内衬陶瓷钢管怎么焊接

陶瓷耐磨管有2种工艺

1、自蔓延燃烧高温合成技术生产的可以焊接。

2、贴片式不可以焊接。

建湖远达推荐你使用自蔓延工艺陶瓷管，可以焊接的，安装也比较方便。

耐磨弯头类型多种多样，下面就详细介绍一下耐磨弯头的设计和应用。

一、 自蔓燃陶瓷复合弯头

自蔓燃陶瓷复合弯头是采用“自蔓延高温合成高速离心技术”制造的一种复合管，在高温高速下形成均匀、致密、光滑的陶瓷层和过渡层。高温下陶瓷不会脱落，重量相对较轻，复合陶瓷具有硬度高耐磨性好特点。自蔓燃陶瓷直管、耐磨弯头、陶瓷三通等在磨损严重的行业中得到了很好的应用，尤其在除尘输灰管道经常应用，效果明显。

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陶瓷耐磨弯头

二、陶瓷内衬复合钢管

陶瓷内衬复合管具有刚玉陶瓷强度高、韧性好、抗冲击、焊接性好、硬度高、耐磨性好、耐腐蚀、耐热性好等优点，克服了刚玉陶瓷硬度低、耐磨性差、陶瓷韧性差的特点。因此，复合管具有良好的耐磨性、耐热性、耐腐蚀性、机械冲击性和热冲击性，以及良好的焊接性。经常应用于输送颗粒状物料、研磨和腐蚀性介质的耐磨、耐腐蚀管道。优点可以直接焊接，相对成本比较低，提高整体管道耐磨性好。

陶瓷内衬复合钢管

三、陶瓷片耐磨管

陶瓷片耐磨管是将氧化铝陶瓷片用陶瓷专用胶粘剂粘在管道内壁上。陶瓷片有机胶粘贴强度高，不流淌，使陶瓷和钢管有机的结合到一起。陶瓷片氧化铝纯度高95瓷，耐磨性能好，陶瓷厚度可以根据工况要求进行设计，电厂送粉管道、洗煤厂大口径耐磨管道经常应用。

陶瓷片耐磨管

四、焊接陶瓷耐磨弯头耐磨管

焊接陶瓷耐磨弯头耐磨管是用耐高温胶粘剂将中间有孔的氧化铝陶瓷板粘贴到管道内壁上，同时配合点焊工艺，陶瓷通过一个小孔牢固地焊接在钢管内壁上。为保护焊点，拧上陶瓷盖。焊接陶瓷耐磨弯头生产工艺相对复杂，焊接加粘贴起到双层加固作用，陶瓷片不易脱落，经常用在冲击力较大，耐磨要求高的耐磨管道中。

焊接陶瓷耐磨弯头

陶瓷管道因充分发挥了钢管强度高、韧性好、耐冲击、焊接性能好以及刚玉瓷高硬度、高耐磨、耐蚀、耐热性好，克服了钢管硬度低、耐磨性差以及陶瓷韧性差的特点。因此，陶瓷管道具有良好的耐磨、耐热、耐蚀及抗机械冲击与热冲击、可焊性好等综合性能。是输送颗粒物料、磨削、腐蚀性介质等理想的耐磨、耐蚀管道。

陶瓷耐磨管

陶瓷三通

陶瓷耐磨弯头

广泛用于电力、矿山、钢铁、水泥、化工等磨损样子行业。型号直管、弯头,弯管、三通,大小头,另外可以生产裤衩管,使用效果十分理想。可代替合金管,铸铁等。

耐磨直管技术要求

1、 耐磨管道采用无缝钢管规格：Φ219×8

2、 耐磨层陶瓷工艺：自蔓燃

当前,在烧结的产品中,陶瓷或金属塑胶的使用量

不断增长.塑胶的特性使得混合物能够按所用注模机

器类型的标准进行编排.此外,在粉末注模(PIM)领域

已经进行了大量的研究,也有很多这方面的出版物,这

意味着PIM正在快速成长,并已经在工业中有了自己

的位置,可以看作是一个工艺分支.粉末注模尤其适

用于陶瓷和金属部分的系列产品.该技术可以应用于

很多领域,诸如医疗,航空航天部门,汽车工业和电力

工程等

粉末注模的工艺流程可分为3个步骤.首先,在

调配阶段,用一种热塑性的粘合剂对陶瓷或金属粉末

进行调配.然后就可以对高密度聚合物填料(填料含

量大约占容积的70%)进行注模处理.用这种方法生

产的注模部分称为"原型部分",在下一个阶段(脱离

阶段)中还必须把粘合剂从其中移走.粘合剂可以通

过使用热萃取或者是借助于催化剂,溶剂萃取除去,这

部分称为"已脱离原型部分".陶瓷或金属部分的实际

产品是在随后高达2000℃的烧结阶段中形成的.这

部分很致密,其密度值为理论值的98%一99.9%.

由于应用注模方法进行生产的部件受到几何形状

复杂性的制约,因此最好是在"原型部分"阶段就把这

些部件按简单的几何形状进行编排.对于塑胶材料,

传统的串焊(series welding)即可满足该要求,这样,使

得塑胶的应用成为现实.该文中塑胶作为一种加工助

剂不仅可用于注模,还用于在脱离和烧结之前,连接几

个独立的部分.另外一个正面效应是可能生产出复合

材料〔例如熔钢和建筑用钢).

料,选一种聚烯烃做氧化铝的粘合剂,聚缩醛(树脂)做

特种钢的粘合剂.用这些材料为样品注模,然后用不

同的方法进行焊接和数据对照.在注模之后和烧结之

前的原型部分阶段进行焊接.塑胶焊接的方法是应用

高密度聚合物填料进行连接,在原型致密阶段,会产生

非匀质性焊缝,但可在随后的烧结阶段消失.山于陶

瓷或金属部分的几何形状比较复杂,所以导致炸接的

特点受到限制,在试验中应用3种不同的焊接方法

第1种是热具焊接,原理是所焊物体局部接触电热焊

具并在其高温下连接在一起.第2种是热辐射焊接,

热辐射焊接并不接触所焊部位,它通过一种红外辐射

的方法传热.第3种是振动焊接,振动焊接'j上述两

种方法相反,它通过摩擦使所焊部位成为部分可塑状

态,从而两物体在压力的作用下连接在一起,可以相互

带动对方移动.由于原型部分表现出一定的脆性材料

特征,因此要注意确保连接压力很低并且焊接部位在

此阶段没有受损.热具焊接的温度大约为180℃,对

于低熔点的陶瓷原料(118℃)和金属原料(164 Y:)是

适用的.

1原型部分的塑焊

选一种氧化铝(A1z 0s)和一种特种钢料做试验材

2试验结果

陶瓷和金属焊接的结果是可以调换的,以特种钢

复合物或特种钢为例进行讨论.不同焊接方法不同阶

段的焊接强度(二,)和焊接系数(人)见表1焊接系数

(f)表示焊接强度和原材料强度的比例.

由于表中的数据只是在最初的可行性研究阶段得

出的,因此如果振动焊接可行,考虑到其优越性,那么

与其他方法相比,它的缺点是可以忽略的.通过试验

发现,在原型部分阶段,有个明显的特点是强度很低,

这主要是由于填料的含量很高,大约占到容积的70%,

表1特种钢焊接强度与焊接系数

连接阶段

热具焊接强度

『1/MPa

焊接系数

天1

热辐射焊接强度

o ,/MPa

焊接系数

f

振动焊接强度

,W,/MPa

焊接系数

f,

刀住王

6行了1

八,气

原型紧密阶段

已脱离原型紧密阶段

烧结阶段

一_92090.980.67

0.950.67

0.960.970.79

万方数据

诊

46 焊接2004(1)

蒸

于典型的PIM产品,通常靠外的区域紧凑而无孔,在焊

接部件的内侧则形成一个有一些小孔的组织,孔的数

量在很大程度上由烧结条件决定

3结论

拱

这些填充物并没有起到提高强度的作用,反而会降低

横截面的承载能力,这就需要大大降低焊接压力.在

已脱离阶段结构已经固定,在烧结前温度大概能达到

1 000℃,这使得强度有较大的提高.采用振动焊接方

法.在烧结阶段时,连原型部分阶段产生的焊缝非匀质

问题都已经在粘合中消失了.

烧结后的部件具有较高的强度,高温焊接时其强

度为母材强度的96%,热辐射焊接时其强度为母材强

度的97%.振动焊接此数值达到了80%,据估计采用

振动焊接方法的该数值还会有较大的提高.采用高温

焊接方法在已脱离原型阶段时焊接系数超过了1.0,其

原因可以归结为在焊接中形成的焊珠.由于焊接时材

料的损失,还要考虑到两方面的影响,一方面截面面积

增加,另一方面由于焊珠和焊接部件之间的缺口—

通常是断裂的开始点,缺口效应会逐渐显现出来.对

总的来说,采用粉末注模〔PIM)的方法来生产部件

具有很高的实用价值,同传统的单边多极焊接相比,它

使生产成本大幅降低.尤其是在高强度的陶瓷和金属

粉末注模过程中,采用传统的单边多极焊接方法,其后

处理工艺费用很高,往往占生产成本的90%.目前的

研究结果表明,将来用粉末注模(PIM)方法生产复合材

料也是切实可行的(例如将硬质的金属外壳与具有延

展性的内核相连接),这必A1会开发出更多的应用领域.

(收稿日期2003 11 10)

作者简介:白海欣,1978年出生,硕士研究生〕

350 MW机组自动主汽门门前后疏水管管座更换

河北省电力研究院(石家庄市050021)张东文冯砚厅李中伟杨建菊

华能上安电厂2#机2#自动主汽门体为美国GE公

司生产的350 MW机组超高温高压汽轮机配套部件.

在2001年10月中级检修中,通过光谱检验发现该主

汽门的门前门后两个疏水管座错用为碳钢.

将错用材质的两个管座全部更换,2#机2#自动主

汽门体材质为Crmov钢,壁厚约为160 mm更换后门

前后两管座材质为12Cr1Mo\,规格冲89二,30..

,焊接性分析

2#自动主汽门门体材质为低合金耐热铸钢,管座

材质为低合金耐热钢.由于门体壁厚刚性大,施焊处

埋难度较大,为避免焊后焊缝及热影响区淬火,产生冷

裂,焊前必须预热,温度升高到200℃方可进行施焊.

该处的疏水管座与门体采用单V形坡日,全焊透形式,

手工电弧焊.

2焊前准备

2,1短管去除

采用气割方法将管座割除,注意距离根部10 mm,

再用切割片角磨机打磨至根部.打磨后进行磁粉探伤

检查.探伤检查应无裂纹等缺陷.

2.2坡口加工

将主汽门体与管座联接处周围原角焊缝(焊肉)打

磨掉,并将周围50 m.处打磨干净,露出金属光泽.并

经无损探伤检验,无任何缺陷进人下一道工序

加工管座,按图1要求加工管座的坡口,坡口经探

伤检验合格后进行焊接操作.

2.3焊接材料

焊接材料选用R31焊丝,规格币2. 5 mm8317焊

条,规格巾3.2 mm,焊材应进行复验.

2.4主汽门体大局部(周围)预热

将主汽门门体管座范围内沿主汽门按整圈用远红

外加热器包裹起来,L下宽度即高度按400一500 mm

考虑,用铁丝固定,在加热范围内按3600布置4支热电

祸.预留币89 mm管座处待焊,这个部位还需用大号

焊炬进行300℃以上的预热,预热升温速度不控,但需

要恒温时间,主要目的是为了均温,当内壁温度达到

150℃时,即可进行管座角焊缝的焊接.

钢衬陶瓷复合管的种类

1、离心浇铸复合陶瓷管道

离心浇铸复合管是采用“自蔓燃高温合成-高速离心技术”制造的复合管材，在高温高速下形成均匀、致密且表面光滑的陶瓷层及过渡层。另外工作常温850～900度陶瓷都不会掉落,重量较轻,复合陶瓷以硬度防磨,解决过去以厚度防磨。直管、弯头、弯管、三通等在磨损严重行业使用效果非常好

2、贴片耐磨陶瓷管道

贴片耐磨陶瓷管道是用耐高温强力粘胶将氧化铝陶瓷片粘贴在管道内壁，经加温固化后形成牢固防磨层。制作工艺简单，成本较高,。使用温度一般不能超过100度,不适合管道。

3、点焊装卡式耐磨陶瓷管道

点焊装卡式耐磨陶瓷管道是用耐高温强力粘胶将中间带孔的氧化铝陶瓷片粘贴在管道内壁，同时配合点焊工艺透过小孔将陶瓷牢固地焊接在钢管内壁。为保护焊点，上面再旋上陶瓷盖帽。每块瓷片不但互压互插，而且每块瓷都形成梯形角度，使瓷块之间紧密连接，无缝隙；当一圈的最后一块紧密嵌入后，瓷块之间形成360°的机械自锁力（这种技巧在几个世纪前就被运用在中国桥梁建筑工程上）。铆钉式连接，金属需要用磁力钻或钻孔机穿透，然后再用铆钉与互压式带孔耐磨陶瓷片和金属连接, 该种产品制作工艺相对复杂，制作周期较长，成本较高。

4、陶瓷环钢衬陶瓷复合管

1、陶瓷管制作。Al2O3陶瓷：氧化铝含量高，结构比较致密，具有特殊的性能，故称为特种陶瓷。Al2O3.陶瓷材料是以氧离子构成的密排六方结构，而铝离子填充于三分之二的八面体间隙中，这是与天然刚玉相同稳定的α- Al2O3结构，因此陶瓷具有高熔点、高硬度，具有优良的耐磨性能。陶瓷贴片硬度≥HRA85，仅次于金刚石的硬度，而且表面光滑摩擦系数小，耐磨性能十分理想，尤其是在高温氧化性介质或腐蚀介质中。

2、钢体制作。根据图纸或设计图，缸体分段组装。一般弯曲半径设计5d以上，减少管道介质的冲击力。

3、陶瓷管装配。陶瓷管做成缸体形状，间隙控制在1-2mm之间，关键要控制好同心度、错边率，使陶瓷环和缸体有机结合。

离心浇铸复合陶瓷管道

离心浇铸复合陶瓷管道是采用“自蔓燃高温合成-高速离心技术”制造的复合管材，在高温高速下形成均匀、致密且表面光滑的陶瓷层及过渡层。

贴片耐磨陶瓷管道

贴片耐磨陶瓷管道是用耐高温强力粘胶将氧化铝陶瓷片粘贴在管道内壁，经加温固化后形成牢固防磨层。制作工艺简单，成本较高,。使用温度一般不能超过100度,不适合管道.

点焊装卡式耐磨陶瓷管道

点焊装卡式耐磨陶瓷管道是用耐高温强力粘胶将中间带孔的氧化铝陶瓷片粘贴在管道内壁，同时配合点焊工艺透过小孔将陶瓷牢固地焊接在钢管内壁。为保护焊点，上面再旋上陶瓷盖帽。每块瓷片不但互压互插，而且每块瓷都形成梯形角度，使瓷块之间紧密连接，无缝隙；当一圈的最后一块紧密嵌入后，瓷块之间形成360°的机械自锁力（这种技巧在几个世纪前就被运用在中国桥梁建筑工程上）。该种产品制作工艺相对复杂，制作周期较长，成本较高。

一体成型耐磨陶瓷管道

一体成型是将陶瓷管件整体烧制后，用特制填充料将其浇筑在钢管内部组装而成。该管道内壁光滑、密封性好，具有良好的耐磨、耐腐蚀性能。

全称陶瓷内衬复合钢管。

陶瓷钢管与传统的钢管、耐磨合金铸钢管、铸石管以及钢塑、钢橡管等有着本质性区别。陶瓷钢管外层是钢管，内层是刚玉。刚玉层维氏硬度高达100—1500（洛氏硬度为90-98），相当于钨钴硬金。耐磨性比碳钢管高20倍以上，它比通常粘接而成的刚玉砂轮性能优越得多。刚玉砂轮仍是各种磨床削淬火钢主要砂轮。陶瓷钢管中刚玉层可把刚玉砂轮磨损掉。陶瓷钢管抗磨损主要是靠内层几毫米厚的刚玉层,其莫氏硬度为9,仅次于金刚石和碳化硅，在所有氧化物中，它的硬度是最高的。

内衬陶瓷耐磨钢管是采用自蔓延高温合成——离心法制造的，陶瓷钢管中刚玉熔点为2045℃，刚玉层与钢层由于工艺原因结构特殊，应力场也特殊。在常温下陶瓷层受压应力，钢层受到拉应力，二者对立统一，成一个平衡的整体。只有温度升高到400℃以上，由于二者热膨胀系数不一样，热膨胀产生的新应力场和使陶瓷钢管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。当温度升高到900℃把内衬陶瓷耐磨钢管放入泠水内，反复浸泡多次，复合层不裂缝或崩裂，表现出普通陶瓷无可比拟的抗热冲击性能。这一性能在工程施工中大有用处，由于其外层是钢铁，加之内层升温也不崩裂，在施工中，对法兰、吹扫口、防爆门等能进行焊接，也可用直接焊接方法进行连接，这比耐磨铸石管、耐磨铸钢管、稀土耐磨钢管、双金属复合管、钢塑管、钢橡管在施工中不易焊接或不能焊接更胜一筹。内衬陶瓷耐磨钢管抗机械冲击性能也好，在运输、安装敲打以及两支架间自重弯曲变形时，复合层均不破裂脱落。

数十家火电厂实践表明：内衬陶瓷耐磨钢管抗磨损能力高，抗流体冲刷能力强。在一次风管中，弯管磨损最快，内衬陶瓷耐磨钢管弯管的耐磨性比厚壁的耐磨铸钢弯管提高5倍以上。

在实践中，内衬陶瓷耐磨钢管使用1-2年后打开观察并测量，复合层均无明显的磨损或脱落，在相同规格和单位长度的管道方面，内衬陶瓷耐磨钢管重量只有耐磨铸钢管或双金属复合管的1/2左右，其每米工程造价降低30-40%，只有铸石管和稀土耐磨钢管重量的2/5左右，每米工程造价降低20%以上。在腐蚀或高温场所下使用的内衬陶瓷耐磨钢管，其价格只有不锈钢管、镍钛管的几分之一。

流体管道输送不仅应用于电力行业、而且遍及冶金、煤炭、石油、化工、建材、机械等行业。当管道内输送磨削性大的物料时（如灰渣、煤粉、矿精粉、尾矿水泥等），都存在一个管道磨损快的问题，尤其是弯管磨损快；当管道内输送具有强烈腐蚀性气体、液体或固体时，都存在管道被腐蚀从而被很快破坏的问题；当管道内输送具有较高温度的物料时，存在着使用耐热钢管价格十分昂贵等问题。内衬陶瓷耐磨钢管的面市，这些问题均迎刃而解。