对电厂锅炉水冷壁的防高温腐蚀和磨损各种方法综合考虑,比较理想的方法是采用热喷涂技术。对其水冷壁进行了防腐耐磨超音速电弧喷涂。钢铁材料的表面防护涂层分两大类。一类是隔离涂层,如电镀铬、油漆及有机涂料;另一类是阳极涂层,如电镀锌、热浸或喷涂45CT合金作为牺牲阳板仍对该处表面钢铁具有防腐蚀保护作用,避免孔隙腐蚀、保护层下腐蚀及由此引起涂层的脱落,阳极涂层还兼有隔离涂层作用。选择防腐蚀涂层材料除考虑其阳极性外(即选择阳极电位低于钢铁的金属成份),还应要求其热膨胀系数接近钢铁材料,具有良好的塑性,以避免脱层,材料还应具有一定的抗冲蚀能力。对选择的一种或几种材料应进行喷涂试验、性能试验和对比试验等。喷涂后涂层与基体金属表面产生原子扩散,形成冶金结合。
锅炉水冷壁的腐蚀壁面通常呈塔状,主要发生在燃烧器附近的向火侧热负荷高的区域,而管子中间的腐蚀比两侧要轻一些。这是因为向火侧的水冷壁正面常常受到气流的冲刷,灰渣不易黏附;而两侧与鳍片间的凹处由于没有气流的直接冲刷,又由于涡流的作用,容易沾附熔化后的灰粒或未燃尽的油滴,为腐蚀创造了条件,经过一段时间之后就造成了水冷壁向火侧正面比两侧壁面腐蚀程度低的现象。水冷壁是布置在炉膛内壁面上主要用水冷却的受热面,也是锅炉的主要蒸发受热面。锅炉的运行会产生气体,其中的化学物质对水冷壁管不可避免的会造成一定腐蚀,导致锅炉的有效承载能力下降,降低了锅炉使用的安全性,也会直接影响到锅炉的正常运行。因此,关于锅炉水冷壁防腐的研究与探讨,对大型锅炉的安全使用有重要意义。
喷砂常用的磨料是:白刚玉(纯氧化铝),棕刚玉(氧化铝+氧化铁),硅砂等。白刚玉砂硬度高,破碎率低,喷砂效果好。棕刚玉也是一种常用磨料,价格适中,硅砂硬度高但破碎率也高,冷硬铁砂或钢砂也可用来喷砂,砂粒必须干净,以免二次污染表面,砂粒的粒度应根据工件的具体形状来选择。在喷砂操作中应注意喷砂距离和角度,距离一般在100~300mm范围内选择,对于薄壁工件和柔性工件应特别注意不得强力喷砂。喷砂时应避免垂直喷砂,角度控制在45°~70°间。对表面硬度低的材料,如铜、铝、锌等质软的、延展性好的金属,尤其要注意喷砂距离和角度的控制,否则会使较多的砂粒碎片嵌入基材。
水冷壁导流防磨新技术是将导流板分层安装在炉膛四壁,福州水冷壁防腐喷涂使携带物料冲刷水冷壁贴壁流得带有效疏导,达到改变物料流流向降低物料流流速,隔离物料流与水冷壁的高速碰撞,极大降低物料颗粒对水冷壁切削磨损的目的,水冷壁防腐喷涂从而从根本上解决水冷壁管磨损问题。 导流防磨新技术特点: ①导流板防磨新技术其本质是以疏导炉膛内颗粒物料,使其形成内循环,改变物料面壁流向及膛内四角的物料颗粒涡流流向,使物料流倾向于中心,避免和水冷壁碰撞,从而根治面壁流角涡流对水冷壁的接触磨损。 ②导流防磨技术所使用的导流板是耐高温、耐磨多元素合金铸造成型,最高温度能达1250℃,抗拉强度≥560Mpa,该材料很好的配合了疏导型水冷壁防磨工艺,从材料上保证了该工艺的使用寿命在6年以上。
热喷涂技术中寻求一种有效的解决途径。喷涂工艺既可以修复已失效的旧工件,也可以在新工件投入工作前进行强化预保护,也可以二者兼用。冶金工业生产特征冶金工业生产从矿石到金属材料,其间经过开采、运输、贮存、破碎、分级、选别、液固分离、制团、烧结、冶炼、铸型、精炼等多道生产环节。每一环节的主体设备都处于高磨损、高负荷、高温和腐蚀等极其恶劣的工况条件下,这些因素导致生产设备的失效,使冶金工业成为国民经济的耗材耗能大户。面临这种情况,为了维持生产,每年必须耗用大量的备品备件,有些还需进口。
根据不同的应用环境、条件和要求,需要选择合适的热喷涂工艺。热喷涂的工艺选择可依据以下原则:涂层结合力要求不高,喷涂材料的熔点不超过2500℃,可采用设备成本低的火焰喷涂。对涂层性能要求较高的某些比较贵重的机件,应采用等离子喷涂。工程量大的金属喷涂施工宜采用电弧喷涂。要求高结合力、低孔隙度的金属或合金涂层可采用超音速喷涂;喷焊的使用范围有一定局限性,几何形状比较简单的大型易损零件,如轴、柱塞、滑块、液压缸、溜槽板等;要求高结合力、低孔隙度的金属或陶瓷涂层则可采用低压等离子喷涂;爆炸喷涂可用于重要零部件的强化。对于批量大的工件,宜采用自动喷涂。安全性要求特别高的机件,选择喷涂工艺及材料前须进行试验和论证。