相β-Al2O3,并没有能够转换为高温相α-Al2O3(转变温度超过1300℃)。同是氧化铝,但是高温相氧化铝与低温相氧化铝之间在强度、硬度及密度等性能上天壤之别。由于反应时间短,低温相氧化铝与铁水离心分离不彻底,造成陶瓷层不致密、颗粒松散、硬度低。耐磨弯管衬贴95陶瓷,氧化铝含量不低于95%,而且全部是高温相α-Al2O3,烧结温度高达1670℃,确保材料品质。从实际防磨的效果来看,耐磨弯管的耐用时间是复合陶瓷弯管的5倍以上。

 


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