多層復(fù)合耐磨減壓管及其制備方法
【專利摘要】一種多層復(fù)合耐磨減壓管及其制備方法，所述多層復(fù)合耐磨減壓管從內(nèi)到外依次由耐磨陶瓷內(nèi)層、微膨脹結(jié)合層和金屬外層復(fù)合而成；多層復(fù)合耐磨減壓管從入口端到出口端依次為縮徑段、直管段和擴徑段，入口端和出口端的金屬外層上分別帶有入口連接法蘭和出口連接法蘭。本發(fā)明的陶瓷耐磨內(nèi)層、結(jié)合層、金屬外層為無間隙結(jié)合，產(chǎn)品呈現(xiàn)整體性，不會出現(xiàn)內(nèi)外層松脫現(xiàn)象。陶瓷層可采用氧化鋯增韌氧化鋁陶瓷，產(chǎn)品韌性及耐磨性能使得產(chǎn)品具有優(yōu)異的耐用性能。微膨脹結(jié)合層通過粘接作用及微膨脹作用，使得內(nèi)層陶瓷材料、結(jié)合層與外層金屬材料牢固結(jié)合在一起。多層復(fù)合耐磨減壓管可為分段組合結(jié)構(gòu)，從而方便管道的制備，提高管道的加工精度。
【專利說明】多層復(fù)合耐磨減壓管及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種煤制油生產(chǎn)中使用的耐磨管道，以及這種耐磨管道的制備方法?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]耐磨減壓管是煤制油生產(chǎn)線上廣泛使用的一種煤渣輸送管道，為提高金屬輸送管道的耐磨和耐腐蝕性，現(xiàn)有技術(shù)主要是制作陶瓷、金屬復(fù)合管?，F(xiàn)有陶瓷、金屬復(fù)合管的制作工藝主要有以下兩種:
一、在金屬管道內(nèi)壁貼瓷片，該產(chǎn)品在使用中存在以下幾點不足:
1、所貼瓷片沒有整體性，易脫落；
2、不能輸送大顆粒料；
3、不能受沖擊；
4、組合拼接制作難度大。
[0003]二、在陶瓷管外壁涂覆粘接劑或在屬管道內(nèi)壁涂覆粘結(jié)劑將兩者粘合。這種工藝制備的復(fù)合管陶瓷管與金屬管之間易松脫，當(dāng)輸送高壓流料時，陶瓷管首先承受高壓，而陶瓷管的抗拉性能較差，由于陶瓷管與金屬管之間存在間隙從而易出現(xiàn)陶瓷管裂開等問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供一種多層復(fù)合耐磨減壓管及其制備方法，要解決現(xiàn)有耐磨管道強度低，制作難度大，陶瓷管與金屬管之間易松脫、易開裂的技術(shù)問題。
[0005]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
這種多層復(fù)合耐磨減壓管，從內(nèi)到外依次由耐磨陶瓷內(nèi)層、微膨脹結(jié)合層和金屬外層復(fù)合而成；
所述多層復(fù)合耐磨減壓管從入口端到出口端依次為縮徑段、直管段和擴徑段，入口端和出口端的金屬外層上分別帶有入口連接法蘭和出口連接法蘭。
[0006]所述多層復(fù)合耐磨減壓管為整體結(jié)構(gòu)或分段組合結(jié)構(gòu)，所述分段組合結(jié)構(gòu)的各分段相互焊接或由金屬外層上的分段連接法蘭相互連接。
[0007]所述入口連接法蘭由螺栓與端部法蘭連接，端部法蘭的內(nèi)徑與多層復(fù)合耐磨減壓管入口端的內(nèi)徑相適應(yīng)。
[0008]所述耐磨陶瓷內(nèi)層的材質(zhì)為氧化鋯增韌氧化鋁陶瓷、高純氧化鋁陶瓷、高純氧化鋯陶瓷、碳化硅陶瓷或氮化硅陶瓷。
[0009]所述微膨脹結(jié)合層由有機粘接材料和微膨脹性無機活性填料混合后，經(jīng)研磨達到中位粒徑<0.5微米后得到。
[0010]所述微膨脹結(jié)合層由有機粘接材料和微膨脹性無機活性填料及去離子水按重量比5?70:30?75:10?40混合后，經(jīng)研磨達到中位粒徑< 0.5微米后得到。
[0011]所述有機粘接材料為聚乙酸乙烯酯、丙烯酸酯、聚乙二醇、聚乙烯醇或聚乙烯醇縮醛。
[0012]所述微膨脹性無機活性填料的原料按重量百分比配比如下:
高鋁水泥熟料5?50% ；
硬石骨10?50% ；
十二水合硫鋁酸鉀 I?6% ；
氫氧化鈣2?30% ；
氫氧化鎂2?30% ；
膨潤土2?24% ；
高嶺土5?30% ；
娃酸鈉或偏娃酸鈉I?6% ；
納米氧化鋅I?3% ；
納米二氧化硅I?5% ；
娃灰粉2?6%。
[0013]這種多層復(fù)合耐磨減壓管的制備方法，首先將金屬外層與耐磨陶瓷內(nèi)層分別固定，將微膨脹結(jié)合層材料通過高壓注漿方式注入耐磨陶瓷內(nèi)層與金屬外層之間，并進行充分養(yǎng)護，微膨脹結(jié)合層通過粘接作用及微膨脹作用，將耐磨陶瓷內(nèi)層與金屬外層牢固結(jié)合在一起。
[0014]所述耐磨陶瓷內(nèi)層的制備步驟如下:
步驟一，通過濕法研磨陶瓷漿料，之后通過以下兩種方法成型；
a、高壓注漿方式；
b、陶瓷漿料先通過噴霧干燥方法制備成一定顆粒級配的粉料，然后通過等靜壓成型方式制備成陶瓷坯體；
步驟二，成型后的陶瓷坯體充分干燥后，進入高溫設(shè)備燒制成為半成品陶瓷管；
步驟三，燒制好的半成品陶瓷管，通過磨床對內(nèi)外壁及兩端進行精細研磨，達到規(guī)定尺寸，即得到耐磨陶瓷內(nèi)層。
[0015]本發(fā)明的有益效果如下:
1、陶瓷層、結(jié)合層、金屬層為無間隙結(jié)合，產(chǎn)品呈現(xiàn)整體性，內(nèi)部陶瓷呈受壓狀態(tài)，外部金屬層呈受拉狀態(tài)，充分利用了陶瓷材料抗壓性好與金屬材料延展性好的物理性能，不會出現(xiàn)內(nèi)外層松脫現(xiàn)象。
[0016]2、陶瓷層可采用氧化鋯增韌氧化鋁陶瓷，該型號陶瓷內(nèi)部分布有納米級微裂紋，產(chǎn)品韌性及耐磨性能使得產(chǎn)品具有優(yōu)異的耐用性能，較普通陶瓷耐磨管道產(chǎn)品壽命提高5倍以上。
[0017]3、微膨脹結(jié)合層由有機粘接材料和微膨脹性無機活性填料混合而成，該材料同時具備良好的粘接性能和微膨脹性能。制備好的微膨脹結(jié)合層材料通過高壓注漿方式注入陶瓷內(nèi)層與金屬外層之間，并進行充分養(yǎng)護，結(jié)合層材料通過粘接作用及微膨脹作用，使得內(nèi)層陶瓷材料、結(jié)合層與外層金屬材料牢固結(jié)合在一起。
[0018]4、多層復(fù)合耐磨減壓管可為分段組合結(jié)構(gòu)，各分段由金屬外層上的連接法蘭相互連接，從而方便管道的制備，提高管道的加工精度?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0019]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。
[0020]圖1是本發(fā)明分段組合的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖2是圖1中分段的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖3是端部法蘭的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]附圖標(biāo)記:1 一耐磨陶瓷內(nèi)層、2 —微膨脹結(jié)合層、3 —金屬外層、3.1-入口連接法蘭、3.2-出口連接法蘭、3.3-分段連接法蘭、4 一縮徑段、5 —直管段、6 —擴徑段、7 —螺栓、8 一端部法蘭。
【具體實施方式】
[0024]實施例參見圖1、圖2所示，這種多層復(fù)合耐磨減壓管，從內(nèi)到外依次由耐磨陶瓷內(nèi)層1、微膨脹結(jié)合層2和金屬外層3復(fù)合而成。
[0025]所述多層復(fù)合耐磨減壓管從入口端到出口端依次為縮徑段4、直管段5和擴徑段6，入口端和出口端的金屬外層3上分別帶有入口連接法蘭3.1和出口連接法蘭3.2。
[0026]所述多層復(fù)合耐磨減壓管為分段組合結(jié)構(gòu)，所述分段組合結(jié)構(gòu)的各分段由金屬外層3上的分段連接法蘭3.3相互連接。多層復(fù)合耐磨減壓管也可為整體結(jié)構(gòu)或分段焊接結(jié)構(gòu)。
[0027]所述耐磨陶瓷內(nèi)層I的材質(zhì)為氧化鋯增韌氧化鋁陶瓷、高純氧化鋁陶瓷(氧化鋁占重量比超過85%)、高純氧化鋯陶瓷、碳化硅陶瓷或氮化硅陶瓷，優(yōu)選氧化鋯增韌氧化鋁陶瓷。
[0028]所述微膨脹結(jié)合層由有機粘接材料和微膨脹性無機活性填料及去離子水按重量比5?70:30?75:10?40混合后，經(jīng)研磨達到中位粒徑< 0.5微米后得到。
[0029]所述有機粘接材料為聚乙酸乙烯酯、丙烯酸酯、聚乙二醇、聚乙烯醇或聚乙烯醇縮醛。
[0030]所述微膨脹性無機活性填料的原料配比實例如下:
1、微膨脹性無機活性填料的原料按重量百分比配比如下:
高鋁水泥熟料25% ；
硬石骨30% ；
十二水合硫鋁酸鉀3% ；
氫氧化鈣16% ；
氫氧化鎂4% ；
膨潤土3% ；
高嶺土8% ；
硅酸鈉或偏硅酸鈉3% ；
納米氧化鋅2% ；
納米二氧化硅2% ；
硅灰粉4%。
[0031]2、微膨脹性無機活性填料的原料按重量百分比配比如下:
高鋁水泥熟料5% ； 硬石骨50% ；
十二水合硫鋁酸鉀1% ；
氫氧化鈣2% ；
氫氧化鎂16% ；
膨潤土13% ；
高嶺土5% ；
硅酸鈉或偏硅酸鈉3% ；
納米氧化鋅1% ;
納米二氧化硅2% ；
硅灰粉2%。
[0032]3、微膨脹性無機活性填料的原料按重量百分比配比如下:
高鋁水泥熟料50% ；
硬石骨10% ；
十二水合硫鋁酸鉀6% ；
氫氧化鈣3% ；
氫氧化鎂3% ；
膨潤土2% ；
高嶺土6% ；
硅酸鈉或偏硅酸鈉6% ；
納米氧化鋅3% ；
納米二氧化硅5% ；
娃灰粉6%。
[0033]4、微膨脹性無機活性填料的原料按重量百分比配比如下:
高鋁水泥熟料5% ；
硬石骨10% ；
十二水合硫鋁酸鉀3% ；
氫氧化鈣24% ；
氫氧化鎂24% ；
膨潤土24% ；
高嶺土5% ；
硅酸鈉或偏硅酸鈉1% ；
納米氧化鋅1% ;
納米二氧化硅1% ；
硅灰粉2%。
[0034]參見圖1、3所示，所述入口連接法蘭3.1可由螺栓7與端部法蘭8連接，端部法蘭
8的內(nèi)徑與多層復(fù)合耐磨減壓管入口端的內(nèi)徑相適應(yīng)。
[0035]這種多層復(fù)合耐磨減壓管的制備方法，首先將金屬外層3與耐磨陶瓷內(nèi)層I分別
固定，將微膨脹結(jié)合層2材料通過高壓注漿方式注入耐磨陶瓷內(nèi)層I與金屬外層3之間，并
進行充分養(yǎng)護，微膨脹結(jié)合層2通過粘接作用及微膨脹作用，將耐磨陶瓷內(nèi)層I與金屬外層3牢固結(jié)合在一起。
[0036]所述耐磨陶瓷內(nèi)層I的制備步驟如下:
步驟一，通過濕法研磨陶瓷漿料，之后通過以下兩種方法成型；
a、高壓注漿方式；
b、陶瓷漿料先通過噴霧干燥方法制備成一定顆粒級配的粉料，然后通過等靜壓成型方式制備成陶瓷坯體；
步驟二，成型后的陶瓷坯體充分干燥后，進入高溫設(shè)備燒制成為半成品陶瓷管；
步驟三，燒制好的半成品陶瓷管，通過磨床對內(nèi)外壁及兩端進行精細研磨，達到規(guī)定尺寸，即得到耐磨陶瓷內(nèi)層。
【權(quán)利要求】
1.一種多層復(fù)合耐磨減壓管，其特征在于:從內(nèi)到外依次由耐磨陶瓷內(nèi)層(I)、微膨脹結(jié)合層(2)和金屬外層(3)復(fù)合而成； 所述多層復(fù)合耐磨減壓管從入口端到出口端依次為縮徑段(4)、直管段(5)和擴徑段(6)，入口端和出口端的金屬外層(3)上分別帶有入口連接法蘭(3.1)和出口連接法蘭(3.2)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多層復(fù)合耐磨減壓管，其特征在于:所述多層復(fù)合耐磨減壓管為整體結(jié)構(gòu)或分段組合結(jié)構(gòu)，所述分段組合結(jié)構(gòu)的各分段相互焊接或由金屬外層(3)上的分段連接法蘭(3.3)相互連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多層復(fù)合耐磨減壓管，其特征在于:所述入口連接法蘭(3.1)由螺栓(7)與端部法蘭(8)連接，端部法蘭(8)的內(nèi)徑與多層復(fù)合耐磨減壓管入口端的內(nèi)徑相適應(yīng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多層復(fù)合耐磨減壓管，其特征在于:所述耐磨陶瓷內(nèi)層(I)的材質(zhì)為氧化鋯增韌氧化鋁陶瓷、高純氧化鋁陶瓷、高純氧化鋯陶瓷、碳化硅陶瓷或氮化硅陶瓷。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多層復(fù)合耐磨減壓管，其特征在于:所述微膨脹結(jié)合層(2)由有機粘接材料和微膨脹性無機活性填料及去離子水按重量比5~70:30~75:10~40混合后，經(jīng)研磨達到中位粒徑< 0.5微米后得到。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的多層復(fù)合耐磨減壓管，其特征在于:所述有機粘接材料為聚乙酸乙烯酯、丙烯酸酯、聚乙二醇、聚乙烯醇或聚乙烯醇縮醛。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的`多層復(fù)合耐磨減壓管，其特征在于:所述微膨脹性無機活性填料的原料按重量百分比配比如下: 高鋁水泥熟料5~50% ； 硬石骨10~50% ； 十二水合硫鋁酸鉀 I~6% ； 氫氧化鈣2~30% ； 氫氧化鎂2~30% ； 膨潤土2~24% ； 高嶺土5~30% ； 娃酸鈉或偏娃酸鈉 I~6% ； 納米氧化鋅I~3% ； 納米二氧化硅I~5% ； 娃灰粉2~6%。
8.—種如權(quán)利要求1~7任意一項所述多層復(fù)合耐磨減壓管的制備方法，其特征在于: 首先將金屬外層(3)與耐磨陶瓷內(nèi)層(I)分別固定，將微膨脹結(jié)合層(2)材料通過高壓注漿方式注入耐磨陶瓷內(nèi)層(I)與金屬外層(3)之間，并進行充分養(yǎng)護，微膨脹結(jié)合層(2)通過粘接作用及微膨脹作用，將耐磨陶瓷內(nèi)層(I)與金屬外層(3 )牢固結(jié)合在一起。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的多層復(fù)合耐磨減壓管的制備方法，其特征在于:所述耐磨陶瓷內(nèi)層(I)的制備步驟如下:步驟一，通過濕法研磨陶瓷漿料，之后通過以下兩種方法成型； a、高壓注漿方式； b、陶瓷漿料先通過噴霧干燥方法制備成一定顆粒級配的粉料，然后通過等靜壓成型方式制備成陶瓷坯體； 步驟二，成型后的陶瓷坯體充分干燥后，進入高溫設(shè)備燒制成為半成品陶瓷管； 步驟三，燒制好的半成品陶瓷管，通過磨床對內(nèi)外壁及兩端進行精細研磨，達到規(guī)定尺寸，即得到耐磨陶瓷內(nèi)層。
【文檔編號】C04B28/14GK103727321SQ201410009170
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2014年1月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月9日
【發(fā)明者】曹海亮, 曹海濤 申請人:曹海亮