在管道内侧加装复合耐磨蚀层的制备工艺及制备工装的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于耐磨损以及抗腐蚀复合材料领域，涉及一种在管道内侧加装复合耐磨蚀层的制备工艺及制备工装，尤其涉及一种使用热固性树脂将陶瓷颗粒粘接在管道内侧形成耐磨损以及抗腐蚀层的生产工艺及制备工装。
【背景技术】
[0002]随着工业技术和现代经济的发展，在许多行业设备的关键部位都非常需要做抗磨蚀处理，例如:火力发电厂的煤粉输送的直管道和/或弯管道；矿业选矿用的矿砂输送管道及弯头、三通、以及煤化工、石油化工和其它化工用的管道。尤其是在国内火力发电厂在工业发展的促进下发展很快，用于火力发电厂输送煤粉的直管道和/或弯管，每年的消耗量是非常巨大的。目前国内外解决耐磨损、抗腐蚀问题的方法有:1)全金属的泵和管道，优点是强度高、刚性和韧性好，缺点是耐磨损、抗腐蚀性差。2)金属加橡胶内衬的泵和管道，优点是抗腐蚀好，缺点是耐磨损性差。3)金属内嵌粘贴陶瓷内衬的泵和管道，优点是耐磨损、抗腐蚀性能优异，缺点是陶瓷片的纵向连接缝处极易被夹带着粉体的气流磨蚀损坏。4)在金属基材上用环氧树脂与碳化硅颗粒混合后浇注成型的泵和管道，优点是耐磨损、抗腐蚀性能优异，缺点首先是能够流动的浇注料浇注的制品内的碳化硅颗粒分布不均或者分层，并且碳化硅颗粒两两之间由于夹着过多的树脂降低了碳化硅颗粒的抗冲击性，从而大大地降低了制品的耐磨品质；
【发明内容】
[0003]为了解决【背景技术】中存在的上述技术问题，本发明提供了一种提高管道内侧耐磨品质的在管道内侧加装复合耐磨蚀层的制备工艺及制备工装。
[0004]本发明的技术解决方案是:本发明提供了一种在管道内侧加装复合耐磨蚀层的制备工艺，其特殊之处在于:所述制备工艺包括以下步骤:
[0005]I)选定复合耐磨蚀层的材料；所述复合耐磨蚀层的材料包括结构陶瓷充填料、热固性树脂、辅助材料以及用于结构陶瓷充填料的增强材料；
[0006]所述结构陶瓷充填料是碳化硅颗粒、氧化铝颗粒以及氮化硅结合碳化硅颗粒中的一种或其组合；所述结构陶瓷充填料是粒径范围在F4?F30的大颗粒、粒径范围在F30?FlOO之间的中颗粒以及粒径范围在FlOO?F220之间的小颗粒；所述结构陶瓷充填料的重量配比是大颗粒、中颗粒以及小颗粒=30%?80%:15%?50%:5%?20% ；
[0007]所述热固性树脂是环氧树脂、乙烯基树脂、聚酰亚胺树脂或酚醛树脂；所述热固性树脂采用环氧树脂时，所述环氧树脂是E51?E31环氧树脂或改性环氧树脂；所述乙烯基树脂是通用乙烯基树脂或改性乙烯基树脂；所述热固性树脂的用量是根据结构陶瓷充填料颗粒的大小及用量来确定的，所述辅助材料根据选用的热固性树脂选取相应的固化剂、引发剂、稀释剂以及消泡剂；所述辅助材料的用量和品种是由所选用的热固性树脂的用量和品种来确定；
[0008]所述用于结构陶瓷充填料的增强材料是短切纤维；所述短切纤维是玻璃纤维以及短切碳纤维中的任意一种；所述短切纤维的长度在0.5?2.5mm ;所述短切纤维的使用重量是结构陶瓷充填料重量的O?5% ;
[0009]2)将步骤I)所选取的热固性树脂以及与其对应的固化剂、引发剂、稀释剂以及消泡剂按照已有的并确定的热固性树脂及辅助材料的化学配比投入搅拌设备里，搅拌均匀制成浆料，然后将配制成的浆料装入送料罐，关闭送料罐的装料口，打开真空设备抽真空，在真空度达到10?IKPa的真空环境下，除去搅拌中产生的气泡，然后恢复常压待用；
[0010]3)用步骤I)所选取的结构陶瓷颗粒配制充填料；结构陶瓷充填料中包括干混充填料以及半浆充填料；所述充填料在使用时，是干混充填料以及半浆充填料中的任意一种或其组合；
[0011]所述干混充填料是结构陶瓷充填料以及短切纤维分别放入混合设备混合均匀；所述半浆充填料是结构陶瓷充填料以及短切纤维分别备好，然后取出一部分已经与固化剂、引发剂、稀释剂以及消泡剂配制好的热固性树脂，将热固性树脂首先与结构陶瓷充填料的大颗粒混合均匀，然后再将结构陶瓷充填料的中颗粒混入并搅拌均匀，最后再将结构陶瓷充填料的小颗粒及短切纤维投入并搅拌均匀，结构陶瓷小颗粒和短切纤维粘附在大颗粒上制成半浆充填料；
[0012]4)根据管道内侧的结构特征制备用于设置在管道内侧的抗磨蚀复合管；
[0013]5)将步骤4)所得到的用于设置在管道内侧的抗磨蚀复合管安装粘接在管道内侧形成加装在管道内侧的复合耐磨蚀层。
[0014]上述步骤4)的具体实现方式是:
[0015]4.1)组装带有进浆料接口和真空泵接口的用于制备设置在管道内侧的抗磨蚀复合管的模具；所述模具是没有安装模盖的模具；
[0016]4.2)将步骤3)配制得到的充填料装填在步骤4.1)组装得到的没有安装模盖的模具中，在装填充填料时一边装填一边将装入模具的充填料捣压紧密，模具装满后，安装上模盖;
[0017]4.3)将真空泵以及步骤2)送料罐连接在模具的进浆料接口和真空泵接口 ；关闭送料罐送料阀门，打开真空阀门，当真空度达到10?IKPa时，在保持此真空环境下，缓缓打开送料罐送料阀门，同时根据模具的承载压给送料罐加压，将配制好的步骤2)中的浆料缓慢地注入模具里，直至注满模具后，关闭真空阀门，继续保持送料罐内压力；
[0018]4.4)加热促使浆料固化，所述加热温度在50°C?200°C之间；加热固化时间I小时?5小时之间；浆料固化后停止加压；缓慢降温到室温后拆除模具，得到用于设置在管道内侧的抗磨蚀复合管。
[0019]上述步骤4.2)中的模具在装填充填料前，模具内与充填料接触部位要喷刷脱模剂；所述步骤4.4)中加热温度在80°C?120°C。
[0020]上述步骤5)的具体实现方式是:
[0021]5.1)在待加装抗磨蚀复合管的管道的一端焊接连接管以及不带补料孔的管封头，同时标记管道内侧抗磨蚀复合管的对应安装位置；
[0022]5.2)将步骤4)制备得到的抗磨蚀复合管装入管道内侧并与连接管对接安装，同时在抗磨蚀复合管与连接管的连接端面上涂抹浆料；
[0023]5.3)在对接处局部加热使浆料固化，将抗磨蚀复合管和连接管粘接在一起；
[0024]5.4)在抗磨蚀复合管与管道内侧之间的缝隙里装填入充填料，并将装填入的充填料捣压紧密，同时将另一个带有补料孔的管封头焊接在管道另一端；
[0025]5.5)将另一个连接管的一端插入管封头中并与管道内的抗磨蚀复合管粘接，再将管封头与连接管焊接，最后通过管封头上的补料孔将充填料补满，封死补料孔；
[0026]5.6)将真空泵和步骤2)中的送料罐连接在管道的进浆料接口和真空泵接口 ；关闭送料罐送料阀门，打开真空泵，打开真空阀门，当真空度达到10?IKPa时，在保持此真空环境下，缓缓打开送料罐送料阀门，同时根据管道和抗磨蚀复合管的承载压给送料罐加压，将配制好的步骤2)中的浆料缓慢地注入管道和抗磨蚀复合管之间的缝隙中，直至注满管道与抗磨蚀复合管之间缝隙后，关闭真空阀门，继续保持送料罐内压力；
[0027]5.7)加热促使浆料固化，所述加热温度在50°C?200°C之间；加热固化时间I小时?5小时之间；浆料固化后停止加压；缓慢降温到室温，拆除进浆料接口和真空泵接口，封