專利名稱：雙金屬耐磨復合彎管的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種物料遠距離壓力輸送使用的管道，特別是涉及一種雙 金屬耐磨復合彎管。
二背景技術：
在礦山、冶煉、煤炭、電力等行業中，物料的運輸都是采用遠距離壓力輸 送，管道承受著相當大的壓力并經受嚴重磨損。輸送管道一般由直管和不同角 度彎管組成，夾帶固體粉料的高速氣流或液流流過管道時，固體顆粒對管道產 生嚴重的磨損，特別是流過彎管時，在離心力的作用下對彎管的外側壁的磨損 速度遠大于直管部位。單一材質的管道無法滿足此工況的要求。因考慮其使用 安全性，重點放在提高管道的韌性上，重點放在提高管道的韌性上，國內外普
遍采用A3、 16Mn無縫鋼管，致使管道嚴重磨損，更換頻繁。據統計，每年輸送 無縫、有縫鋼管損耗高達幾十億元。停產檢修導致損失更無法統計。
目前國內外較為成熟的且使用較為普遍的管道主要有鑄石管道、陶瓷復合 管、稀土合金耐磨管等，但從實際應用效果來看，有以下缺點
1、鑄石管道
由于工藝原因，鑄石管的厚度較大，"傻、大、笨、粗，"在使用上受到很 大限制。另外鑄石管存在無法克服的玻璃相和空洞，較脆容易破碎，給輸送和 安裝帶來很大的困難。由于鑄石屬于脆性材料，內外兩層為機械結合，結合強 度低，內襯的整體效果差，在使用中受到漿體的沖擊后易于發生破碎或剝落， 一方面出現早期失效，另一方面碎片會造成堵塞而影響生產，在實際使用中逐
3漸減少。
2、 陶瓷復合管
組織中的孔隙率較大。只能在低應力和軟磨料工況下使用，否則氧化鋁硬 質點易脫落，失去耐磨性；復合彎管的制作仍然是先制造直管，然后再采取打 折線的方法焊接成蝦米腰形式，彎管內部是折線形狀，改變了物料在彎管中的 弧線運動的軌跡，增加了物料的輸送阻力；焊接形成死角，物料直接沖刷死角 產生早期失效；外管直接焊接，內側形成裸露層，該處無耐磨性可言；死角處 加劇紊流程度，加劇彎管早期磨損失效。由于是非金屬與金屬復合，熱膨脹系 數相差甚大，陶瓷層抵抗熱膨脹能力較差，在有濕度急劇變化的工況下產生較 大熱應力，陶瓷層容易出現大面積脫落；
3、 稀土合金耐磨鋼管
硬度要低的多，抗磨料磨損性能差。由于是單一材質，它解決不了耐磨性 和可焊接性的矛盾，耐磨性和韌性都不是最佳的。 一般采用砂型鑄造，易產生 沖砂、夾渣、氣孔等缺陷，尺寸精度較差。
三
實用新型內容
本實用新型的目的是為解決上述問題提出一種雙金屬耐磨復合彎管。
本實用新型的技術方案是 一種雙金屬耐磨復合彎管，其橫截面近似圓形， 該彎管含有外層的碳鋼層和內層的耐磨層，所述的彎管外側的耐磨層壁厚S 1大 于內側的耐磨層壁厚S2，其耐磨層壁厚為連續變厚度結構，耐磨層截面的外壁 中心于內壁的中心距為^ (S1-52) /2，所述的彎管的端部設有連接結構。
所述的彎管外層的碳鋼層的材料為碳鋼層的材料為ZG15、 ZG25、 ZG35三 種材料中的一種。
所述的彎管內層的耐磨層的材料為高鉻鑄鐵。所述的連接結構為焊接用連接頭，該連接頭內端厚度與所述的耐磨層厚度 匹配，外端厚度與整個彎管壁厚匹配，連接頭的內端嵌入彎管的碳鋼層內表面 并與耐磨層對接。
所述的連接結構為焊接在彎管端部的法蘭盤，該法蘭盤內圈與彎管端部直 徑匹配，該法蘭盤內圈與彎管的碳鋼層焊接成一體。 本實用新型的有益效果
1、 綜合性能高
該復合管外層采用碳鋼和內層采用高鉻鑄鐵，形成了較好的冶金結合，既 具有高鉻合金材料的耐磨、耐腐蝕特性，又有較高的機械強度和較高的抗沖擊 性能，解決了單一材質難以調和的可焊性和耐磨性的矛盾，使材料性能優勢發 揮到最佳程度，使用安全可靠。
2、 耐磨層采用高格鑄鐵材料，大大提高了彎管內層的耐磨性，另外該耐磨 彎管為一次一體式成型，與以往焊接的彎管相比，沒有死角，物料在管道內的 運行軌跡沒有被改變，阻力較小，相應的物料對管道內壁的摩擦也小，綜合來 說，耐磨性提高不少，并且能減少能耗。
3、 彎管外側的耐磨層壁厚大于內側的耐磨層壁厚，是由于物料在彎管內通 過時，其靠近彎管外側的物料的離心力大，對彎管外側耐磨層的摩擦力也大， 因此通過加厚彎管外側的耐磨層壁厚來使該彎管外側耐磨層與內存耐磨層的使 用壽命基本相同，從而提高整個彎管的使用壽命。
4、 抗熱振性好
由于該彎管的內層與外層的熱膨脹系數相當，在有溫度急劇變化或焊接聯 接時，不會因為內外層的膨脹或收縮不一致而導致耐磨管內層碎裂剝落，發生早期失效現象。
5、運輸、安裝、使用方便
該雙金屬復合耐磨彎管可采用法蘭、快速接頭、直接焊接等方式安裝。由 于復合管抗沖擊性能高，在管道系統發生局部堵管時，可隨意敲擊、錘打，隨 意切割、卸換、焊接，安裝、檢修非常方便。
四
圖1為該雙金屬復合耐磨彎管結構示意圖之一 圖2為圖1或圖3的A-A截面放大結構示意圖 圖3為該雙金屬復合耐磨彎管結構示意圖之二
五具體實施方式
實施例一參見圖l、圖2，圖中一種雙金屬耐磨復合彎管，其橫截面近似 圓形，該彎管含有外層的碳鋼層1和內層的耐磨層2，所述的彎管外側的耐磨層 壁厚S1大于內側的耐磨層壁厚5 2，其耐磨層壁厚為連續變厚度結構，耐磨層 截面的外壁中心于內壁的中心距為e= ( S l-S2) /2，所述的彎管的端部設有連 接結構。所述的彎管外層的碳鋼層1的材料為碳鋼層的材料為ZG15、 ZG25、 ZG35三種材料中的一種。所述的彎管內層的耐磨層2的材料為高鉻鑄鐵。所述 的連接結構為焊接用連接頭3，該連接頭3內端厚度與所述的耐磨層2厚度匹配， 外端厚度與整個彎管壁厚匹配，連接頭的內端嵌入彎管的碳鋼層1內表面并與 耐磨層2對接。
實施例二參見圖3、圖2，圖中一種雙金屬耐磨復合彎管，其橫截面近似 圓形，該彎管含有外層的碳鋼層1和內層的耐磨層2，所述的彎管外側的耐磨層 壁厚S1大于內側的耐磨層壁厚S2，其耐磨層壁厚為連續變厚度結構，耐磨層截面的外壁中心于內壁的中心距為e= ( S l-S2) /2，所述的彎管的端部設有連 接結構。所述的彎管外層的碳鋼層1的材料為碳鋼層的材料為ZG15、 ZG25、 ZG35三種材料中的一種。所述的彎管內層的耐磨層2的材料為高鉻鑄鐵。所述 的連接結構為焊接在彎管端部的法蘭盤4,該法蘭盤內圈與彎管端部直徑匹配， 該法蘭盤內圈與彎管的碳鋼層焊接成一體。
權利要求1、一種雙金屬耐磨復合彎管，其橫截面近似圓形，該彎管含有外層的碳鋼層和內層的耐磨層，其特征是所述的彎管外側的耐磨層壁厚δ1大于內側的耐磨層壁厚δ2，其耐磨層壁厚為連續變厚度結構，耐磨層截面的外壁中心于內壁的中心距為e＝(δ1-δ2)/2，所述的彎管的端部設有連接結構。
2、 根據權利要求1所述的雙金屬耐磨復合彎管，其特征是所述的彎管外 層的碳鋼層的材料為碳鋼層的材料為ZG15、 ZG25、 ZG35三種材料中的一種。
3、 根據權利要求1所述的雙金屬耐磨復合彎管，其特征是所述的彎管內 層的耐磨層的材料為高絡鑄鐵。
4、 根據權利要求1所述的雙金屬耐磨復合彎管，其特征是所述的連接結 構為焊接用連接頭，該連接頭內端厚度與所述的耐磨層厚度匹配，外端厚度與 整個彎管壁厚匹配，連接頭的內端嵌入彎管的碳鋼層內表面并與耐磨層對接。
5、 根據權利要求l所述的雙金屬耐磨復合彎管，其特征是所述的連接結構為焊接在彎管端部的法蘭盤，該法蘭盤內圈與彎管端部直徑匹配，該法蘭盤 內圈與彎管的碳鋼層焊接成一體。
專利摘要一種雙金屬耐磨復合彎管，其橫截面近似圓形，該彎管含有外層的碳鋼層和內層的耐磨層，所述的彎管外側的耐磨層壁厚δ1大于內側的耐磨層壁厚δ2，其耐磨層壁厚為連續變厚度結構，耐磨層截面的外壁中心于內壁的中心距為e＝(δ1-δ2)/2，所述的彎管的端部設有連接結構，該復合彎管綜合性能高，解決了單一材質難以調和的可焊性和耐磨性的矛盾，使用壽命長，運輸、安裝、使用方便。
文檔編號F16L23/026GK201428891SQ20092009128
公開日2010年3月24日 申請日期2009年7月3日 優先權日2009年7月3日
發明者姚萬林, 王海洋 申請人:鄭州神牛鑄造有限公司