聊城市亨通管业有限公司

火力发电厂锅炉的陶瓷复合管双套管，必须综合考虑防磨、防堵、防漏、防腐蚀、防雨、防冻等因素进行设计，其中的要点是防磨损和防腐蚀，陶瓷复合管磨损特别严重，长期以来一直是电厂检修的重点部位，增韧陶瓷耐磨管，该管道系统的综合性能，特别是耐磨性能，直接关系到整个电厂的运营成本和经济效益，是新建电厂工程和检修中必须重点考虑的问题。

针对以上情况，我们综合以往各项研究成果，总结了历年来陶瓷复合管在火电厂的使用情况，吸取国际同行业的先进经验，重点是综合考虑管道的耐磨性能、耐高温性能和防腐性能，并从施工的便利性、较低的制造成本以及比较简单的制作工艺出发进行综合考虑，设计了几种主流耐磨型式的陶瓷复合管，供使用单位选择使用。

① 陶瓷复合管采用“自蔓燃高温合成-离心技术”制造，耐磨性与钨钴硬质合金相当，比钢高十几倍。特别是适用于电站除灰、煤粉输送管道以及矿山输送和回填管道陶瓷复合管。

② 陶瓷复合管具有优异的耐酸碱腐蚀和海水腐蚀以防结垢等特性。耐酸度96-98%与高刚玉瓷相当，耐蚀性比不锈钢高10倍。是种酸、碱及腐蚀性气体、流体理想的输送管道，亦可用于结垢严重的除类管道

③ 陶瓷复合管价格与耐磨合金铸钢管相比，但因其重量轻，单位长度重理价格比低于耐磨合金铸钢20-30%；工程总造价与铸石相当，比耐磨合金铸管低。

④ 陶瓷复合管能在-50-900度温度范围内长期使用。

陶瓷复合管外层是钢管，内层是刚玉。刚玉层硬度高达HV1100-1400,相当于钨钴硬质合金，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。现在刚玉砂轮仍是各种磨床磨削淬火钢主要砂轮。

陶瓷复合管中刚玉层可把刚玉砂轮磨损掉。陶瓷复合管抗磨损主要是靠内层几毫米厚的刚玉层，刚玉莫氏硬度为9，仅次于金刚石和碳化硅，在所有氧化物中，它的硬度是很高的。

目前市场陶瓷复合管的价格是：合金每吨1.8万元左右，铸石弯头每吨1.3万元，粘贴每吨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陶瓷复合管的两倍，用一个合金弯头的钱，可以买两个陶瓷复合管，陶瓷复合管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陶瓷复合管。

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；而采用陶瓷复合管，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，采用陶瓷复合管，直接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，可见陶瓷复合管无论是初期投入还是运行费用都是很具性价比的！

1. 铸石

以前每个厂的陶瓷复合管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），用其制造的陶瓷复合管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. 粘贴陶瓷片

微观缝隙多，质脆易碎，容易局部脱落失效，而且脱落后修补困难。

陶瓷复合管的种类主要有:点焊装卡式耐磨管;耐磨陶瓷管;一体成型耐磨管;离心浇铸复合管。

点焊装卡式耐磨管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),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;该种产品制作工艺相对复杂, 制作周期较长,成本较高.

陶瓷复合管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.该种产品制作工艺相对简单,制作周期短,成本相对较低.

一体成型耐磨管是将管件整体烧制后,用填充料将其浇筑在钢管内部组装而成.该管道内壁光滑﹨密封性密封性好,具有良好的耐磨﹨耐腐蚀性能.但是该种产品制作周期长﹨成本高.

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.因为制作工艺简单,成本较低,适合长距离输送粉体采用,但是其耐磨性比陶瓷复合管稍差,一般用作直管.陶瓷内衬复合钢管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,复合管具有良好的耐磨﹨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。