根据不同的应用环境、条件和要求,需要选择合适的热喷涂工艺。热喷涂的工艺选择可依据以下原则:涂层结合力要求不高,喷涂材料的熔点不超过2500℃,可采用设备成本低的火焰喷涂。对涂层性能要求较高的某些比较贵重的机件,应采用等离子喷涂。工程量大的金属喷涂施工宜采用电弧喷涂。要求高结合力、低孔隙度的金属或合金涂层可采用超音速喷涂;喷焊的使用范围有一定局限性,几何形状比较简单的大型易损零件,如轴、柱塞、滑块、液压缸、溜槽板等;要求高结合力、低孔隙度的金属或陶瓷涂层则可采用低压等离子喷涂;爆炸喷涂可用于重要零部件的强化。对于批量大的工件,宜采用自动喷涂。安全性要求特别高的机件,选择喷涂工艺及材料前须进行试验和论证。
热喷涂金属阶梯涂层的工艺流程分4个环节。一是钢结构表面处理,二是热喷涂锌,三是喷涂不锈钢,四是涂装环氧云铁。涂装环氧云铁采用手工刷涂结合空气喷涂方法,要求无刷痕、无起泡、无流挂、无漏喷,银灰色外观整洁、匀称。随着现代科学技术和国民经济的发展,对材料提出了更高的要求,而且往往是要求材料兼备多种性能,比如要求材料具备足够强度的同时,还要求材料具备有耐腐蚀性、耐磨性或耐热性和隔热性等。热喷涂技术就是为适应这些要求而逐步发展起来的。热喷涂技术是一种表面强化技术,获得各种特殊性能的涂层,从而使制品表面获得各种特殊性能。此外,由于机械零件在长期运行中磨损、腐蚀,或因加工超差等原因而造成许多贵重零部件报废也可以通过热喷涂技术方便、有效地予以修复。
由于火电厂锅炉水冷壁的磨损和腐蚀,容易发生突发性爆管事故,势必要立刻停炉抢修,防止事态进一步恶化,这样做肯定会影响火电厂的正常工作进度,降低发电产值,增加火电厂的额外检修费用和员工的劳动强度,给火电厂带来经济损失。火电厂锅炉水冷壁管发生磨损和腐蚀,使管壁变薄,煤炭中含有硫、硫化物及其他有害杂质,锅炉又是在高温条件下运行,极易造成水冷壁腐蚀。锅炉内部燃烧是一个复杂的动态过程,煤炭在燃烧过程中会产生大量灰分,这些灰分会猛烈撞击水冷壁管,造成水冷壁表面被严重切削,减少了水冷壁的实际管厚,降低了水冷壁的强度,使之在高温作用下容易发生爆管,危害十分严重所以,一定要研究一种科学有效的方法,强化火电厂锅炉水冷壁管的防腐耐磨能力,延长其使用寿命。
锅炉受热面通常指接触火焰或者烟气- -侧是金属表面积,另一侧是水或者导热油,用来进行热交换的金属表面。包括过热器、再热器、省煤器、水冷壁、SCR、 烟道冷凝器、空气预热器等。锅炉受热面一般有两种腐蚀:高温腐蚀、氧化腐蚀,主要介质为硫酸盐和硫化物的腐蚀。燃烧区高温受热面容易产生高温腐蚀、结焦、结渣,一般的防护措施:运行中调整好燃烧,控制合理的过剩空气系数,防止一次风冲刷壁面,使未燃烬煤粉在结焦面上停留,合理配风,防止喷燃器附近壁面出现还原性气体。提高金属的抗腐蚀能力,降低燃料中的含硫量,确定合适的煤粉细度。提高金属的抗腐蚀能力,可以采用抗腐蚀更强的合金钢,或者喷涂抗高温防腐陶瓷涂料。ZS-811高温防腐涂料,最高耐温可达2300度,该涂料的基料和填料均由耐热、特种材料组成。
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。在山西锅炉高温防腐喷涂炉外喷涂,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。但是锅炉高温防腐喷涂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。
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。