一種大口徑耐磨耐蝕三元復(fù)合管的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種大口徑耐磨耐蝕三元復(fù)合管的制作方法。所述三元復(fù)合管公稱通徑DN在600mm～1200mm，具體步驟為：1、在離心機(jī)上使用配套的楔環(huán)式夾具或套管楔環(huán)式夾具，對(duì)大口徑鋼管進(jìn)行離心旋轉(zhuǎn)；2、進(jìn)行自蔓延高溫離心合成反應(yīng)（SHS），使反應(yīng)生成物TiB2/ZrB2-Al2O3有效分布于鋼管內(nèi)表面；3、采用離心真空浸漬工藝進(jìn)行內(nèi)表面拼混樹脂澆注成型。本發(fā)明使用配套的模具設(shè)備在鋼管內(nèi)表面制作耐磨耐蝕三元復(fù)合層，解決了自蔓延高溫離心合成技術(shù)（SHS）應(yīng)用于大口徑管的制作存在的難題。利用本發(fā)明制作的大口徑耐磨耐蝕三元復(fù)合管，內(nèi)襯復(fù)合層與外層鋼管界面結(jié)合力強(qiáng)，抗機(jī)械沖擊性能高，有效解決不同介質(zhì)因熱膨脹不同復(fù)合層產(chǎn)生開裂和脫落的現(xiàn)象，耐磨損耐腐蝕性能好，使用壽命長(zhǎng)，具有重要的工程價(jià)值。
【專利說(shuō)明】一種大口徑耐磨耐蝕三元復(fù)合管的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及復(fù)合管制作【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種由金屬、陶瓷及高分子通過(guò)自蔓延高溫合成技術(shù)(Self-propagating high-temperature synthesis 簡(jiǎn)稱SHS)和真空離心浸潰澆注等特種方法復(fù)合加工而成的大口徑耐磨耐蝕三元復(fù)合管的制作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]我國(guó)近十幾年來(lái)經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，一系列與能源、環(huán)保相關(guān)的重大建設(shè)工程項(xiàng)目如煙氣脫硫、煤炭變油、川氣東送、油氣凈化、海水淡化等均在實(shí)施中。由于材料涉及腐蝕磨損和沖蝕磨損等相互作用工況，設(shè)備和管道出現(xiàn)過(guò)早泄漏現(xiàn)象頻繁。尤其是沿海地區(qū)的火電廠，由于受到含顆粒泥沙海水的沖蝕磨損作用，大量灰渣輸送管、冷卻水循環(huán)海水管及廢液處理管等，泄漏情況更為嚴(yán)重。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)輸送管道、工藝管道和公用管道累計(jì)長(zhǎng)達(dá)數(shù)千公里。每年管道因腐蝕、磨損、沖蝕等引起的泄漏相當(dāng)頻繁，維修更換量大，直接經(jīng)濟(jì)損失幾十億元。當(dāng)今可用的管道有三類:金屬類(不銹鋼管、鎳磷鍍層管、高鉻鑄鋼管、高鉻稀土管、滲鋁管、雙金屬管、碳鋼管等)；聚合物類(橡膠襯里鋼管、塑料襯里鋼管、噴塑鋼管、玻璃鋼管、塑料襯鋼復(fù)合管、纖維增強(qiáng)塑料管等)；陶瓷類(鑄石襯里鋼管、陶瓷復(fù)合鋼管、搪玻璃鋼管、水泥澆鑄鋼管等)。這些單質(zhì)管道或二元復(fù)合管，由于性能單一，界面為物理粘接，結(jié)合力弱，僅適用單純的磨損或腐蝕工況，在復(fù)雜工況下使用時(shí)壽命均很短，有的不到一個(gè)月就泄漏，對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生了很大的影響。
[0003]三元復(fù)合管是由金屬、陶瓷、聚合物等通過(guò)特種方法復(fù)合加工而成，同時(shí)將金屬承載連接性、陶瓷抗磨耐蝕性和聚合物耐蝕性等單一優(yōu)異性能復(fù)合于一體，實(shí)現(xiàn)三元材料復(fù)合后性能最優(yōu)化、協(xié)同化和功能化，不僅可以實(shí)現(xiàn)新型復(fù)合管綜合性能的預(yù)設(shè)計(jì)以適應(yīng)不同的介質(zhì)工況，而且異種材料界面為化學(xué)結(jié)合，存在過(guò)渡層，使界面不同材料的熱膨脹系數(shù)相匹配，粘接力強(qiáng)，賦予其優(yōu)異的防磨損耐腐蝕抗疲勞的綜合性能，使用壽命長(zhǎng)，性價(jià)比高，從而解決了現(xiàn)有的變徑管道在復(fù)雜工況下的壽命短的問(wèn)題，提高了管線整體運(yùn)行壽命。
[0004]在新建、改建、擴(kuò)建等重大管路系統(tǒng)工程項(xiàng)目中，如火電廠煙氣脫硫裝置管路系統(tǒng)、灰渣濕態(tài)排放輸送管、凝汽器循環(huán)冷卻水海水管或淡水改海水管路系統(tǒng)以及煉鐵廠高爐水渣排放管等，往往是一些口徑比較大的輸送管，本發(fā)明中大口徑耐磨耐蝕三元復(fù)合管是指公稱直徑從600mm到1200mm的管道，可直接應(yīng)用于這些場(chǎng)合。
[0005]但在大口徑的管道的制作過(guò)程中，因鋼管直徑大，壁厚相對(duì)較薄，在自蔓延高溫離心合成(Self-propagating high-temperature synthesis 簡(jiǎn)稱 SHS)反應(yīng)時(shí)因溫度高，管道直線度和圓度都會(huì)發(fā)生嚴(yán)重變形，或因局部溫度過(guò)熱發(fā)生鋼管穿孔，以往使用于中小管徑的楔環(huán)夾具已不再適用于大口徑三元復(fù)合管的制作。
[0006]為此本發(fā)明中采用套管楔環(huán)模具有效解決了上述問(wèn)題，一是套管固定整個(gè)鋼管，防止鋼管發(fā)生變形；二是套管吸收了一部分在自蔓延高溫離心合成(SHS)反應(yīng)時(shí)產(chǎn)生的熱量，一方面使鋼管不會(huì)整體過(guò)熱而變形嚴(yán)重，另一方面也減少了鋼管因局部溫度過(guò)高發(fā)生鋼管穿孔的可能。用此方法制造大口徑三元復(fù)合管，成型穩(wěn)定，質(zhì)量可靠。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于提供一種適用于輸送有腐蝕磨損、沖蝕磨損、磨損結(jié)垢及復(fù)合腐蝕等復(fù)雜介質(zhì)工況，特別是火力、核發(fā)電行業(yè)汽輪機(jī)熱交換使用海水循環(huán)冷卻，存在海水腐蝕和泥沙磨損狀況的大口徑的由金屬、陶瓷和高分子復(fù)合加工而成的耐磨耐蝕三元復(fù)合管的制作方法。
[0008]本發(fā)明提出的耐磨耐蝕三元復(fù)合管的制作方法，所述三元復(fù)合管的公稱通徑DN為600mm-1200mm，自外向里由鋼管、陶瓷層和樹脂層組成，具體步驟如下:
(1)、采用自蔓延高溫離心合成反應(yīng)(SHS)制作大口徑陶瓷復(fù)合鋼管
根據(jù)鋼管管徑和壁厚大小使用相對(duì)應(yīng)的配套模具裝夾進(jìn)行裝夾，將裝夾了配套模具裝夾的鋼管置于離心機(jī)上，然后將鋁熱劑置于鋼管內(nèi)，沿軸向分布均勻，啟動(dòng)離心機(jī)控制其轉(zhuǎn)速為50-100轉(zhuǎn)/分鐘，待鋁熱劑粉料在鋼管內(nèi)壁分布均勻后再逐漸加速控制離心機(jī)轉(zhuǎn)速為600-1000轉(zhuǎn)/分鐘，引燃鋁熱劑進(jìn)行SHS反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束待冷卻后在鋼管內(nèi)表面形成一層陶瓷層；
(2)、采用離心真空澆注法在陶瓷層表面澆注有機(jī)/無(wú)機(jī)拼混樹脂形成樹脂層，將步驟(I)制成的大口徑陶瓷復(fù)合管連接成所需長(zhǎng)度，安裝楔環(huán)模具和兩端封蓋，置于離心機(jī)上，封蓋上留兩個(gè)接口，一個(gè)接口用抽真空機(jī)抽真空-0.1至-0.3大氣壓之后，另一個(gè)接口吸入配制好的有機(jī)/無(wú)機(jī)拼混樹脂，啟動(dòng)離心機(jī)旋轉(zhuǎn)楔環(huán)模具和鋼管，待時(shí)間大于或等于12小時(shí)固化反應(yīng)結(jié)束，關(guān)閉離心機(jī)，停止旋轉(zhuǎn)，拆除楔環(huán)模具和封蓋，完成拼混樹脂層制作。
[0009]本發(fā)明中，步驟(I)中所述鋼管是鋼板卷制而成，鋼板寬度一般為1.5-2米，所以卷出的鋼管長(zhǎng)度也即為1.5-2米。對(duì)于大口徑耐磨耐蝕三元復(fù)合管，公稱直徑600壁厚16以上的鋼管，因壁厚相對(duì)較厚，具有一定強(qiáng)度和剛性，可以采用楔環(huán)模具裝夾，公稱直徑600、壁厚小于16，以及公稱直徑大于`600小于等于1200的鋼管，因壁厚相對(duì)較薄，鋼管強(qiáng)度和剛性較差，可以采用套管楔環(huán)模具裝夾。
[0010]本發(fā)明中，所述鋁熱劑主要采用氧化鐵粉Fe2O3、鋁粉Al，還添加有二氧化鋯ZrO2、二氧化鈦TiO2、二氧化娃SiO2、三氧化二招Al2O3和三氧化二硼B(yǎng)2O3,各組份按重量百分比計(jì)為:氧化鐵粉52-60%、鋁粉18 -24%、二氧化鋯3 _8%、二氧化鈦3 _5%、二氧化硅1- 4%、三氧化二鋁1- 4%、三氧化二硼3 _8%，其總重量滿足100% ;通過(guò)增韌元素Zr、B的增加，使反應(yīng)產(chǎn)物a - Al2O3具有高韌性，能通過(guò)中間層Fe緊密貼合于大口徑鋼管內(nèi)表面，不會(huì)出現(xiàn)開裂、鼓包、翹起、脫殼等現(xiàn)象。
[0011]本發(fā)明中，在大口徑鋼管中進(jìn)行自蔓延高溫離心合成反應(yīng)(SHS)時(shí)，大口徑鋼管高速旋轉(zhuǎn)，引燃反應(yīng)原料(鋁熱劑)，利用鋁熱反應(yīng)所釋放的熱量，產(chǎn)生3000°C以上的高溫，使反應(yīng)在金屬管內(nèi)迅速蔓延，并將反應(yīng)生成物TiB2 (熔點(diǎn)為2850°C VZrB2 (熔點(diǎn)為3040°C)_Al2O3 (熔點(diǎn)為2040°C)及Fe (熔點(diǎn)為1560°C )加熱使其處于熔融狀態(tài)。同時(shí)鋼管的內(nèi)壁亦受熱熔化一薄層，與生成物相融為一體，高溫液相在離心力場(chǎng)的作用下而發(fā)生分離，密度大的Fe (7.8g/cm3)緊靠鋼管內(nèi)壁形成中間過(guò)渡層，并與鋼管內(nèi)壁呈冶金融合狀態(tài)；密度小的TiB2 (4.52 g/cm3)/ZrB2 (5.8 g/cm3) - Al2O3 (3.97 g/cm3)則緊挨鐵層，形成均勻致密的陶瓷層。反應(yīng)的化學(xué)方程式如下:
Fe2O3 + 2A1 - Al2O3 + 2Fe + 836kJ3Ti02+3B203+10Al — 3TiB2+5Al203
(3Zr02 + 3B203 + IOAl — 3ZrB2 + 5A1203)
a - Al2O3陶瓷具有高硬、不粘、抗蝕、隔熱和耐溫的特點(diǎn)，Τ?Β2/Α1203復(fù)合粉體具有良好的界面結(jié)合，這主要由TiB2在Al2O3顆粒表面進(jìn)行非均相成核、結(jié)晶和長(zhǎng)大的結(jié)晶過(guò)程所決定的，顆粒間良好結(jié)合的界面，能有效抑制晶粒生長(zhǎng)，宏觀上使a - Al2O3陶瓷具有高韌性，能通過(guò)中間層Fe緊密貼合于大口徑鋼管內(nèi)表面，不會(huì)出現(xiàn)開裂、鼓包、翹起、脫殼等現(xiàn)象，根據(jù)要求加入的反應(yīng)原料(鋁熱劑)的多少，陶瓷層厚度可以在3-6mm之間。
[0012]套管楔環(huán)在自蔓延高溫離心合成反應(yīng)(SHS)中能吸收反應(yīng)產(chǎn)生的部分熱量，保證大口徑鋼管強(qiáng)度和剛度，減少變形，更適合大口徑壁厚薄的三元復(fù)合管制作。
[0013]本發(fā)明中，使用有機(jī)/無(wú)機(jī)拼混樹脂反應(yīng)浸潰技術(shù)是將聚合物樹脂固化于陶瓷基孔隙內(nèi)，并再形成一聚合物樹脂內(nèi)壁層。用作三元復(fù)合管聚合物樹脂層的復(fù)合樹脂材料使用的有機(jī)樹脂為環(huán)氧樹脂、固化劑和改性劑；或者是不飽和聚酯樹脂和引發(fā)劑、促進(jìn)劑。無(wú)機(jī)填料可采用玻璃鱗片、二氧化硅、二氧化鈦、滑石粉和石膏，它們的質(zhì)量比是(1-2):(1-2):(0.2-0.5): (6-9): (4-6)。具體方法是:將有機(jī)樹脂與無(wú)機(jī)填料按(2_4): (1-4)質(zhì)量比在拼混樹脂溶劑中混合而成有機(jī)/無(wú)機(jī)拼混樹脂，拼混樹脂溶劑采用混合溶劑，它們是二甲苯、丁酮或乙酸丁酯任意兩種混合溶劑，拼混樹脂混合溶劑的使用量為有機(jī)樹脂總重量的2-5%。
[0014]本發(fā)明中，有機(jī)樹脂中環(huán)氧樹脂為雙酚A型環(huán)氧樹脂，不飽和聚酯樹脂為乙烯基酯樹脂；固化劑為聚酰胺，改性劑為聚硫橡膠，引發(fā)劑為過(guò)氧化甲乙酮，促進(jìn)劑為辛酸鈷液。
[0015]本發(fā)明中也可使用直接涂覆方法直接在基體上涂覆有機(jī)/無(wú)機(jī)拼混樹脂。浸涂或刷涂復(fù)合樹脂浸潤(rùn)液，固化后形成聚合物樹脂內(nèi)壁層
本發(fā)明的有益效果在于:
1、本發(fā)明提出了在大口徑鋼管內(nèi)耐磨耐蝕三元復(fù)合層(陶瓷層和樹脂層)的加工方法，通過(guò)套管楔環(huán)夾具的應(yīng)用解決了大口徑管內(nèi)無(wú)法加工陶瓷層的難題，使陶瓷層與大口徑鋼管內(nèi)壁結(jié)合緊密且光滑平整，無(wú)開裂、起殼、翹曲、脫落現(xiàn)象，鋼管變形小。
[0016]2、本發(fā)明使大口徑耐磨耐蝕三元復(fù)合管可以規(guī)?；a(chǎn)，批量應(yīng)用到大口徑管線工程中，有效地預(yù)防大口徑輸送管線輸送顆粒腐蝕介質(zhì)時(shí)磨損腐蝕失效，延長(zhǎng)管線使用壽命，具有極高的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1為大口徑管耐磨耐蝕三元復(fù)合管示意圖。
[0018]圖2為大口徑管耐磨耐蝕三元復(fù)合管截面示意圖。
[0019]圖3為用于SHS的離心機(jī)結(jié)構(gòu)正視示意圖。
[0020]圖4為用于SHS的離心機(jī)結(jié)構(gòu)俯視示意圖。
[0021]圖5為用于SHS的離心機(jī)結(jié)構(gòu)側(cè)視示意圖。
[0022]圖6為使用楔環(huán)式夾具對(duì)管道組裝示意圖。
[0023]圖7為使用套管楔環(huán)式夾具對(duì)管道組裝示意圖。
[0024]圖中標(biāo)號(hào):1.鋼管，2.陶瓷層，3.樹脂層，4.法蘭，5.電動(dòng)機(jī)，6.基座，7.支架，
8.滾輪，9.楔環(huán)夾具，10.端蓋，11.控制器，12.皮帶輪及罩殼，13.點(diǎn)火器，14.螺栓，15.外楔環(huán)，16.內(nèi)楔環(huán)，17.緊固螺栓，18反應(yīng)原料，19.下套管，20.加強(qiáng)筋，21.連接螺栓，22.上套管。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書所限定的范圍。
[0026]實(shí)施例1:對(duì)DN1000長(zhǎng)度6000三元復(fù)合管進(jìn)行此方法制作(未注明長(zhǎng)度單位均為mm,以下同)
a.應(yīng)用自蔓延高溫離心合成反應(yīng)(SHS)制作大口徑陶瓷復(fù)合鋼管此大口徑鋼管為鋼板卷制，外徑1020，壁厚12，長(zhǎng)度2000，對(duì)接直縫為自動(dòng)焊焊接，圓度誤差、直線讀誤差均不大于2，使用套管楔環(huán)夾具將鋼管裝夾(如圖7)，鋼管對(duì)接縫置于上、下套管的對(duì)接縫間隙處。
[0027]安裝兩端封蓋，封蓋與鋼管貼合緊密，用螺栓固定牢固。
[0028]配制鋁熱劑，以配比比例為氧化鐵粉56%、鋁粉21%、氧化鋯粉8%、氧化鈦粉4%、氧化硅粉3%、氧化鋁粉3%、氧化硼5%等配制137kg反應(yīng)原料，混合均勻后，加入到大口徑鋼管中，啟動(dòng)離心機(jī)，先緩慢提升轉(zhuǎn)速至80轉(zhuǎn)/分鐘，待鋁熱劑粉料在鋼管內(nèi)分布均勻后，再逐漸加速到600轉(zhuǎn)/分鐘高速旋轉(zhuǎn),點(diǎn)燃反應(yīng)粉料進(jìn)行自蔓延高溫離心合成反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為5?10秒，在鋼管內(nèi)壁燒制一層具有高耐磨性能的TiB2/ZrB2- Al2O3金屬陶瓷，待反應(yīng)結(jié)束后，溫度降低，管內(nèi)陶瓷和鐵水凝固，過(guò)程時(shí)間為5?10分鐘，關(guān)閉離心機(jī)停止旋轉(zhuǎn)。
[0029]待整體溫度降下來(lái)后，拆除封蓋和夾具，得到鋼管內(nèi)壁形成的陶瓷復(fù)合層，陶瓷復(fù)合層厚度為5?6。
[0030]b.采用離心真空澆注工藝進(jìn)行內(nèi)表面有機(jī)/無(wú)機(jī)拼混樹脂澆注成型
連接鋼管至所需長(zhǎng)度(本例中按6米長(zhǎng)計(jì))，并在適當(dāng)位置安裝夾具，端部用鋼板和橡膠圈封堵，留出抽氣口和進(jìn)料口。
[0031]用抽真空機(jī)抽出管內(nèi)空氣，達(dá)到0.02MPa，開啟進(jìn)料閥加入約116kg經(jīng)配混的環(huán)氧乙烯基復(fù)合樹脂(配混比例為:環(huán)氧樹脂30%，聚酰胺10%，聚硫橡膠10%，玻璃鱗片6%，二氧化硅6%，二氧化鈦1%，滑石粉20%，石膏粉13%，二甲苯2%，乙酸丁酯2%)，開啟離心機(jī)，將轉(zhuǎn)速逐步升至200轉(zhuǎn)/分鐘，緩慢恢復(fù)管內(nèi)壓力到常壓。
[0032]聚合物樹脂固化12小時(shí)左右，關(guān)閉離心機(jī)停止旋轉(zhuǎn)，拆開封蓋完成制備。
[0033]實(shí)施例2:對(duì)DN600長(zhǎng)度4000的三元復(fù)合管進(jìn)行此方法制作(未注明長(zhǎng)度單位均為mm,以下同)
a.應(yīng)用自蔓延高溫離心合成反應(yīng)(SHS)制作大口徑陶瓷復(fù)合鋼管此大口徑鋼管為鋼板卷制，外徑630，壁厚12，長(zhǎng)度2000，對(duì)接直縫為自動(dòng)焊焊接，圓度誤差、直線讀誤差均不大于2，使用套管楔環(huán)夾具將鋼管裝夾(如圖7)，鋼管對(duì)接縫置于上、下套管的對(duì)接縫間隙處。
[0034]安裝兩端封蓋，封蓋與鋼管貼合緊密，用螺栓固定牢固。
[0035]配制鋁熱劑，以配比比例為氧化鐵粉56%、鋁粉19%、氧化鋯粉8%、氧化鈦粉5%、氧化硅粉3%、氧化鋁粉4%、氧化硼5%等配制86kg反應(yīng)原料，混合均勻后，加入到大口徑鋼管中，啟動(dòng)離心機(jī)，先緩慢提升轉(zhuǎn)速至90轉(zhuǎn)/分鐘，待鋁熱劑粉料在鋼管內(nèi)分布均勻后，再逐漸加速到700轉(zhuǎn)/分鐘高速旋轉(zhuǎn),點(diǎn)燃反應(yīng)粉料進(jìn)行自蔓延高溫離心合成反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為5?10秒。在鋼管內(nèi)壁燒制一層具有高耐磨性能的TiB2/ZrB2- Al2O3金屬陶瓷，待反應(yīng)結(jié)束，溫度降低，管內(nèi)陶瓷和鐵水凝固，過(guò)程時(shí)間為5?10分鐘，關(guān)閉離心機(jī)停止旋轉(zhuǎn)。
[0036]待整體溫度降下來(lái)后，拆除封蓋和夾具，得到鋼管內(nèi)壁形成的陶瓷復(fù)合層，陶瓷復(fù)合層厚度為5?6。
[0037]b.采用離心真空澆注工藝進(jìn)行內(nèi)表面有機(jī)/無(wú)機(jī)拼混樹脂澆注成型
連接鋼管至所需長(zhǎng)度(本例中按4米長(zhǎng)計(jì))，并在適當(dāng)位置安裝夾具，端部用鋼板和橡膠圈封堵，留出抽氣口和進(jìn)料口。
[0038]用抽真空機(jī)抽出管內(nèi)空氣，達(dá)到0.02MPa，開啟進(jìn)料閥加入約116kg經(jīng)配混的不飽和乙烯基復(fù)合樹脂(配混比例為:乙烯基酯樹脂60%，過(guò)氧化甲乙酮1.5%，辛酸鈷液1.5%，玻璃鱗片4%，二氧化硅4%，二氧化鈦1%，滑石粉15%，石膏粉10%，二甲苯2%，丁酮1%)，開啟離心機(jī)，緩慢恢復(fù)管內(nèi)壓力到常壓。
[0039]聚合物樹脂固化12小時(shí)左右，關(guān)閉離心機(jī)停止旋轉(zhuǎn)，拆開封蓋完成制備。
[0040]對(duì)原圖2-圖4的結(jié)構(gòu)用文字說(shuō)明
圖3?圖5分別為用于SHS的離心機(jī)結(jié)構(gòu)正視、俯視、側(cè)視示意圖，離心機(jī)功能是對(duì)要自蔓延高溫合成反應(yīng)的鋼管進(jìn)行離心旋轉(zhuǎn)，其主要由電動(dòng)機(jī)5、.基座6、.支架7、.滾輪8、.楔環(huán)夾具9、端蓋10、.控制器11、.皮帶輪及罩殼12和.點(diǎn)火器13等組成，將裝上楔環(huán)(套管)夾具的鋼管置于離心機(jī)上，由電動(dòng)機(jī)5帶動(dòng)滾輪8、滾輪8帶動(dòng)楔環(huán)夾具9和鋼管旋轉(zhuǎn)，控制器11可以調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速和控制點(diǎn)火器點(diǎn)燃鋁熱劑。
[0041]圖6為使用楔環(huán)式夾具對(duì)管道組裝示意圖，楔環(huán)式夾具的作用是夾緊鋼管并在離心機(jī)上穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)，其主要由端蓋10、.螺栓14、.外楔環(huán)15、內(nèi)楔環(huán)16和緊固螺栓17等組成，其組裝步驟是先裝內(nèi)楔環(huán)16，然后套上外楔環(huán)15并用緊固螺栓17固定，最后安裝兩端封蓋10，用螺栓14上緊。
[0042]圖7為使用套管楔環(huán)式夾具對(duì)管道組裝示意圖楔環(huán)式夾具的作用是夾緊鋼管(壁厚相對(duì)薄，剛性不足)并在離心機(jī)上穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)，其主要由外楔環(huán)15、.內(nèi)楔環(huán)16、緊固螺栓17、下套管19、加強(qiáng)筋20、連接螺栓21和上套管22等組成，其組裝步驟是先套上下套管19和上套管22以及內(nèi)楔環(huán)16，用連接螺栓21固定，再安裝外楔環(huán)15用緊固螺栓17固定，最后安裝兩端封蓋，用螺栓上緊。
【權(quán)利要求】
1.一種耐磨耐蝕三元復(fù)合管的制作方法，其特征在于所述三元復(fù)合管的公稱通徑DN為600mm~1200mm，自外向里由鋼管、陶瓷層和樹脂層組成，具體步驟如下: (1)、采用自蔓延高溫離心合成反應(yīng)(SHS)制作大口徑陶瓷復(fù)合鋼管 根據(jù)鋼管管徑和壁厚大小使用相對(duì)應(yīng)的配套模具裝夾進(jìn)行裝夾，將裝夾了配套模具裝夾的鋼管置于離心機(jī)上，然后將鋁熱劑置于鋼管內(nèi)，沿軸向分布均勻，啟動(dòng)離心機(jī)控制其轉(zhuǎn)速為50~100轉(zhuǎn)/分鐘，待鋁熱劑粉料在鋼管內(nèi)壁分布均勻后再逐漸加速控制離心機(jī)轉(zhuǎn)速為600~1000轉(zhuǎn)/分鐘，引燃鋁熱劑進(jìn)行SHS反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束待冷卻后在鋼管內(nèi)表面形成一層陶瓷層； (2)、采用離心真空澆注法在陶瓷層表面澆注有機(jī)/無(wú)機(jī)拼混樹脂形成樹脂層，將步驟(I)制成的大口徑陶瓷復(fù)合管連接成所需長(zhǎng)度，安裝楔環(huán)模具和兩端封蓋，置于離心機(jī)上，封蓋上留兩個(gè)接口，一個(gè)接口用抽真空機(jī)抽真空-0.1至-0.3大氣壓之后，另一個(gè)接口吸入配制好的有機(jī)/無(wú)機(jī)拼混樹脂，啟動(dòng)離心機(jī)旋轉(zhuǎn)楔環(huán)模具和鋼管，待時(shí)間大于或等于12小時(shí)固化反應(yīng)結(jié)束，關(guān)閉離心機(jī)，停止旋轉(zhuǎn)，拆除楔環(huán)模具和封蓋，完成拼混樹脂層制作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制作方法，其特征在于所述鋁熱劑主要采用氧化鐵粉Fe203、招粉Al,還添加有二氧化錯(cuò)ZrO2、二氧化鈦TiO2、二氧化娃SiO2、三氧化二招Al2O3和三氧化二硼B(yǎng)2O3，各組份按重量百分比計(jì)為:氧化鐵粉52-60%、鋁粉18 -24%、二氧化鋯3 _8%、二氧化欽3 -5%、二氧化娃1- 4%、二氧化二招1- 4%、二氧化二砸3 -8%,其總重量滿足100%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制作方法，其特征在于使用有機(jī)/無(wú)機(jī)拼混樹脂反應(yīng)浸潰技術(shù)是將聚合物樹脂固化于陶瓷基孔隙內(nèi)，并再形成一聚合物樹脂內(nèi)壁層；用作三元復(fù)合管聚合物樹脂層的復(fù)合樹脂材料使用的有機(jī)樹脂為環(huán)氧樹脂、固化劑和改性劑；或者是不飽和聚酯樹脂和引發(fā)劑、促進(jìn)劑；無(wú)機(jī)填料可采用玻璃鱗片、二氧化硅、二氧化鈦、滑石粉和石膏，它們的質(zhì)量比是(1-2): (1-2): (0.2-0.5): (6-9): (4-6);具體方法是:將有機(jī)樹脂與無(wú)機(jī)填料按(2-4):(1-4)質(zhì)量比在拼混樹脂溶劑中混合而成有機(jī)/無(wú)機(jī)拼混樹脂，拼混樹脂溶劑采用混合溶劑，它們是二甲苯、丁酮或乙酸丁酯任意兩種混合溶劑，拼混樹脂混合溶劑的使用量為有機(jī)樹脂總重量的2-5%。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制作方法，其特征在于有機(jī)樹脂中環(huán)氧樹脂為雙酚A型環(huán)氧樹脂，不飽和聚酯樹脂為乙烯基酯樹脂；固化劑為聚酰胺，改性劑為聚硫橡膠，引發(fā)劑為過(guò)氧化甲乙酮，促進(jìn)劑為辛酸鈷液。
【文檔編號(hào)】B29C39/10GK103453236SQ201310354755
【公開日】2013年12月18日 申請(qǐng)日期:2013年8月15日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月15日
【發(fā)明者】楊振國(guó), 梅彤, 于志強(qiáng) 申請(qǐng)人:復(fù)旦大學(xué)