一種雙金屬耐磨彎管的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種雙金屬耐磨彎管的制備方法，其特征在于提供一種高溫、高腐蝕環(huán)境下的雙金屬耐磨彎管。該耐磨彎管內(nèi)層為特殊金屬層，其厚度為5?10mm，且在有角度地方的厚度為其他地方的1.1倍。特殊金屬層材質(zhì)為C，Mn，Si，Ni，Cr，Mo，Bi，Er，其余為Fe及少量S、P及其他雜質(zhì)。特殊金屬層有一層薄且均勻的鈍化膜，從而提高了本發(fā)明彎管的耐磨性及抗腐蝕性。特殊金屬層中添加的Bi與原金屬中的Mo相互配合，可以抑制Cl?對特殊金屬層的腐蝕，Er的加入極大程度地提高了特殊金屬層的抗腐蝕性，以及其韌性和硬度。本發(fā)明不僅可以實現(xiàn)高溫、高腐蝕環(huán)境下的物料運送，還能有效延長耐磨管的使用壽命，降低耐磨管價格。
【專利說明】
-種雙金屬耐磨彎管
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種雙金屬耐磨彎管，具體設(shè)及一種雙金屬Ξ通管件及彎頭。
【背景技術(shù)】
[0002] 在礦山、鋼鐵、煤炭、電力等行業(yè)中，物料輸送都是采用遠(yuǎn)距離壓力輸送，管道尤其 是Ξ通管件及彎頭承受的壓力非常大，磨損非常嚴(yán)重。在普通物料輸送過程中只設(shè)及磨損 問題，當(dāng)輸送一些含腐蝕性元素的物料時，磨損加上腐蝕，會讓Ξ通管件及彎頭的壽命急劇 縮短，目前市場上的雙金屬耐磨彎管壽命最多不超過半年，且價格昂貴，極少在普通企業(yè)的 物料輸送中使用。
[0003] 近年來國內(nèi)外針對雙金屬耐磨管件做了大量研究，且已經(jīng)有了大量的市場應(yīng)用， 但是雙金屬耐磨管仍存在W下問題通管件及彎頭有角度的地方壽命比管道其他部分壽 命減少一倍;大多數(shù)礦物、煤粉等原料中均含有C1-，當(dāng)長期運送時，無法避免C1-的點蝕作 用;價格昂貴，是普通碳鋼的10-20倍。本發(fā)明所描述的雙金屬耐磨彎管，克服了上述所有問 題，為耐磨管及耐磨彎管的更大規(guī)模的應(yīng)用提供了一種新思路。
[0004] 目前用于雙金屬耐磨管及雙金屬耐磨彎管的專利有，中國專利： ZL201320022671.9"-種雙金屬耐磨復(fù)合管"，CN201210345990.3"送粉管道用耐磨金屬軟 管"，CN200810154873.2"雙金屬耐磨彎管及其生產(chǎn)方法"，CN201010102783.6"雙金屬冶金 符合耐磨管巧及其生產(chǎn)方法"，CN201110134399.9" -種耐磨、耐腐蝕、抗沖擊雙金屬復(fù)合彎 管的制造方法"，ZL200920091285.9 "雙金屬耐磨復(fù)合彎管"，CN201410547994.9 "雙金屬復(fù) 合管用高耐磨高銘鑄鐵及其制備方法"W及CN201310684537.X"-種雙金屬耐磨無縫復(fù)合 鋼管及其制備方法"。研究開發(fā)廉價、耐磨耐腐蝕的耐磨管，尤其是耐磨彎管是物料輸送業(yè) 的熱點。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是為了解決雙金屬耐磨管價格昂貴，耐磨及抗腐蝕性能不高，壽命 短，不能滿足工礦企業(yè)的要求等問題。
[0006] -種雙金屬耐磨彎管是由內(nèi)外兩層金屬材料經(jīng)過離屯、誘注烙合而成，外管為普通 碳鋼，內(nèi)管為特殊金屬層。
[0007] 進(jìn)一步的，所述特殊金屬層材質(zhì)為(：，111，51，化，化，1〇,81，化，其余為。6及少量5、？ 及其他雜質(zhì)，含量分別是0《0.15，]?11《0.5,51《0.5，化5-10，化20-35，]\1〇0.1-0.5,810.01- 0.05，化0.01-0.05，雜質(zhì)總量《0.1，其余為Fe。高銘儀鋼材具有良好的防腐、耐磨性能，是 目前雙金屬耐磨管內(nèi)層必選材料。但是高銘儀鋼材有一個弱點，即在輸送含C1-物料時，容 易發(fā)生C1-點蝕殊金屬材料在常規(guī)的特種鋼種加入了Bi和化，Bi可W與原金屬中的Mo相互 配合，從而抑制α-的對特殊金屬層的腐蝕。經(jīng)反復(fù)試驗發(fā)現(xiàn)，Bi的含量維持在0.01-0.05% 即可有效抵抗C1-含量為5000mg/g的礦物料腐蝕的累積效應(yīng)，當(dāng)Bi含量增大到0.06時，可抵 抗C1-含量為8000mg/g的礦物料腐蝕的累積效應(yīng)。綜合考慮防腐W及由于Bi的加入所帶來 的價格的飄升，因此本發(fā)明選定Bi含量為ο. ο 1 -ο. 05 %，且與Mo的比例呈正比例增力日。化的 加入也極大程度上提高了內(nèi)層金屬材料的抗腐蝕性，W及耐磨性，經(jīng)反復(fù)試驗發(fā)現(xiàn)，化與Bi 同比例加入可W起到協(xié)同作用，使得雙金屬彎管的耐磨性提高10%。
[0008] 進(jìn)一步的，所述特殊金屬層厚度為5-lOmm，經(jīng)反復(fù)試驗發(fā)現(xiàn)，特殊金屬層厚度為 5mm時，其使用壽命與目前市售雙金屬耐磨彎頭厚度為20mm時相當(dāng)，厚度為10mm時，與市售 雙金屬耐磨彎頭厚度為40mm時相當(dāng)，且目前已經(jīng)市場化的耐磨彎頭的內(nèi)層金屬層厚度均高 于lOmm。^通管件或彎頭有角度的地方的厚度為其他地方的1.1倍。Ξ通管件和彎頭的拐彎 兒處最容易磨損，而目前市場上所有的Ξ通管件和彎頭均沒有做內(nèi)層加厚處理。本發(fā)明為 了不影響管道阻力，在內(nèi)層加厚的相應(yīng)部位做了外層薄化處理。經(jīng)計算機模擬及反復(fù)試驗 發(fā)現(xiàn)，Ξ通管件或彎頭有角度部位加厚1.1倍時，Ξ通管件或彎頭的壽命會增加1倍左右。
[0009] 進(jìn)一步的，所述特殊金屬層要經(jīng)過純化處理，純化在空氣環(huán)境中完成，純化時間為 2.5小時，純化溫度為80°C，純化濕度為40%。純化時間短，特殊金屬層表面純化不徹底，純 化時間太長又會使浪費操作工人時間與精力，增加人員成本;純化溫度太低，所需的純化時 間會顯著增長，而純化溫度太高又會產(chǎn)生局部純化過度，而其他地方未完成純化的現(xiàn)象;純 化濕度太低，形不成純化膜，純化濕度太高，需要的純化溫度又相應(yīng)增加，浪費熱源，因此純 化條件的選擇是一系列系統(tǒng)工程，需要長期的經(jīng)驗及扎實的理論知識相結(jié)合。本發(fā)明經(jīng)計 算機模擬與試驗室正交試驗發(fā)現(xiàn)，純化時間2.5小時，純化溫度80°C，純化濕度40%時，純化 膜最均勻，沒有裸露的表面。
[0010] 本發(fā)明的上述技術(shù)方案的有益效果如下：
[0011] 上述方案中，針對目前雙金屬耐磨彎管的缺點而采用添加 Bi，化的特殊金屬層，且 特殊金屬層要經(jīng)過純化處理，且其有角度處做增厚處理，解決了目前雙金屬耐磨彎管在有 角度的地方壽命比管道其他部分壽命減少一倍;無法避免C1-的點蝕作用；價格昂貴等問 題。
【附圖說明】
[0012]圖巧本發(fā)明實施例2的72h內(nèi)電流變化趨勢圖。
【具體實施方式】
[0013] 下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，其目的在于更好的理解本發(fā)明的內(nèi)容， 但本發(fā)明的實施方式不限于此。
[0014] 實施例1
[0015] 本實施例將本發(fā)明雙金屬耐磨彎管與市售某大品牌雙金屬耐磨彎管做對比試驗。 本發(fā)明雙金屬耐磨彎管尺寸:普通碳鋼為外管，管徑273mm，特殊金屬層內(nèi)管管徑250mm，普 通碳鋼厚度6mm，特殊金屬層厚度5mm，有角度處加厚部分厚度5.5mm;市售某大品牌雙金屬 耐磨彎管尺寸1:普通碳鋼為外管，管徑273mm，高銘儀合金層內(nèi)管管徑250mm，普通碳鋼厚度 6mm，高銘儀耐磨層厚度20mm;市售某大品牌雙金屬耐磨彎管尺寸2:普通碳鋼為外管，管徑 273mm，高銘儀合金層內(nèi)管管徑250mm，普通碳鋼厚度6mm，高銘儀耐磨層厚度10mm。耐磨試驗 采用SRV高溫磨損試驗機來做，試驗條件如下:采用往復(fù)運動形式，接觸形式為面接觸，試驗 溫度為30 °C，試驗載荷6N，頻率30化，振幅2.0mm，試驗時間1440min。試驗結(jié)果如表1所示：
[0016] 表1耐磨試驗測量結(jié)果(mm)
[0017]
[0018] 從W上實施例可知，本發(fā)明的雙金屬耐磨彎管性能明顯優(yōu)于市售某大品牌。且有 角度處的磨損約為無角度處的二倍，本發(fā)明彎管特殊金屬層厚度為5mm時，耐磨性能與市售 耐磨層厚度為20mm的耐磨性能相當(dāng)。
[0019] 實施例2
[0020] 本實施例將制備Ξ個樣品，1#樣品為本發(fā)明雙金屬耐磨彎管且有表面純化膜;2# 樣品本發(fā)明雙金屬耐磨彎管且無表面純化膜;3#樣品為市售某大品牌雙金屬耐磨彎管。將 1#、2#、3#樣品切割成10mmX10mmX3mm的試樣，并焊上銅導(dǎo)線，然后將非工作面即普通碳鋼 面用環(huán)氧樹脂封裝，將制好的3個樣品電極分別浸泡于飽和化(0H)2溶液中。控制試驗溫度 在25 °C左右。控制電極電位為化=+1 OOmV(SCE)。在給定恒電位下，每隔4h，向各模擬溶液中 滴入一定量的NaCl，觀察各電極腐蝕情況。7化內(nèi)各溶液電流變化如圖1所示。
[0021 ]從圖1可知，3個樣品在7化之內(nèi)電流差別很大。1#樣品電流一直保持穩(wěn)定，直到70h 才開始突增;2#樣品在24h時電流突然增大，后續(xù)時間保持相對穩(wěn)定，在40h時電流又開始突 增;3#樣品在1化時電流突然增大，后續(xù)事件保持相對穩(wěn)定，在40h又急速上升。在7化時2#和 3#樣品已經(jīng)有了肉眼可見的明顯誘蝕出現(xiàn)。因此可見，本發(fā)明經(jīng)過純化處理的雙金屬耐磨 彎管的抗腐蝕性明顯優(yōu)于市售大品牌，即使不經(jīng)過純化處理也比市售大品牌雙金屬耐磨彎 管的抗腐蝕性要強。
【主權(quán)項】
1. 一種雙金屬耐磨彎管，其特征在于:外管為普通碳鋼，內(nèi)管為特殊金屬層。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙金屬耐磨彎管，其特征在于：內(nèi)管特殊金屬層材質(zhì)為C， 皿11，3丨，附，0，1〇,8丨4廣其余為？6及少量3、？及其他雜質(zhì)，含量分別是(：彡0.15，111彡0.5^ 彡0.5，附5-10,〇20-35，]?00.1-0.5,810.01-0.05 4抑.01-0.05，雜質(zhì)總量彡0.1，其余為 Fe03. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙金屬耐磨彎管，其特征在于：特殊金屬層厚度為δ-?Οπιπι，三通管件或彎頭有角度的地方特殊金屬層的厚度為其他地方的 1.1 倍，而相應(yīng)外層金 屬對應(yīng)位置比其他部位薄1.1倍。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙金屬耐磨彎管，其特征在于：內(nèi)層特殊金屬材料與外層 普通碳鋼冶金熔合后，經(jīng)過鈍化處理，使內(nèi)層特殊金屬層擁有一層薄且均勻的鈍化膜。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的鈍化處理，是在空氣環(huán)境中完成，鈍化時間為2.5小時，鈍化溫 度為80 °C，鈍化濕度為40 %。
【文檔編號】B22D19/16GK105927809SQ201610341857
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年5月20日
【發(fā)明人】常冠欽, 陸鋼
【申請人】北京北科環(huán)境工程有限公司