陶瓷金属防腐管及成型工艺的制作方法
【专利摘要】一种陶瓷金属防腐管，由内衬和油管复合而成，内衬由铁粉、单质铝粉和硅粉按照比例为1～1.5:0.45～0.60：0.05～0.15混合反应制成，其中铁粉与单质铝粉按照2Al+Fe2O3＝Al2O3+2Fe+836Kj/mol反应生成物为稳定的a?Al2O3和Fe，同时放出大量的热，保证了反应的持续进行。本发明还提供一种陶瓷金属防腐管的成型工艺。采用本发明的成型工艺制备出的陶瓷金属防腐管可达到11米长的长度。本发明为一种新型金属陶瓷防腐材料，是将非金属材料与金属材料完美结合，本发明提供的陶瓷金属防腐管牢固性好，本发明中铁粉、单质铝粉和硅粉的比例成分的确定使得制备出的陶瓷金属防腐管使用寿命比较长，产品的机械性能比较高，耐腐蚀性高，耐磨性好，强度高。
【专利说明】
陶瓷金属防腐管及成型工艺
技术领域
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[0001]本发明涉及金属陶瓷内衬防腐材料技术领域，特别涉及一种陶瓷金属防腐管及成型工艺，采用该成型工艺可制成11米长陶瓷金属防腐管。
【背景技术】
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[0002]随着科学技术的进步，对工业应用材料的要求越来越高，特别是金属材料的防腐蚀尤其受关注。腐蚀防护常用的隔离法、缓蚀剂法、电化学保护法等只能防护，不能从根本上根治金属的腐蚀问题，同时这些防护方法存在使用成本高、污染环境、应用环境受限制等问题。因此，研究开发新的特种合金、新型陶瓷、复合材料等耐腐蚀材料，是从根本上治理腐蚀问题的最好途径。目前国内主要防腐材料为涂料、油漆、不锈钢等特种合金材料、刚玉等复合材料，这些材料不能从根本上解决金属防腐问题，同时还会带来环境污染问题，刚玉等复合材料使用率低，不能与金属材料完美结合，不能彻底解决金属腐蚀问题，金属复合陶瓷材料还处于研发阶段。
[0003]金属陶瓷防腐材料技术最早起源与前苏联，1967年，前苏联科学院科学家从燃烧学的角度将固体粉料之间发生燃烧并能形成有用的陶瓷材料、金属间化合物、复合材料的过程和现象进行了研究，并给这一有特色的合成过程一个形象的名字“自蔓延高温合成”简称为一一SHS。后续发展与日本，日本以应用为目标在80年代开始对SHS的研究，日本科学家小田原修在1989年，制造出了直径0.3米，长5米的陶瓷内衬复合钢管，用于传输铝液，在89年后没有任何进展。我国从80年代末、90年代初开始有关铝热-离心技术的研究并将该项目列入“863”计划和“九五”计划重点推广项目。2000年左右以南京大学和北京科技大学为首的全国十几所大学和研究院所，投入了大量人力物力财力，制造出直径<700mm长度<6m的陶瓷复合钢管，目前部分企业也掌握了此技术的相关工艺和步骤，但是产品的质量和稳定还没有提高，产品机械性能还不够好，生产此产品的离心机自动化程度低，大多数处于人力操作阶段。
[0004]近年来，由于金属腐蚀问题更加严重，环境恶化加剧，各国政府加速对环境污染的质量和金属防腐技术的支持，日本某公司制成了一种镍基耐恪锌腐蚀N1-Co—Cr-W—Mo—Ti一B系列合金，其成分(质量分数)如下:
[0005]Ni 10%—90% ,W O—30% ,Co O—30% ,Cr 1%—30% ,Mo O—30% ,B 1% —10% ,Ti 0—5%，这种合金涂层具有硬度高、机械强度大的特点，可以经受高温Ζη、Α1液的浸蚀。2011年，西南石油大学化学化工学院何毅教授等研发出金属材料防腐缓蚀剂，并广泛用于油田产业钢管中，但使用寿命短，成本高等缺点突出。
【发明内容】
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[0006]有鉴于此，有必要提供一种陶瓷金属防腐管。
[0007]还有必要提供一种陶瓷金属防腐管的成型工艺。
[0008]—种陶瓷金属防腐管，由内衬和油管复合而成，内衬由铁粉、单质铝粉和硅粉按照比例为I?1.5:0.45?0.60:0.05?0.15混合反应制成，其中铁粉与单质铝粉按照2A1+Fe203=Al203+2Fe+836Kj/mol反应生成物为稳定的a-A1203和Fe，同时放出大量的热，保证了反应的持续进行。
[0009]陶瓷金属防腐管是将铁粉、铝粉和硅粉采用高温烘干后放入混料机内混合，混合
0.45小时至0.55小时后形成熔物生成物，将熔物生成物放入油管内，并使油管高速旋转，油管高速旋转后，熔物生成物在离心力的作用下，按比重大小迅速分离，铁的比重是三氧化二铝的2倍，因此铁层紧贴油管内壁，三氧化二铝分布在铁层的内层，由于油管迅速吸热并散热，三氧化二铝和铁很快达到凝固点，分层凝固，最后形成金属陶瓷材料，并紧贴在油管内壁上形成陶瓷金属防腐管。
[0010]—种陶瓷金属防腐管的成型工艺，具体步骤为:
[0011]将油管放入离心设备中，将铁粉、单质铝粉和硅粉在高温下烘干，烘干后将铁粉、单质铝粉和硅粉按照比例为I?1.5:0.45?0.60:0.05?0.15放入混料机中进行混合，混合时间为0.45小时至0.55小时，混合过程中铁粉与单质铝粉按照241+?6203 = 41203+2?6+836Kj/mol反应生成的熔物生成物为稳定的a-A1203和Fe，同时放出大量的热，保证了反应的持续进行；
[0012]将熔物生成物放入油管内，开启离心设备，离心设备带动油管高速旋转，油管高速旋转后，熔物生成物在离心力的作用下，按比重大小迅速分离，铁的比重是三氧化二铝的2倍，因此铁层紧贴油管内壁，三氧化二铝分布在铁层的内层，由于油管迅速吸热并散热，三氧化二铝和铁很快达到凝固点，分层凝固，最后形成金属陶瓷材料，并紧贴在油管内壁上形成陶瓷金属防腐管。
[0013]所述陶瓷金属防腐管的成型工艺中，油管的转速控制为2150r/min至2250r/min。
[0014]所述陶瓷金属防腐管的成型工艺中，所用的离心设备通过PLC控制系统，控制油管的转速时旋转时间。
[0015]采用本发明的成型工艺制备出的陶瓷金属防腐管可达到11米长的长度。本发明为一种新型金属陶瓷防腐材料，是将非金属材料与金属材料完美结合，本发明提供的陶瓷金属防腐管牢固性好，本发明中铁粉、单质铝粉和硅粉的比例成分的确定使得制备出的陶瓷金属防腐管使用寿命比较长，产品的机械性能比较高，耐腐蚀性高，耐磨性好，强度高。
【具体实施方式】
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[0016]陶瓷金属防腐管，由内衬和油管复合而成，内衬由铁粉、单质铝粉和硅粉按照比例为I?I.5:0.45?0.60:0.05?0.15混合反应制成，其中铁粉与单质铝粉按照2A1+Fe203 =Al203+2Fe+836Kj/mOl反应生成物为稳定的a-A1203和Fe，同时放出大量的热，保证了反应的持续进行。陶瓷金属防腐管是将铁粉、铝粉和硅粉采用高温烘干后放入混料机内混合，混合
0.45小时至0.55小时后形成熔物生成物，将熔物生成物放入油管内，并使油管高速旋转，油管高速旋转后，熔物生成物在离心力的作用下，按比重大小迅速分离，铁的比重是三氧化二铝的2倍，因此铁层紧贴油管内壁，三氧化二铝分布在铁层的内层，由于油管迅速吸热并散热，三氧化二铝和铁很快达到凝固点，分层凝固，最后形成金属陶瓷材料，并紧贴在油管内壁上形成陶瓷金属防腐管。
[0017]本发明提供了两种陶瓷金属防腐管的制备实施例。
[0018]实施例一，将油管放入离心设备中，将铁粉、单质铝粉和硅粉在170摄氏度的温度烘干，烘干后将铁粉10666g、单质铝粉4800g和硅粉533g放入混料机中进行混合，混合时间为0.45小时，混合过程中铁粉与单质铝粉按照241+?6203 = 41203+2?6+8361(」/11101反应生成的熔物生成物为稳定的a-A1203和Fe，同时放出大量的热，保证了反应的持续进行；
[0019]将熔物生成物放入油管内，开启离心设备，离心设备带动油管高速旋转，油管的转速控制为2150r/min至2250r/min。油管高速旋转后，恪物生成物在离心力的作用下，按比重大小迅速分离，铁的比重是三氧化二铝的2倍，因此铁层紧贴油管内壁，三氧化二铝分布在铁层的内层，由于油管迅速吸热并散热，三氧化二铝和铁很快达到凝固点，分层凝固，最后形成金属陶瓷材料，并紧贴在油管内壁上形成10.91米长的陶瓷金属防腐管。
[0020]实施例二，将油管放入离心设备中，将铁粉、单质铝粉和硅粉在170摄氏度的温度烘干，烘干后将铁粉10667g、单质铝粉4267g和硅粉1066g放入混料机中进行混合，混合时间为0.55小时，混合过程中铁粉与单质铝粉按照241+?6203 = 41203+2?6+8361(」/11101反应生成的熔物生成物为稳定的a-A1203和Fe，同时放出大量的热，保证了反应的持续进行；
[0021]将熔物生成物放入油管内，开启离心设备，离心设备带动油管高速旋转，油管的转速控制为2150r/min至2250r/min。油管高速旋转后，恪物生成物在离心力的作用下，按比重大小迅速分离，铁的比重是三氧化二铝的2倍，因此铁层紧贴油管内壁，三氧化二铝分布在铁层的内层，由于油管迅速吸热并散热，三氧化二铝和铁很快达到凝固点，分层凝固，最后形成金属陶瓷材料，并紧贴在油管内壁上形成10.93米长的陶瓷金属防腐管。
[0022]采用本实施方式可制备出几乎长达11米的陶瓷金属防腐管。
【主权项】
1.一种陶瓷金属防腐管，其特征在于:陶瓷金属防腐管由内衬和油管复合而成，内衬由铁粉、单质铝粉和硅粉按照比例为I?1.5:0.45?0.60:0.05?0.15混合反应制成，其中铁粉与单质铝粉按照2Al+Fe203 = Al203+2Fe+836Kj/mol反应生成物为稳定的a-A1203和Fe，同时放出大量的热，保证了反应的持续进行。2.如权利要求1所述的陶瓷金属防腐管，其特征在于:陶瓷金属防腐管是将铁粉、铝粉和硅粉采用高温烘干后放入混料机内混合，混合0.45小时至0.55小时后形成熔物生成物，将熔物生成物放入油管内，并使油管高速旋转，油管高速旋转后，熔物生成物在离心力的作用下，按比重大小迅速分离，铁的比重是三氧化二铝的2倍，因此铁层紧贴油管内壁，三氧化二铝分布在铁层的内层，由于油管迅速吸热并散热，三氧化二铝和铁很快达到凝固点，分层凝固，最后形成金属陶瓷材料，并紧贴在油管内壁上形成陶瓷金属防腐管。3.—种陶瓷金属防腐管的成型工艺，其特征在于:陶瓷金属防腐管的成型工艺具体步骤为: 将油管放入离心设备中，将铁粉、单质铝粉和硅粉在高温下烘干，烘干后将铁粉、单质铝粉和硅粉按照比例为I?1.5:0.45?0.60:0.05?0.15放入混料机中进行混合，混合时间为0.45小时至0.55小时，混合过程中铁粉与单质铝粉按照2Al+Fe203 = Al203+2Fe+836Kj/mol反应生成的熔物生成物为稳定的a-A1203和Fe，同时放出大量的热，保证了反应的持续进行； 将熔物生成物放入油管内，开启离心设备，离心设备带动油管高速旋转，油管高速旋转后，熔物生成物在离心力的作用下，按比重大小迅速分离，铁的比重是三氧化二铝的2倍，因此铁层紧贴油管内壁，三氧化二铝分布在铁层的内层，由于油管迅速吸热并散热，三氧化二铝和铁很快达到凝固点，分层凝固，最后形成金属陶瓷材料，并紧贴在油管内壁上形成陶瓷金属防腐管。4.如权利要求3所述的陶瓷金属防腐管的成型工艺，其特征在于:所述陶瓷金属防腐管的成型工艺中，油管的转速控制为2150r/min至2250r/min。5.如权利要求3所述的陶瓷金属防腐管的成型工艺，其特征在于:所述陶瓷金属防腐管的成型工艺中，所用的离心设备通过PLC控制系统，控制油管的转速时旋转时间。
【文档编号】F16L58/08GK105834402SQ201610291243
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年5月5日
【发明人】杨学斌, 杨学彦
【申请人】宁夏常天环保科技有限公司