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      客戶案例

      耐磨管在重介質選煤系統中的應用

      時間:2017-11-17 21:19來源:未知 作者:admin 點擊:
        

      由于介質管路輸送的是硬度大、磨蝕性強的介質懸浮液,對有壓給料的旋流器入料管,除了輸送介質懸浮液以外,還包括煤及矸石。因此,與煤泥水混合輸送管道相比,介質管道磨損速度要快,特別是有壓管道,如旋流器的入料管、脫介篩入料管等。依據管道材料和流動方式不同,一般的金屬管道材使用壽命大約在幾個月到一年左右。管道的嚴重磨損不僅造成了大量的材料浪費和介質的跑、冒、滴、漏,而且頻繁的管道維修更換,增加了工人的勞動強度,加大了生產成本。

      圖(1)是洗煤廠現場,耐磨管很多,管徑也不統一,有時需要現場測量
      近年來,耐磨技術與耐磨材料的開發飛速發展,耐磨管技術除了在金屬礦山、建筑、電廠等領域應用以外,在重介質選煤領域也得到廣泛推廣,大大提高了重介管路的使用壽命,減少了維修工作量和材料消耗,推動了重介質選煤技術的快速發展。
      1、常用的耐磨介質管
      常見的耐磨管主要有鑄石管、陶瓷耐磨管、合金耐磨管等。鑄石是以天然巖石為主要原料,經配料、溶化、燒鑄、退火而成的一種無機非金屬材料。它具有優良的耐磨、耐腐蝕性能。我國的冶金、火電、礦山、化工建材等部門都廣泛地應用鑄石材料。生產鑄石的主要原料是自然界分布十分廣泛的玄武巖和輝綠巖,它們是基性巖漿巖,化學成分相對穩定。鑄石管比合金管耐磨、堅韌,同時具有很高的耐腐蝕性能,可抗除氫氟酸和過熱的磷酸外的任何酸堿腐蝕。但是鑄石管密度高,脆性大,不耐沖擊,易破碎,生產工藝復雜,安裝維修不方便。
      陶瓷耐磨管是采用自蔓延高溫合成離心機制造的。把無縫鋼管放在離心機的管模內,在鋼管內加入鐵紅和鋁粉混合物。這種混合物在化學中稱為鋁熱劑。離心機管模旋轉達到一定速度后,經火星點燃鋁熱劑,鋁熱劑立即自己燃燒,燃燒迅速蔓延,并在蔓延時發生劇烈的化學反應,鋁熱劑反應后生成物為剛玉和鐵,同時放出大量的熱量,是鋼管內原來物料以及反應后的生成物,即使熔點為2045°的剛玉也都會全部熔化,由于反應非常迅速,只有數秒鐘,熔融反應物在離心力作用下,迅速按密度大小進行分離。鐵被離心力甩到鋼管內壁,Al2O3 則分布在鐵的內層。由于鋼管迅速吸熱和傳熱,Al2O3 和Fe迅速達到凝固點,很快分層凝固。最后形成的陶瓷耐磨管從內到外分別為剛玉陶瓷層、以鐵為主的過渡層,以及外部的鋼管層。高溫熔融的鐵液
      和Al2O3 液,與鋼管內壁接觸,使鋼管內壁處于半熔融狀態,使鐵層和鋼管形成冶金結構,鐵層與剛玉陶瓷層間液形成牢固結合,其結合壓減強度(即在軸向把陶瓷層壓出時強度)>15MPa;陶瓷耐磨管壓潰強度(即從管外把管內陶瓷壓碎時的強度)>350MPa。

      圖(2)內襯陶瓷耐磨管是選煤廠最常見的管道
      陶瓷耐磨管與傳統的鋼管、耐磨合金鑄鋼管、鑄石管以及鋼塑管等有本質的區別。陶瓷耐磨管外層是無縫鋼管,內層是剛玉,這種剛玉是熔融狀態下在離心機作用下澆鑄而成。剛玉層硬度高達HV1200~1400,它比通常粘接而成的剛玉砂輪性能優越得多,可把剛玉砂輪磨損掉。陶瓷管抗磨損主要是靠內層幾毫米厚的剛玉層,這比耐磨合金鑄鋼管、鑄石管既靠成分和組織,又靠厚度來抗磨已經有了質的飛躍。相同規格和單位長度的陶瓷耐磨管質量只有耐磨合金鋼管的1/2,鑄石管的1/3;其每米工程造價降低30%~40%;因此陶瓷耐磨管除了在性能上優越外,在工程造價上也有明顯優勢。
      陶瓷耐磨管抗熱沖擊性能好,這一性能在工程施工中大有用處。由于外層是鋼鐵,加之內層升溫也不崩裂,在施工中,對法蘭,吹掃口
      等可以進行焊接,也可用直接焊接方法進行管道連接,這比耐磨合金鑄石管和鑄石管在施工中不易焊接和不能焊接更勝一籌。萬一生產現場因特殊原因,陶瓷耐磨管出現破裂情況,可立即進行應急焊接,以保證安全生產和防止環境污染。需要注意的是,陶瓷耐磨管內陶瓷層厚度不均勻性較大,在運輸、安裝、敲打以及兩支架間自重彎曲變形時,可能會發生破裂脫落,從而導致工作時的不均勻磨損,影響使用壽命,甚至會造成短期局部的鋼管破損。

      圖(3)近幾年應用比較多的碳化硅陶瓷耐磨管
      超高復合耐磨管是一種內外管組合的管道。它以高分子材料為主材,加入必要的添加劑、助劑制作成耐磨內管,以Q235鋼板為原料,卷板焊接制成外管。該類管道具有高的耐磨性,良好的耐蝕性;整體具有一定的力學性能(強度、韌性),抗沖擊,起支撐作用,承受外部壓力,以免坍塌;并能夠適應環境溫度的變化,質量輕,容易操作加工。超耐磨復合管耐磨性能優異,使用壽命長,機械噪音小,使用該產品可改變選煤廠以前管道更換頻繁,停機時間長,維修量大的局面,即提高了選煤廠的效率,又減輕了工人勞動強度,降低了維修工作量。表10-16為陶瓷耐磨管與超耐磨復合管的技術經濟指標比較,供選用參考。

      圖(4)隨著新材料的應用,超高管物美價廉,在選煤廠應用的更普便
      2.耐磨管的使用和維護
      首先,除合金管以外,目前常用的耐磨管都是依靠一層復合耐磨材料提高管路的壽命。不管是什么工藝,耐磨層和基層結合強度再大,也是屬于異質材料之間的結合,不可能達到渾然一體。因此對安裝,特別是焊接工藝要求很高。
      其次,復合層雖然硬度很大,但是往往卻很脆,特別是陶瓷耐磨管,陶瓷層的抗沖擊性相對要差一些。因此在運輸、安裝、維護過程中要嚴禁摔、敲、砸,避免復合層與基層的脫離。對復合耐磨管而言,如果其耐磨層損毀以后,其耐磨性能也就喪失了。例如在生產中出現堵管,利用敲打震動的辦法清堵。對普通的管道可以,但是對由耐磨層的管道卻是應該嚴格禁止的。
      在管道安裝過程中,往往由于焊接不當導致焊接的部位耐磨層或多或少地遭到破壞,一般的影響范圍在焊縫左右2~5mm,甚至可能出現局部的脫落,導致該區域的耐磨性降低。因此,部分選煤廠在新廠設計時,往往根據管路設計圖紙,直接向廠家定制,特別是彎管、三通、彎頭、分配管等。這對介質管路的設計提出了更高的要求。也有部分廠考慮到設計、施工水平,往往在首次采用可加工性比較好的普通管路,在系統正常運行后,并對系統管路進行實測后,根據測試圖紙向管道生產廠家定制耐磨管,在必要的時候進行更換。老廠改造時也可采用這種辦法。


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