[發(fā)明專利]一種小口徑管道和彎頭內(nèi)壁耐磨涂層的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210205909.1
• 申請日: 2012-06-21
• 公開（公告）號: CN102732877A
• 公開（公告）日: 2012-10-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李太江;李巍;李勇;劉立營
• 申請（專利權(quán)）人: 西安熱工研究院有限公司
• 主分類號: C23C24/10
• 分類號: C23C24/10
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 陸萬壽

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及水力水電、火力發(fā)電、工程機(jī)械等介質(zhì)輸送管道的材料加工、表面工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種能顯著提高小口徑直管、彎頭使用壽命的內(nèi)壁耐磨涂層的制備方法。

背景技術(shù)

水電站頂蓋排水管道、工業(yè)煙氣介質(zhì)輸送管道、工程機(jī)械泥漿輸送管道等由于長期處于流體中高硬度顆粒的沖刷、磨損狀態(tài)，管道及其彎頭將發(fā)生磨蝕損傷或腐蝕損傷。尤其是輸送含固相物料流體時，管道彎頭受固體顆粒的高速沖刷，磨損更嚴(yán)重，引起系統(tǒng)安全故障，增加檢修和維護(hù)成本。

對于大口徑管道（﹥100mm）和彎頭，有大量的抗磨、耐蝕技術(shù)可用于管道內(nèi)壁。抗磨技術(shù)如熱噴涂技術(shù)、管道內(nèi)壁安裝耐磨里襯，堆焊耐磨層或抗磨板等；

1）熱噴涂內(nèi)壁耐磨涂層技術(shù)，采用如等離子噴涂、超音速火焰噴涂、電弧噴涂等技術(shù)將具有耐磨蝕功能的金屬、陶瓷、金屬陶瓷等材料噴涂于管道內(nèi)壁而形成耐磨涂層。該技術(shù)主要適用于大管徑的管道，對管道內(nèi)徑有要求，如采用先進(jìn)等離子噴涂設(shè)備的內(nèi)孔噴槍在管道內(nèi)壁噴涂耐磨涂層，該技術(shù)適合長度﹤600mm、內(nèi)徑大于160mm的管道。同時，由于等離子噴涂涂層結(jié)合強(qiáng)度較低，不適合短管道組焊成長管道的情況，在焊接時，由于局部高溫涂層容易脫落。超音速火焰噴涂和電弧噴涂都只能適用于更大口徑的管道。

2）中國專利CN1415888A公開的一種耐磨里襯管道彎頭及里襯方法，是通過在彎頭內(nèi)部設(shè)置襯里芯模，然后通過將熔融耐磨聚氨酯澆注到由彎頭與芯模構(gòu)成的空間中，形成里襯。該方法盡管適合于小口徑管道和彎頭耐磨涂層的制備，但對于不同管徑大小的彎頭需要定制專用的芯模和夾持裝置。通用性較差，工藝復(fù)雜。

3）堆焊耐磨層，該方法主要適合于大口徑管道和彎頭，管道內(nèi)部需較大的空間便于進(jìn)行堆焊或安放抗磨板。同時不適合小管徑管道內(nèi)部耐磨涂層的制備。

因此，對于工程中的小口徑長管道，需要一種合適的耐磨涂層制備工藝。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)和不足，提供一種結(jié)合強(qiáng)度高、工藝簡單，且能夠提高管道壽命的小口徑管道和彎頭內(nèi)壁耐磨涂層的制備方法。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

1）將耐磨合金粉末與膏劑按重量比為10～50:1的比例混合制成以耐磨合金粉末為主的耐磨合金膏；

2）將耐磨合金膏涂覆于工件內(nèi)壁表面：

對于彎頭，內(nèi)壁均勻涂覆厚度為0.3～1.5mm的耐磨合金膏；

對于直管，內(nèi)壁耐磨涂層分兩次進(jìn)行制備，每次將耐磨合金膏涂覆于直管內(nèi)壁的半圈，涂覆厚度為0.3～1.5mm形成瓦狀涂覆層，兩邊涂覆層厚度應(yīng)為弧頂涂覆層厚度的1.5～2倍；

3）將涂覆有耐磨合金的管道置于高溫爐中進(jìn)行熱處理：

對于彎頭外弧面向下放置在850℃以上的高溫爐中保溫2～120分鐘后隨爐冷卻；

對于直管涂覆層的弧頂向下放置在850℃以上的高溫爐中保溫2～120分鐘后隨爐冷卻后將直管取出，再將耐磨合金膏涂覆于直管內(nèi)壁的另一半圈，涂覆厚度為0.3～1.5mm，兩邊涂覆層厚度為弧頂涂覆層厚度的1.5～2倍，再將直管涂覆層的弧頂向下放置在850℃以上的高溫爐中保溫2～120分鐘后隨爐冷卻。

所述的涂層制備前，將管道內(nèi)部進(jìn)行清理，去除油污、粉塵，并進(jìn)行干燥。

所述的耐磨合金粉末采用Cr₃C₂-NiCr金屬陶瓷材料、WC金屬陶瓷材料WC-Co、WC-Ni、WC-NiCr、WC-Cr₃C₂-Ni、自熔合金NiCrBSi、FeCrBSi或CoCrBSi。

所述的膏劑采用松香、環(huán)氧AB粘接劑、銀基釬料、錫基釬料、鉛基釬料、鎘基釬料或鋅基釬料。

本發(fā)明利用低熔點(diǎn)膏劑將具有耐磨功能的粉末狀材料制成膏狀，涂覆于管道和彎頭內(nèi)壁，并經(jīng)高溫?zé)崽幚恚罱K形成具有耐磨功能的涂層。其特點(diǎn)是適合小口徑管道內(nèi)壁耐磨涂層的制備，涂層致密、結(jié)合強(qiáng)度高、制備過程簡單，操作靈活，工藝穩(wěn)定，可重復(fù)性好。

具體實(shí)施方式