一種雙金屬耐磨彎管的制作方法
【專利摘要】本發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、高腐蝕環境下的雙金屬耐磨彎管。該耐磨彎管內層為特殊金屬層，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。特殊金屬層材質為C，Mn，Si，Ni，Cr，Mo，Bi，Er，其余為Fe及少量S、P及其他雜質。特殊金屬層有一層薄且均勻的鈍化膜，從而提高了本發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。本發明不僅可以實現高溫、高腐蝕環境下的物料運送，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
技術領域
[0001] 本發明設及一種雙金屬耐磨彎管，具體設及一種雙金屬Ξ通管件及彎頭。
【背景技術】
[0002] 在礦山、鋼鐵、煤炭、電力等行業中，物料輸送都是采用遠距離壓力輸送，管道尤其 是Ξ通管件及彎頭承受的壓力非常大，磨損非常嚴重。在普通物料輸送過程中只設及磨損 問題，當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，極少在普通企業的 物料輸送中使用。
[0003] 近年來國內外針對雙金屬耐磨管件做了大量研究，且已經有了大量的市場應用， 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;大多數礦物、煤粉等原料中均含有C1-，當長期運送時，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模的應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方法"，CN201010102783.6"雙金屬冶金 符合耐磨管巧及其生產方法"，CN201110134399.9" -種耐磨、耐腐蝕、抗沖擊雙金屬復合彎 管的制造方法"，ZL200920091285.9 "雙金屬耐磨復合彎管"，CN201410547994.9 "雙金屬復 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合 鋼管及其制備方法"。研究開發廉價、耐磨耐腐蝕的耐磨管，尤其是耐磨彎管是物料輸送業 的熱點。
【發明內容】
[0005] 本發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，不能滿足工礦企業的要求等問題。
[0006] -種雙金屬耐磨彎管是由內外兩層金屬材料經過離屯、誘注烙合而成，外管為普通 碳鋼，內管為特殊金屬層。
[0007] 進一步的，所述特殊金屬層材質為(：，111，51，化，化，1〇,81，化，其余為。6及少量5、？ 及其他雜質，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 易發生C1-點蝕殊金屬材料在常規的特種鋼種加入了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。經反復試驗發現，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，當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。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層金屬材料的抗腐蝕性，W及耐磨性，經反復試驗發現，化與Bi 同比例加入可W起到協同作用，使得雙金屬彎管的耐磨性提高10%。
[0008] 進一步的，所述特殊金屬層厚度為5-lOmm，經反復試驗發現，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，厚度為10mm時，與市售 雙金屬耐磨彎頭厚度為40mm時相當，且目前已經市場化的耐磨彎頭的內層金屬層厚度均高 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層加厚處理。本發明為 了不影響管道阻力，在內層加厚的相應部位做了外層薄化處理。經計算機模擬及反復試驗 發現，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] 進一步的，所述特殊金屬層要經過純化處理，純化在空氣環境中完成，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生局部純化過度，而其他地方未完成純化的現象;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增加，浪費熱源，因此純 化條件的選擇是一系列系統工程，需要長期的經驗及扎實的理論知識相結合。本發明經計 算機模擬與試驗室正交試驗發現，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] 本發明的上述技術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]圖巧本發明實施例2的72h內電流變化趨勢圖。
【具體實施方式】
[0013] 下面結合實施例對本發明作進一步說明，其目的在于更好的理解本發明的內容， 但本發明的實施方式不限于此。
[0014] 實施例1
[0015] 本實施例將本發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。試驗結果如表1所示：
[0016] 表1耐磨試驗測量結果(mm)
[0017]
[0018] 從W上實施例可知，本發明的雙金屬耐磨彎管性能明顯優于市售某大品牌。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。
[0019] 實施例2
[0020] 本實施例將制備Ξ個樣品，1#樣品為本發明雙金屬耐磨彎管且有表面純化膜;2# 樣品本發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，并焊上銅導線，然后將非工作面即普通碳鋼 面用環氧樹脂封裝，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化之內電流差別很大。1#樣品電流一直保持穩定，直到70h 才開始突增;2#樣品在24h時電流突然增大，后續時間保持相對穩定，在40h時電流又開始突 增;3#樣品在1化時電流突然增大，后續事件保持相對穩定，在40h又急速上升。在7化時2#和 3#樣品已經有了肉眼可見的明顯誘蝕出現。因此可見，本發明經過純化處理的雙金屬耐磨 彎管的抗腐蝕性明顯優于市售大品牌，即使不經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。
【主權項】
1. 一種雙金屬耐磨彎管，其特征在于:外管為普通碳鋼，內管為特殊金屬層。2. 根據權利要求1所述的一種雙金屬耐磨彎管，其特征在于：內管特殊金屬層材質為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，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，雜質總量彡0.1，其余為 Fe03. 根據權利要求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，而相應外層金 屬對應位置比其他部位薄1.1倍。4. 根據權利要求1所述的一種雙金屬耐磨彎管，其特征在于：內層特殊金屬材料與外層 普通碳鋼冶金熔合后，經過鈍化處理，使內層特殊金屬層擁有一層薄且均勻的鈍化膜。5. 根據權利要求4所述的鈍化處理，是在空氣環境中完成，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
【發明人】常冠欽, 陸鋼
【申請人】北京北科環境工程有限公司