[发明专利]陶瓷树脂内衬复合钢管及制造方法

说明书

本发明属于复合钢管及其制造技术领域，一种陶瓷树脂内衬复合钢管及其制造方法。

众所周知，在石油、化工、冶金、矿山、电力等行业，通常需要各种材料所制备的管道来输送大量的粉尘和腐蚀性介质。现有的钢材因性能和价格等问题，通常不能满足实际应用要求，如碳钢管，虽然价格便宜，但它的抗磨耐腐蚀性能差，不锈钢管则价格昂贵，且不耐氯离子所引起的应力腐蚀。为解决这一问题，人们常用衬胶、衬塑复合钢管来抵抗介质的腐蚀。例如中国专利(CN87107640A、CN1032812A)公开了一种将塑料管镶在钢管内制成钢塑复合管的方法，中国专利(CN2044207U)介绍了一种可将直径为350mm以下的钢管内壁涂覆一层塑料的技术，中国专利(CN1095011A)公开了不同长度钢管内衬橡胶的技术工艺。上述复合钢管都存在着十分明显的缺陷，橡胶和塑料的热膨胀系数远高于碳钢管的热膨胀系数，因此在温度较高或频繁波动变化时，衬胶层或衬塑层容易与钢管剥离蹋陷失效，丧失工作能力；此外，胶粘剂的老化，聚乙烯、聚丙烯、聚四氟塑料与钢管粘结力较差，影响了衬胶、衬塑复合钢管使用寿命。

日本专利(J8047550，J59218840，J62086172，J63089680)，美国专利(US4043353，US4142556)和中国专利(CN1059376A)等公开了一种利用铝热—离心铸造技术制备的陶瓷内衬钢管，陶瓷具有良好的防腐耐磨性能，制造陶瓷衬管是解决管材耐蚀、耐磨问题的有效方法之一，其原理是利用Al或Mg等还原金属与氧化铁发生放热反应，并依靠反应热将反应产物铁和氧化铝熔融，离心力的作用使二者分层，因Al₂O₃比重小，分布在钢管的内壁形成陶瓷衬层，而比重比较大的铁则分布在钢管基体和陶瓷之间形成过渡区，并将陶瓷和钢管结合起来。铝热反应如下：

      

      

但由于上述反应非常迅速，氧化铝的熔点很高，致使反应产物熔融时间极短，一般持续时间2-5秒左右，因此很难在这极短的时间内形成致密氧化铝涂层；此外，因温度的急剧变化和热膨胀系数不同，钢管对陶瓷层产生很大的收缩压力，造成涂层表层出现裂纹，由于气孔和裂纹的存在，使得陶瓷衬层不能抵抗腐蚀介质的渗透，结果导致复合钢管防腐能力的丧失。所以，目前国内外均将铝热—离心法制备的钢管当作耐磨管应用于粉尘介质的输送，还不能用来输送腐蚀性的液体介质。因此，必须尽快开发研究一种新的复合钢管，使其具有耐磨和防腐的双重功能，以满足产业部门的需要。

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出一种具有耐磨和防腐双重功能的陶瓷树脂内衬复合钢管和它的制造方法，以满足产业部门的需要。

本发明的基本构思是这样的：首先利用铝热—离心技术制造陶瓷复合钢管，然后在陶瓷层的表面涂覆一层0.5～3mm的热固性树脂，陶瓷层上的气孔、裂纹也同时被热固性树脂所密封，形成一层无渗透性的树脂—陶瓷复合衬层，避免腐蚀介质透过陶瓷层与钢管接触，从而获得一种具有耐磨和耐蚀双重功能的陶瓷树脂内衬复合钢管。

依据上述构思，发明人经过大量试验，研制了一种全新的钢管—陶瓷树脂内衬复合钢管，图1为所说钢管的剖示图，图2为所说钢管的横截面图，图3为所说钢管的横截面放大后的局部示图，图4为具有法兰的复合钢管的局部示图，其中：

1————————————————————钢管

2————————————————————还原铁

3————————————————————氧化铝

4————————————————————热固性树脂

5————————————————————裂缝

6————————————————————法兰

所说的复合钢管由钢管1、还原铁2和氧化铝3组成的陶瓷层、热固性树脂层4所构成，陶瓷层的厚度为1-3mm，热固性树脂的厚度为0.5-3mm，陶瓷层上的裂缝5为热固性树脂所封闭，因此，在钢管内流动的具有腐蚀性的介质不会透过陶瓷层与钢管接触，造成钢管的腐蚀，从而影响钢管的使用寿命。

根据实际使用时的需要，也可以在所说的钢管的端部设置具有热固性树脂层的法兰6，制成一种具有热固性树脂层封面法兰的复合钢管。