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
电弧喷涂是利用两根被喷涂的丝材作白耗电极,当两丝材短接将电弧引燃后,只要丝材连续送进,不断补充熔化并被压缩空气吹向工件,就能维持电弧燃烧即喷涂过程。与其他热喷涂工艺相比,电弧喷涂设备简单,喷涂成本较低但效率很高,且对操作人员的要求较低,现场施工时可重复性较强。因此,在电厂锅炉“四管”的现场喷涂防护中,一般均采用电弧喷涂工艺。腐蚀从表面开始,磨损在表面进行,疲劳因表面损伤而显著加速。作为表面工程技术重要分支之一的热喷涂技术,在锅炉防护领域的应用是科技发展的必然结果。
能量输入巨大,热焓输出相当于普通氧乙炔火焰的20余倍,火焰速度>7玛赫,温度约2600~3200℃,熔融粉末飞行速度>720米/秒,涂层性能卓越,适合喷涂碳化钨及部分合金。涂层结合强度高,理论研究认为,涂层结合强度与喷涂速度成正比,JP-5000实现了这个热喷涂界多年的追求,且能与基体产生部分微区冶金结合相,克服了碳化钨涂层易脱落的固疾。涂层呈压应力状态,熔融粉末高速撞击机件后,粉末颗粒形状改变,在JP-5000条件下近球形颗粒改变后,其长短轴比例可达>1/20,远大于普通火焰喷涂,这些形状改变后的颗粒的叠加所形成的涂层,具备了涂层应力状态由张应力向压应力转化的先决条件—理论研究认为—颗粒长短轴之比大于1/20时将出现压应力效果。综合性能优异,涂层孔隙率更低,硬度更高,耐磨性能更强,使用寿命显著提高。
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。
能够喷涂的涂层材料种类范围特别广,包括各种金属及合金、陶瓷及金属陶瓷、塑料、非金属矿物等几乎所有固态工程材料。青岛锅炉高温防腐喷涂能够在多种基体材料上形成涂层,包括金属基体、陶瓷基体、塑料基体、木材甚至纸板上都能喷涂,被喷涂的材料范围也十分广泛,几乎不受限制。一般不受被喷涂工件尺寸、形状和施工场所的限制,锅炉高温防腐喷涂既可在整个表面上进行喷涂,也可在大型构件的限定表面进行喷涂,既可厂内施工,也可现场施工。除喷焊外,热喷涂施工对基体的热影响很小,基体受热温度不超过200℃,基体不会发生变形和性能变化。热喷涂施工艺灵活,方便,迅速,适应性强。喷涂涂层含有不同程度的孔隙,对于耐腐蚀、抗氧化、绝缘等应用,一般不如整体材料。但可通过复合涂层系统设计等方法予以改进提高。