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火力電力部

 

電力火電鍋爐生態(tài)簡(jiǎn)介  

 

鍋爐四管應(yīng)用領(lǐng)域 簡(jiǎn)介

包括 ：  鍋爐水冷壁爆管原因  / 腐蝕原因   / 防磨噴涂  / 防腐噴涂  / 高溫防腐 / 鍋爐水冷壁的作用  /水冷壁熱噴涂材料

     鍋爐水冷壁的工作原理/  鍋爐水冷壁的  除渣作用   / 鍋爐水冷壁的  結(jié)構(gòu)  /  鍋爐水冷壁的   材質(zhì) /   鍋爐水冷壁的  壁厚標(biāo)準(zhǔn)

 

解決方案電力鍋爐噴涂  鍋爐四管應(yīng)用領(lǐng)域

 

1.流化床鍋爐管

2.煤粉爐鍋爐管

3.電廠省煤器管

4.電廠過熱器管

5.廢料焚化電力爐

6.殘?jiān)紵娏t

7.黑液回收電力爐

8.燃煤燃油電力爐

9.化學(xué)工業(yè)電力鍋爐

10.紡織廠電力鍋爐

11.水泥廠電力鍋爐

12.鋼鐵廠電力鍋爐

13.制糖廠電力鍋爐

14.石油化工電力鍋爐

15.輕工業(yè)電力鍋爐

16.造紙業(yè)電力鍋爐

17.制藥廠電力鍋爐

18.產(chǎn)品廣泛適用于發(fā)電、輕工、石油化工、紡織、造紙、食品加工業(yè)、制藥及賓館、醫(yī)院等企事業(yè)單位。

 

鍋爐水冷壁 ---爆管 原因總結(jié):

爆管主要原因分析:造成水冷壁管腐蝕爆管的原因是多方面的,有蒸汽腐蝕\堿性腐\酸性腐蝕等.

水冷壁爆管的原因：
1、是該管內(nèi)有雜物，影響水循環(huán)流量，致使管內(nèi)產(chǎn)生汽阻，造成管子過熱爆管；
2、是管子在生產(chǎn)、運(yùn)輸、安裝等過程中受到損傷，運(yùn)行中缺陷擴(kuò)大形成爆管；
3、管道材質(zhì)有可能存在缺陷。
處理方法：
1、進(jìn)行換管處理。把爆管處及微漲粗的管子進(jìn)行換管。
2、兩旁管子受沖刷的凹陷，打磨用氬弧焊補(bǔ)焊至平整。
3、管內(nèi)清理雜物，建議把鍋爐的水冷壁下集箱手孔蓋打開清理（因鍋爐酸洗后沒有進(jìn)行清理過），如不打開清理，細(xì)小的雜物有可能隨蒸汽一起排出，對(duì)汽輪機(jī)造成更大危害。

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鍋爐是一種承壓、受熱，有爆炸危險(xiǎn)的特種設(shè)備。在運(yùn)行時(shí)會(huì)因?yàn)椴僮骱凸芾聿划?dāng)而出現(xiàn)各種事故，其中水冷壁爆管是低壓鍋爐較常見的一種事故。水冷壁位于燃燒室直接受高溫?zé)煔獾妮椛浜突鹧鏇_刷，很容易引起管壁溫度升高，過熱變形，繼而發(fā)生爆管事故。在鍋爐各類受壓元件破壞事故中，水冷壁爆管事故居第一，所占比例超過鍋爐事故總量半數(shù)以上。

一、鍋爐水冷壁爆管的現(xiàn)象

1、爆管不嚴(yán)重時(shí),從破裂處有蒸汽噴出的聲音;嚴(yán)重時(shí),有明顯的爆破聲,爐膛成正壓,蒸汽和煙氣從門、孔大量噴出.

2、水位、汽壓和煙氣溫度明顯下降.

3、給水流量增加,蒸汽流量下降.

二、鍋爐水冷壁管爆的原因

1、鍋爐由于使用時(shí)間長(zhǎng),管壁在高溫?zé)煔鉄熁业臎_刷下減薄嚴(yán)重,因而不能承受鍋爐內(nèi)壓而爆管。

2、鍋爐停爐檢修時(shí),由于檢修人員不小心,遺留了小型工具、鐵塊以及其它異物在鍋內(nèi),當(dāng)鍋爐運(yùn)行后,鍋內(nèi)汽水翻騰,將這些雜物帶進(jìn)管內(nèi)卡住,導(dǎo)致水循環(huán)破壞而爆管。

3、鍋爐正壓燃燒,不僅可燒壞爐墻和保溫層,更重要的是爐膛溫度升高,被高溫火焰偏燒側(cè)的管壁溫度增高,當(dāng)管壁不能承受高溫時(shí)而過熱爆管。

4、給水中有氧氣、二氧化碳腐蝕性雜質(zhì),管壁被腐蝕減薄,另外，當(dāng)鍋爐壓火或停爐后,煙垢中的硫在低溫狀況下對(duì)管壁產(chǎn)生腐蝕,從而引起爆管。

5、鍋爐水處理不好,水質(zhì)不合格,導(dǎo)致管內(nèi)結(jié)垢嚴(yán)重。由于管壁結(jié)垢后,傳熱效果不好,管壁得不到很好的冷卻,造成管壁溫度升高而過熱脹粗爆管。

6、鍋爐運(yùn)行時(shí),由于長(zhǎng)時(shí)間不排污,使得排污管堵塞,集箱內(nèi)水垢泥渣大量堆積,破壞了水冷壁管水循環(huán),造成管壁溫度升高,在得不到冷卻的情況下而過熱爆管。

7、鍋爐用堿煮爐后,沒有打開人孔和手孔清除垢塊,使得脫落的垢塊堵塞在管內(nèi),導(dǎo)致水循環(huán)不暢,管壁過熱而爆管。

 

所謂鍋爐"四管"是指----鍋爐水冷壁、過熱器、再熱器和省煤器，傳統(tǒng)意義上的防止鍋爐四管泄漏，是指防止以上部位爐內(nèi)金屬管子的泄漏。鍋爐四管涵蓋了鍋爐的全部受熱面，它們內(nèi)部承受著工質(zhì)的壓力和一些化學(xué)成分的作用，外部承受著高溫、侵蝕和磨損的環(huán)境，在水與火之間進(jìn)行調(diào)和，是能量傳遞集中的所在，所以很容易發(fā)生失效和泄漏問題。據(jù)歷年不完全統(tǒng)計(jì)鍋爐"四管"爆漏占火力發(fā)電機(jī)組各類非計(jì)劃停運(yùn)原因之首。鍋爐一旦發(fā)生"四管"爆漏，增加非計(jì)劃停運(yùn)損失，增大檢修工作量，有時(shí)還可能釀成事故，嚴(yán)重影響火力發(fā)電廠安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。引起鍋爐"四管"泄漏的原因較多，其中磨損、腐蝕、過熱、拉裂是導(dǎo)致四管泄漏的主要原因?？偨Y(jié)下電防"四管"泄漏管理經(jīng)驗(yàn)及防磨防爆小組最近10年在火力等電廠的工作經(jīng)驗(yàn)，對(duì)鍋爐"四管"爆漏原因進(jìn)行分析并提出預(yù)防措施。

 一、鍋爐"四管"爆漏原因分析

 

1.磨損

 

煤粉鍋爐受熱面的飛灰磨損和機(jī)械磨損，是影響鍋爐長(zhǎng)期安全運(yùn)行的主要原因。飛灰磨損的機(jī)理是攜帶有灰粒和未完全燃燒燃料顆料的高速煙氣通過受熱面時(shí)，粒子對(duì)受熱面的每次撞擊都會(huì)梳離掉極微量的金屬，從而逐漸使受熱面管壁變薄，煙速越高灰粒對(duì)管壁的撞擊力就越大；煙氣攜帶的灰粒越多（飛灰濃度越大），撞擊的次數(shù)就越多，其結(jié)果都將加速受熱面的磨損。長(zhǎng)時(shí)間受磨損而變薄的管壁，由于強(qiáng)度降低造成管子泄漏。受熱面飛灰磨損泄漏、爆管有明顯的宏觀特征，管壁減薄，外表光滑。運(yùn)行中發(fā)生嚴(yán)重泄漏時(shí)，可發(fā)現(xiàn)兩側(cè)煙溫偏差，不及時(shí)停爐處理，往往會(huì)加大泄漏范圍，并殃及其他受熱面的安全。2009年下電#3爐高溫省煤器發(fā)生磨損泄漏，首先發(fā)現(xiàn)一側(cè)煙溫明顯降低，給水和蒸汽流量偏差大，后停機(jī)發(fā)現(xiàn)省煤器管子磨損爆破。造成嚴(yán)重飛灰磨損的原因是結(jié)構(gòu)因素，設(shè)計(jì)、安裝與檢修的不足都可能導(dǎo)致磨損加劇。在省煤器邊排管與爐墻之間、省煤器彎頭與爐墻之間、再熱器與兩側(cè)墻之間存在一個(gè)煙氣走廊。這個(gè)區(qū)域由于煙氣流動(dòng)阻力小，局部煙速可增大到平均煙速的兩倍，甚至更大，造成這些地方管子磨損嚴(yán)重。位于煙氣走廊的省煤器、再熱器的彎頭，過熱器下彎頭及管卡附近的邊排管和穿墻管部位是飛灰磨損較為嚴(yán)重的部位，特別在省煤器區(qū)，煙氣溫度已較低，灰粒變硬，磨損更為突出。噴燃器、吹灰器和三次風(fēng)噴嘴附近水冷壁等處也是煤粉磨損較為嚴(yán)重的部位。在安裝、運(yùn)行和檢修過程中，如果受熱而管子未固定牢或管卡受熱變形，管排就會(huì)發(fā)生振動(dòng)并與管卡發(fā)生碰撞磨損，也要造成機(jī)械磨損而漏泄。預(yù)防磨損的方法主要是減小煙氣走廊，均勻氣流，受熱面管子迎風(fēng)面加裝護(hù)鐵或涂耐磨涂料等。

 

2.腐蝕

 

鍋爐"四管"受熱面的腐蝕主要是管外的腐蝕和水品質(zhì)不合格引起的管內(nèi)化學(xué)腐蝕。當(dāng)腐蝕嚴(yán)重時(shí)，可導(dǎo)致腐蝕爆管事故發(fā)生。煙氣對(duì)管壁的高溫腐蝕，主要是灰中的堿金屬在高溫下升華，與煙氣中的SO3生成復(fù)合硫酸鹽，在550-710℃范圍內(nèi)呈液態(tài)凝結(jié)在管壁上，破壞管壁表面的氧化膜，即發(fā)生高溫腐蝕。導(dǎo)致受熱面高溫腐蝕的主要原因是爐內(nèi)燃燒不良和煙氣動(dòng)力場(chǎng)不合理，控制局部煙溫，保證管壁不超溫，防止低熔點(diǎn)腐蝕性化合物貼附在金屬表面上，使煙氣流程合理，盡量減少熱偏差是減輕高溫腐蝕的重要措施。水冷壁上如果產(chǎn)生結(jié)渣，在周圍處于一定溫度和還原性氣體條件下，會(huì)產(chǎn)生較為嚴(yán)重的水冷壁管外腐蝕。水冷壁的高溫腐蝕和還原性氣體的存在有著密切的關(guān)系，CO濃度大的地方腐蝕就大。管壁溫度對(duì)腐蝕的影響也很大，在300～500℃范圍內(nèi)，管壁外表面溫度每升高50℃，腐蝕程度則增加一倍。水冷壁高溫腐蝕部位多在熱負(fù)荷較高、管壁溫度較高的區(qū)域，如燃燒器附近。過熱器、再熱器區(qū)還原性氣體比爐內(nèi)低，腐蝕速度一般比水冷壁小。但是大容量鍋爐的過熱器、再熱器的壁溫較高，尤其是左右兩側(cè)煙溫相差較大時(shí)，腐蝕現(xiàn)象也相當(dāng)嚴(yán)重。在腐蝕溫度范圍內(nèi)，除選用耐腐蝕的合金鋼和奧氏體鋼外，應(yīng)控制爐膛出口煙溫的升高和煙溫偏差等因素，以免引起局部過高的壁溫而使腐蝕速度增大。低溫腐蝕是指硫酸蒸汽凝結(jié)在尾部受熱面上而發(fā)生的腐蝕，這種腐蝕也稱硫酸腐蝕。它一般出現(xiàn)在低溫級(jí)空氣預(yù)熱器的冷端。當(dāng)帶有SO3的煙氣流經(jīng)尾部受熱面時(shí)，當(dāng)尾部受熱面的壁溫低于酸露點(diǎn)時(shí)水蒸氣在管壁上凝結(jié)成水，煙氣中的SO3氣體溶于水中，形成H2SO4溶液，從而腐蝕管壁金屬即為低溫腐蝕。預(yù)防低溫腐蝕的方法最常用的方法是提高入口空氣溫度，保證尾部受熱面壁溫在酸露點(diǎn)以上，通常在燃用高硫燃料的鍋爐中加裝暖風(fēng)器或采用熱風(fēng)再循環(huán)，但是進(jìn)風(fēng)溫度越高，排煙溫度也會(huì)越高，排煙熱損失就越大，所以為了保證鍋爐的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，排煙溫度的提高也就受到了限制。正常運(yùn)行情況下，鍋爐并不會(huì)引起管內(nèi)腐蝕與結(jié)垢。品質(zhì)良好的給水中帶有少量雜質(zhì)，通過爐水處理成為水渣或膠狀物質(zhì)，溶解在水中通過排污排出。當(dāng)給水品質(zhì)不良時(shí)，爐水中的Fe、Cu、Ca、Mg、SiO2等雜質(zhì)在蒸發(fā)受熱面內(nèi)被濃縮，并從鍋水中游離出來附著在管內(nèi)表面，形成水垢，水垢的傳熱系數(shù)只有鋼管的1／200，影響傳熱，并使壁溫上升，導(dǎo)致管壁過熱鼓包或破裂。鍋爐受熱面在停用時(shí)與不合格水或濕空氣接觸，受空氣中O2、CO2和SO2的影響會(huì)產(chǎn)生管內(nèi)化學(xué)腐蝕。在給水含氧超標(biāo)時(shí)，也會(huì)使省煤器內(nèi)壁產(chǎn)生點(diǎn)狀氧腐蝕。托電#5爐在2006年發(fā)生過因爐水不合格導(dǎo)致水冷壁管化學(xué)腐蝕管壁大面積鼓包事件，后被迫更換全部水冷壁受熱面。

 

3.過熱

 

 過熱器和再熱器是鍋爐承壓受熱面中工質(zhì)溫度和金屬溫度最高的部件，而汽側(cè)換熱效果又相對(duì)較差，所以過熱現(xiàn)象多出現(xiàn)在這兩個(gè)受熱面中。受熱面過熱后，管材金屬溫度超過允許使用的極限溫度，發(fā)生內(nèi)部組織變化，降低了許用應(yīng)力，管子在內(nèi)壓力下產(chǎn)生塑性變形，使用壽命明顯減少，最后導(dǎo)致超溫爆破。因此，超溫導(dǎo)致過熱，使設(shè)備安全系數(shù)降低，應(yīng)嚴(yán)格控制蒸汽溫度的上限。過熱分長(zhǎng)期過熱和短期過熱，長(zhǎng)期過熱是指管壁溫度長(zhǎng)期處于設(shè)計(jì)溫度以上而低于材料的下臨界溫度，超溫幅度不大但時(shí)間較長(zhǎng)，鍋爐管子發(fā)生碳化物球化，管壁氧化減薄，持久強(qiáng)度下降，蠕變速度加快，使管徑均勻脹粗，最后在管子的最薄弱部位導(dǎo)致脆裂的爆管現(xiàn)象。長(zhǎng)期超溫爆管主要發(fā)生在高溫過熱器的外圈和高溫再熱器的向火面。低溫過熱器、低溫再熱器的向火面均可能發(fā)生長(zhǎng)期超溫爆管。長(zhǎng)期過熱的爆管破口形貌，具有蠕變斷裂的一般特性，管子破口呈脆性斷口特征，爆口粗糙，邊緣為不平整的鈍邊，爆口處管壁厚度減薄不多。短期過熱是指當(dāng)管壁溫度超過材料的下臨界溫度時(shí)，材料強(qiáng)度明顯下降，在內(nèi)壓力作用下，發(fā)生脹粗和爆管現(xiàn)象。短期過熱常發(fā)生在過熱器的向火面直接和火焰接觸及直接受輻射熱的受熱面管子上。

 

爆口塑性變形大，管徑有明顯脹粗，管壁減薄呈刀刃狀；一般情況下爆口較大呈喇叭狀；爆口呈典型的薄唇形爆破；爆口的微觀為韌窩(斷口由許多凹坑構(gòu)成)；爆口周圍管子材料的硬度顯著升高；爆口周圍內(nèi)、外壁氧化皮的厚度，取決于短時(shí)超溫爆管前長(zhǎng)時(shí)超溫的程度，長(zhǎng)時(shí)超溫程度越嚴(yán)重，氧化皮越厚。如果存在爐膛高度設(shè)計(jì)偏低，火焰中心偏后、受熱面偏大、受熱面選材裕度不夠或錯(cuò)用材料、動(dòng)力工況差、蒸汽質(zhì)量流速偏低和受熱面結(jié)構(gòu)不合理等因素，都會(huì)造成受熱面超溫或存在較大的熱偏差及局部超溫；在制造、安裝和檢修中，如果出現(xiàn)管內(nèi)異物堵塞而造成工質(zhì)流動(dòng)不暢、斷路、短路等情況，會(huì)導(dǎo)致受熱面的超溫；運(yùn)行中如果出現(xiàn)燃燒控制不當(dāng)、火焰后移、爐膛出口煙溫高或爐內(nèi)熱負(fù)荷偏差大，燃燒不完全引起煙道二次燃燒，減溫水投停不當(dāng)、管內(nèi)結(jié)垢等情況，也會(huì)造成受熱面過熱。加強(qiáng)運(yùn)行調(diào)整和監(jiān)視，控制管壁超溫是預(yù)防過熱的主要措施。下電#2爐2005年鍋爐更換過熱器管后在機(jī)組啟動(dòng)后發(fā)生爆管非停，后檢查發(fā)現(xiàn)管內(nèi)堵塞異物導(dǎo)致管道過熱爆破。

 

 4.焊接質(zhì)量和拉裂

 

 鍋爐本體是由受熱面焊接組裝起來的，每個(gè)受熱面的每一根管子都有多個(gè)焊口，一臺(tái)大型鍋爐整個(gè)受熱面焊口數(shù)量多的達(dá)幾萬個(gè)。而受熱面又是承受高溫高壓的設(shè)備，焊接缺陷主要有裂紋、未焊透、未熔合、咬邊、夾渣、氣孔等，這些缺陷存在于受熱面金屬基體中，使基體被割裂，產(chǎn)生應(yīng)力集中現(xiàn)象。在介質(zhì)內(nèi)壓作用下微裂紋的尖端、未焊透、未熔合、咬邊、夾渣、氣孔等缺陷處的高應(yīng)力逐漸使基桿開裂并發(fā)展成宏觀裂紋，最終貫穿受熱面管壁導(dǎo)致爆漏事故。焊接缺陷的產(chǎn)生原因很多，它與結(jié)構(gòu)應(yīng)力、坡口形式、母材、焊接材料、焊接參數(shù)、熱處理工藝和焊工技術(shù)水平等有關(guān)。保證焊接質(zhì)量必須加強(qiáng)焊工管理及焊接工藝質(zhì)量的檢驗(yàn)評(píng)定。對(duì)鍋爐壓力容器焊接的焊工，應(yīng)經(jīng)考試合格持證施焊，實(shí)際施焊位置、管種、尺寸應(yīng)和合格證所規(guī)定準(zhǔn)許施焊項(xiàng)目相一致；要特別注意合金鋼、異種鋼的焊接，注重焊接準(zhǔn)備、焊接、熱處理、焊后檢驗(yàn)各個(gè)環(huán)節(jié)；加強(qiáng)金屬監(jiān)督，防止錯(cuò)用鋼材及焊接材料，特別是對(duì)有關(guān)焊口要全面進(jìn)行金屬檢驗(yàn)合格。

 

    所謂"拉裂"是指在鍋爐經(jīng)過多次起停后在管子-管子、管子-密封件、管子-剛性梁連接等部件之間由于熱膨冷縮不同步，位移不同步，又無足夠的補(bǔ)償能力的情況下管子產(chǎn)生的裂紋漏泄。這些部位爐外有保溫層，爐內(nèi)往往又是管排密集，人員難以預(yù)先檢查發(fā)現(xiàn)，也很難裝設(shè)監(jiān)測(cè)設(shè)備。避免管子和-管子如過熱器管排夾持管、定位管、屏間屏內(nèi)焊接管等在設(shè)計(jì)上應(yīng)考慮加裝"過渡板"，避免管子與管子直接接觸；管屏爐外部分，管子之間不必焊接，使管子有一定的補(bǔ)償能力，"過渡板"與管子間的連接焊縫，應(yīng)不等強(qiáng)，即焊接高度應(yīng)略低于管子壁厚。管子一密封件處的拉裂主要發(fā)生在過熱器、再熱器的穿墻管處，水冷壁、包墻管與鰭片連接末端等。這個(gè)問題主要應(yīng)在設(shè)計(jì)階段和安裝期間解決，要把鍋爐的支吊裝置，鍋爐膨脹死點(diǎn)、膨脹方向、膨脹量考慮清楚，要有自我補(bǔ)償能力。補(bǔ)償節(jié)是否適當(dāng)，預(yù)留膨脹間隙及方向是否正確，穿墻后的爐外管段應(yīng)有彎曲弧度，使之具有足夠的自我補(bǔ)償能力。如果發(fā)現(xiàn)爐頂過熱器管塌落或嚴(yán)重變形，應(yīng)進(jìn)行處理，恢復(fù)其支吊裝置，密封裝置。管子一剛性梁之間的拉裂，在現(xiàn)代大型鍋爐的爐膛及尾部都裝有剛性梁，剛性梁通過過渡部件與管子連接，剛性梁是鍋爐的重要部件，它確保鍋爐整體形狀及剛性，在鍋爐內(nèi)爆或外爆時(shí)，保護(hù)鍋爐不受損傷。所以必須搞清楚鍋爐各個(gè)部位的剛性梁及鍋爐膨脹系統(tǒng)的設(shè)計(jì)構(gòu)想，管子與剛性梁之間的膨脹"死點(diǎn)"及膨脹方向。管子與剛性梁之間的連接件應(yīng)完好，不應(yīng)有開裂，嚴(yán)重變形及卡阻現(xiàn)象；剛性架內(nèi)側(cè)與管子之間的空隙要充填隔熱材料，以防剛性梁內(nèi)側(cè)受熱產(chǎn)生彎曲變形，產(chǎn)生附加應(yīng)力。"拉裂"引起的漏泄所占比例較大，應(yīng)認(rèn)真檢查減少"拉裂"漏泄，預(yù)防拉裂主要是消除應(yīng)力集中現(xiàn)象。張熱#2爐2009年檢修停爐后發(fā)現(xiàn)壁式再熱器管子泄漏，檢查發(fā)現(xiàn)壁再與密封板本應(yīng)自由膨脹但電建安裝時(shí)焊接為一體導(dǎo)致拉裂。下電#3爐2007年在噴燃器角部發(fā)生鍋爐啟動(dòng)時(shí)鰭片拉裂水冷壁導(dǎo)致暴漏事件。

 

 二、鍋爐"四管"爆漏預(yù)防措施

 

 鍋爐"四管"泄漏的因素較多，必須針對(duì)不同的原因從運(yùn)行和檢修以及管理等方面采取預(yù)防措施。

 

1、加強(qiáng)檢修管理，制定實(shí)施防磨計(jì)劃

 

 至上而下提高認(rèn)識(shí)，加強(qiáng)"四管"的檢查監(jiān)督力度。防磨防爆人員要充分利用大、小修對(duì)四管進(jìn)行宏觀檢查，堅(jiān)持"逢停必檢"原則，掌握鍋爐"四管"金屬長(zhǎng)期運(yùn)行中的性能規(guī)律，發(fā)現(xiàn)和消除金屬事故的隱患。對(duì)高溫腐蝕、磨損、脹粗、鼓包、應(yīng)力集中等情況加強(qiáng)檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)徹底地處理。加強(qiáng)金屬監(jiān)督和化學(xué)分析，對(duì)熱負(fù)荷較集中部分采取割管檢查和化學(xué)分析，對(duì)易結(jié)焦、易磨損、吹灰器易吹薄的部位進(jìn)行側(cè)厚檢查，對(duì)過熱器、再熱器等易超溫的部位進(jìn)行金相分析。加強(qiáng)四管附件的檢查，如防磨瓦、管排卡子和護(hù)體鐵，整理管排嚴(yán)防形成煙汽走廊。對(duì)檢修焊口做好無損探傷檢驗(yàn)，把好焊接質(zhì)量控制關(guān)。同時(shí)要提高檢修水平，針對(duì)設(shè)備老化進(jìn)行受熱面更換等技術(shù)改造。

 

 2、加強(qiáng)運(yùn)行管理和爐水監(jiān)督

 運(yùn)行人員要認(rèn)真操作，按規(guī)程升降負(fù)荷。日常密切監(jiān)視四管報(bào)警情況，嚴(yán)防受熱面"四管"超溫，加強(qiáng)對(duì)管壁溫度的監(jiān)視，減少管壁超溫。燃料專業(yè)要加強(qiáng)入爐煤快速分析預(yù)報(bào)工作，為運(yùn)行人員精心操作、勤調(diào)整提供依據(jù)，便于運(yùn)行人員及時(shí)調(diào)整一、二次風(fēng)，合理調(diào)整風(fēng)粉量和過?？諝饬?，使煤粉在爐內(nèi)充分燃燒。保證磨組在最佳狀態(tài)運(yùn)行，嚴(yán)格控制煤粉細(xì)度減少設(shè)備磨損。認(rèn)真進(jìn)行燃燒調(diào)整，控制火焰中心不傾斜，嚴(yán)格控制各部件的參數(shù)，嚴(yán)禁超限運(yùn)行，加強(qiáng)受熱面吹灰，防止局部結(jié)焦超溫。加強(qiáng)爐水監(jiān)督，保證品質(zhì)合格等。

 

 三、結(jié)論

 

 

鍋爐水冷壁----腐蝕原因

火力發(fā)電廠鍋爐水冷壁管高溫腐蝕和磨損的機(jī)理復(fù)雜，它與爐膛火焰溫度、燃煤的含硫量、煙氣與灰分顆粒的沖蝕密切相關(guān)。防止水冷壁高溫腐蝕和磨損的常用方法有兩類，即非表面防護(hù)方法和表面防護(hù)方法。本文針對(duì)(廣東沙角 B 電廠 3# 爐，)本公司采用超音速電弧噴涂 45CT 合金涂層工作壽命已近四年，認(rèn)為積極采用熱噴涂技術(shù)是火電廠鍋爐水冷壁管高溫防腐耐磨涂層最可靠的解決方法。

鍋爐水冷壁管 高溫腐蝕和磨損 超音速電弧噴涂

一、主要表現(xiàn)在以下兩個(gè)方面

鍋爐水冷壁管高溫腐蝕和磨損一直是電力系統(tǒng)普遍存在的嚴(yán)重問題，它的直接危害主要表現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：

(1)使管壁減薄，據(jù)統(tǒng)計(jì)一般每年減薄量約為 1mm 左右，嚴(yán)重的可達(dá) 5~6mm 年，形成全運(yùn)行的嚴(yán)重隱患，增加了電廠的臨時(shí)性檢修和大修工作量，給電廠造成很大的經(jīng)濟(jì)損失。

(2)發(fā)生水冷壁突發(fā)性爆管事故，造成緊急停爐搶修，不僅打亂了電廠的正常發(fā)電秩序，減少發(fā)電產(chǎn)值，而且增加了工人勞動(dòng)強(qiáng)度和額外的檢修費(fèi)用，直接影響企業(yè)效益，同時(shí)也干擾了地區(qū)電網(wǎng)的正常調(diào)度，影響當(dāng)?shù)毓まr(nóng)業(yè)生產(chǎn)，由此也造成了很大的社會(huì)影響。

鍋爐運(yùn)行過程中，由于燃燒煤中硫及其它有害雜質(zhì)的存在，在高溫下對(duì)水冷壁構(gòu)成腐蝕。這種現(xiàn)象在各個(gè)燃煤鍋爐中普遍存在，我們?cè)诟骰痣姀S的鍋爐定期檢驗(yàn)中經(jīng)常遇到，只是程度不同而已。(廣東沙角 B 電廠)由于其燃煤含硫量大，水冷壁遭受的高溫腐蝕特別嚴(yán)重，由此帶來的爆管、換管損失慘重。同時(shí)，煤燃燒時(shí)產(chǎn)生的大量灰粉，在鍋爐內(nèi)部燃燒的復(fù)雜動(dòng)態(tài)過程中，猛烈撞擊水冷壁，對(duì)水冷壁工作面產(chǎn)生嚴(yán)重切削，使水冷壁管工作面被磨損成不同程度的小平臺(tái)，造成水冷壁壁厚的實(shí)際減薄，容易導(dǎo)致水冷壁管在高溫下強(qiáng)度不夠而爆管，其危害作用同高溫腐蝕一樣嚴(yán)重。因此，需要我們尋求一種解決的技術(shù)方法，增加水冷壁的抗磨損能力，以延長(zhǎng)水冷壁的使用壽命。

二、分析 水冷壁管高溫腐蝕和磨損的機(jī)理。

水冷壁管高溫腐蝕和磨損的機(jī)理是很復(fù)雜的，簡(jiǎn)言之，與下列因素有關(guān)：

(1)爐膛火焰溫度；

(2)燃煤的含硫量；

(3)煙氣與灰分顆的沖蝕。

鍋爐運(yùn)行過程中，爐溫可高達(dá)1600℃以上，由于燃燒煤中硫及其它有害雜質(zhì)的存在，水冷壁普遍遭受高溫腐蝕。參與高溫腐蝕的危害物有燃燒過程中產(chǎn)生的SO2 、SO3 、H2S 、HC 1 、堿金屬鹽及釩鹽類，是多種化學(xué)物在各種溫度下共同對(duì)管壁進(jìn)行的復(fù)雜的動(dòng)態(tài)腐蝕過程。其中，硫化物是鍋爐高溫腐蝕的主要因素，

一是煙氣中的硫化氫與管壁金屬作用產(chǎn)生的腐蝕，含硫物在金屬高溫下產(chǎn)生單原子硫，硫與管道中的鐵反應(yīng)生成硫化鐵(Fe+S → FeS)；

二是由不可燃硫在高溫作用下生成硫酸鹽混入灰分熔敷于管壁表面，但不再具有水冷壁管所要求的各種良好的高溫機(jī)械性能，實(shí)際上導(dǎo)致水冷壁管有用壁厚的減薄，從而其有效承載能力不斷下降，由此形成腐蝕。

另外，高溫?zé)煔夤梢源笥?米/秒的速度沖擊管壁，煙氣的腐蝕和灰分顆粒的沖刷在金屬表面交替進(jìn)行，

造成管壁減薄。

三、防止水冷壁高溫腐蝕和磨損的途徑。

意外的爆管則會(huì)造成較大的經(jīng)濟(jì)損失，電廠為減少爆管，投入了大量人力、物力加強(qiáng)對(duì)水冷壁的監(jiān)測(cè)和更換，但是監(jiān)測(cè)未取得任何實(shí)質(zhì)性的效果，換管則將大大增加生產(chǎn)成本和維修費(fèi)用。只有防患于未然才是最好的辦法。 分析清楚了水冷壁高溫腐蝕的產(chǎn)生原因，就可采用有效的方法來進(jìn)行防止，常用方法可以分為兩類，即非表面防護(hù)方法和表面防護(hù)方法。

非表面防護(hù)方法有：

A. 采用低氧燃燒技術(shù)。

B. 盡可能使各燃燒間的煤粉濃度均勻。

C. 合理的配風(fēng)及強(qiáng)化爐內(nèi)的湍流混合。

D. 控制適當(dāng)?shù)拿悍奂?xì)度。

E. 避免出現(xiàn)受熱面壁溫局部過熱。

F. 在壁面附近噴空氣保護(hù)膜。

G. 加添加劑。

H. 控制合理的爐膛出口煙溫。

I. 對(duì)易產(chǎn)生高溫腐蝕的煤種采用抗腐蝕高溫合金。

J. 采用煙氣再循環(huán)。

K. 對(duì)受熱面的設(shè)計(jì)布置合理，以避開高煙溫區(qū)和高壁溫區(qū)出現(xiàn)。

L. 對(duì)易腐蝕區(qū)加爐襯防護(hù)。

非表面防護(hù)法的共同之處在于，一定程度上可以減輕水冷壁的腐蝕，但并不能真正做到防止其腐蝕。而且有些方法在實(shí)際運(yùn)行中會(huì)因?yàn)楦鞣N原因而不能有效地實(shí)施，甚至個(gè)別方法還存在爭(zhēng)議，如爐襯防護(hù)，不但影響燃燒室吸熱能力，還會(huì)使腐蝕復(fù)雜化。故有必要尋求其它效果更好的表面防護(hù)方法。

對(duì)受腐蝕構(gòu)件表面覆蓋耐腐蝕的隔離層，是最直接有效的防腐措施，

 

屬于高溫腐蝕的表面防護(hù)方法，主要

(1)涂刷法：涂刷的涂層塑性、熱膨脹性等不能適應(yīng)鍋爐內(nèi)環(huán)境及脫硫裝置，使用中易產(chǎn)生脫層，難于實(shí)際應(yīng)用。

(2)電鍍、熱滲鍍：鍍層的覆蓋性及結(jié)合度較好，但受工件尺寸限制，鍍件在現(xiàn)場(chǎng)拼焊中鍍層也會(huì)出現(xiàn)薄弱環(huán)節(jié)，降低使用性能。無法對(duì)已有設(shè)施進(jìn)行再次防腐。

(3)熱噴涂：適合現(xiàn)場(chǎng)操作，涂層材料選擇范圍寬，組合方式多，能提供多種性能涂層，對(duì)已有設(shè)施的未防護(hù)部分進(jìn)行追加防護(hù)，已防護(hù)部分進(jìn)行再次防護(hù)。

超 音速電弧噴涂技術(shù)利用了流體力學(xué)中的“拉瓦爾原理”，使噴涂時(shí)的粒子速度真正超過了音速。我們通過對(duì)該技術(shù)的引進(jìn)，特別是針對(duì)噴涂設(shè)備笨重、龐大、不利于現(xiàn)場(chǎng)施工的缺點(diǎn)，進(jìn)行大膽的設(shè)備結(jié)構(gòu)改造和功能完善，達(dá)到的突出特點(diǎn)是現(xiàn)場(chǎng)實(shí)用性強(qiáng)、噴涂性能好、涂層質(zhì)量顯著提高。與普通電弧噴涂和火焰噴涂比較，其技術(shù)指標(biāo)有如下區(qū)別：

由于超音速電弧噴涂技術(shù)的先進(jìn)性——離子噴射速度快(比普通電弧噴涂快4倍)，其技術(shù)性能比普通電弧噴涂有本質(zhì)的提高，改善了涂層的孔隙率、顆粒度、結(jié)合強(qiáng)度等性能，增加了

涂層厚度調(diào)節(jié)范圍及可利用的涂層材料選擇范圍，可以大大拓展電弧噴涂的應(yīng)用范圍。

但原有超音速電弧噴涂的應(yīng)用還幾乎停留在普通電弧噴涂技術(shù)的基礎(chǔ)上，只是簡(jiǎn)單地利用其性能的提高，基本上處于一種被動(dòng)應(yīng)用的狀況。比如噴涂材料，仍然沿用原有電弧噴涂用絲材，沒有針對(duì)超音速電弧噴涂技術(shù)的先進(jìn)性專門開發(fā)新型涂層材料，我們投入了大量人力、物力、財(cái)力對(duì)其進(jìn)行了進(jìn)一步研究，開發(fā)出了MC鍋爐四管專用涂層、 NiCr/Cr 3 C 2 、 NiCrAiFe/Cr 3 C 2 、 45CT 系列噴涂材料，增加其在電力系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)用性，最大限度地利用該技術(shù)的先進(jìn)性，實(shí)現(xiàn)良好的表面涂層。

四、超音速電弧噴涂45CT合金的應(yīng)用研究

對(duì)水冷壁的防高溫腐蝕和磨損各種方法綜合考慮，我們認(rèn)為，比較理想的方法是采用熱噴涂技術(shù)。經(jīng)過一系列的準(zhǔn)備工作，于1999年5月廣東沙角B電廠3# 爐大修期間，我們對(duì)其水冷壁進(jìn)行了防腐耐磨超音速電弧噴涂。 鋼鐵材料的表面防護(hù)涂層分兩大類。一類是隔離涂層，如電鍍鉻、油漆及有機(jī)涂料；另一類是陽極涂層，如電鍍鋅、熱浸或噴涂45CT合金作為犧牲陽板仍對(duì)該處表面鋼鐵具有防腐蝕保護(hù)作用，避免孔隙腐蝕、保護(hù)層下腐蝕及由此引起涂層的脫落，陽極涂層還兼有隔離涂層作用。

選擇防腐蝕涂層材料除考慮其陽極性外(即選擇陽極電位低于鋼鐵的金屬成份)，還應(yīng)要求其熱膨脹系數(shù)接近鋼鐵材料，具有良好的塑性，以避免脫層，材料還應(yīng)具有一定的抗沖蝕能力。對(duì)選擇的一種或幾種材料應(yīng)進(jìn)行噴涂試驗(yàn)、性能試驗(yàn)和對(duì)比試驗(yàn)等。

對(duì)于水冷壁防高溫腐蝕和磨損噴涂，我們開發(fā)的噴涂材料是自發(fā)放熱型材料45CT，噴涂后涂層與基體金屬表面產(chǎn)生原子擴(kuò)散，形成冶金結(jié)合，涂層又形成粗糙表面，便于與工作層連接，提高涂層的結(jié)合強(qiáng)度。噴涂層材料的膨脹系數(shù)與水冷壁管材料接近，使涂層在交變熱應(yīng)力作用下不會(huì)脫落，它具有抗腐蝕、抗氧化、耐高溫、延展性好、抗沖蝕能力強(qiáng)且價(jià)格便宜等特點(diǎn)，涂層厚度 0.8~1.0mm。

噴涂工藝如下：

A. 噴砂打磨：

噴涂前的基體表面必須清潔、無油污、且須達(dá)到清潔和毛化要求。噴砂打磨的目的是使水冷壁管表面呈灰白色的金屬外觀和均勻粗化。噴砂后，基體表面粗糙度應(yīng)達(dá)到 Rz40~80um。且干燥、無灰塵、無油污、無氧化皮、無銹跡。選擇磨料時(shí)，根據(jù)基體金屬的種類和涂層的厚度而定，磨料必須清潔、有棱角，才能保證涂層與基體結(jié)合良好。我們選擇棕剛玉和冷硬鑄鐵砂等符合有關(guān)規(guī)定的磨料進(jìn)行打磨，磨料有棱角，清潔、干燥、沒有油污、可溶性鹽的游離物和長(zhǎng)石，以對(duì)表面進(jìn)行仔細(xì)的清理及有效的表面毛化，達(dá)到提高噴涂結(jié)合強(qiáng)度的目的。

B. 防腐蝕噴涂：防腐噴涂

使用超音速電弧噴涂技術(shù)對(duì)水冷壁進(jìn)行噴涂，噴涂材料為專用 45CT，設(shè)計(jì)噴涂厚度 0.8~1.0mm。噴涂表面達(dá)到均勻、致密。噴砂后的水冷壁管，應(yīng)盡快進(jìn)行噴涂，其間隔時(shí)間越短越好，在晴天或不潮濕的天氣，間隔時(shí)間不可超過12小時(shí)，在雨天、潮濕或含鹽霧氣氛下，間隔時(shí)間不超過 2 小時(shí)。噴涂必須在如下條件下實(shí)施：環(huán)境大氣高于5℃或基體金屬的溫度至少比大氣露點(diǎn)高 3 ℃，在雨天、潮濕或含霧的氣氛中，噴涂操作必須在室內(nèi)或

工棚棚中進(jìn)行。

C. 后處理：

對(duì)于防腐噴涂，必須加封孔劑，以避免腐蝕物質(zhì)通過涂層的孔隙往里面滲入，直接腐蝕母材，或間接減少防腐涂層的有效厚度。封孔劑選擇有機(jī)硅加鋁粉，噴涂后采用噴涂方法覆蓋在涂層上面。

D. 現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)：

噴涂完成后，應(yīng)進(jìn)行外觀檢查，涂層表面致密、均勻、顆粒細(xì)小，不允許有起皮、鼓泡、大溶滴、裂紋、掉塊及其他影響涂層使用的缺陷。使用日本原裝進(jìn)口的磁性涂層測(cè)厚儀進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)，厚度達(dá)到要求，可以保證工程質(zhì)量。

五、噴涂效果分析

1、與滲鋁管防腐效果對(duì)比分析

為了防止高溫硫腐蝕，火電廠在水冷壁中設(shè)置衛(wèi)燃帶，以前常采用滲鋁管，實(shí)際上，用噴涂 SCZ16 管代替滲鋁管可以取得相同的或更好的效果。

試驗(yàn)證明，我們使用的 45CT 耐腐蝕效果比滲鋁管好得多，使水冷壁管的使用壽命更長(zhǎng)；在水冷壁衛(wèi)燃帶采用滲鋁管，經(jīng)常發(fā)現(xiàn)焊縫出現(xiàn)嚴(yán)重的硫腐蝕，這是滲鋁管無法克服的弊端，而使用超音速電弧噴涂技術(shù)，則可在水冷壁管安裝完畢后，對(duì)焊口及其附近補(bǔ)噴一層 45CT 防腐，防止焊縫腐蝕；另外，噴涂 45CT 可以對(duì)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后的水冷壁管進(jìn)行再防護(hù)，這也是滲鋁管無法做到的。

2、運(yùn)行后的涂層檢測(cè)

（廣東沙角 B 電廠 3# 爐）超音速電弧噴涂 45CT 涂層水冷壁管，經(jīng)過長(zhǎng)期運(yùn)行外觀檢查，涂層完好，未見裂紋、起皮、脫落等任何宏觀缺陷，也未因腐蝕原因造成爆管等。

我們將最早實(shí)施噴涂的廣東沙角 B 電廠 3# 爐水冷壁管中隔墻在停爐時(shí)割管取樣分析，該樣自爐內(nèi)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施噴涂后已連續(xù)運(yùn)行 6800 余小時(shí)，根據(jù)廣州有色金屬研究總院出具的檢測(cè)報(bào)告，“試樣涂層完整，未發(fā)現(xiàn)有剝落現(xiàn)象，涂層約 0.9mm。與基體結(jié)合良好，結(jié)合部位未發(fā)現(xiàn)明顯缺陷”。為了防止高溫腐蝕和磨損，超音速電弧噴涂 45CT 可以取得很好的效果。通過各種性能試驗(yàn)和實(shí)踐證明，利用超音速電弧噴涂的 45CT 涂層，可以大大延長(zhǎng)水冷壁管的使用壽命，同時(shí)也可以對(duì)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后的水冷壁管進(jìn)行再防護(hù)，以進(jìn)一步延長(zhǎng)水冷壁管的使用壽命。

六、結(jié)束語

水冷壁管的可靠性，直接關(guān)系到電廠機(jī)組是否能安全有效運(yùn)行，但鍋爐運(yùn)行中對(duì)不可避免地

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解決方案電力鍋爐

水利電力工業(yè)

 

1.圖片

2.適用范圍

3.功能圖層

4.材料

5.噴砂設(shè)備

6.推薦 噴涂設(shè)備

 

1.流化床鍋爐管

 

1.圖片

     

 

2.適用范圍

 

專業(yè)熱噴涂層施工（熱噴涂在電力工業(yè)中的應(yīng)用）

適用范圍：大型電廠

1、火電廠鍋爐水冷壁管、過熱器管、再熱器管、節(jié)煤（或油）器管，簡(jiǎn)稱“鍋爐四管”噴涂防腐耐磨涂層；
2、火電廠汽輪機(jī)缸蓋結(jié)合面泄漏噴涂修復(fù)；發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子軸頸磨損、拉傷的電刷鍍、熱噴涂修復(fù)
3、火電廠吸、排風(fēng)機(jī)葉輪及磨煤機(jī)系統(tǒng)噴焊修復(fù)與表面強(qiáng)化；汽輪機(jī)汽缸中分面汽蝕的熱噴涂、電刷鍍修復(fù)
4、水電站水輪機(jī)過流部位導(dǎo)中、閘門殼、排水減壓管、轉(zhuǎn)輪、導(dǎo)葉環(huán)、罩殼等抗氣蝕沖刷噴焊層；
5、柴油發(fā)電機(jī)曲軸磨損后的修復(fù)；各類風(fēng)機(jī)葉輪、各類電力機(jī)械設(shè)備磨損、腐蝕的修復(fù)和表面強(qiáng)化
6、風(fēng)力發(fā)電底座的噴涂。7、電廠脫硫煙道熱噴涂抗SO2腐蝕涂層施工、脫硫塔綠色工程施工。

 

3.功能圖層

 

 

功能

耐磨粒磨損涂層

耐熱沖蝕涂層

耐沖蝕涂層

耐腐蝕涂層

 

噴涂材料： 金屬陶瓷、合金、氧化物陶瓷涂層、45CT高鉻鎳鐵鉻鋁涂層、防磨瓦罩、防腐瓦罩等。

噴涂方法： 超高音速火焰噴涂、高速電弧噴涂、等離子噴涂等。

應(yīng)用實(shí)例： 鍋爐“四管”（水冷壁管、過熱器官、預(yù)熱器管和省煤氣罐）、鍋爐排氣風(fēng)機(jī)葉片、煤磨系統(tǒng)密封環(huán)、液壓活塞桿、        水輪機(jī)葉片、   導(dǎo)水葉、海水泵葉輪、水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪、風(fēng)機(jī)葉輪等。

（聯(lián)手合作伙伴有國(guó)內(nèi)外鍋爐集團(tuán)、省電力設(shè)計(jì)院、火電建設(shè)安裝、綠色環(huán)保、中國(guó)表面工程研究發(fā)展協(xié)會(huì)，北京有色金屬研究總院，有研粉末新材料，協(xié)助參與 國(guó)內(nèi) 外 各 電廠、 每年 大（?。z修 針對(duì)性地， 解除鍋爐防磨耐抗腐蝕及安全隱患問題，快速安全為電廠直接有效地 創(chuàng)造經(jīng)濟(jì) 效益。承接國(guó)內(nèi)外各電廠工程恰談施工方案及工程報(bào)價(jià)?？茖W(xué)保質(zhì)終身服務(wù)。）

 

電廠客戶群：國(guó)內(nèi)各大中小企業(yè)電廠 、中國(guó)華能集團(tuán)、中國(guó)華電集團(tuán)、中國(guó)大唐集團(tuán)、中國(guó)國(guó)電集團(tuán)、中電投資集團(tuán)、國(guó)外電廠

 

4.噴涂材料

     防磨合金粉芯絲                       防腐合金實(shí)芯絲                        45CT 高鉻鎳鐵鉻鋁涂層

 

5.噴砂設(shè)備

 

6.推薦 噴涂設(shè)備

   

 

7.砂的樣品

   棕鋼玉                         石英砂                             金礦砂                  銅礦砂

 

2.煤粉爐鍋爐管噴涂

   

 

3..電廠省煤器管噴涂

    

 

4.. 電廠過熱器管噴涂

    

 

5.廢料焚化電力爐噴涂

  

 

6.殘?jiān)紵娏t噴涂

  

 

7. 黑液回收電力爐噴涂

   

 

8.燃煤燃油電力爐噴涂

  

 

9.化學(xué)工業(yè)電力鍋爐噴涂

    

 

10.紡織廠電力鍋爐噴涂

    

 

11.水泥廠電力鍋爐噴涂

    

 

12.鋼鐵廠電力爐噴涂

 

  

 

13.制糖廠電力鍋爐噴涂

    

   

 

18.石油化工電力鍋爐噴涂

   

 

19.輕工業(yè)電力鍋爐噴涂

   

 

20.造紙業(yè)電力鍋爐噴涂

  

 

21.制藥電力鍋爐噴涂

  

 

 

再制造工程通過采用先進(jìn)的修復(fù)技術(shù)、嚴(yán)格的產(chǎn)品質(zhì)量控制和精確的成本核算，使費(fèi)舊產(chǎn)品得以再利用，并達(dá)到良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，再制造工程以優(yōu)質(zhì)、高效、節(jié)能、節(jié)材、環(huán)保為目標(biāo)，符合國(guó)家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。再制造工程以先進(jìn)的維修技術(shù)為基礎(chǔ)，其中，熱噴涂技術(shù)由于其工藝的靈活性、涂層質(zhì)量的可控性和成本優(yōu)勢(shì)，在再制造中有廣泛的應(yīng)用。由熱噴涂的原理可知，粒子沉積前的狀態(tài)決定涂層的性能，包括粒子的速 度、粒子的溫度及粒子的熔化狀態(tài)。粒子的速度 對(duì)涂層的性能具有重要的作用，當(dāng)粒子撞擊基體 表面時(shí)，高速可形成大的沖量，粒子的變形能力 強(qiáng)，有利于涂層結(jié)合力和致密度的提高，超音速 噴涂?jī)?yōu)異的涂層性能得益于極高的粒子速度，近 年來研究的熱門，冷噴涂技術(shù)，則完全依靠高速 粒子的動(dòng)能來沉積形成涂層。根據(jù)空氣動(dòng)學(xué)和火 箭發(fā)動(dòng)機(jī)原理，先后成功研制了超音速電弧噴涂 技 術(shù) (HVAS) 、 多 功 能 超 音 速 火 焰 噴 涂 技 術(shù)(HVO/AF)，能制備高性能的金屬、合金、金屬陶 瓷和無氧化物金屬涂層，在工業(yè)中獲得了廣泛的應(yīng)用。

1 超音速電弧噴涂技術(shù)

電弧噴涂具有生產(chǎn)效率高、生產(chǎn)成本低、工 件受熱小等優(yōu)點(diǎn)，在長(zhǎng)效防腐和耐磨涂層方面應(yīng) 用廣泛，在熱噴涂中占有重要的地位，但是，與 等離子噴涂和超音速火焰噴涂相比，普通電弧噴 涂的涂層質(zhì)量較低，結(jié)合強(qiáng)度 20 MPa 左右，孔 隙率為 3 %-10 %，限制了電弧噴涂的應(yīng)用。超音 速電弧噴涂技術(shù)以提高粒子的速度為出發(fā)點(diǎn)，采 用拉伐爾噴咀，改善了噴槍的霧化效果，增強(qiáng)了 氣流對(duì)粒子的加速作用，粒子的速度被提高到超 音速，制備的涂層結(jié)合強(qiáng)度高、孔隙率低、表面 粗糙度低，與普通電弧噴涂相比，涂層質(zhì)量有 了很大程度的提高，接近等離子噴涂的水平，全面提高了電弧噴涂層的質(zhì)量。

超音速電弧噴涂的原理是：燃燒于絲材端部 的電弧將均勻送進(jìn)的絲材熔化，經(jīng)拉伐爾噴咀加 速后的超音速氣流將熔化的絲材霧化為粒度細(xì)小 分布均勻的粒子，噴向工件形成涂層。與普通電 弧噴涂一樣，超音速電弧噴涂是一個(gè)不斷重復(fù)進(jìn) 行的熔化—霧化—沉積的過程，但在霧化方式上， 超音速電弧噴涂與普通電弧噴涂有差別，普通電 弧噴涂采用亞音速霧化，而超音速電弧噴涂采用 超音速霧化，霧化后的粒子細(xì)小均勻，速度高，有利于獲得高質(zhì)量的涂層。

2 超音速電弧噴涂在再制造中的應(yīng)用

超音速電弧噴涂層結(jié)合強(qiáng)度高、孔隙率低、 表面粗糙度低、耐磨耐蝕性能好，在工業(yè)中有廣 闊的應(yīng)用前景，特別是在長(zhǎng)效防腐和耐磨涂層方面。超音速電弧噴涂工藝靈活，在相當(dāng)大的工藝 參數(shù)范圍內(nèi)都能得到性能優(yōu)異的涂層，設(shè)備研制 成功后，獲得了廣泛的應(yīng)用。

2.1 長(zhǎng)效防腐涂層

電弧噴涂鋁、鋅涂層耐蝕性能好，對(duì)基體有 良好的保護(hù)作用。由于鋁、鋅涂層的自腐蝕電位 均低于碳鋼的自腐蝕電位，因此，鋁、鋅涂層具 有犧牲陽極的陰極保護(hù)作用，即使涂層有局部破 損，對(duì)基體仍然有良好的防護(hù)效果，此外，電弧 噴涂鎳鉻和鐵鉻鋁涂層還能有效地抗高溫腐蝕。 超音速電弧噴涂層質(zhì)量比普通電弧噴涂高，涂層 均勻致密，孔隙率低，為腐蝕的防護(hù)提供了一條 成本低、效果好的途徑，特別是橋梁、鋼鐵塔架、 水閘門、工業(yè)鍋爐等的腐蝕防護(hù)。

工業(yè)用鍋爐水冷管壁的腐蝕是個(gè)重要的經(jīng) 濟(jì)和技術(shù)問題，更換管壁和停產(chǎn)的損失相當(dāng)昂貴。 鍋爐使用過程中，工作溫度高，燃料含硫量高， 鍋爐水冷管壁由于 Fe 元素與高溫空氣中的 S 元 素反應(yīng)生成 FeS 而造成腐蝕。此外，熔渣和煤灰 對(duì)管壁有沖蝕作用，加劇管壁的腐蝕。超音速電 弧噴涂電廠水冷管壁，與普通電弧噴涂相比，制 備的涂層均勻致密，表面粗糙度低，結(jié)合強(qiáng)度高， 涂層質(zhì)量大大改善，預(yù)計(jì)防腐壽命在 5 年以上。 隨著石化工業(yè)的發(fā)展，由于各種腐蝕原因引起化 工儲(chǔ)罐、管道出現(xiàn)事故的趨勢(shì)明顯增加，不僅造 成了大量的經(jīng)濟(jì)損失和環(huán)境污染，而且造成了很 多人員傷亡。因此，對(duì)化工設(shè)備進(jìn)行防腐與維修， 是石化工業(yè)發(fā)展中重點(diǎn)解決的難題之一。超音速 電弧噴涂石油化工廠的輕污油回收罐，大大提高 了回收罐的使用壽命，其使用壽命由原來的 3 年 提高到 8 年。

(a)水冷管壁防腐

(b)化工儲(chǔ)罐防腐

圖1 超音速電弧噴涂防腐涂層的應(yīng)用

 

2.2 耐磨涂層

在機(jī)械零部件的表面，采用熱噴涂方法，制 備耐磨或耐磨耐蝕的涂層，對(duì)零部件進(jìn)行修復(fù)或 強(qiáng)化，是熱噴涂技術(shù)應(yīng)用的一個(gè)重要的方面。超音速電弧噴涂制備的涂層結(jié)合強(qiáng)度高、孔隙率低， 經(jīng)車削和磨削加工后易于滿足精度和表面光潔度 要求，同時(shí)，與其它修復(fù)方法相比，其成本低廉， 為其在修復(fù)領(lǐng)域的應(yīng)用創(chuàng)造了條件，具有較好的 技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。工程機(jī)械的作業(yè)環(huán)境越來越惡劣， 其液壓系統(tǒng)柱塞往往由于超負(fù)載、液壓油污染而 出現(xiàn)粘著磨損和磨粒磨損，導(dǎo)致液壓系統(tǒng)無法正 常工作。采用超音速電弧噴涂耐磨抗高溫合金涂 層對(duì)失效的柱塞進(jìn)行修復(fù)，修復(fù)后的柱塞不僅可 恢復(fù)使用，而且其使用壽命也原來平均 15～20 天延長(zhǎng)到平均為 45 天，使用壽命周期提高了一倍 以上，產(chǎn)生了較好的經(jīng)濟(jì)效益。

3 多功能超音速火焰噴涂技術(shù)

多功能超音速火焰噴涂系統(tǒng)的原理是：利用 煤油為燃料，氧氣和壓縮空氣為助燃劑，控制系 統(tǒng)將煤油和氧氣（壓縮空氣，或氧氣與壓縮空氣 的混合氣）以一定的流量輸送到噴槍，經(jīng)高性能 霧化噴嘴霧化混合成可燃混合氣后噴入噴槍燃燒 室，混合氣經(jīng)火花塞點(diǎn)火燃燒后形成高溫高壓的 燃?xì)?，通過拉伐爾噴嘴將其加速到超音速。送粉 系統(tǒng)將噴涂粉末從拉代爾噴嘴的低壓區(qū)送入超音 速射流，經(jīng)射流加溫加速后從噴槍噴出，高速噴 向工件表面沉積形成涂層。噴涂系統(tǒng)的關(guān)鍵是通 過調(diào)節(jié)進(jìn)入噴槍的煤油、助燃劑（氧氣與壓縮空 氣的混合氣體）的流量比例來調(diào)節(jié)焰流的速度和 溫度，從而控制噴涂粉末的加熱和加速，以滿足 噴涂材料的要求，制備高性能的金屬涂層，合金 涂層和氧化物陶瓷涂層。

圖 2 為多功能超音速火焰噴涂系統(tǒng)的焰流圖，由圖可知，焰流集中，射 流擴(kuò)散角小，并出現(xiàn)了超音速焰流所特有的馬赫 錐，表明焰流的速度達(dá)到超音速。對(duì) WC-12Co 涂層的結(jié)合強(qiáng)度進(jìn)行了測(cè)試，測(cè)試結(jié)果表明涂層 的結(jié)合強(qiáng)度大于 70 MPa，測(cè)試時(shí)的斷裂面出現(xiàn)在 膠層，說明實(shí)際值大于測(cè)試值。

圖 2 多功能超音速火焰噴涂射流

4 多功能超音速火焰噴涂技術(shù)的應(yīng)用

多功能超音速火焰噴涂具有氧氣煤油超音速 火焰噴涂（HVOF）和空氣煤油超音速火焰噴涂 （HVAF）的雙重功能，焰流速度和溫度在大范 圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)，能滿足多種噴涂材料的要求，其 制備的涂層結(jié)合強(qiáng)度高、孔隙率低，可制備耐磨、 耐蝕、導(dǎo)熱、絕緣、導(dǎo)電、密封等涂層，在機(jī)械 制造、航空航天、水利電力、礦山冶金、石油化 工、造紙皮革等領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景。

在冶金行業(yè)，有多種軋輥和輸送輥需要耐磨 強(qiáng)化或修復(fù)，其中，冷軋帶鋼連續(xù)退火爐底輥是 重要的一種。輥面的結(jié)瘤現(xiàn)象，實(shí)際上是粘著磨 損。為了減少結(jié)瘤給鋼帶生產(chǎn)造成的損失，熱噴 涂方法被廣泛采用。通常在輥面噴涂 NiCr-Cr3C2 涂層，它具有抗高溫氧化、抗熱震、抗磨損的特 點(diǎn)，能使?fàn)t底棍在高溫下長(zhǎng)時(shí)間的連續(xù)工作，且 經(jīng)受周期性的熱沖擊。當(dāng)爐低輥工作溫度超過 900 ℃時(shí)，一般噴涂 Co 基合金。超音速火焰噴 涂在噴涂碳化物陶瓷方面具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)， 而冶金行業(yè)對(duì)碳化物金屬陶瓷涂層有很大的需 求，因此獲得大量應(yīng)用。圖 3 為多功能超音速火焰噴涂 Co 基 WC 涂層對(duì)酸洗鍍鋅輥進(jìn)行表面強(qiáng) 化，以提高其工作壽命，設(shè)備使用單位為邯鄲鋼鐵集團(tuán)。

  

圖 3 多功能超音速火焰噴涂強(qiáng)化冶金棍

在石油工業(yè)中，有大量的機(jī)械設(shè)備，如：泵、 閥、鉆井機(jī)械、輸運(yùn)設(shè)備、提升設(shè)備、管道等， 影響它們壽命的重要因素是磨損與腐蝕。多功能 超音速火焰噴涂在強(qiáng)化和修復(fù)抽油泵活塞桿方面有很好的應(yīng)用效果，活塞桿噴涂 WC 涂層強(qiáng)化后， 耐磨性大大提高，使用壽命提高數(shù)倍。在石油機(jī) 械中，閥座和軸類零部件的磨損也比較嚴(yán)重。由 于多功能超音速火焰噴涂制備的 Co 基 WC 涂層， 殘余應(yīng)力低，涂層厚度可達(dá) 3mm，甚至更厚，而 涂層與基體結(jié)合好，在承受重載的磨損件的尺寸 恢復(fù)中有較好的應(yīng)用。

泵、缸、閥是組成液壓和氣動(dòng)系統(tǒng)的基本單 元，磨損和介質(zhì)的腐蝕是制約其使用壽命的關(guān)鍵 因素。利用多功能超音速火焰噴涂技術(shù)可對(duì)泵軸、 缸活塞桿、閥芯等進(jìn)行強(qiáng)化和修復(fù)，這些部件要 求有較高的精度和表面光潔度，多功能超音速火 焰噴涂層經(jīng)磨削后精度和表面光潔度均很高，能 滿足其使用要求。

硬密封球閥在工業(yè)中有廣闊的應(yīng)用，它依靠閥芯和閥座間的硬密封來控制流體通斷，由于不 需要使用非金屬密封材料，具有結(jié)構(gòu)緊湊，密封可靠，耐蝕性強(qiáng)的特點(diǎn)，在化工行業(yè)有廣闊的應(yīng)用。在硬密封球閥的閥芯上制備一定厚度的耐磨 耐蝕金屬陶瓷涂層，并磨削至需要的精度和光潔 度，可大大提高密封性能和使用壽命。溫州成達(dá) 特種閥門廠使用多功能超音速火焰噴涂技術(shù)強(qiáng)化 硬密封球閥，大大提高閥的使用性能和壽命，并 能滿足石油化工行業(yè)部分特殊工況的需要，受到用戶的好評(píng)。

在我國(guó)，由于受能源結(jié)構(gòu)的制約，在相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，火力發(fā)電在電力中占有相當(dāng)大的比 例。風(fēng)機(jī)、葉輪、鍋爐、汽輪發(fā)電機(jī)組等是在火 力發(fā)電中的重要設(shè)備，由于工作環(huán)境不同，且工況較惡劣，部分設(shè)備壽命較短，影響生產(chǎn)的安全 性和經(jīng)濟(jì)效益。由于多功能超音速火焰噴涂層性 能優(yōu)異，在電力中有很成功的應(yīng)用。

5 結(jié) 論

以提高粒子的速度為出發(fā)點(diǎn)，研制了 HVAA、HVO/AF 超音速噴涂系統(tǒng)，試驗(yàn)和應(yīng)用 表明，其制備的涂層性能優(yōu)異，在工業(yè)中應(yīng)用廣 泛，并取得了很好的應(yīng)用效果，隨著進(jìn)一步的推 廣應(yīng)用，將創(chuàng)造更大的效益和價(jià)值。

 

電力部

電力系統(tǒng)	發(fā)電廠	汽輪機(jī)缸蓋
		吸、排風(fēng)機(jī)葉輪
		磨煤機(jī)系統(tǒng)煤粉鍋爐受熱面四管
		鍋爐“四管”（水冷壁、過熱器、再熱器和省煤器）
	水電站	中小電站水輪機(jī)葉輪
	風(fēng)力發(fā)電	底座
	柴油發(fā)動(dòng)機(jī)零部件

 

產(chǎn)品廣泛適用于發(fā)電、輕工、石油化工、紡織、造紙、食品加工業(yè)、制藥及賓館、醫(yī)院等企事業(yè)單位。

螺旋水冷壁

 

大型電廠

電廠鍋爐水冷壁防磨耐腐熱噴涂

電廠循環(huán)流化床鍋爐受熱面四管（水冷壁管、過熱器管、再熱器管和省煤器管）熱噴涂 耐磨耐蝕涂層施工

電廠煤粉鍋爐受熱面四管熱噴涂抗高溫腐蝕涂層施工。

電廠脫硫煙道熱噴涂抗SO2腐蝕涂層施工、脫硫塔綠色工程施工。

汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子軸頸磨損、拉傷的電刷鍍、熱噴涂修復(fù)

汽輪機(jī)汽缸中分面汽蝕的熱噴涂、電刷鍍修復(fù)。 各類風(fēng)機(jī)葉輪、

各類電力機(jī)械設(shè)備磨損、腐蝕的修復(fù)和表面強(qiáng)化。

電廠風(fēng)機(jī)葉輪等離子噴涂

火電廠吸、排風(fēng)機(jī)葉輪及磨煤機(jī)系統(tǒng)噴焊修復(fù)與表面強(qiáng)化

鍋爐防腐防磨噴涂誠(chéng)征專、兼職業(yè)務(wù)員和代理商及合作伙伴

 

專業(yè)熱噴涂層施工（熱噴涂在電力工業(yè)中的應(yīng)用）

適用范圍：大型電廠

1、火電廠鍋爐水冷壁管、過熱器管、再熱器管、節(jié)煤（或油）器管，簡(jiǎn)稱“鍋爐四管”噴涂防腐耐磨涂層；
2、火電廠汽輪機(jī)缸蓋結(jié)合面泄漏噴涂修復(fù)；發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子軸頸磨損、拉傷的電刷鍍、熱噴涂修復(fù)
3、火電廠吸、排風(fēng)機(jī)葉輪及磨煤機(jī)系統(tǒng)噴焊修復(fù)與表面強(qiáng)化；汽輪機(jī)汽缸中分面汽蝕的熱噴涂、電刷鍍修復(fù)
4、水電站水輪機(jī)過流部位導(dǎo)中、閘門殼、排水減壓管、轉(zhuǎn)輪、導(dǎo)葉環(huán)、罩殼等抗氣蝕沖刷噴焊層；
5、柴油發(fā)電機(jī)曲軸磨損后的修復(fù)；各類風(fēng)機(jī)葉輪、各類電力機(jī)械設(shè)備磨損、腐蝕的修復(fù)和表面強(qiáng)化
6、風(fēng)力發(fā)電底座的噴涂。7、電廠脫硫煙道熱噴涂抗SO2腐蝕涂層施工、脫硫塔綠色工程施工。

 

功能

耐磨粒磨損涂層

耐熱沖蝕涂層

耐沖蝕涂層

耐腐蝕涂層

 

噴涂材料： 金屬陶瓷、合金、氧化物陶瓷涂層、45CT高鉻鎳鐵鉻鋁涂層、防磨瓦罩、防腐瓦罩等。

噴涂方法： 超高音速火焰噴涂、高速電弧噴涂、等離子噴涂等。

應(yīng)用實(shí)例： 鍋爐“四管”（水冷壁管、過熱器官、預(yù)熱器管和省煤氣罐）、鍋爐排氣風(fēng)機(jī)葉片、煤磨系統(tǒng)密封環(huán)、液壓活塞桿、        水輪機(jī)葉片、   導(dǎo)水葉、海水泵葉輪、水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪、風(fēng)機(jī)葉輪等。

（聯(lián)手合作伙伴有國(guó)內(nèi)外鍋爐集團(tuán)、省電力設(shè)計(jì)院、火電建設(shè)安裝、綠色環(huán)保、中國(guó)表面工程研究發(fā)展協(xié)會(huì)，北京有色金屬研究總院，有研粉末新材料，協(xié)助參與 國(guó)內(nèi) 外 各 電廠、 每年 大（?。z修 針對(duì)性地， 解除鍋爐防磨耐抗腐蝕及安全隱患問題，快速安全為電廠直接有效地 創(chuàng)造經(jīng)濟(jì) 效益。承接國(guó)內(nèi)外各電廠工程恰談施工方案及工程報(bào)價(jià)?？茖W(xué)保質(zhì)終身服務(wù)。）

 

電廠客戶群：國(guó)內(nèi)各大中小企業(yè)電廠 、中國(guó)華能集團(tuán)、中國(guó)華電集團(tuán)、中國(guó)大唐集團(tuán)、中國(guó)國(guó)電集團(tuán)、中電投資集團(tuán)、國(guó)外電廠

 

噴涂材料

     防磨合金粉芯絲                       防腐合金實(shí)芯絲                        45CT 高鉻鎳鐵鉻鋁涂層

 

 

根據(jù)不同方案選擇不同材料 鍋爐水冷壁受熱面 、過熱器、省煤器、再熱器  防磨罩 

 

                                         防磨導(dǎo)流板護(hù)梁                                                       防磨導(dǎo)流板護(hù)梁  

 

噴涂施工設(shè)備

    

 

噴砂設(shè)備

 

砂的樣品：

   棕鋼玉                         石英砂                             金礦砂                  銅礦砂

 

電廠鍋爐水冷壁防磨耐腐熱噴涂

   

   

  

  

 

    

鍋爐尾部煙道抗磨耐蝕 陶瓷冷噴涂 料 施工       高溫防磨      鍋爐水冷壁火焰噴涂    火電廠衛(wèi)燃帶 水冷壁管 冷噴涂施工

 

     

   

循環(huán)流化床鍋爐 內(nèi)埋管             鍋爐 易損部位                    噴涂施工現(xiàn)場(chǎng)             循環(huán)流化床鍋爐 內(nèi)埋管   

 

   

煤粉爐水冷壁受熱面 防腐防磨 設(shè)計(jì)噴涂施工           鍋爐水冷壁受 劇烈磨損

 

   

  

鍋爐預(yù)熱器噴涂

 

   

CFB過熱器管防磨耐腐涂層噴涂

 

  

CFB再熱器管防磨耐腐涂層噴涂

 

   

  

鍋爐節(jié)煤（或油）器管防磨耐腐涂層噴涂

 

   

   

環(huán)保焚燒鍋爐噴涂防腐耐磨涂層噴涂

 

   

   

   

汽輪機(jī)缸蓋

 

    

  

電廠 大型 吸、排風(fēng)機(jī)葉輪吸排風(fēng)機(jī)葉輪