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。
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。
热喷涂技术是表面工程中的一个重要分支,它是通过火焰、电弧或等离子体等热源,将某种线状和粉末状的材料加热至熔融或半融化状态,并将加速形成的熔滴高速喷向基体形成涂层。涂层具有耐磨损、而腐蚀、而高温和隔热等优异性能,并能对磨损、腐蚀或加工超差引起的零件尺寸减小进行修复。热喷涂技术的应用主要包括:长效防腐、机械修复及先进制造技术、模具制作与修复、制造特殊的功能涂层等四个方面。目前,热喷涂技术已广泛应用于几乎所有工业领域以及家庭用品(如不粘锅、红外线保健电热器等)。
在喷涂过程中或涂层形成后,对金属基体和涂层加热,使涂层在基体表面熔融,并和基体产生扩散或互熔,形成与基材冶金结合的喷焊层,这也是热喷涂的方法之一,称为热喷焊(简称喷焊)。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。目前,在我国燃煤电厂锅炉防护领域中应用最为广泛的是电弧喷涂技术。此外,超音速火焰喷涂技术以及火焰喷涂(焊)技术也有一定程度的应用。
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。
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。这是因为向火侧的潍坊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,锅炉受热面耐磨喷涂为腐蚀创造了条件,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,锅炉受热面耐磨喷涂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。