
水冷壁喷涂的防磨技术随着CFB锅炉运行年限的延长,水冷壁管的长期磨损导致整体或局部减薄直至爆管的现象时有发生,这样一来,云南水冷壁管局部更换新管已是必然。那么更换的新管 与未换管的焊缝在焊接后存在“凸点”或不平整将是不可避免的,煤粉炉喷涂于是焊缝又成了磨损的重点部位。如果采用电弧喷涂保护此部位,由于电弧喷涂的施工特性决定此方案是不可取的,而采用蓝泥防磨技术既能使不平整的焊缝得到很好的封闭式保护,水冷壁喷涂的防磨技术且对焊缝下部一定区域内的水冷壁管起到了很好的防磨保护作用,必要时在焊缝上下部位增加2-3道防磨裙带,效果更佳。实践证明,此防磨施[方案是目前水冷壁管换管后的较为科学和比较实用的种方案,且整个施I过程比较简单,得到了用户的致认可。

我国由将近八成的大型电站锅炉受到水冷壁高温腐蚀的影响,这些对锅炉造成了极大程度的影响。高温腐蚀对锅炉水冷壁造成的影响是造成水冷壁厚度不断变薄、材料强度急剧降低,为此,在现有的状况下,水冷壁有可能会有爆管、泄漏情况的发生,危及到整个锅炉的正常安全运行。水冷壁管金属在使用的过程中会有氧化铁的不断生成,生成的氧化铁层开始逐渐消耗,久而久之,反复循环使用,管壁上便会有一系列的腐蚀的情况出现。并且硫的含量也是非常高的。以此,煤在燃烧的过程当中生成的硫化物促使锅炉水冷壁有高温腐蚀的现象出现,所以,煤中硫及硫化物造成的危害是非常大的,其为高温腐蚀打下了良好的基础。除此之外,煤的不完全燃烧会生成一定的还原性气体,为加快高温腐蚀的速度,高硫含量与较难的燃烧状态会有很多问题的出现。

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。

涂层要求具有高结合强度、极低空隙率时,对金属或金属陶瓷涂层,可选用高速火焰喷涂工艺;对氧化物陶瓷涂层,可选用高速等离子喷涂工艺。根据工件的材料、技术要求及工作条件等选用基层及工作层用材料。选料时参阅其他有关资料。一般情形,薄涂层选用细粉,厚涂层选用粗粉。零件喷涂的主要目的大都是补偿磨损尺寸。一般,喷涂后必须机械加工达到尺寸和形位精度要求,因此确定涂层厚度时应考虑加工余量,并考虑喷涂后工件热态与冷态的尺寸差异。补偿层厚度以0.4~1mm为宜,局部厚度应3mm。加工余量一般可取0.40.8mm。对于工件磨损量小,只喷涂自粘结复合材料,其厚度应0.3mm。以涂层材料性能、厚度及粒度确定喷涂参数,包括乙炔和氧气的压力、喷距、喷枪与工件的相对运动速度等。

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。