Способ изготовления трубы с износостойким внутренним покрытием

 

Изобретение относится к области защиты изделий от механических повреждений и может быть использовано при производстве труб с покрытием на внутренней поверхности преимущественно износостойким. Сущность изобретения: внутрь вращающейся трубы вводят ненасыщенный водный раствор алюмината натрия, проводят декомпозицию насыщенного раствора, после чего трубу нагревают до температуры образования корунда.

Изобретение относится к области защиты изделий от механических повреждений и может быть использовано при производстве труб с покрытием на внутренней поверхности, преимущественно износостойким.

Известно техническое решение изготовления труб с износостойким покрытием проходного канала. Способ включает нанесение на внутреннюю поверхность труб материала смесь окиси алюминия и карборунда с эпоксидной смолой.

Недостатками данного технического решения являются трудоемкость, сложность подготовки смеси, ввод ее в канал трубы. Наличие эпоксидной смолы делает процесс пожароопасным. В процессе эксплуатации труб имеет место выкрашивание абразивно-стойких частиц, что ухудшает их качество.

Наиболее близким по технической сущности и достижению эффекта является способ изготовления труб с внутренним износостойким покрытием [1] .

Способ включает размещение трубы в кокиле, засыпку термитной смеси в трубу, вращение кокиля, возбуждение экзотермической реакции. Качество покрытия и обеспечение равномерного теплоотвода достигается тем, что в процессе засыпки теплопроводящего материала его уплотняют, а после расплавления термитной смеси кокиль дополнительно охлаждают. Недостатками данного способа являются высокая стоимость процесса из-за использования термита, содержащего дорогой компонент - чистый алюминий. Наличие пылевидных компонентов и высокая температура реакции делают процесс взрывопожароопасным. Способ применим для покрытия труб повышенной длины.

Целью изобретения является удешевление процесса путем исключения дорогостоящих компонентов и обеспечение его пожаро-взрывобезопасности.

Данная цель достигается тем, что в качестве алюмосодержащего компонента используют раствор алюмината натрия, который наносят на внутреннюю поверхность трубы, проводят его декомпозицию (выкручивание), после чего трубу нагревают до образования на внутренней поверхности слоя корунда. В предлагаемом техническом решении для получения корунда используют компоненты, являющиеся продуктами промежуточных технологических операций процесса получения алюминия. Это значительно удешевляет осуществление заявляемого способа. В прототипе используют чистый алюминий, входящий в термитную смесь, который получают из оксида алюминия путем электролиза. Так для получения 1 т алюминия расходуется 2 т оксида алюминия; 0,6 т угольных анодов, 0,1 т криолита и 16500-18500 кВт˙ч электроэнергии. Затем чистый алюминий вновь превращают в оксид. В заявляемом способе этот недостаток отсутствует.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.

Во вращающуюся трубу с заглушенными торцами на высоту заполнения покрытием вводят водный раствор алюмината натрия при 65-70^оС и подвергают его выкручиванию-декомпозиции, путем охлаждения до температуры 30^оС и ниже. Образующаяся гидроокись алюминия, выпадая в осадок, равномерно покрывает внутреннюю поверхность канала трубы. Гидроокись натрия, образуемую при выкручивании (декомпозиции), сливают из трубы. Затем трубу с покрытым гидроокисью алюминия каналом нагревают до температуры образования корунда (1350-1400^оС).

При этом на внутренней поверхности труб образуется равномерное износостойкое покрытие.

В качестве примера рассмотрим изготовление труб размером 530х20 мм с корундовым покрытием внутренней поверхности. Во вращающуюся трубу со скоростью 600 об/мин вводят насыщенный водный раствор алюмината натрия при 60-80^оС. С целью исключения вытекания раствора из трубы ее торцы заглушают. В процессе вращения трубу охлаждают до 30-20^оС для обеспечения процесса декомпозиции (выкручивания). Гидроокись алюминия при охлаждении раствора выпадает в осадок, равномерно располагаясь на внутренней поверхности трубы. Образующуюся при этом гидроокись натрия удаляют из трубы, например, самотеком, сняв с торцов заглушки и несколько наклонив трубу. Затем трубу с покрытым гидроокисью алюминия каналом вновь подвергают нагреву до 1350-1400^оС. Гидроокись алюминия при этом разлагается с образованием оксида алюминия. При высокой температуре получается корунд, являющийся износостойким покрытием.

Таким образом заявляемое техническое решение обеспечивает: удешевление процесса изготовления труб с износостойким внутренним покрытием за счет исключения использования дорогостоящего алюминия, взрыво-пожароопасность из-за отсутствия пылеобразных составляющих. Появляется возможность изготовления труб с внутренним покрытием большой длины.

Предлагаемый способ может найти применение в горнорудной промышленности, в тепловой энергетике.

Экономический эффект от использования предлагаемого способа составит 1,5 млн. руб. в год. (56) Авторское свидетельство СССР N 804191, кл. B 22 D 13/02, C 23 C 18/05, 1981.

Формула изобретения

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТРУБЫ С ИЗНОСОСТОЙКИМ ВНУТРЕННИМ ПОКРЫТИЕМ, включающий введение внутрь вращающейся трубы алюминийсодержащих компонентов и последующий нагрев трубы, отличающийся тем, что в качестве алюминийсодержащего компонента используют насыщенный водный раствор алюмината натрия, перед нагревом трубы осуществляют процесс декомпозиции насыщенного раствора, а нагрев трубы проводят до температуры образования корунда.