陶瓷弯头磨穿失效原因分析及防控措施

    在工业生产当中，特别是气力输灰、矿浆输送等磨损比较大的环境当中，偶尔会发现陶瓷弯头在短期失效的现象。比如某水泥厂的陶瓷弯头磨穿失效，维护人员反映现场检查可以看到弯头的外弧面出现鼓包和穿孔，部分区域的内衬陶瓷片大面积脱落，物料泄露比较严重。陶瓷弯头磨穿是怎么引起的呢？如果只是初步判定，分析失效原因的话大家很容易认为是陶瓷材料的质量问题，但是结合工程实际情况，经过系统分析失效原因，其核心多为选型、安装环节存在疏漏，而非单纯的陶瓷材料质量问题。

陶瓷弯头磨穿的四大核心失效原因

1. 安装工艺不规范

    陶瓷弯头短期内非正常失效，大多数和安装工艺不规范有关，耐磨陶瓷片通过陶瓷粘贴胶安装在管道内壁，如果钢管内壁的预处理不彻底、粘胶比例没有配好，这些都会导致耐磨陶瓷片与钢件之间结合强度不够，进而引发短期失效的结果。

    在一些输送细粉物料的管道线路当中，内衬陶瓷片之间的缝隙过大或未采用专用的陶瓷粘贴剂进行填缝处理，输送的细粉物料容易渗入到缝隙里面，长期冲蚀内部导致粘贴层剥离，造成内衬陶瓷片的大片脱落，钢管基体直接暴露在高速介质冲刷的环境中，加速磨损穿孔的现象发生。

2. 陶瓷材料质量不达标

    市场上耐磨陶瓷的相似度非常高，一般凭肉眼难以看出材料的纯度和质量，但是有部分劣质产品的性能差异非常大，无法满足工业耐磨的需求。比如有些低纯度的氧化铝陶瓷的密度和硬度就达不到要求，合格的92%以上高纯度氧化铝耐磨陶瓷，洛氏硬度（HRC）可以达到85以上，部分厂家会采用低铝含量的耐磨陶瓷代替，气孔率太高导致硬度和韧性都不足，容易受到物料冲击发生碎裂，崩落，丧失防护作用，导致钢管基体直接受到磨损。

3. 工况参数超出设计范围

    选型阶段没有充分考虑现场实际的工况环境，导致陶瓷弯头的选型和工况不匹配，导致了短期失效。其中比较典型的就是高温失效和高冲击失效，高温失效是指普通陶瓷粘贴胶长期使用的温度通常不超过150℃，如果应用在超过这个温度的高温环境中，粘贴剂容易老化失效，导致陶瓷片脱落，这时需要选用焊接型陶瓷片。高冲击失效是指管道内部物料冲击力过大，尤其是在落差较大，大块物料存在的落料管中，较薄的陶瓷片无法承受这么大的冲击和磨损，这类工况应选用带有橡胶的陶瓷复合衬板或者更厚增韧的耐磨陶瓷片，避免耐磨陶瓷衬板破损。

4. 达到设计使用寿命

    耐磨陶瓷材料也有使用寿命的限制，在长期高速、高浓度粉体的冲刷下，耐磨陶瓷内衬会逐渐均匀减薄，直至磨损穿孔。这种失效的方式属于正常的生命周期结束，代表着选型、安装工艺和工况环境控制都符合要求，只需要定期维护更换就可以了。

陶瓷弯头非正常磨穿防控措施

    为了提高陶瓷弯头的使用寿命，减少非正常失效情况的产生，我们需要从选型、安装工艺和运行维护三个核心环境来管控。

1. 科学选型

    设计时需要结合现场工况的温度、输送物料性质和冲击强度来选择适合的陶瓷内衬类型、规格和结构，拿工况温度来举例，通常在常温，可以选择粘贴型耐磨陶瓷弯头，兼顾性价比和防磨需求；在高温环境下，可以选择焊接型陶瓷或者燕尾型陶瓷这类带有机械固定方式的陶瓷片来避免高温环境下粘贴剂失效的问题。

2. 严格把控安装工艺

    钢管内壁采用喷砂或者打磨的方式彻底清楚铁锈、油污和杂质，露出均匀的金属原色，提升粘贴剂的附着力；耐磨陶瓷排列整齐，陶瓷片之间的缝隙控制在1mm以内，而且需要采用专用的陶瓷粘贴胶填缝压实；耐磨陶瓷片在粘贴完成之后，需要静置固化，固化时间不低于24小时，温度低的环境下需要采用加温固化的措施，确保粘结强度达到标准，在固化过程中要注意不要随意搬动管道，并且避免较大的冲击和振动。

3. 优化运行维护

    物料速度的控制，根据磨损的原理，在流速翻倍的时候，磨损量将增加3倍到4倍，在满足输送量的前提下，优化管道内的流速，能够大大降低物料的冲刷强度。我们还需要定期检测，在弯头的外弧面等容易磨损的区域设置固定的测量厚度的点位，定期开展厚度检测，发现陶瓷内衬局部减薄后及时修补或更换，避免内衬陶瓷磨穿后钢管基体受到磨损。

结语

    陶瓷弯头磨穿后失效，多数情况下都不是材料自身的质量问题，而是跟选型、安装工艺和工况环境等有关。根据我们统计的实践数据表明，工业现场89%的陶瓷弯头短期内失效，都是因为安装工艺不规范或者选型与工况不匹配。对于耐磨工业领域而言，提升陶瓷弯头的使用寿命，不应该只关注陶瓷内衬的硬度指标，更加应该强化粘结剂的选型、钢管内壁的预处理和陶瓷安装工艺等细节，从根本上杜绝耐磨陶瓷弯头的非正常失效，保障输送系统的长期稳定运行。