La tubería cerámica resistente a la abrasión se fabrica mediante una tecnología de producción de alta tecnología, basada en un método de síntesis por fusión autógena a altas temperaturas. El tubo está compuesto por tres capas: una capa cerámica de jade, una capa de transición y una capa de acero, dispuestas de dentro hacia afuera. La capa cerámica forma una porcelana de jade Gaoga densa (Al2O3) a temperaturas superiores a 2200 °C. Este tubo compuesto aprovecha plenamente la elevada resistencia del acero, su buena tenacidad, su resistencia al impacto, su excelente comportamiento frente a la soldadura, así como su alta dureza, su gran resistencia al desgaste, su resistencia a la corrosión, su buena resistencia al calor, su baja dureza, su escasa resistencia a la abrasión y su limitada tenacidad cerámica, características propias de los tubos de acero.

1. Aplicaciones en la metalurgia y la industria energética

La industria metalúrgica y la del sector energético transportan carbón, cenizas, lodos, pulpa de plasma de cal, entre otros materiales, lo que exige cada año una gran cantidad de tuberías metálicas. El uso de tubos compuestos cerámicos para sustituir a otras tuberías presenta características como una elevada resistencia al desgaste, una larga vida útil, una instalación cómoda y importantes beneficios económicos. Entre los casos de aplicación se encuentran la Central Térmica Changrun de Liaocheng, en la provincia de Shandong; la Central Eléctrica de Liaocheng, en China; el Grupo de Materiales de Construcción Beixin, con sede en Pekín; la Central Eléctrica de Hebi, en la provincia de Henan; la Central Eléctrica de Pingliang, en la provincia de Gansu; la Planta de Selección de Carbón de Taiyuan; la Central Eléctrica de Shimen, en la provincia de Hunan; la empresa Hebei Jinniu Energy Co., Ltd.; así como las plantas de selección de carbón Gequan y Xingtai. Durante su operación industrial, la vida útil de estos tubos supera en más de diez o incluso decenas de veces la de las tuberías de acero.

2. Aplicaciones en la minería y la industria del carbón

(1) Minería: El llenado de minas y el transporte por tubería de concentrados en polvo y relaves resulta especialmente grave. En el pasado, la vida útil de las tuberías utilizadas para el transporte de polvos mineros, como las de las minas de Panzhihua y Daemei, fue inferior a un año, con aproximadamente cinco ciclos de operación.

(2) Carbón: La selección del carbón y el transporte de carbón por tuberías de larga distancia suelen emplear métodos de transporte en húmedo, lo que exige que el conducto transportador sea resistente tanto a la abrasión como a la corrosión. El uso de este tipo de tubería permite prolongar la vida útil del sistema de transporte, con importantes beneficios económicos.

3. Tipos de codo cerámico resistente al desgaste

Codo cerámico compuesto de fundición centrífuga

El tubo compuesto de fundición centrífuga es una tubería compuesta fabricada mediante la “tecnología de síntesis a alta temperatura por combustión propia y centrifugación a alta velocidad”. A altas temperaturas y velocidades, forma una capa cerámica uniforme, densa y lisa, así como una capa de transición. Además, mantiene su resistencia a temperaturas de 850 a 900 °C sin deteriorarse, y presenta un peso reducido. Las cerámicas compuestas aprovechan su elevada dureza para resistir el desgaste abrasivo, superando las limitaciones de los materiales tradicionales en cuanto a espesor. En la actualidad, su aplicación en tubos rectos, codos, tubos curvos y conjuntos de tres piezas resulta especialmente eficaz en industrias sometidas a condiciones de desgaste severo.

El nombre completo es tubería de acero compuesta con revestimiento cerámico.

El tubo compuesto aprovecha plenamente la alta resistencia de los tubos de acero, su buena tenacidad, su resistencia al impacto, su excelente comportamiento en soldadura, así como su elevada dureza, su alta resistencia al desgaste, su resistencia a la corrosión, su buena resistencia al calor, su baja dureza, su escasa resistencia a la abrasión y su limitada tenacidad cerámica propias de los tubos de acero especiales. Por ello, el tubo compuesto presenta una excelente resistencia a la abrasión, al calor y a la corrosión, así como una notable capacidad para soportar impactos mecánicos y térmicos, además de una buena soldabilidad y otras prestaciones integrales. Constituye una solución ideal para tuberías resistentes al desgaste y a la corrosión que transportan materiales particulados, medios abrasivos y medios corrosivos.

Tubería resistente al desgaste

La tubería resistente al desgaste del parche está recubierta con láminas de aluminio adhesivas en la pared interior de la tubería. Este producto presenta un proceso de fabricación sencillo y un ciclo de producción prolongado. La temperatura ambiente no debe superar los 150 grados.

Tarjeta de soldadura por puntos - tubo resistente al desgaste tipo tarjeta

El tubo resistente al desgaste de tipo tarjeta con soldadura por puntos consiste en adherir cerámicas de alúmina, mediante un adhesivo resistente a altas temperaturas y de fuerte poder pegante, a la pared interna de la tubería. Al mismo tiempo, la cerámica se suelda firmemente a la superficie interna del tubo de acero a través de pequeños orificios. Para proteger las uniones soldadas, se aplica una cubierta cerámica mediante un proceso de centrifugación. El proceso de fabricación de este producto es relativamente complejo, el ciclo de producción es prolongado y su costo resulta más elevado.

3. Otros

(1) Este tubo no contamina y es adecuado para la fusión de aluminio sin viscosidad. Su fabricación es sensible a la contaminación por hierro; tras su uso, los equipos de aluminio, los tubos para el transporte de aluminio fundido y las tuberías de desecho constituyen actualmente materiales ideales.

(2) Este tubo destaca por su excelente resistencia al desgaste y su resistencia al calor. Es adecuado para el transporte de medios corrosivos, como partículas sólidas, materiales corrosivos y gases corrosivos a alta temperatura, así como agua geotérmica sulfurosa y otros medios corrosivos.

4. Características del tubo compuesto de cerámica auto‑combustible SHS

1. Buena resistencia a la abrasión

Dado que el tubo de composite cerámico está compuesto por a‑Al2O3 (A‑Al2O3), la dureza del molibdeno puede alcanzar 9,0, equivalente a HRC 90 o superior. Por ello, el medio de molienda transportado por industrias como la metalúrgica, la eléctrica, minera y carbonífera presenta una elevada resistencia al desgaste. La operación industrial ha confirmado que su vida útil en condiciones de desgaste es diez veces, e incluso varias decenas de veces, superior a la del acero templado.

2. Poca resistencia al rodar

El tubo compuesto cerámico SHS no presenta adherencia en la superficie del tubo de acero sin costura, gracias a su interior liso y resistente a la corrosión. Tras evaluar la rugosidad de la superficie interna y las características de resistencia al agua en el laboratorio correspondiente, se comprobó que su superficie interna supera a la de cualquier tubería metálica, con un coeficiente de resistencia hidráulica de 0,0193, ligeramente inferior al de las tuberías sin costura. Por ello, este tubo presenta una baja resistencia al flujo, lo que permite reducir los costos de operación.

3. Resistencia a la corrosión, anti‑anudamiento

Dado que la capa cerámica de acero es (A‑Al2O3), presenta características neutras. Por lo tanto, posee resistencia a los ácidos y a los álcalis, así como a la corrosión provocada por el agua de mar, y al mismo tiempo.

4. Buena resistencia a la temperatura y excelente rendimiento de punzonado a altas temperaturas

Gracias al A‑Al2O3 (A‑Al2O3), se trata de una microestructura cristalina monofásica y estable. Por ello, el tubo compuesto puede funcionar de manera normal durante un largo período en un rango de temperatura de –50 a 700 °C. El coeficiente de expansión lineal del material es de 6–8 × 10⁻⁶ / °C, aproximadamente la mitad del valor de la tubería de acero. El material presenta una buena estabilidad térmica.

5. Bajo costo de ingeniería

Los tubos compuestos cerámicos son ligeros y su precio resulta adecuado. Pesan un 50 % menos que un tubo de lava del mismo diámetro; en comparación, el tubo de aleación resistente a la abrasión es un 20–30 % más liviano, y presenta una excelente resistencia a la abrasión y a la erosión. Gracias a su larga vida útil, se reducen los costos de soporte, manipulación, instalación y operación. Según el presupuesto del proyecto y la comparación real entre el instituto de construcción y la entidad constructora, el costo del proyecto equivale al de una pieza fundida de piedra. En comparación con el tubo de aleación resistente a la abrasión, el costo del proyecto disminuyó aproximadamente un 20 %.

6. Construcción de fácil instalación

Debido a su bajo peso y a su excelente comportamiento en la soldadura, es posible emplear soldaduras, bridas y conexiones rápidas, lo que facilita la construcción y la instalación, reduciendo así los costos de montaje.