陶瓷复合钢管的研究和工业应用

工厂已能用SHS—离心法生产出高质量直径Φ800mm的陶瓷内衬钢管。研究发现,在SHS—重力法中,铝热反应主要受气相反应控制,并首次用此法生产出直径Φ273mm的陶瓷内衬整体弯管;全封闭粉料加工系统已工业应用;根据电化学原理,利用计算机系统实现了陶瓷衬层的快速无损探伤;利用反应余热熔化修补剂,在陶瓷表面形成与陶瓷层结合良好、光滑的修补层;在“九五”后期,陶瓷复合钢管在全国已形成上亿元的工业规模。

陶瓷内衬钢管陶瓷层的裂纹修补及表面质量改善

研究了在SHS-离心法制备陶瓷内衬钢管时，利用自蔓延反应余热熔化改性剂修补陶瓷层中的裂纹．通过对裂纹修补前后陶瓷层的缺陷研究表明：裂纹修补后，陶瓷内衬钢管陶瓷层内的缺陷得到很好修复，已无穿透性裂纹或通孔；同时改善了陶瓷内衬钢管陶瓷层的表面质量，得到与陶瓷层结合良好、表面光滑的内表面．

内衬陶瓷钢管陶瓷层中铁铝尖晶石的形成机理

通过理论分析和试验，研究了内衬陶瓷复合钢管陶瓷层中铁铝尖晶石（ＦｅＯ·Ａｌ_２Ｏ_３）的含量、分布和形成机理，结果表明：陶瓷层中铁铝尖晶石含量降低到５．６％，并孤立分布于Ａｌ_２Ｏ_３晶界，从而显著提高了陶瓷层的耐蚀性能。

SHS陶瓷内衬复合钢管的研究进展

主要介绍了陶瓷内衬复合钢管的制备原理、性能特点 ,分析了陶瓷内衬复合钢管目前存在的问题 。

SHS铝热-离心技术的研究进展

介绍了SHS铝热 -离心技术的基本原理和铝热反应机制 ,综述了铝热 -离心技术制备陶瓷内衬复合钢管的研究成果和该技术在其它方面的应用情况 。

纳米铝热体系制备陶瓷复合钢管组织及性能

采用纳米铝热体系制备了陶瓷复合钢管,研究了纳米铝热剂中添加4%Na2B4O7+2%、4%、6%、8%(质量分数)纳米SiO2对其组织性能的影响。XRD分析结果表明,陶瓷层主相为α-Al2O3和FeAl2O4,杂相为Al2SiO5和B2O3;金相显微镜和SEM观察表明,α-Al2O3枝晶较细,排布密集,FeAl2O4呈晶间分布;测试结果表明陶瓷致密度可达95%,压溃强度和压剪强度分别可达499 MPa、22.6 MPa。

预涂覆工艺对SHS陶瓷内衬复合管界面的影响

由弱反应体系TiO_2+C+Al和Ni按不同比例配合,组成预涂覆剂,对钢管内表面进行预涂覆处理,然后采用主燃烧体系CrO3+TiO2+C+Al+NiO制备SHS陶瓷内衬复合钢管,研究预涂覆工艺对复合管合成和陶瓷/钢界面的影响。试验发现,不同的涂覆剂对燃烧特性、陶瓷层组织结构以及陶瓷孔隙度和硬度影响不大,但对陶瓷/钢界面影响显著。当预涂覆剂配比为TiO2+C+90%(质量分数)Ni时,燃烧合成的复合管陶瓷/钢界面结合良好,形成了以含富钛碳化物的CrNi合金过渡层,过渡层中富钛碳化物呈梯度分布。与未采用预涂覆工艺制备的复合管相比,梯度分布更明显,复合管内应力分布趋于合理,提高了金属/陶瓷结合的牢固程度,表征界面结合强度的抗剪强度值达到46.2MPa。

静态燃烧合成陶瓷涂层技术及其应用研究

磨蚀是一种常见的材料失效形式 ,陶瓷涂层技术是解决磨蚀问题的重要途径之一。介绍了燃烧合成涂层技术的原理及制备陶瓷内衬复合钢管的工艺 ,同时对涂层的结构、组成及性能进行了研究。采用静态燃烧合成表面涂层技术制备了陶瓷内衬复合钢管及弯头 ,其涂层主要由主晶相α Al2 O3 及铁铝尖晶石相、莫来石相组成。反应体系中的添加剂SiO2 可以有效地提高熔体的流动性 ,使陶瓷的凝固、结晶过程得到进一步控制 ,有助于减少孔隙及提高陶瓷涂层的致密度。现场应用试验表明这种涂层具有较好的耐磨蚀性能 ,可大大延长设备的使用寿命。

合金化自蔓延法制备陶瓷内衬复合钢管

在制备陶瓷内衬复合钢管时 ,在铝热剂中加入活性碳粉、合金粉末 ,使原来纯铁过渡层成为钢过渡层 ,硬度大幅度提高 ,从而使钢管抗压强度明显提高。

玻璃粉添加剂在SHS-重力法制备陶瓷内衬复合钢管中的作用

本文用SHS -重力分离法制备陶瓷内衬复合钢管 ,研究了玻璃粉添加剂在制备陶瓷内衬层中的作用。用金相显微镜、SEM、XRD分析了陶瓷层组织和结构。试验结果表明 ,适当含量的玻璃粉添加剂在高温形成流动性好的第二相 ,有利于反应产生的气体的排除和降低陶瓷层的热应力 ,使陶瓷层致密度提高 。

提高SHS-离心陶瓷复合钢管性能的研究

采用SHS离心法制备了陶瓷复合钢管,研究了铝热剂中添加质量分数为4%的ZrO2、5%的SiO2和1%、2%、3%、4%的Na2B4O7对其组织性能的影响。XRD分析表明,陶瓷层的主要成分为α-Al2O3、FeAl2O4、Al2SiO5、ZrO2;金相显微镜观察发现,陶瓷层表面晶粒排布较致密;SEM观察发现陶瓷层的孔隙较少,试验表明,致密度可达96.8%;在电子万能力学试验机上测试了复合钢管力学性能,结果表明,抗压强度和剪切强度分别达到394和23.14MPa。

自蔓延高温合成陶瓷内衬管耐蚀性研究的进展

自蔓延高温合成技术是制备耐蚀钢管新技术 ,具有工艺简单、成本低和钢管耐蚀性能好等特点。在总结国内外合成技术的基础上 ,介绍了自蔓延高温合成陶瓷内衬钢管的原理和提高陶瓷内衬钢管耐蚀性的措施 。

氧化铁成分对合成SHS复合弯管内衬陶瓷的影响

基于重力分离SHS法制备陶瓷内衬复合弯管 ,研究了氧化铁粉末化学组成对SHS复合弯管内衬陶瓷的影响。研究发现 :在加入相同质量分数铝热剂条件下 ,存在于工业原料Fe2 O3粉末中的杂质对燃烧过程的稀释效应比SiO2 添加剂更为强烈 ;在工业原料Fe2 O3+Al体系中加入适量的Fe3O4+Al体系 ,使燃烧温度、蔓延速率及SHS反应转化率均有所提高 ;但加入过量的Fe3O4+Al体系 ,虽可使蔓延速率进一步增大 ,却引起燃烧温度和SHS反应转化率有所下降。实验表明 ,在工业原料Fe2 O3+Al体系中加入 15%的Fe3O4+Al体系 ,可使复合弯管内衬陶瓷性能达到并超过用分析纯Fe2 O3+Al体系所制备的复合弯管内衬陶瓷性能。

陶瓷内衬复合钢管径向压溃强度分析

将“钢筋砼梁”的分析原理应用于陶瓷内衬复合钢管的分析，得到的复合钢管径向压溃强度的计算公式不仅体现了材料几何尺寸的效应，而且反映出材料性能的影响：进一步分析表明，陶瓷衬层的弹性模量越高，复合钢管径向压溃强度就越高，这为材料结构设计提供了有价值的参考．

SHS法陶瓷衬管的研究现状及应用前景

回顾了自蔓延高温合成陶瓷衬管的发展历史，对国内外的研究现状进行归纳总结，介绍了离心ＳＨＳ法生产陶瓷衬管的工艺特点及产品性能，展望了离心ＳＨＳ陶瓷衬管的应用前景。

尖晶石-硼玻璃陶瓷内衬钢管的研究

采用Fe2 O3 Al+Na2 B4 O7系铝热离心法制备了陶瓷内衬钢管。研究了Na2 B4 O7添加剂对自蔓延过程和陶瓷致密化的影响。在自蔓延过程中 ,作为稀释剂存在的Na2 B4 O7,降低燃烧温度和燃烧速度 ,增加了陶瓷中FeAl2 O4 含量 ;Na2 B4 O7添加剂形成了玻璃相 ,延长了陶瓷的熔融期 ,可显著改善陶瓷致密度和内表面光整度 ;Na2 B4 O7添加剂作为除锈剂 ,促使过渡金属层与钢管实现了完好的冶金结合。复合管由外层钢管、中间过渡金属层和内层陶瓷三层组成 ,陶瓷层无压裂纹。对陶瓷层孔隙率和组织结构进行了分析 ,结果表明 :陶瓷层由大量铁铝尖晶石 (FeAl2 O4 ) ,少量刚玉 (Al2 O3)以及基体玻璃相组成 ,孔隙率为 4 .6%。

氧化铁粉末化学组成对合成SHS复合弯管内衬陶瓷的影响

基于重力分离SHS法制备陶瓷内衬复合弯管 ,研究了氧化铁粉末化学组成对SHS复合弯管内衬陶瓷的影响 .研究发现在铝热剂相同质量分数条件下 ,存在于工业原料Fe2 O3 粉末的杂质比SiO2 添加剂对燃烧过程的稀释效应更为强烈 .在工业原料Fe2 O3 +Al体系中加入适量的Fe3 O4+Al体系 ,使燃烧温度、蔓延速率及SHS反应转化率均有所升高 ;但加入过量的Fe3 O4+Al体系 ,虽然使蔓延速率进一步增大 ,但却引起燃烧温度和SHS反应转化率有所下降 .实验表明 ,在工业原料Fe2 O3 +Al体系中加入 1 5 %的Fe3 O4+Al体系 ,使复合弯管内衬陶瓷性能达到并超过用分析纯Fe2 O3+Al体系所制备的复合弯管内衬陶瓷性能 .

提高自蔓延高温合成陶瓷内衬钢管性能的研究

自蔓延高温合成陶瓷内衬钢管具有工艺简单、节能、成本低和使用效果好等特点 ,在概括了自蔓延高温合成陶瓷内衬钢管的制备原理基础上 ,从降低陶瓷层孔隙率、减少陶瓷层裂纹和提高陶瓷层结合强度等方面 ,论述了提高自蔓延高温合成陶瓷内衬钢管性能的措施 ,还对自蔓延高温合成陶瓷内衬钢管的应用现状及展望进行了评述。

无缝钢管连轧生产线QAS系统及其应用

介绍了无缝钢管连轧生产线QAS系统的构成、测量仪表设置、测量原理、应用中存在的问题。QAS系统对连轧生产过程中钢管的温度、壁厚、外径和长度等参数进行实时检测,并实现轧制过程测量、分析、判定,以确保钢管的性能和质量,并且为提高设备与工具的使用寿命提供保障。

陶瓷内衬复合钢管的耐腐蚀性能评定

在综合国内外陶瓷内衬复合钢管性能评定试验的基础上,设计了新的陶瓷内衬复合钢管的耐腐蚀性能测试方法.通过实验发现:与普通钢管相比复合钢管具有良好的耐腐蚀性能;其内壁的金属颗粒和飞溅造成腐蚀率在实验的开始阶段逐渐减小,但随着时间的增加,趋向一个定值;复合钢管在酸中的腐蚀主要沿晶界进行.