cfb鍋爐金屬受熱面的防磨技術(shù)

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1、CFB鍋爐金屬受熱面的防磨技術(shù)對(duì)于CFB鍋爐金屬受熱面的磨損問(wèn)題，人們已經(jīng)采取了一系列措施，包括爐型設(shè)計(jì)、操作制度及各種表面強(qiáng)化與防護(hù)。在爐型及操作制度既定的前提下，金屬受熱面的耐磨強(qiáng)化與保護(hù)，是延長(zhǎng)其工作壽命的主導(dǎo)方向。迄今為止，在已被試用和開(kāi)發(fā)的爐管強(qiáng)化和防護(hù)對(duì)策中，先后出現(xiàn)過(guò)預(yù)熔敷層、加裝保護(hù)套、導(dǎo)向片、耐磨瓦、耐磨涂料、噴焊及堆焊等方法。實(shí)踐表明，盡管上述方法都在某種程度上起到一定作用，但在耐磨成效、傳熱和運(yùn)轉(zhuǎn)要求方面，尚有嚴(yán)重不足和弊端。無(wú)疑，在諸多方法中，熱噴涂技術(shù)是提供耐磨涂層最有效的一種，它己在國(guó)外取得良好成效并繼續(xù)飛速發(fā)展中。國(guó)

2、內(nèi)開(kāi)展這項(xiàng)工作，已有多年歷程，并逐步被電廠接納與肯定。熱噴涂技術(shù)發(fā)展至今，已出現(xiàn)七八種工藝方法，但真正能用于電廠鍋爐生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)中，只有二三種。出于經(jīng)濟(jì)方面的考量，電弧噴涂擁有相對(duì)優(yōu)勢(shì)，這也是我國(guó)大多采用此法的緣由。就噴涂技術(shù)而言，涂層的耐磨性能，主要取決于噴涂方法及噴涂材料，當(dāng)噴涂方法確定為電弧噴涂之后，噴涂材料的選擇最為關(guān)鍵。一、熱噴涂技術(shù)描述熱噴涂技術(shù)整整有一百年的發(fā)展歷史。它是利用電能、燃燒能或其他形式的熱源，將噴涂材料熔化或加熱至塑性狀態(tài)，在某種裝置中獲取一定速度，以熔滴或塑態(tài)顆粒狀態(tài)，被噴射到工件表面，形成不同功能的涂層。噴涂材料有粉末、

3、絲(線(xiàn))材、棒材或帶材等不同幾何形態(tài)，材質(zhì)可以是金屬、非金屬、陶瓷、金屬陶瓷、玻璃或塑料等。依據(jù)熱源形式的不同，熱噴涂技術(shù)大體可分為火焰噴涂、電弧噴涂、爆炸噴涂、等離子噴涂、超音速火焰噴涂(HVOF)及冷噴涂。各種噴涂方法所提供的火焰溫度、顆粒(熔滴)的飛行速度及其所形成涂層的有關(guān)物理性能見(jiàn)表1。由表1可看到，IIVOF可獲得最高的結(jié)合強(qiáng)度和最低的孔隙率，這對(duì)涂層的抗磨性能至為關(guān)鍵。熱噴涂技術(shù)之所以能在電廠鍋爐耐磨抗蝕方面取得成功應(yīng)用，主要有下列緣由：(1)熱噴涂工藝方法較多，能提供不同工藝條件，適應(yīng)于多種材料形成涂層。(2)涂層材料有數(shù)百種Z多

4、，可從屮做出恰當(dāng)?shù)奶暨x，形成特定涂層性能，以滿(mǎn)足不同的工況要求。(3)實(shí)施噴涂過(guò)程中，不會(huì)危及到工件的物理和化學(xué)形態(tài)。(4)涂層的物理性能、結(jié)合強(qiáng)度、熱漲系數(shù)和傳熱效果等方面，能滿(mǎn)足鍋爐運(yùn)轉(zhuǎn)的要求。(5)操作靈活方便，能在爐內(nèi)作業(yè)，施工速度較快，成本低廉。正因如此，熱噴涂技術(shù)在煤粉爐、廢熱鍋爐、重油鍋爐、焚燒爐、干熄爐及CFB鍋爐等金屬受熱面的防腐抗磨方面得到廣泛應(yīng)用，為時(shí)已達(dá)30余年，取得顯著成效。二、幾種噴涂方法的技術(shù)與經(jīng)濟(jì)分析1.方法簡(jiǎn)評(píng)在噴涂材料一定的情況下，涂層性能與噴涂方法密切相關(guān)。噴涂方法對(duì)噴涂材料提供熔滴的飛行速度、受熱溫度和氣氛

5、等，這些因素對(duì)涂層的物理性能至關(guān)重要。等離子噴涂具有最高的火焰溫度和較高的顆粒飛行速度，幾乎可噴涂所有材料，但其設(shè)備體系復(fù)雜，難以進(jìn)入爐內(nèi)施工?；鹧鎳娡康臏囟燃邦w粒速度都是最低的，難以找到合宜的材料形成耐磨涂層。它的另一種工藝是自熔合金噴涂，形成致密的冶金結(jié)合涂層，硬度高、耐磨性好。國(guó)外有人采用高頻重熔技術(shù)，預(yù)制硬面的合金層爐管，然后裝入爐內(nèi)使用。該工藝將工件加熱至1000°C左右，存在著工件變形和金相組織變化的可能，施工速度很慢，加之近年鐮價(jià)飛漲，除某些特殊情況或預(yù)制爐管成品外，通常在很少采用。冷噴涂是最近兒年發(fā)展起來(lái)的新工藝，它的最大特點(diǎn)是噴

6、涂材料受熱溫度低，只達(dá)到塑性狀態(tài)，而顆粒的飛行速度則高至某一臨界值，使之能在工件表面形成涂層。冷噴涂最適合噴涂某些易氧化的金屬，難以形成耐磨涂層。1.HV0F工藝HVOF最適宜噴涂的材料有NiCr-Cr3C2、WC-Co、及WCCoCr等。因?yàn)镠VOF火焰溫度僅為3000°C左右，致使這些材料在噴涂中不會(huì)有過(guò)多的失碳，保證了涂層性能。上述金展碳化物的HVOF涂層，工作溫度有區(qū)別,WCCo涂層用于550°C以下，NiCr-Cr3C2涂層為550?980°C,WCCoCr涂層則兼有耐磨與耐蝕，通常應(yīng)用于水介質(zhì)環(huán)境。國(guó)外常釆用HVOF噴涂NiCr-Cr

7、3C2粉，用于煤粉爐的抗腐蝕和CFB鍋爐受熱面的磨損，有一定的實(shí)踐基礎(chǔ)和較多的理論探討，涂層耐磨性良好，被認(rèn)定為最有效的一種工藝方法。采用HVOF噴涂NiCr-Cr3C2粉，最大問(wèn)題是經(jīng)濟(jì)成本。NiCr-Cr3C2粉不僅售價(jià)高（每公斤數(shù)百元），沉積效率僅20%?30%，若噴成0.5mm厚的涂層，每平米僅粉量就20kg以上，材料費(fèi)一項(xiàng)就8000元左右，加上HVOF的燃油（或燃?xì)猓┘昂难?，成木?yīng)在1.2?1.5萬(wàn)元之間。如此之高的操作費(fèi)用，令人望而生畏。何況，0.5mm涂層究竟堅(jiān)持多久，國(guó)內(nèi)數(shù)次試驗(yàn)并不理想，欲達(dá)到如此的性?xún)r(jià)比，相距遙遠(yuǎn)，對(duì)此國(guó)外也在

8、尋求取代的方法。2.電弧噴涂電弧噴涂具有操作成本低、機(jī)動(dòng)靈活、適于現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)、以及噴涂線(xiàn)材類(lèi)別漸多等一系列特點(diǎn)，近幾年吸引了更多的注意力。