
电弧喷涂原理是利用两根连续送进的金属丝作为自耗电极,在其端部产生电弧作为热源,用压缩空气将熔化了的丝材雾化,并以超音速喷向工作件形成一-种结 合强度高、孔隙率低、表面粗糙度低的涂层的热喷涂方法。其工作原理与普通电弧喷涂一样,超音速电弧喷涂是一个不断连续进行的熔化-雾化-沉积的过程。但在雾化方式上,超音速电弧喷涂与普通电弧喷涂有根本的区别,其优点是:雾化效果好,雾化后的粒子细小均匀,速度高,有利于获得高质量的涂层。超音速电弧喷涂采用拉伐尔喷嘴,将气流的速度从亚音速提高到超音速,加强了气流对粒子的加速效果,从而提高了粒子速度。粒子速度对涂层的性能有很大的影响。粒子速度高,粒子沉积时对基体的撞击作用就强,粒子变形就充分。

定期对卫燃带水冷壁管进行超音速电弧喷涂。超音速电弧喷涂是目前国际上比较先进的喷涂施工方法,比普通电弧喷涂和火焰喷涂较理想,以电弧为热源,将熔化的耐磨合金丝材用高速气流雾化,并以高速喷到工件表面形成涂层的一种工艺。可以延缓磨损来延长锅炉运行周期,是一种技术经济性比较好的方法。为了保证超音速电弧喷涂的质量,应做好施工技术与管理、验收检测等过程中存在的一些技术问题。锅炉卫燃带水冷壁管对接部位,焊缝处有不平形成的“凸台”及卫燃带水冷壁管浇注料形成的“凸台”。应加强锅炉安装及筑炉施工过程中的检查、验收工作,保证施工工程质量。也可以对水冷壁管处浇注料炉墙改进性,将此处水冷壁管结合处下方悬空,卫燃带水冷壁管对接焊缝设计时可考虑进行上移或下移,以避免在焊缝处形成的“凸台”,造成水冷壁管磨损。

循环流化床锅炉运行中需要建立起稳定的物料循环,风帽对于实现这一过程具有重要意义。锅炉设计时必须保证空气均匀地分布在整个炉膛截面上,使得物料均匀流化,避免出现流化死区,防止出现风室漏渣、流化不均、结焦等事故。锅炉原有风帽为钟罩式风帽加直通式芯管组合,风帽外罩开孔8个,外罩与芯管采用焊接连接,外罩材质ZGCr26Ni4Mn3NRe,芯管材质1Cr18Ni9Ti,具体结构如图2所示。实际使用中,尽管对冲安装布置,但由于小孔为水平方向,加入床料后,部分灰渣进入芯管与外罩间隙,外罩小孔的出风量会有不同程度变化,对冲效果大打折扣,相邻风帽间冲刷严重。风帽外罩磨穿后,大量床料漏至风室,影响锅炉安全运行。提高耐磨性和使用寿命。芯管由直通式改为四周出风,上部端板与风帽焊接固定,防止风帽脱落从芯管漏渣。

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。

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。

循环流化床锅炉防磨喷涂工程施工注意事项:对于最容易受磨损蒸发管部位,所有直管迎风面增装防磨护瓦,所有弯管表面全增装防磨护瓦。潍坊流化床锅炉喷涂高温过热器下部弯管表面全增装防磨护瓦,原来的有孔防磨导流板改为耐热钢无孔防磨导流板。锅炉原设计高、低过热器之间是没有空间的,没有办法检查磨损情况和采取的有效防磨措施。流化床锅炉喷涂为了解决上述问题,在不影响锅炉出率的情况下,进行了高低过热器之间增加检修检查空间改造,低温过热器每排去掉下部两根管道,并压缩排列空间整体上移380mm,高温过热器压缩列管排列空间整体下移120mm,炉体单面增加三个人孔门。改造后高、低过热器增加700 mm高度的检修检查空间。高温省煤器下部弯管表面全增装护瓦,原来的有孔防磨导流板改为耐热钢无孔防磨导流板。