耐磨弯头

耐磨弯头综述

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　　广泛分布在火电、钢铁、冶炼、水泥、机械、煤炭、矿山、化工、港口码头等磨损严重的行业。
　　在国外，工业企业普遍采用耐磨陶瓷做防磨内衬，包括日本京瓷（KYOCERA）,九州工业及德国BMW 等知名企业均采用高铝瓷制作衬板和耐磨零部件。国外进口设备，大部分都是用这种耐磨弯头，如华能大连发电厂、华能岳阳发电厂一期、国华三河发电厂、大唐徒河发电厂、江苏利港发电厂等厂，耐磨弯头出厂就装贴耐磨陶瓷。
　　近年来随着我国电力建设的加速发展和新技术新材料的不断推广，耐磨弯头已应用到国内几十家新建电厂工程上，如华北电力设计院设计的内蒙岱海电厂（2×600MW）、中南电力设计院设计的华能岳阳电厂二期（2×300MW）、江苏电力设计院设计的苏源谏壁电厂（2×300MW）等。

耐磨弯头性能特点

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1. 耐磨性能优异，连续使用10年以上时间

　　经中南工大粉末冶金研究所测定，特种陶瓷的耐磨性相当于锰钢的266倍，高铬铸铁的171.5倍，耐磨性极好。耐磨弯头在制粉系统的应用极大的减轻了设备的磨损，根据十余年的现场运行经验，耐用时间至少10年以上，减少维修频次和费用。

2. 内衬陶瓷强度高、硬度高、重量轻

　　经中科院上海硅酸盐研究所测定，我公司生产的刚玉陶瓷洛氏硬度为HRA80-85，硬度远高于耐磨钢和不锈钢。密度仅为钢铁的一半,陶瓷弯管重量仅为耐磨钢弯管的1/3，便于安装与更换。

3. 装贴牢固，耐热性、耐腐蚀好

　　陶瓷片采用高温无机粘合剂装贴在弯管内壁。该粘合剂系我公司与清华大学细陶瓷国家重点实验室联合开发的，粘接力强、耐高温、耐老化，可保证永不脱落，东方日立等锅炉厂家燃烧器内装贴陶瓷均采用此胶。装贴工艺简便，可靠性极好。陶瓷属于无机材料，不发生氧化锈蚀，耐酸碱腐蚀。

4. 内壁光滑，不堵粉料

　　瓷片经高温烧结，结构致密，研磨除毛刺处理后表面光洁。装贴工艺严格按照«作业指导书»进行，保证瓷片平滑过渡，高度差不超过0.5mm，装贴陶瓷后弯管内壁平整光滑不堵粉料。

耐磨弯头与传统弯头的比较

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　　耐磨弯头能得到市场的青睐并不断取代一些传统的防磨材料，根本原因在于其优异的产品品质，以及在与传统防磨材料，如铸石、铸钢和离心浇注陶瓷材料相比所具有的多方面优势。
　　

(一) 性能比较

　　1. 铸石
　　以前每个厂的弯头大部分都是使用铸石弯头，这种材料的特点是易碎、开裂，而且磨损面背包，壁厚25-35毫米，有的近40毫米，内侧短时间磨破开裂后，煤粉随着缝隙向外侧磨损，其寿命也就只有一个大修期。而且内部常有气孔，易留隐患，一旦磨穿，现场无法修补。
　　2. 铸钢
　　铸钢（包括合金钢）广泛应用在防磨领域，其制造工艺相对简单。但由于材料本身性能的局限和工艺的限制，铸钢材料的表面硬度（约60）远低于陶瓷（80以上），耐磨性能仅相当于陶瓷的几十分之一至更低，（具体数据参见中南大学粉末冶金所的磨损试验报告和日本九州工业陶瓷研究所的喷射磨损试验结果），用其制造的弯头有投运一年多就磨穿的情况。此外，铸钢管道厚度大，非常笨重，且含碳量高，可焊性比较差，需现场对焊缝热处理，给现场的安装维修带来相当大的困难。
　　3. 离心浇注复合陶瓷管
　　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。耐磨弯头衬贴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，耐磨弯头的耐用时间是复合陶瓷弯管的5倍以上。
　　而且离心浇注复合陶瓷管的技术决定了不适合做弯头及大小头，普通技术条件下，复合陶瓷管只能做成直管状，要做成弯管或大小头，必须将直管分割成若干段焊接，成型后的弯头及大小头内壁不是流线型结构，妨碍物料输送，降低设备出力。
　　同时，该种工艺所生产的陶瓷管，微观裂纹多，质脆易碎，容易局部脱落失效，而且脱落后无法修补。
　　此外，从整个锅炉的吊架承载力来说，铸钢弯头、复合陶瓷弯头都是以重量和厚度来取胜，有的弯头磨损面壁厚达40多毫米，从机组设计看，无疑给吊架增加重量，缩短了使用寿命。

(二) 价格比较

　　目前市场弯头的价格是：合金每吨1.8万元左右，铸石弯头每吨1.3万元，复合弯头每吨1.7万元。这几类弯头特别重，它们是以重量来谋利润。也就是说，一个合金弯头的价格是耐磨陶瓷弯头的两倍，用一个合金弯头的钱，可以买两个耐磨陶瓷弯头，耐磨陶瓷弯头的使用寿命是这种合金弯头的2-3倍，用价格与使用寿命比，也就是用1/5的合金弯头的钱买一个耐磨陶瓷弯头。
　　例如：2×600MW超临界机组送粉管道，管径为φ530×10，一个90°弯头，弯曲半径R=1700mm，采用铸钢弯头或双金属复合弯头，重量为W=1700kg，全部弯头总重（2台炉）约为500～600吨；而采用内衬陶瓷片耐磨陶瓷弯头，其重量仅为W=450kg左右，全部弯头总重（2台炉）约为110～130吨；对比可看出，采用内衬陶瓷片耐磨陶瓷弯头，最直接的是使弯头重量大幅下降，投资至少节约200万以上（铸钢弯头或双金属复合弯头单价按1.2万元/每吨），还不包括重量下降使得煤仓间土建构架梁荷载的降低所带来的经济效益，以及支吊架材料的节省所带来的经济效益。
　　以上从性能和价格上对几种材质的弯管进行了对比，可见耐磨弯头无论是初期投入还是运行费用都是最具性价比的！

耐磨弯头在各大行业中的重要应用

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1、冶金、电力行业中的应用

　　冶金、电力行业输送煤粉、灰渣、泥浆、石灰石膏浆液等每年需要消耗大量的金属管道。采用陶瓷复合管取代其他管道，具有高耐磨、寿命长、安装方便、经济效益显著之特点。经山东聊城昌润热电厂、聊城中华发电厂、北京北新建材集团、河南鹤壁电厂、甘肃平凉电厂、太原市选煤厂、湖南石门电厂、河北金牛能源有限公司葛泉选煤厂、邢台选煤厂等工业运行，其运行寿命是钢管的十几倍甚至几十倍以上。

2、矿山、煤炭行业中的应用

　　（1）矿山：矿山充填、精矿粉和尾矿运送对管道的磨损严重，以往采用的矿粉输送管道如攀枝花、大冶矿等使用寿命不到一年，改为该管可使寿命提高5倍左右。 　　（2）煤炭：选煤及长距离管道输煤普遍采用湿法输送，要求输送管既耐磨又耐蚀，采用该管可作为长寿输送管，经济效益可观。

3、其它

　　（1）该管不污染和不粘联熔融铝液。制造对铁质污染敏感，且使用后需要繁重劳动进行整理和维修的熔铝设备、铝液输送管、升液管是目前理想的材料。
　　（2）该管由于耐磨性能好且耐热蚀。适用于输送含有固体颗粒腐蚀性物料以及高温腐蚀性气体、含硫地热水等腐蚀性介质。