本發(fā)明涉及材料技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種循環(huán)流化床鍋爐耐高溫抗磨蝕涂層的制備方法。
背景技術(shù):
循環(huán)流化床鍋爐與常規(guī)鍋爐的區(qū)別在于其燃燒系統(tǒng)不同,氣固物料分離設(shè)備和固體物料再循環(huán)設(shè)備是循環(huán)流化床鍋爐的主要特征。循環(huán)流化床鍋爐的燃燒包括內(nèi)、外循環(huán)兩個過程,內(nèi)循環(huán)是爐膛內(nèi)的循環(huán)過程,即在爐內(nèi)高速運動的煙氣與其攜帶的湍流擾動極強的固體顆粒密切接觸,并有大量顆粒返混的流態(tài)化燃燒反應(yīng)過程。而外循環(huán)是在爐外將絕大部分高溫的固體顆粒搜集,并將它們送回爐內(nèi)再次參與燃燒的過程。這種特殊的燃燒方式使循環(huán)流化床鍋爐具有許多傳統(tǒng)鍋爐所沒有的特點。
特殊的燃燒方式為循環(huán)流化床帶來一系列優(yōu)點,但同時也引起了鍋爐受熱面管的高溫磨損和腐蝕。這一缺陷一直沒有得到較好的解決,限制了循環(huán)流化床鍋爐的進一步推廣應(yīng)用。
循環(huán)流化床鍋爐的受熱面管包括水冷壁、過熱器、再熱器、省煤器和煙道等,國內(nèi)制造的循環(huán)流化床鍋爐大都還在密相區(qū)布置有埋管受熱面。與其他類型鍋爐相比,循環(huán)流化床鍋爐的受熱面管的工況條件更為惡劣,其磨損與固體物料濃度、煙氣流速、顆粒特性等因素密切相關(guān)。循環(huán)流化床鍋爐燃燒的煤多為低熱值劣質(zhì)煤(煤矸石、泥煤等),固體物料(包括燃料、脫硫劑石灰石、床料等)的平均顆粒度為0-8mm,而煤粉爐燃用的煤粉粒度僅為20-50μm左右,燃燒室密相區(qū)的固體物料濃度高達100-100kg/m3,稀相區(qū)的也為5-50kg/m3,為煤粉鍋爐的幾十倍到上百倍;物料燃燒形成的高溫?zé)煔庵泻?0-20%的飛灰,飛灰中含有高熔點的硬質(zhì)顆粒(主要為SiO2),其運行風(fēng)速平均高達4-10m/s;此外,煙氣中還含有CO、H2S、SO2、HC1等腐蝕性氣體。
因此循環(huán)流化床鍋爐用涂層必須具有良好的導(dǎo)熱性能,且熱膨脹系數(shù)與基材相近,以避免涂層脫落,且要耐高溫腐蝕和高溫磨蝕。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的在于提出一種循環(huán)流化床鍋爐耐高溫抗磨蝕涂層的制備方法,所述涂層用于循環(huán)流化床鍋爐時能夠耐高溫腐蝕和高溫磨蝕,且涂層牢固不脫落。
為達此目的,本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
一種循環(huán)流化床鍋爐耐高溫抗磨蝕涂層的制備方法,其包括:
(1)將循環(huán)流化床鍋爐部件表面噴砂粗化;
(2)用丙酮和乙醇先后洗滌所述噴砂粗化的表面,并干燥;
(3)在粗化并清洗干凈后的表面等離子噴涂Cr3C2-NiCr-WC顆粒,所述等離子噴涂工藝條件包括:主氣壓力0.7-1.0MPa,輔氣壓力0.6-0.9MPa,主氣流量1300-1800l/h,輔氣流量900-1100l/h,弧電流450-600A,弧電壓85-100V,送粉氣壓力0.2-0.4MPa,送粉氣流量280-400l/h,噴涂距離100-150mm,噴涂速度2-3kg/h,涂層厚度1-2.5mm。
優(yōu)選的,本發(fā)明所述的Cr3C2-NiCr-WC顆粒,其重量比為5-3:1:0.5-2。
本發(fā)明通過選擇特定的耐高溫耐磨蝕涂層組成,并與特定的工藝相結(jié)合,在循環(huán)流化床鍋爐表面制備得到耐高溫腐蝕和高溫磨蝕的涂層,解決了現(xiàn)有技術(shù)不能解決的缺陷。
本發(fā)明制備得到的涂層,其顯微硬度在920HV0.981以上,在30°沖蝕角和90°沖蝕角下,其沖蝕磨損率遠遠低于基體,只是基體的10%左右。所述涂層能夠耐高溫腐蝕和高溫磨蝕,且涂層牢固不脫落。
具體實施方式
下面通過具體實施方式來進一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。
實施例1
一種循環(huán)流化床鍋爐耐高溫抗磨蝕涂層的制備方法,其包括:
(1)將循環(huán)流化床鍋爐部件表面噴砂粗化;
(2)用丙酮和乙醇先后洗滌所述噴砂粗化的表面,并干燥;
(3)在粗化并清洗干凈后的表面等離子噴涂Cr3C2-NiCr-WC顆粒,所述等離子噴涂工藝條件包括:主氣壓力0.7MPa,輔氣壓力0.6MPa,主氣流量1300l/h,輔氣流量900l/h,弧電流450A,弧電壓85V,送粉氣壓力0.2MPa,送粉氣流量280l/h,噴涂距離100mm,噴涂速度2kg/h,涂層厚度1mm。
實施例2
一種循環(huán)流化床鍋爐耐高溫抗磨蝕涂層的制備方法,其包括:
(1)將循環(huán)流化床鍋爐部件表面噴砂粗化;
(2)用丙酮和乙醇先后洗滌所述噴砂粗化的表面,并干燥;
(3)在粗化并清洗干凈后的表面等離子噴涂Cr3C2-NiCr-WC顆粒,所述等離子噴涂工藝條件包括:主氣壓力1.0MPa,輔氣壓力0.9MPa,主氣流量1800l/h,輔氣流量1100l/h,弧電流600A,弧電壓100V,送粉氣壓力0.4MPa,送粉氣流量400l/h,噴涂距離150mm,噴涂速度3kg/h,涂層厚度2.5mm。
實施例3
一種循環(huán)流化床鍋爐耐高溫抗磨蝕涂層的制備方法,其包括:
(1)將循環(huán)流化床鍋爐部件表面噴砂粗化;
(2)用丙酮和乙醇先后洗滌所述噴砂粗化的表面,并干燥;
(3)在粗化并清洗干凈后的表面等離子噴涂Cr3C2-NiCr-WC顆粒,所述等離子噴涂工藝條件包括:主氣壓力0.8MPa,輔氣壓力0.7MPa,主氣流量1500l/h,輔氣流量1000l/h,弧電流500A,弧電壓90V,送粉氣壓力0.3MPa,送粉氣流量350l/h,噴涂距離120mm,噴涂速度2.5kg/h,涂層厚度2mm。
實施例1-2制備得到的涂層,經(jīng)實際使用100小時,停工檢查表面,未見明顯腐蝕和磨蝕,證明本發(fā)明制備得到的涂層能夠解決現(xiàn)有技術(shù)的缺陷,實現(xiàn)了耐高溫腐蝕和耐高溫磨蝕的技術(shù)效果。