ИЗНОСОСТОЙКИЕ ТРУБОПРОВОДЫ С АЛЮМОТЕРМИЧЕСКИМ ПОКРЫТИЕМ НА ОСНОВЕ КОРУНДА ООО «Энергохимкомплект» Челябинск, Россия

Примеры использования гидротранспорта материалов в различных отраслях промышленности: Отрасль Транспортируемый материал Производство цемента (мокрый процесс) Увлажненное сырье (известняк, мел, глина) Химическая промышленность Различные пульпы Угольные ТЭСШлак, зола, шлам скрубберов, известь Добыча угля, обогащение, переработка Угольные суспензии, магнетит, хвосты и шламы Металлургия Шлак доменных печей, шлам печных скрубберов, металлургическая окалина Производство фосфатов Фосфатная руда, хвосты и шламы Калийные удобрения Соли калия, кизерит, соли Сжигание мусора Шлак, несгораемый остаток Производство песка и гравия Песок, гравий Обработка сточных вод Ливневая вода, песок, шламы

Примеры использования пневмотранспорта материалов в различных отраслях промышленности Отрасль Транспортируемый материал Алюминиевая промышленность Кальцинированный глинозем, боксит, электродный графит, лом от электролизеров Пищевая промышленность Зерно, солод, ячмень, зерна какао, семена подсолнечника, рисовая шелуха Производство цемента Клинкер, известняк, цемент, зола, уголь, печной шлак Химическая промышленность Негашеная известь, удобрения, хромовая руда, пигменты, гранулы пластиков со стекловолоконным наполнителем Угольные ТЭСУголь, зола, шлак, известняк Угольная промышленность Угольная пыль, отходы выработок Литейное производство Литейные пески, пылеудаление Стекольная промышленность Стекольная шихта, стеклобой, кварц, каолин, полевой шпат, нефелин Металлургия Агломерационная пыль, известь, лигатуры, кокс, руда Горнодобывающая промышленность Питание печей, рудные концентраты, уголь, хвосты, пыль Производство минеральных волокон, изоляции Перлит, каменная пыль, огнеупорные волокна, отходы, пыль от распиловки Сжигание отходов, системы вакуумного транспорта Бытовые и промышленные отходы Обработка стоков Известковые отходы, органические удобрения, органические сухие остатки Продукция из технического углерода Технический углерод, пыль, графит

Гидравлические системы золошлакоудаления с совместным удалением золы и шлака

Гидравлические системы золошлакоудаления с раздельным удалением золы и шлака

Пневмогидравлические системы золошлакоудаления

Основные факторы, влияющие на абразивный и коррозионный износ оборудования и трубопроводов: 1)Абразивные свойства перемещаемых частиц, твердость, острогранность и крупность. 2)Коррозионные свойства перекачиваемого материала. 3)Скорость движения пневмо- и гидросмесей. 4)Материалы, из которых изготовлено оборудование и трубопроводы. 5)Качество монтажа. 6)Положение трубопровода (наклон). 7)Наличие изгибов трубопровода и радиус гиба.

Меры по снижению абразивного износа трубопроводов: 1)Периодический поворот прямолинейных трубопроводов вокруг их оси на 90°. 2)Транспортирование гидро- или пылевоздушного потока со скоростями и концентрациями твердого материала, не превышающими оптимальных. 3)Оптимизация формы изогнутых участков трубопроводов (снижение радиуса изгиба). 4)Выполнение участков аэродинамической стабилизации потоков на входе в фасонные участки пылепроводов и выходе из них с учетом зоны максимального износа. 5)Применение износостойких элементов оборудования и трубопроводов.

Абразивостойкие элементы трубопроводов Керамические алюминотермические покрытия Каменное литье Легированные стали, гуммированные резиной, эмалированные Высокоуглеродистые стали Сталь 3, Сталь 20 Повышение абразивной стойкости

Стальная труба с базальтовой вставкой (EUTIT s.r.o, Чехия)

Алюмотермические покрытия

Восстановление оксидов железа алюминием (алюминотермия): 3Fe 3 O 4 + 8Al 4Al 2 O 3 + 9Fe (1) -ΔH = 839 к Дж/моль Al 2 O 3, t ад.гор. = 3194 °С Fe 2 O 3 + 2Al Al 2 O 3 + 2Fe (2) -ΔH = 856 к Дж/моль Al 2 O 3, t ад.гор. = 3428 °С

Нанесение алюмотермического покрытия методом реакционного наплавления на вертикально расположенную трубу 1 – Поджигающее устройство 2 – Термитная смесь 3 – Расплав шлака (Al 2 O 3 ) 4 – Расплав восстановленного железа 5 – Слой наплавленной керамики (Al 2 O 3 )

Нанесение алюмотермического покрытия методом реакционного наплавления на изогнутую трубу (отвод) 1 – Поджигающее устройство 2 – Термитная смесь 3 – Расплав шлака (Al 2 O 3 ) 4 – Расплав восстановленного железа 5 – Слой наплавленной керамики (Al 2 O 3 )

Трубы Ø273 х 10 мм длиной 2 м

Тройник Ø108 мм

Испытание термитной смеси на трубе Ø108 мм, длиной 600 мм

Нанесение алюмотермического покрытия на трубу Ø273 х 10 мм длиной 2 м

Нанесение алюмотермического покрытия методом центробежного СВС-литья

Структура алюминотермического покрытия, полученного методом центробежного СВС-литья Поперечный шлиф стальной трубы с алюминотермическим покрытием а - стенка трубы; б – промежуточный слой металла; в – керамический слой. Микроструктура керамического слоя

Сравнительные свойства материалов трубопроводов Параметр Алюмотермическое керамическое покрытие Износостойкое каменное литье (литой базальт) Серый чугун СЧ Толщина покрытия, мм 3 – 420- Плотность покрытия, г/см 3 2,93,07,2 Водопоглощение, %0,090,13 не опр. Предел прочности при сжатии, МПа 300…340250… Предел прочности при изгибе, МПа 70…11030…50280 Ударная вязкость, к Дж/м 2 1,501,253,00 Модуль упругости, МПа Изностойкость 1), г/см 2 0,020,300,79 Твердость по Моосу 8…97…8 не опр. Микротвердость, ГПа 15…185…9 не опр. Термостойкость, кол-во теплосмен от 800 °С до 20 °С на воздухе не менее 101 не опр. Термостойкость, количество теплосмен, закалка от 800 °С до 20 °С в воду не менее 2 трескается неопр. Кислотостойкость, 20%-ная HCl, % 9889 не опр. Кислотостойкость, H 2 SO 4 (96%), % 9997 не опр.

Преимущественные свойства алюмотермического покрытия Износостойкость Теплостойкость (испытанная устойчивость до 1200 °С) Термостойкость (не менее двух термоударов от 800 °С в воду при 20 °С) Толщина покрытия регулируется от 2 до 8 мм Устойчивость к воздействию электросварки Высокие кислота- и коррозионная стойкость

ОАО «Челябинский цинковый завод» Пневмотранспорт прокаленной вельц-окиси Прямые трубы Ø159 х 8 мм, длина 2 м, сталь 20 Отводы Ø159 х 8 мм, 90° ООО «Тобольскнефтехим» Пневмотранспорт катализатора, температура до 650 °С Циклоны Ø х 12, высота 556 мм, сталь 12Х18Н10Т ОАО «Малышевское рудоуправление» Струйные мельницы измельчения слюды Разгонные трубки Ø67 х 8 мм, длина 600 мм Внедренные в производства изделия с алюмотермическим покрытием