
锅炉喷涂是利用热源将喷涂材料加热至熔化或半熔化状态,并以一定的速度喷射沉积到经过预处理的基体表面形成涂层的方法,赋予基体表面特殊功能的目的。所制涂层是由无数变形粒子相互交错成波浪式堆叠在一起而形成的层状堆积结构,因此涂层中变形的颗粒与颗粒之间不可避免地存在一些孔隙。孔隙按其存在的形式可分为表面孔(开孔)、封闭孔和穿透孔(通孔)。当涂层用于耐腐蚀时,若涂层中有开孔或封闭孔存在,腐蚀介质不能直接到达基体表面,故其不能直接使基体发生腐蚀;则腐蚀介质会通过孔隙直接到达被保护基体的表面,使涂层与基体发生化学或电化学侵蚀,腐蚀产物在界面积累,因此为了阻止腐蚀介质对基体的侵蚀,提高涂层的耐腐性能及扩大其在特殊环境下的应用范围,必须对涂层进行封孔处理。

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。

喷涂应在基体喷砂后尽快进行,在喷涂过程中,基体表面应一直保持清洁、干燥,待喷涂的时间应根据当时的情况应尽可能短,最长不超过4小时。若喷涂时发现外观有明显的缺陷,应立即停止喷涂,对于缺陷部位必须重新进行喷砂预处理;若发现水冷壁管有明显的缺陷,应立即停止喷涂并通报招标方,待水冷壁管缺陷处理合格后,重新喷砂预处理。喷涂过程中应控制基材温度,防止水冷壁管基材组织发生变化和产生不良影响(如热裂纹等)。喷涂工艺应避免涂层开裂和剥落,其喷涂工艺应使涂层与基材在界面处形成冶金结合结构,保证涂层具有非常好的结合强度。为保证喷涂施工质量,除个别异形部位外(需招标方确认),必须采用自动喷涂线进行喷涂。喷涂外观应均匀一致,无气孔或底材裸露的斑点。

在循环流化床锅炉水冷壁管防磨方面,有的锅炉制造厂家制造锅炉时,在水冷壁管常出现的磨损部位预先喷涂金属耐磨层,有一定防磨效果,但是在锅炉运行中,磨损经常超出了锅炉制造厂家预先喷涂范围;有的生产企业在锅炉水冷壁管磨损时更换新管,新管先在炉外喷涂再安装。在炉外喷涂,喷涂方式和喷涂设备选择空间大,施工条件相对较好,容易得到好的喷涂质量,但是确定换管的难度大,容易浪费,施工不便,工期拖长;而采取在炉膛内直接喷涂水冷壁管的方法,可不必割管,施工面积可大可小,施工省时方便,耗费小,给生产企业带来了很大的便利。但是炉内喷涂限制了喷涂条件,使有些高质量的喷涂方法由于设备和场地的限制, 众多热喷涂方法和热喷涂设备中,目前只有火焰喷涂和电弧喷涂,并且一般炉内喷涂面积不大。

表面预加工:一是使工件表面适合于涂层沉积,锅炉受热面耐磨喷涂增加结合面积;二是有利于克服涂层的收缩应力。对工件的某些部位作相应预加工以分散涂层的局部应力,增加涂层的抗剪能力。常用的方法是切圆角和预制涂层槽。工件表面粗车螺纹也是常用的方法之一,海口锅炉受热面耐磨喷涂尤其在喷涂大型工件时常用车削螺纹来增加结合面积。表面净化:常采用溶剂清洗,碱液清洗和加热脱脂等方法,以除去表面油污,保持清洁度。对大型修复工件常采用碱液清洗。碱液一般用氢氧化钠或碳酸钠等配制,这是一种较廉价的方法。喷砂可使清洁的表面形成均匀而凹凸不平的粗糙面,以利于涂层的机械结合。用干净的压缩空气驱动清洁的砂粒对工件表面喷射,可使基材表面产生压应力,去除表面氧化膜,使部分表面金属产生晶格畸变,有利于涂层产生物理结合。

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。