锅炉受热面超音速喷涂技术采用燃烧于两根丝材端部的电弧将均匀送进的丝材融化,经拉伐尔喷嘴加速后的超音速气流将熔化的丝材雾化成粒度细小、分布均匀的粒子,喷向工件形成涂层。熔化粒子与基材主要以机械、冶金等方式结合,其结合强度高达60MPa以上,涂层硬度可达HV400。与普通电弧喷涂和火焰喷涂相比,超音速电弧喷涂具有更高的粒子飞行速度、更高的结合强度、更低的孔隙率、涂层均匀度高、致密性好,且喷涂时工件不变形,可获得高质量的涂层。是否能够获得理想的涂层效果,除喷涂工艺以外,还有三个更加关键的方面:一是涂层设计,二是现场施工中各个技术指标的掌握,三是施工用砂及施工经验。本公司有一支经验丰富、吃苦耐劳、采用半军事化管理的施工队伍,能够满足用户各种工程施工要求。
金属热喷涂包含火焰喷涂、等离子喷涂、电弧喷涂和爆炸喷涂四大类,其中等离子喷涂和爆炸喷涂不适应电厂锅炉的现场操作,电弧喷涂和火焰喷涂可以满足现场操作条件,但火焰喷涂速度慢、工期长,被喷涂部位易产生应力集中和变形,而电弧喷涂技术却能很好地满足电厂锅炉现场大面积应用的各种条件。随着世界范围内科学技术的不断提高,电弧喷涂技术也获得了重大突破,超音速电弧喷涂设备的诞生,大大提高了涂层的性能。由于超音速电弧喷涂设备雾化的合金粒子均匀和飞行速度超过声音的速度,使涂层结合强度大大提高,涂层的致密度和均质度都很好。我公司目前使用的六套电弧喷涂设备全部是超音速电弧喷涂设备,多年来在全国各地电厂的受热面管道上制作了几万平方米的强化防护层,均获得了很好的使用效果。
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,但锅炉受热面耐磨喷涂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。连云港锅炉受热面耐磨喷涂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。
根据循环流化床锅炉工况条件,水冷壁管防磨热喷涂涂层应有下列要求涂层对基体必须有良好的结合,防止在运行条件下因物理和化学的作用而脱落,即使出现意外情况,例如出现漏水骤然冷却、突然过热等。涂层应与基体有大体一致的热膨胀系数。涂层不应是严重隔热的,喷涂后的涂层要不影响水冷壁管正常的热交换功能。涂层不能损害基体,尤其工件加热到高温时。涂层在运行条件下,要有良好的耐磨性,耐热性和抗氧化能力。有尽可能低的经济成本。目前仍存在垂直水泠壁受热面磨损严重、防磨措施不力的问题,许多锅炉运行时间不长即出现水冷壁管磨损爆管泄漏. 由于垂直水冷壁磨损造成的事故接近锅炉事故停炉总数的50%。垂直水冷壁受热面管子磨损爆管已是CFB锅炉被迫停炉的主要原因之一
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。