(2)陶瓷材料是由金属元素的化合物构成的,如氧化铝、氧化镁、二氧化锆等,陶瓷材料中可以包括砖、石料、粗陶瓷、瓷、混凝土、耐火材料和玻璃等。陶瓷与玻璃的不同之处在于后者是非晶态的玻璃质。传统上,陶瓷是指采用陶瓷材料、采用陶瓷生产成
(2)陶瓷材料是由金属元素的化合物构成的,如氧化铝、氧化镁、二氧化锆等,陶瓷材料中可以包括砖、石料、粗陶瓷、瓷、混凝土、耐火材料和玻璃等。陶瓷与玻璃的不同之处在于后者是非晶态的玻璃质。
传统上,陶瓷是指采用陶瓷材料、采用陶瓷生产成型工艺制得的陶瓷制品。陶瓷耐高温,耐磨性非常好,并可以制得耐各种强腐蚀介质的成品;另外,现代涂装技术使陶瓷作为涂料使用成为可能,所以陶瓷防腐层成为管道防腐层技术领域中的一个重要课题。陶瓷防腐层的制备方法主要包括下列几种。
① 自蔓延高温合成陶瓷 自蔓延高温合成技术是利用放热化学化学使材料合成反应持续进行并得以完成的技术。陶瓷内衬复合钢管采用铝热反应使防腐层成型,分为自蔓延铝热-离心法与自蔓延铝热-重力分离法。铝热-离心法引入了离心力,形成了金属-过渡层-陶瓷层结构;铝热-重力法则利用反应产物间密度的差异进行分离,形成金属-陶瓷双层结构。
铝热法工艺简单、节约能源、成本低,但防腐层较厚,只能作管道内防腐层。
② 热喷涂陶瓷 热喷涂一般是将涂料或线材加热至熔体状态,并利用动力将熔体雾化或把熔体微粒喷射到被保护基体表面形成防腐层的工艺方法。可利用的加热技术很多,形成了氧-乙炔火焰喷涂、电弧喷涂、等离子喷涂和超音速火焰喷涂等方法。这些方法可以将许多金属、无机物等高熔点材料进行涂装。陶瓷防腐层的制备应用较多的是等离子喷涂。
为了提高等离子涂装防腐层的致密性和黏结力,低压等离子喷涂技术又被开发出来。这项技术采用了真空,喷涂和工件均置于真空室内,真空度达到20Pa(0.2mBar)后,开始喷涂,并维持工作压力在5000~7000Pa(50~70 mBar)之间。这样,等离子火焰长度可达到400~500mm,延长了陶瓷涂料被加热的时间,同时喷射速度高,涂料和工件的结合力增强。
等离子喷涂法的开发和应用有40多年的历史,这项技术应用于喷涂陶瓷防腐层,得到的陶瓷防腐层性能更好,一般使用于专门工件,低压等离子喷涂则应用于更特殊的使用目的。
③ 火焰热解喷涂 这项技术不采用常规的陶瓷粉末,陶瓷金属氧化物中的金属元素以盐化合物的形式溶解于乙醇中,乙醇溶液雾化、燃烧,盐化合物转化为金属氧化物,得到陶瓷防腐层。如Al(NO3)3和Y(NO3)3按一定比例配制成乙醇溶液,能够得到Al2O3-Y2O3陶瓷防腐层。然而,该新技术虽然方法简单,但防腐层的致密性较差,质地疏松,存在大量微孔。
陶瓷防腐层耐高温,硬度极高,耐磨性非常好,是一种高耐蚀防腐层,但陶瓷防腐层耐冲击性能较差,经受不住磕碰,不适合作通常意义上的埋地管线工程的钢管预制外防腐层,同时用陶瓷作补口防腐极为困难。因此,陶瓷防腐层一般仅用作化工或特殊环境的工艺管道和工艺设备的内防腐,很少用作外防腐,防腐层钢管或设备之间往往采用机械连接。陶瓷防腐层对热冲击敏感,也不能应用于温度突变的化工装备。