專利名稱：一種防腐耐磨的微晶玻璃內(nèi)襯復(fù)合鋼管的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種防腐耐磨的微晶玻璃內(nèi)襯復(fù)合鋼管的制備方法，屬于無機涂層領(lǐng)域。
石油、化工和冶金等部門的設(shè)備需要大量的耐蝕、耐磨的管道，現(xiàn)有的金屬管材難以滿足上述要求。例如，由于原油的高腐蝕性和其所含泥沙對管道的磨蝕，其管道需要具有較高的耐蝕、耐磨性能。若選用耐蝕性能優(yōu)越的不銹鋼鋼管，其耐磨性能較差；若選用SHS陶瓷內(nèi)襯復(fù)合鋼管，其耐磨性能優(yōu)異，但由于裂紋、連通氣孔以及陶瓷層中易蝕相的存在，難以滿足耐蝕要求。微晶玻璃具有良好的耐蝕、耐磨性，制造微晶玻璃內(nèi)襯復(fù)合鋼管是提高有關(guān)產(chǎn)品壽命的有效方法。但是，由于熔融的微晶玻璃與鋼管的溫差較大，直接在鋼管內(nèi)表面離心澆注玻璃容易產(chǎn)生熱應(yīng)力裂紋等缺陷。同時，復(fù)合鋼管在冷卻和析晶的過程中也可能形成裂紋。
本發(fā)明的目的是提出一種防腐耐磨的微晶玻璃內(nèi)襯復(fù)合鋼管的制備方法，利用感應(yīng)加熱預(yù)熱外鋼管，以減小熔融玻璃與鋼管的溫差并使玻璃熔體在鋼管內(nèi)表面容易鋪展，在機械離心力的作用下在鋼管內(nèi)壁形成致密的玻璃涂層。通過感應(yīng)加熱控制復(fù)合鋼管的冷卻速度和析晶率，以避免玻璃在冷卻過程中開裂。最后，通過一定的晶化熱處理，獲得耐蝕、耐磨的微晶玻璃內(nèi)襯復(fù)合鋼管。
本發(fā)明提出的防腐耐磨的微晶玻璃內(nèi)襯復(fù)合鋼管的制備方法，包括以下步驟(1)將下述原料以如下的重量百分比均勻混合鐵礦尾砂 石英砂 螢石 生石灰 蘇打粉 氧化鎂 長石 鈦白粉20-65％ 15-40％ 1-5％ 5-10％ 5-8％ 5-10％ 0-20％ 1-3％(2)將上述混合后的原料在1300-1500℃下熔化；(3)將鋼管裝入離心機，打開感應(yīng)加熱器電源，預(yù)熱鋼管至300～600℃，開動離心機并使其以600-2000轉(zhuǎn)／分鐘的速度旋轉(zhuǎn)；(4)切斷感應(yīng)加熱電源，保持離心機勻速旋轉(zhuǎn)并將上述第2步的玻璃熔體注入鋼管，玻璃熔體加入量與鋼管的重量比為0．2-0．4∶1；(5)待復(fù)合鋼管冷至700℃后，打開感應(yīng)加熱電源，使復(fù)合鋼管在600-900℃間保溫5-20分鐘。
(6)停機后取下鋼管并在退火爐中于700～900℃保溫25～50分鐘，冷卻至室溫，即可制得本發(fā)明的防腐耐磨的微晶玻璃內(nèi)襯復(fù)合鋼管。
本發(fā)明的方法具有如下優(yōu)點1．用本發(fā)明制備的復(fù)合鋼管具有鋼管+微晶玻璃的兩層結(jié)構(gòu)。鋼管對微晶玻璃有一定的箍緊力，二者為機械結(jié)合。
2．本發(fā)明也適用于其它微晶玻璃熔體。
3．微晶玻璃層中無明顯裂紋，氣孔均為分散的封閉小孔，因而其耐蝕性優(yōu)良。
4．本發(fā)明采用感應(yīng)加熱技術(shù)，直接在離心機上預(yù)熱鋼管，工藝簡單。
本發(fā)明制造的微晶玻璃內(nèi)襯復(fù)合鋼管具有良好的耐蝕、耐磨性能。產(chǎn)品耐外部沖擊性能高且易于連接，適于長距離管道輸送。復(fù)合鋼管壓潰強度為250-290MPa，微晶玻璃層的硬度不低于1000HV，最高可達1500HV，顯氣孔率低于5％。室溫下，在20％H2SO4中的腐蝕失重為0．00041mg／cm2．h~0．00070mg／cm2．h，比不銹鋼低約4個數(shù)量級。
下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步說明。
實施例1將480g鐵礦尾砂，408g石英砂，36g螢石，96g生石灰，72g蘇打粉，96g氧化鎂，24g鈦白粉，混合均勻后，在玻璃熔煉爐中熔化至1450℃；將內(nèi)徑為φ148mm、壁厚5mm、長200mm的鋼管穿過感應(yīng)線圈置于托輪上，轉(zhuǎn)動緊固螺栓利用上壓輪將鋼管壓緊；打開感應(yīng)線圈電源，將鋼管預(yù)熱至600℃。啟動離心機至1100轉(zhuǎn)／分鐘，在勻速旋轉(zhuǎn)的鋼管中用導(dǎo)管加入熔融的玻璃熔體。在離心力作用下熔融的玻璃迅速在鋼管內(nèi)壁形成一約5mm厚的均勻致密的玻璃層。保持高速旋轉(zhuǎn)，待鋼管冷至700℃，打開感應(yīng)電源保溫15分鐘。關(guān)閉感應(yīng)電源，將離心機逐漸減速。停機后取下鋼管并在850℃保溫30分鐘，冷至室溫即可獲得微晶玻璃復(fù)合鋼管。在鋼管內(nèi)壁形成的微晶玻璃層表面光潔無裂紋，硬度為1250HV。微晶玻璃內(nèi)襯鋼管的壓潰強度為290MPa，室溫下在20％H2SO4中的腐蝕失重為0．00046mg／cm2．h。
實施例2將240g鐵礦尾砂，480g石英砂，12g螢石，120g生石灰，60g蘇打粉，60g氧化鎂，240g長石，12g鈦白粉，混合均勻后，在玻璃熔煉爐中熔化至1400℃；將內(nèi)徑為φ148mm、壁厚5mm、長200mm的鋼管穿過感應(yīng)線圈置于托輪上，轉(zhuǎn)動緊固螺栓利用上壓輪將鋼管壓緊；打開感應(yīng)線圈電源，將鋼管預(yù)熱至600℃。啟動離心機至900轉(zhuǎn)／分鐘，在勻速旋轉(zhuǎn)的鋼管中用導(dǎo)管加入熔融的玻璃熔體，在離心力作用下熔融的玻璃迅速在鋼管內(nèi)壁形成約5mm厚的均勻致密的玻璃層。保持高速旋轉(zhuǎn)，待鋼管冷至700℃，打開感應(yīng)電源保溫15分鐘。關(guān)閉感應(yīng)電源，將離心機逐漸減速。停機后取下鋼管并在850℃保溫45分鐘，冷至室溫即可獲得微晶玻璃復(fù)合鋼管。在鋼管內(nèi)壁形成的微晶玻璃層表面光潔無裂紋，硬度為1100HV。微晶玻璃內(nèi)襯鋼管的壓潰強度為270MPa，室溫下在20％H2SO4中的腐蝕失重為0．00041mg／cm2．h。
實施例3將380g鐵礦尾砂，285g石英砂，28．5g螢石，95g生石灰，57g蘇打粉，47．5g氧化鎂，57g長石，12g鈦白粉，混合均勻后，在玻璃熔煉爐中熔化至1450℃；將內(nèi)徑為φ78mm、壁厚4mm、長400mm的鋼管穿過感應(yīng)線圈置于托輪上，轉(zhuǎn)動緊固螺栓利用上壓輪將鋼管壓緊；打開感應(yīng)線圈電源，將鋼管預(yù)熱至600℃。啟動離心機至1100轉(zhuǎn)／分鐘，在勻速旋轉(zhuǎn)的鋼管中用導(dǎo)管加入熔融的玻璃熔體。在離心力作用下熔融的玻璃迅速在鋼管內(nèi)壁形成約4mm厚的均勻致密的玻璃層。保持高速旋轉(zhuǎn)，待鋼管冷至700℃，打開感應(yīng)電源保溫15分鐘。關(guān)閉感應(yīng)電源，將離心機逐漸減速。停機后取下鋼管并在850℃保溫30分鐘，冷至室溫即可獲得微晶玻璃復(fù)合鋼管。在鋼管內(nèi)壁形成的微晶玻璃層表面光潔無裂紋，硬度為1150HV。微晶玻璃內(nèi)襯鋼管的壓潰強度為290MPa，室溫下在20％H2SO4中的腐蝕失重為0．00056mg／cm2．h。
實施例4將585g鐵礦尾砂，45g螢石，45g生石灰，30g蘇打粉，45g氧化鎂，135g長石，18g鈦白粉，混合均勻后，在玻璃熔煉爐中熔化至1450℃；將內(nèi)徑為φ78mm、壁厚4mm、長400mm的鋼管穿過感應(yīng)線圈置于托輪上，轉(zhuǎn)動緊固螺栓利用上壓輪將鋼管壓緊；打開感應(yīng)線圈電源，將鋼管預(yù)熱至600℃。啟動離心機至1100轉(zhuǎn)／分鐘，在勻速旋轉(zhuǎn)的鋼管中用導(dǎo)管加入熔融的玻璃熔體。在離心力作用下熔融的玻璃迅速在鋼管內(nèi)壁形成約4mm厚的均勻致密的玻璃層。保持高速旋轉(zhuǎn)，待鋼管冷至700℃，打開感應(yīng)電源保溫15分鐘。關(guān)閉感應(yīng)電源，將離心機逐漸減速。停機后取下鋼管并在850℃保溫30分鐘，冷至室溫即可獲得微晶玻璃復(fù)合鋼管。在鋼管內(nèi)壁形成的微晶玻璃層表面光潔無裂紋，硬度為14250HV。微晶玻璃內(nèi)襯鋼管的壓潰強度為250MPa，室溫下在20％H2SO4中的失重為0．00067mg／cm2．h。
權(quán)利要求
1.一種防腐耐磨的微晶玻璃內(nèi)襯復(fù)合鋼管的制備方法，其特征在于，該方法包括以下步驟(1)將下述原料以如下的重量百分比均勻混合鐵礦尾砂 石英砂 螢石 生石灰 蘇打粉 氧化鎂 長石 鈦白粉20-65％ 15-40％ 1-5％ 5-10％ 5-8％ 5-10％ 0-20％ 1-3％(2)將上述混合后的原料在1300-1500℃下熔化；(3)將鋼管裝入離心機，打開感應(yīng)加熱器電源，預(yù)熱鋼管至300～600℃，開動離心機并使其以600-2000轉(zhuǎn)／分鐘的速度旋轉(zhuǎn)；(4)切斷感應(yīng)加熱電源，保持離心機勻速旋轉(zhuǎn)并將上述第2步的玻璃熔體注入鋼管，玻璃熔體加入量與鋼管的重量比為0．2-0．4∶1；(5)待復(fù)合鋼管冷至700℃后，打開感應(yīng)加熱電源，使復(fù)合鋼管在600-900℃間保溫5-20分鐘。(6)停機后取下鋼管并在退火爐中于700～900℃保溫25～50分鐘，冷卻至室溫，即可制得本發(fā)明的防腐耐磨的微晶玻璃內(nèi)襯復(fù)合鋼管。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種防腐耐磨的微晶玻璃內(nèi)襯復(fù)合鋼管的制備方法,首先將原料均勻混合,混合后的原料在高溫下熔化,將鋼管裝入離心機,預(yù)熱后使其高速旋轉(zhuǎn),在勻速旋轉(zhuǎn)的同時將玻璃熔體注入鋼管,并在一定溫度下保溫,停機后取下鋼管并退火冷卻至室溫,即可制得本發(fā)明的產(chǎn)品。本發(fā)明制備的產(chǎn)品具有鋼管和微晶玻璃的兩層結(jié)構(gòu),鋼管對微晶玻璃有一定的箍緊力,二者為機械結(jié)合,具有良好的耐蝕、耐磨性能。產(chǎn)品耐外部沖擊性能高且易于連接,適于長距離管道輸送。
文檔編號C03C10/00GK1289862SQ0013007
公開日2001年4月4日 申請日期2000年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2000年10月27日
發(fā)明者梁華巍, 王雙喜 申請人:北京盛康寧科技開發(fā)有限公司