本發(fā)明屬于管道輸運(yùn)領(lǐng)域中的特殊管道領(lǐng)域，具體涉及一種新型耐磨耐蝕復(fù)合管道及其制備方法。

背景技術(shù)：

目前，在火力發(fā)電行業(yè)脫硫系統(tǒng)內(nèi)常用的管道包括襯膠管道、襯塑管道、不銹鋼管道和陶瓷片管道等。此類(lèi)管道中的彎頭、大小頭等部件，由于橡膠、塑料和陶瓷片的剝落，使用壽命普遍不足半年。脫硫管道磨損腐蝕破壞將導(dǎo)致管道的泄漏和系統(tǒng)的失穩(wěn)，嚴(yán)重影響火力發(fā)電機(jī)組的正常、連續(xù)、穩(wěn)定運(yùn)行，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失和重大的環(huán)境污染。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種新型耐磨耐蝕復(fù)合管道及其制備方法，該復(fù)合管道耐磨耐蝕，具有高粘接強(qiáng)度內(nèi)襯。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案為：

一種新型耐磨耐蝕復(fù)合管道，該復(fù)合管道從內(nèi)至外依次包括耐磨耐蝕陶瓷層、復(fù)合粘接層和管道本體；其中，耐磨耐蝕陶瓷層為高溫?zé)Y(jié)的碳化硅，擁有與管道形狀一致的整體構(gòu)型；在耐磨耐蝕陶瓷層外側(cè)為由陶瓷顆粒和環(huán)氧樹(shù)脂制成的復(fù)合粘接層，在復(fù)合粘接層外側(cè)為碳鋼管道本體。

所述的新型耐磨耐蝕復(fù)合管道，碳化硅耐磨耐蝕層的硬度hra>90、耐壓強(qiáng)度達(dá)到300mpa。

所述的新型耐磨耐蝕復(fù)合管道，復(fù)合粘接層中陶瓷顆粒與環(huán)氧樹(shù)脂的質(zhì)量比為(5～7)：1。

所述的新型耐磨耐蝕復(fù)合管道的制備方法，包括如下步驟：

第一步，耐磨耐蝕陶瓷層預(yù)制體的制備

將酚醛樹(shù)脂、微米級(jí)碳化硅粉、粒狀固化劑和乙醇按照100：(130～140)：(10～15)：(30～40)的重量比例配制成樹(shù)脂料漿；或者，將酚醛樹(shù)脂、微米級(jí)碳化硅粉、液態(tài)固化劑按照100：(200～300)：(10～15)的重量比例配制成樹(shù)脂料漿；

將浸涂樹(shù)脂料漿的聚氨酯泡沫模壓定型，經(jīng)后續(xù)浸涂制成耐磨耐蝕陶瓷層預(yù)制體；或者，控制料漿粘度直接模壓成型制成耐磨耐蝕陶瓷層預(yù)制體；

第二步，碳化硅陶瓷層的制備

采用高溫?zé)峤夂头磻?yīng)燒結(jié)的方法，制成所需形狀和尺寸的碳化硅構(gòu)件；

第三步，耐磨耐蝕復(fù)合管道的復(fù)合裝配

將環(huán)氧樹(shù)脂、陶瓷顆粒和固化劑按照100：(500～700)：(10～30)的重量比例配制復(fù)合粘接劑，耐磨耐蝕陶瓷層與碳鋼管道本體之間通過(guò)復(fù)合粘接劑粘接，最終固化成型得到耐磨耐蝕復(fù)合管道。

所述的新型耐磨耐蝕復(fù)合管道的制備方法，第一步中，制備耐磨耐蝕陶瓷層所需的酚醛樹(shù)脂為熱固性酚醛樹(shù)脂。

所述的新型耐磨耐蝕復(fù)合管道的制備方法，第一步中，制備耐磨耐蝕陶瓷層預(yù)制體的聚氨酯泡沫網(wǎng)孔尺寸為0.3～0.6mm。

所述的新型耐磨耐蝕復(fù)合管道的制備方法，第二步中，高溫?zé)峤獾墓に噮?shù)：氬氣保護(hù)氣氛，升溫速率為每分鐘1～5℃，升溫至800～1200℃，保溫0.5～2小時(shí)；反應(yīng)燒結(jié)的工藝參數(shù)：真空環(huán)境下，升溫速率為每分鐘1～5℃，升溫至1400～1750℃，保溫0.5～8小時(shí)。

本發(fā)明提高的耐磨耐蝕管道及其制備方法，同現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)及有益效果：

其一，復(fù)合管道陶瓷層的硬度高h(yuǎn)ra>90，其具有優(yōu)異的耐磨性能，且其內(nèi)層致密結(jié)構(gòu)提高了管道的抗?jié)B漏能力，保證了復(fù)合管道的長(zhǎng)壽命運(yùn)行；其二，利用酚醛樹(shù)脂室溫凝膠變粘的特點(diǎn)，快速模壓成型固化，實(shí)現(xiàn)高效、精確成型，可以高效制備耐磨耐蝕陶瓷構(gòu)件的預(yù)制體，提高了復(fù)合管道的制備效率。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明耐磨耐蝕復(fù)合管道的截面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2-圖4為本發(fā)明實(shí)施例1-3耐磨耐蝕復(fù)合管道的制備流程圖。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，本發(fā)明耐磨耐蝕復(fù)合管道，從內(nèi)至外依次包括耐磨耐蝕陶瓷層1、復(fù)合粘接層2和管道本體3。其中，耐磨耐蝕陶瓷層1材質(zhì)為高溫?zé)Y(jié)的碳化硅，擁有與管道形狀一致的整體構(gòu)型，碳化硅耐磨耐蝕層具有高硬度(hra>90)、高強(qiáng)度(耐壓強(qiáng)度可達(dá)300mpa)的性能特點(diǎn)。在耐磨耐蝕陶瓷層1外側(cè)為由陶瓷顆粒和環(huán)氧樹(shù)脂制成的復(fù)合粘接層2，復(fù)合粘接層中陶瓷顆粒與環(huán)氧樹(shù)脂的質(zhì)量比為(5～7)：1，在復(fù)合粘接層2外側(cè)為碳鋼管道本體3。

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明所提出的耐磨耐蝕復(fù)合管道及其制備方法做進(jìn)一步說(shuō)明。

實(shí)施例1

如圖2所示，本實(shí)施例耐磨耐蝕復(fù)合管道的生產(chǎn)方法，該方法包括以下步驟：

(1)選擇網(wǎng)孔尺寸為0.5mm的聚氨酯泡沫，根據(jù)需要裁剪成所需尺寸；將熱固性酚醛樹(shù)脂、微米級(jí)碳化硅粉、粒狀固化劑(對(duì)甲苯磺酸)和乙醇按照100：135：12：35的重量比例配制成樹(shù)脂料漿；

(2)將裁剪成型的聚氨酯泡沫浸入樹(shù)脂料漿一次，并模壓定型，厚度減薄為原來(lái)1/3(減薄后為所需尺寸)，再經(jīng)后續(xù)2次浸涂料漿，固化后制成預(yù)制體；

(3)將固化后的預(yù)制體修型，并經(jīng)過(guò)高溫?zé)峤夂头磻?yīng)燒結(jié)的方法(高溫?zé)峤獾墓に噮?shù)：氬氣保護(hù)氣氛，升溫速率為每分鐘2℃，升溫至1000℃，保溫1小時(shí)；反應(yīng)燒結(jié)的工藝參數(shù)：真空環(huán)境下，升溫速率為每分鐘2℃，升溫至1750℃，保溫4小時(shí))，制成所需形狀和尺寸的碳化硅構(gòu)件；

(4)將環(huán)氧樹(shù)脂、陶瓷顆粒(碳化硅顆粒，粒度60目)和固化劑(與環(huán)氧樹(shù)脂配套的改性胺類(lèi)固化劑)按照100：600：20的重量比例配制復(fù)合粘接劑，耐磨耐蝕陶瓷層與碳鋼管道本體(碳鋼管經(jīng)噴砂除銹、除油)之間通過(guò)復(fù)合粘接劑粘接，最終固化成型得到高性能的耐磨耐蝕復(fù)合管道。

本實(shí)施例中，該耐磨耐蝕復(fù)合管道的技術(shù)指標(biāo)如下：

耐磨耐蝕陶瓷層硬度hra＞90，耐壓強(qiáng)度可達(dá)300mpa，耐磨耐蝕陶瓷層與管道本體的粘接強(qiáng)度達(dá)到20mpa以上。

實(shí)施例2

如圖3所示，本實(shí)施例耐磨耐蝕復(fù)合管道的生產(chǎn)方法，該方法包括以下步驟：

(1)選擇網(wǎng)孔尺寸為0.5mm的聚氨酯泡沫，根據(jù)需要裁剪成所需尺寸；將熱固性酚醛樹(shù)脂、微米級(jí)碳化硅粉、液態(tài)固化劑(與熱固性酚醛樹(shù)脂配套的nl固化劑)按照100：230：15的重量比例配制成樹(shù)脂料漿；

(2)將裁剪成型的聚氨酯泡沫浸入樹(shù)脂料漿一次，并模壓定型，再經(jīng)后續(xù)1次振蕩浸涂料漿，固化后制成預(yù)制體；

(3)將固化后的預(yù)制體修型，并經(jīng)過(guò)高溫?zé)峤饣蚍磻?yīng)燒結(jié)的方法(高溫?zé)峤獾墓に噮?shù)：氬氣保護(hù)氣氛，升溫速率為每分鐘2℃，升溫至1000℃，保溫1小時(shí)；反應(yīng)燒結(jié)的工藝參數(shù)：真空環(huán)境下，升溫速率為每分鐘2℃，升溫至1750℃，保溫4小時(shí))，制成所需形狀和尺寸的碳化硅構(gòu)件；

(4)將環(huán)氧樹(shù)脂、陶瓷顆粒(碳化硅顆粒，粒度60目)和固化劑(與環(huán)氧樹(shù)脂配套的改性胺類(lèi)固化劑)按照100：600：20的重量比例配制復(fù)合粘接劑，耐磨耐蝕陶瓷層與碳鋼管道本體(碳鋼管經(jīng)噴砂除銹、除油)之間通過(guò)復(fù)合粘接劑粘接，最終固化成型得到高性能的耐磨耐蝕復(fù)合管道。

本實(shí)施例中，該耐磨耐蝕復(fù)合管道的技術(shù)指標(biāo)如下：

耐磨耐蝕陶瓷層硬度hra＞90，耐壓強(qiáng)度可達(dá)300mpa，耐磨耐蝕陶瓷層與管道本體的粘接強(qiáng)度達(dá)到20mpa以上。

實(shí)施例3

如圖4所示，本實(shí)施例耐磨耐蝕復(fù)合管道的生產(chǎn)方法，該方法包括以下步驟：

(1)將熱固性酚醛樹(shù)脂、微米級(jí)碳化硅粉、液態(tài)固化劑(與熱固性酚醛樹(shù)脂配套的nl固化劑)按照100：230：15的重量比例配制成樹(shù)脂料漿；

(2)控制料漿粘度，待粘度達(dá)到180cp，模壓定型，固化后制成預(yù)制體；

(3)將固化后的預(yù)制體修型，并經(jīng)過(guò)高溫?zé)峤饣蚍磻?yīng)燒結(jié)的方法(高溫?zé)峤獾墓に噮?shù)：氬氣保護(hù)氣氛，升溫速率為每分鐘2℃，升溫至1000℃，保溫1小時(shí)；反應(yīng)燒結(jié)的工藝參數(shù)：真空環(huán)境下，升溫速率為每分鐘2℃，升溫至1750℃，保溫4小時(shí))，制成所需形狀和尺寸的碳化硅構(gòu)件；

(4)將環(huán)氧樹(shù)脂、陶瓷顆粒(碳化硅顆粒，粒度60目)和固化劑(與環(huán)氧樹(shù)脂配套的改性胺類(lèi)固化劑)按照100：600：20的重量比例配制復(fù)合粘接劑，耐磨耐蝕陶瓷層與碳鋼管道本體(碳鋼管經(jīng)噴砂除銹、除油)之間通過(guò)復(fù)合粘接劑粘接，最終固化成型得到高性能的耐磨耐蝕復(fù)合管道。

本實(shí)施例中，該耐磨耐蝕復(fù)合管道的技術(shù)指標(biāo)如下：

耐磨耐蝕陶瓷層硬度hra＞90，耐壓強(qiáng)度可達(dá)300mpa，耐磨耐蝕陶瓷層與管道本體的粘接強(qiáng)度達(dá)到20mpa以上。

實(shí)施例結(jié)果表明，與傳統(tǒng)管道相比，本發(fā)明中的耐磨耐蝕陶瓷層硬度值高于hra90，耐壓強(qiáng)度可達(dá)300mpa，具有優(yōu)異的耐酸堿(氫氟酸除外)腐蝕性能，從根本上解決了工業(yè)設(shè)備和工程機(jī)械用輸送管道磨損腐蝕問(wèn)題，提高了工業(yè)設(shè)備和工程機(jī)械的使用壽命，具有廣泛的應(yīng)用范圍。本發(fā)明的保護(hù)范圍不僅僅局限于上述實(shí)施例，只要管道材質(zhì)、結(jié)構(gòu)和制備方法與本發(fā)明相同，就落在本發(fā)明保護(hù)范圍。