水冷壁喷涂是所谓超音速电弧喷涂,是指以电弧为热源,将融化的金属用超音速气流雾化,并高速喷射到工件表面形成涂层,使材料表面得以保护和强化的一种新技术。利用电弧喷涂,可以在不积热、不用贵重底层材料的情况下,获得致密的表面性能和结合强度的涂层。锅炉水冷壁管的可靠性,直接影响电厂机组的安全有效运行,但实际上,水冷壁管不可避免地会被腐蚀和磨损,从而降低其有效承载能力和安全性。利用表面喷涂法可以有效提高火电厂锅炉水冷壁管的防腐耐磨能力,节约维护费用,降低运行成本,提高水冷壁管的使用寿命。表面喷涂法是一种非常可靠的解决火电厂锅炉腐蚀、磨损的方法。锅炉水冷壁管高温腐蚀和磨损一直是电力系统普遍存在的严重问题,它的直接危害主要表现在以下两个方面,使管壁减薄;发生水冷壁突发性爆管事故。
锅炉受热面通常指接触火焰或者烟气- -侧是金属表面积,另一侧是水或者导热油,用来进行热交换的金属表面。包括过热器、再热器、省煤器、水冷壁、SCR、 烟道冷凝器、空气预热器等。锅炉受热面一般有两种腐蚀:高温腐蚀、氧化腐蚀,主要介质为硫酸盐和硫化物的腐蚀。燃烧区高温受热面容易产生高温腐蚀、结焦、结渣,一般的防护措施:运行中调整好燃烧,控制合理的过剩空气系数,防止一次风冲刷壁面,使未燃烬煤粉在结焦面上停留,合理配风,防止喷燃器附近壁面出现还原性气体。提高金属的抗腐蚀能力,降低燃料中的含硫量,确定合适的煤粉细度。提高金属的抗腐蚀能力,可以采用抗腐蚀更强的合金钢,或者喷涂抗高温防腐陶瓷涂料。ZS-811高温防腐涂料,最高耐温可达2300度,该涂料的基料和填料均由耐热、特种材料组成。
对于应用于航空发动机的等离子喷涂粉末进行了成分、形貌和结构分析,对比国内研制的与国外生产的同类型粉末,结果表明,国产试制粉末虽然在粉末成分、形貌、粒度及其分布等方面已达到或接近国外水平,但喷涂后涂层组织结构、密度及组成相分布等与国外同类涂层相比差距较大,因此,结合喷涂工艺对粉末和涂层性能进行综合评价是航空涂层国产化工作的一项重要内容。喷涂粉末在整个热喷材料中占据十分重要的地位。热喷涂合金粉末包括镍基、铁基和钴基合金粉,按不同的涂层硬度,分别应用于机械零部件的修理和防护。基体材料不受限制,可以是金属和非金属,可以在各种基体材料上喷涂;可喷涂的涂层材料极为广泛,热喷涂技术可用来喷涂几乎所有的固体工程材料,喷涂过程中基体材料温升小,不产生应力和变形。
水冷壁导流防磨新技术是将导流板分层安装在炉膛四壁,呼和浩特CFB锅炉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,CFB锅炉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。
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。
热喷涂金属阶梯涂层的工艺流程分4个环节。一是钢结构表面处理,二是热喷涂锌,三是喷涂不锈钢,四是涂装环氧云铁。涂装环氧云铁采用手工刷涂结合空气喷涂方法,要求无刷痕、无起泡、无流挂、无漏喷,银灰色外观整洁、匀称。随着现代科学技术和国民经济的发展,对材料提出了更高的要求,而且往往是要求材料兼备多种性能,比如要求材料具备足够强度的同时,还要求材料具备有耐腐蚀性、耐磨性或耐热性和隔热性等。热喷涂技术就是为适应这些要求而逐步发展起来的。热喷涂技术是一种表面强化技术,获得各种特殊性能的涂层,从而使制品表面获得各种特殊性能。此外,由于机械零件在长期运行中磨损、腐蚀,或因加工超差等原因而造成许多贵重零部件报废也可以通过热喷涂技术方便、有效地予以修复。