张 峰， 高晓龙， 毕宗岳， 韦 奉

（1.国家石油天然气管材工程技术研究中心，陕西 宝鸡721008；2.宝鸡石油钢管有限责任公司，陕西 宝鸡721008）

随着现代社会经济的迅猛发展，对能源和矿产资源的需求量日益增长，但是各种资源的开发环境越来越恶劣，对运输管道的耐磨、在高温高压下的耐腐蚀和力学性能提出了更高的要求。为了提高钢管的耐腐蚀性，目前主要办法有：①使用耐蚀合金管材，如13Cr不锈钢和超级13Cr不锈钢；②使用有色金属管材，如镍基合金管和钛合金管；③使用涂层。耐蚀合金管材和有色金属管材因成本太高，难以推广使用。常见的陶瓷内衬制备技术有热喷涂、气相沉积法和自蔓延高温合成法等[1]。相对其他方法，自蔓延高温合成法（SHS）具有成本低、衬层厚、工艺可行性强等特点，在陶瓷复合钢管制造方面具有得天独厚的优势。已有研究表明，在普通20碳钢管内壁涂覆陶瓷涂层，其在含H2S环境中的抗腐蚀能力和耐磨性分别约为裸管的30倍和26.9倍[2]。

1 自蔓延高温合成陶瓷内衬复合管制备原理及工艺

1.1 制备原理

陶瓷内衬复合管制备是基于以下铝热反应：

将Fe2O3（或Fe3O4）和Al粉按一定比例混合，经烘干、点燃后，自蔓延反应就从点火处开始自发地进行。反应温度达到3 000℃以上，使反应产物处于熔融状态，在外力的作用下，Fe液与A12O3互相分离，形成了从内到外依次为A12O3陶瓷层、Fe的过渡层和钢管层的陶瓷内衬复合钢管。

1.2 制备工艺

1.2.1 离心铝热法

离心铝热法首先将主要成分Fe2O3和Al粉按一定比例均匀混合装入钢管，然后将钢管装配在离心机上。……