[发明专利]一种小口径管道和弯头内壁耐磨涂层的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及水力水电、火力发电、工程机械等介质输送管道的材料加工、表面工程技术领域，具体涉及一种能显著提高小口径直管、弯头使用寿命的内壁耐磨涂层的制备方法。

背景技术

水电站顶盖排水管道、工业烟气介质输送管道、工程机械泥浆输送管道等由于长期处于流体中高硬度颗粒的冲刷、磨损状态，管道及其弯头将发生磨蚀损伤或腐蚀损伤。尤其是输送含固相物料流体时，管道弯头受固体颗粒的高速冲刷，磨损更严重，引起系统安全故障，增加检修和维护成本。

对于大口径管道（﹥100mm）和弯头，有大量的抗磨、耐蚀技术可用于管道内壁。抗磨技术如热喷涂技术、管道内壁安装耐磨里衬，堆焊耐磨层或抗磨板等；

1）热喷涂内壁耐磨涂层技术，采用如等离子喷涂、超音速火焰喷涂、电弧喷涂等技术将具有耐磨蚀功能的金属、陶瓷、金属陶瓷等材料喷涂于管道内壁而形成耐磨涂层。该技术主要适用于大管径的管道，对管道内径有要求，如采用先进等离子喷涂设备的内孔喷枪在管道内壁喷涂耐磨涂层，该技术适合长度﹤600mm、内径大于160mm的管道。同时，由于等离子喷涂涂层结合强度较低，不适合短管道组焊成长管道的情况，在焊接时，由于局部高温涂层容易脱落。超音速火焰喷涂和电弧喷涂都只能适用于更大口径的管道。

2）中国专利CN1415888A公开的一种耐磨里衬管道弯头及里衬方法，是通过在弯头内部设置衬里芯模，然后通过将熔融耐磨聚氨酯浇注到由弯头与芯模构成的空间中，形成里衬。该方法尽管适合于小口径管道和弯头耐磨涂层的制备，但对于不同管径大小的弯头需要定制专用的芯模和夹持装置。通用性较差，工艺复杂。

3）堆焊耐磨层，该方法主要适合于大口径管道和弯头，管道内部需较大的空间便于进行堆焊或安放抗磨板。同时不适合小管径管道内部耐磨涂层的制备。

因此，对于工程中的小口径长管道，需要一种合适的耐磨涂层制备工艺。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种结合强度高、工艺简单，且能够提高管道寿命的小口径管道和弯头内壁耐磨涂层的制备方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

1）将耐磨合金粉末与膏剂按重量比为10～50:1的比例混合制成以耐磨合金粉末为主的耐磨合金膏；

2）将耐磨合金膏涂覆于工件内壁表面：

对于弯头，内壁均匀涂覆厚度为0.3～1.5mm的耐磨合金膏；

对于直管，内壁耐磨涂层分两次进行制备，每次将耐磨合金膏涂覆于直管内壁的半圈，涂覆厚度为0.3～1.5mm形成瓦状涂覆层，两边涂覆层厚度应为弧顶涂覆层厚度的1.5～2倍；

3）将涂覆有耐磨合金的管道置于高温炉中进行热处理：

对于弯头外弧面向下放置在850℃以上的高温炉中保温2～120分钟后随炉冷却；

对于直管涂覆层的弧顶向下放置在850℃以上的高温炉中保温2～120分钟后随炉冷却后将直管取出，再将耐磨合金膏涂覆于直管内壁的另一半圈，涂覆厚度为0.3～1.5mm，两边涂覆层厚度为弧顶涂覆层厚度的1.5～2倍，再将直管涂覆层的弧顶向下放置在850℃以上的高温炉中保温2～120分钟后随炉冷却。

所述的涂层制备前，将管道内部进行清理，去除油污、粉尘，并进行干燥。

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

所述的膏剂采用松香、环氧AB粘接剂、银基钎料、锡基钎料、铅基钎料、镉基钎料或锌基钎料。

本发明利用低熔点膏剂将具有耐磨功能的粉末状材料制成膏状，涂覆于管道和弯头内壁，并经高温热处理，最终形成具有耐磨功能的涂层。其特点是适合小口径管道内壁耐磨涂层的制备，涂层致密、结合强度高、制备过程简单，操作灵活，工艺稳定，可重复性好。

具体实施方式