专利名称：双金属耐磨复合弯管的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种物料远距离压力输送使用的管道，特别是涉及一种双 金属耐磨复合弯管。
二背景技术：
在矿山、冶炼、煤炭、电力等行业中，物料的运输都是采用远距离压力输 送，管道承受着相当大的压力并经受严重磨损。输送管道一般由直管和不同角 度弯管组成，夹带固体粉料的高速气流或液流流过管道时，固体颗粒对管道产 生严重的磨损，特别是流过弯管时，在离心力的作用下对弯管的外侧壁的磨损 速度远大于直管部位。单一材质的管道无法满足此工况的要求。因考虑其使用 安全性，重点放在提高管道的韧性上，重点放在提高管道的韧性上，国内外普
遍采用A3、 16Mn无缝钢管，致使管道严重磨损，更换频繁。据统计，每年输送 无缝、有缝钢管损耗高达几十亿元。停产检修导致损失更无法统计。
目前国内外较为成熟的且使用较为普遍的管道主要有铸石管道、陶瓷复合 管、稀土合金耐磨管等，但从实际应用效果来看，有以下缺点
1、铸石管道
由于工艺原因，铸石管的厚度较大，"傻、大、笨、粗，"在使用上受到很 大限制。另外铸石管存在无法克服的玻璃相和空洞，较脆容易破碎，给输送和 安装带来很大的困难。由于铸石属于脆性材料，内外两层为机械结合，结合强 度低，内衬的整体效果差，在使用中受到浆体的冲击后易于发生破碎或剥落， 一方面出现早期失效，另一方面碎片会造成堵塞而影响生产，在实际使用中逐
3渐减少。
2、 陶瓷复合管
组织中的孔隙率较大。只能在低应力和软磨料工况下使用，否则氧化铝硬 质点易脱落，失去耐磨性；复合弯管的制作仍然是先制造直管，然后再采取打 折线的方法焊接成虾米腰形式，弯管内部是折线形状，改变了物料在弯管中的 弧线运动的轨迹，增加了物料的输送阻力；焊接形成死角，物料直接冲刷死角 产生早期失效；外管直接焊接，内侧形成裸露层，该处无耐磨性可言；死角处 加剧紊流程度，加剧弯管早期磨损失效。由于是非金属与金属复合，热膨胀系 数相差甚大，陶瓷层抵抗热膨胀能力较差，在有湿度急剧变化的工况下产生较 大热应力，陶瓷层容易出现大面积脱落；
3、 稀土合金耐磨钢管
硬度要低的多，抗磨料磨损性能差。由于是单一材质，它解决不了耐磨性 和可焊接性的矛盾，耐磨性和韧性都不是最佳的。 一般采用砂型铸造，易产生 冲砂、夹渣、气孔等缺陷，尺寸精度较差。
三
实用新型内容
本实用新型的目的是为解决上述问题提出一种双金属耐磨复合弯管。
本实用新型的技术方案是 一种双金属耐磨复合弯管，其横截面近似圆形， 该弯管含有外层的碳钢层和内层的耐磨层，所述的弯管外侧的耐磨层壁厚S 1大 于内侧的耐磨层壁厚S2，其耐磨层壁厚为连续变厚度结构，耐磨层截面的外壁 中心于内壁的中心距为^ (S1-52) /2，所述的弯管的端部设有连接结构。
所述的弯管外层的碳钢层的材料为碳钢层的材料为ZG15、 ZG25、 ZG35三 种材料中的一种。
所述的弯管内层的耐磨层的材料为高铬铸铁。所述的连接结构为焊接用连接头，该连接头内端厚度与所述的耐磨层厚度 匹配，外端厚度与整个弯管壁厚匹配，连接头的内端嵌入弯管的碳钢层内表面 并与耐磨层对接。
所述的连接结构为焊接在弯管端部的法兰盘，该法兰盘内圈与弯管端部直 径匹配，该法兰盘内圈与弯管的碳钢层焊接成一体。 本实用新型的有益效果
1、 综合性能高
该复合管外层采用碳钢和内层采用高铬铸铁，形成了较好的冶金结合，既 具有高铬合金材料的耐磨、耐腐蚀特性，又有较高的机械强度和较高的抗冲击 性能，解决了单一材质难以调和的可焊性和耐磨性的矛盾，使材料性能优势发 挥到最佳程度，使用安全可靠。
2、 耐磨层采用高格铸铁材料，大大提高了弯管内层的耐磨性，另外该耐磨 弯管为一次一体式成型，与以往焊接的弯管相比，没有死角，物料在管道内的 运行轨迹没有被改变，阻力较小，相应的物料对管道内壁的摩擦也小，综合来 说，耐磨性提高不少，并且能减少能耗。
3、 弯管外侧的耐磨层壁厚大于内侧的耐磨层壁厚，是由于物料在弯管内通 过时，其靠近弯管外侧的物料的离心力大，对弯管外侧耐磨层的摩擦力也大， 因此通过加厚弯管外侧的耐磨层壁厚来使该弯管外侧耐磨层与内存耐磨层的使 用寿命基本相同，从而提高整个弯管的使用寿命。
4、 抗热振性好
由于该弯管的内层与外层的热膨胀系数相当，在有温度急剧变化或焊接联 接时，不会因为内外层的膨胀或收縮不一致而导致耐磨管内层碎裂剥落，发生早期失效现象。
5、运输、安装、使用方便
该双金属复合耐磨弯管可采用法兰、快速接头、直接焊接等方式安装。由 于复合管抗冲击性能高，在管道系统发生局部堵管时，可随意敲击、锤打，随 意切割、卸换、焊接，安装、检修非常方便。
四
图1为该双金属复合耐磨弯管结构示意图之一 图2为图1或图3的A-A截面放大结构示意图 图3为该双金属复合耐磨弯管结构示意图之二
五具体实施方式
实施例一参见图l、图2，图中一种双金属耐磨复合弯管，其横截面近似 圆形，该弯管含有外层的碳钢层1和内层的耐磨层2，所述的弯管外侧的耐磨层 壁厚S1大于内侧的耐磨层壁厚5 2，其耐磨层壁厚为连续变厚度结构，耐磨层 截面的外壁中心于内壁的中心距为e= ( S l-S2) /2，所述的弯管的端部设有连 接结构。所述的弯管外层的碳钢层1的材料为碳钢层的材料为ZG15、 ZG25、 ZG35三种材料中的一种。所述的弯管内层的耐磨层2的材料为高铬铸铁。所述 的连接结构为焊接用连接头3，该连接头3内端厚度与所述的耐磨层2厚度匹配， 外端厚度与整个弯管壁厚匹配，连接头的内端嵌入弯管的碳钢层1内表面并与 耐磨层2对接。
实施例二参见图3、图2，图中一种双金属耐磨复合弯管，其横截面近似 圆形，该弯管含有外层的碳钢层1和内层的耐磨层2，所述的弯管外侧的耐磨层 壁厚S1大于内侧的耐磨层壁厚S2，其耐磨层壁厚为连续变厚度结构，耐磨层截面的外壁中心于内壁的中心距为e= ( S l-S2) /2，所述的弯管的端部设有连 接结构。所述的弯管外层的碳钢层1的材料为碳钢层的材料为ZG15、 ZG25、 ZG35三种材料中的一种。所述的弯管内层的耐磨层2的材料为高铬铸铁。所述 的连接结构为焊接在弯管端部的法兰盘4,该法兰盘内圈与弯管端部直径匹配， 该法兰盘内圈与弯管的碳钢层焊接成一体。
权利要求1、一种双金属耐磨复合弯管，其横截面近似圆形，该弯管含有外层的碳钢层和内层的耐磨层，其特征是所述的弯管外侧的耐磨层壁厚δ1大于内侧的耐磨层壁厚δ2，其耐磨层壁厚为连续变厚度结构，耐磨层截面的外壁中心于内壁的中心距为e＝(δ1-δ2)/2，所述的弯管的端部设有连接结构。
2、 根据权利要求1所述的双金属耐磨复合弯管，其特征是所述的弯管外 层的碳钢层的材料为碳钢层的材料为ZG15、 ZG25、 ZG35三种材料中的一种。
3、 根据权利要求1所述的双金属耐磨复合弯管，其特征是所述的弯管内 层的耐磨层的材料为高络铸铁。
4、 根据权利要求1所述的双金属耐磨复合弯管，其特征是所述的连接结 构为焊接用连接头，该连接头内端厚度与所述的耐磨层厚度匹配，外端厚度与 整个弯管壁厚匹配，连接头的内端嵌入弯管的碳钢层内表面并与耐磨层对接。
5、 根据权利要求l所述的双金属耐磨复合弯管，其特征是所述的连接结构为焊接在弯管端部的法兰盘，该法兰盘内圈与弯管端部直径匹配，该法兰盘 内圈与弯管的碳钢层焊接成一体。
专利摘要一种双金属耐磨复合弯管，其横截面近似圆形，该弯管含有外层的碳钢层和内层的耐磨层，所述的弯管外侧的耐磨层壁厚δ1大于内侧的耐磨层壁厚δ2，其耐磨层壁厚为连续变厚度结构，耐磨层截面的外壁中心于内壁的中心距为e＝(δ1-δ2)/2，所述的弯管的端部设有连接结构，该复合弯管综合性能高，解决了单一材质难以调和的可焊性和耐磨性的矛盾，使用寿命长，运输、安装、使用方便。
文档编号F16L23/026GK201428891SQ20092009128
公开日2010年3月24日 申请日期2009年7月3日 优先权日2009年7月3日
发明者姚万林, 王海洋 申请人:郑州神牛铸造有限公司