超音速電弧噴涂防磨防腐技術(shù)方案,施工方案

1、超音速電弧噴涂防磨防腐技術(shù)方案煤粉鍋爐受熱面管由于長(zhǎng)期受高溫含塵氣流的沖刷，表面腐蝕磨 損情況相當(dāng)嚴(yán)重。為解決沖刷磨損及腐蝕問(wèn)題，目前最為有效的途徑 是采用超音速電弧噴涂技術(shù)在管壁外表面制作防磨防腐涂層。并在該 涂層涂上耐高溫金屬納米電弧噴涂涂料，形成致密復(fù)合涂層，效果良 好，使用壽命可達(dá)5年以上。一煤粉鍋爐受熱面的失效分析煤粉鍋爐遭受腐蝕的部位通常是水冷壁管、過(guò)熱器管、再熱器管 和省煤氣管，即所謂“四管”。這些部位在煤粉燃燒過(guò)程中，直接與 火焰及燃燒產(chǎn)物接觸，經(jīng)受高溫、腐蝕、磨損和應(yīng)力的共同作用而失 效。我國(guó)現(xiàn)役機(jī)組發(fā)電裝機(jī)總?cè)萘拷咏?億千瓦，但90%以上為 200-300MW亞臨界以下的機(jī)

2、組，其中超期服役機(jī)組2500萬(wàn)KW。這些 機(jī)組過(guò)熱器和再熱器大多由低合金鋼管制造（如G102， 12CrMo,T11,T12等）。材料的因素加之運(yùn)行中惡劣條件，導(dǎo)致較多的 早期爆管情況。局部統(tǒng)計(jì)表明，鍋爐爆管引起停機(jī)搶修時(shí)間約占整臺(tái) 機(jī)組非計(jì)劃停用時(shí)間的40%以上，占非計(jì)劃用時(shí)的70%以上。鍋爐 爆管不僅嚴(yán)重影響發(fā)電機(jī)的正常運(yùn)行，同時(shí)給電廠造成重大的經(jīng)濟(jì)損 失。引發(fā)鍋爐爆管的機(jī)因十分復(fù)雜。管材制造、冶金質(zhì)量、安裝、焊 接等原始質(zhì)量問(wèn)題。也有運(yùn)行中內(nèi)壁承受高溫、高壓，外壁經(jīng)受高溫燃?xì)飧g，顆粒沖蝕、直至運(yùn)作制度、管理與維護(hù)等，這些因素不下十幾項(xiàng)，但90%左右的爆管本質(zhì)原因是管材經(jīng)高溫、腐蝕、磨損

3、和應(yīng)力的共同 作用，出現(xiàn)材料的損傷和裂紋擴(kuò)展所致。在繁多的失效因素中，應(yīng)力損傷、蒸氣管內(nèi)腐蝕、疲勞等屬于取 材、制造、加工、維修和運(yùn)行管理等原因有關(guān)，而腐蝕（高溫氧化， 熔鹽和硫的腐蝕，應(yīng)力腐蝕）和有關(guān)磨損則是表面工程技術(shù)可關(guān)注與 設(shè)法解決的對(duì)象。高溫氧化是指爐管在爐內(nèi)1200C上下的火焰中，構(gòu)成爐管的金 屬元素（主要是Fe ）與氧發(fā)生反應(yīng)，生成氧化物，氧化物在相組成、 結(jié)構(gòu)等方面與原質(zhì)材料的不相容而產(chǎn)生應(yīng)力，最終脫層而減薄爐管。硫腐蝕則是燃煤中的S被氧化生成SO2或SO3，在空氣系數(shù)較低 或煙氣含量增高時(shí)，遂而轉(zhuǎn)化成H S，后者與爐管的Fe元素生成FeS,2造成爐管脫層。熱腐蝕是硫化物在其露

4、點(diǎn)溫度形成含S熔鹽，熔鹽呈液態(tài)，與管 壁接觸，從而它是更嚴(yán)重的一種腐蝕。沖蝕則是在煙流中所夾帶的灰渣對(duì)爐管表面的沖刷，它是一種物 理過(guò)程，其沖刷磨損主要是因高溫，高速含塵氣流沖刷所造成。在上 述多種因素共同作用下，對(duì)爐管造成嚴(yán)重危害。二超音速涂層設(shè)計(jì)及技術(shù)指標(biāo)選用硬度高，耐磨防腐性特別好，同時(shí)具備抗高溫氧化的材料來(lái) 制作涂層，并采用高溫金屬鈉米電弧噴涂涂料對(duì)金屬涂層表面進(jìn)行保 護(hù)處理，保護(hù)層在高溫下逐步形成光滑致密的電弧噴涂層，可阻止空 氣中的氧氣通過(guò)微小的涂層空隙進(jìn)入涂層，內(nèi)部以及起到較好的防結(jié) 焦功效。即采用超音速電弧噴涂LX88A （NiCr-Cr3C2）合金絲材加金屬納米電弧噴涂涂料技

5、術(shù)制備高硬度的復(fù)合涂層超高耐磨可達(dá)到理想的防磨效果，其技術(shù)指標(biāo)如下:項(xiàng)目名稱(chēng)技術(shù)指標(biāo)化學(xué)成分Ni.Cr.Al.Mo.Fe.Cr2C3.Ti 其它微量結(jié)合強(qiáng)度68Mpa涂層硬度NHRC70涂層工作溫度N1100C基體溫度W100C厚度N0.5mm粒子飛行速度420m/s涂層均勻性4.5mm磨損量0.08mm （運(yùn)行 12000h 以上）抗高溫氧化性6.3mg/cm2（750C氧化 250 小時(shí)）涂層孔隙度W0.9%線膨脹系數(shù)12.5X10-6/C導(dǎo)熱系數(shù)46w/m.k使用壽命5年以上三超音速技術(shù)簡(jiǎn)介超音速電弧噴涂是我公司引進(jìn)的金屬熱噴涂新技術(shù)，被歐美等發(fā) 達(dá)國(guó)家列為二十一世紀(jì)金屬表面工作主導(dǎo)技術(shù)

6、，該噴涂技術(shù)采用燃燒 于絲材端部的電弧將均勻的絲材熔化，經(jīng)拉伐爾噴嘴加速后的超音氣 流將融化的絲材霧化為粒度細(xì)小、分布均勻的粒子，噴向工作表面形 成涂層。熔化粒子與基材主要以機(jī)械、物理和冶金等方式結(jié)合，其結(jié) 合強(qiáng)度可達(dá)60.5Mpa以上。與普通電弧噴涂和火焰噴涂相比，超音速 電弧噴涂具有更高的粒子飛行速度、更強(qiáng)的結(jié)合強(qiáng)度、涂層均勻度高、 致密性好、且噴涂工作面不變形可獲得理想防磨防腐涂層。噴涂施工需要具備的工藝技術(shù)條件：6、本施工工藝對(duì)母材的要求是非滲鋁管，無(wú)其它特殊要求和限 制。7、本施工需要甲方提供的條件如下：電源：380V 20KW 三相交流電氣源：氣壓5Kgf 流量5m3/min平臺(tái)：

7、長(zhǎng)4m(最少3m)寬2m(最少1.4m)噴涂工作的位置離主機(jī)放置位置的距離不超過(guò)18mm腳手架必須牢固，距離受熱面管0.5m以?xún)?nèi)，便于施工為準(zhǔn)超音速電弧噴涂施工方案鍋爐受熱面因長(zhǎng)期受到高溫高速含塵氣流沖蝕磨損，表面極易磨 薄，甚至穿孔。必須對(duì)其表面進(jìn)行防腐防磨處理，方可確保受熱面管 持久，安全地工作。采用本公司開(kāi)發(fā)研制的超音速電弧噴涂涂層進(jìn)行 防護(hù)，可以達(dá)到要求，有效的保護(hù)受熱面管。一施工組織設(shè)計(jì)：(1)成立施工項(xiàng)目指揮部，成員包括總指揮，安全技術(shù)副總指揮、 施工調(diào)度副總指揮。(2 )指揮部負(fù)責(zé)按計(jì)劃組織施工，每天召開(kāi)協(xié)調(diào)會(huì)，并總結(jié)檢查前 一天的工作進(jìn)展，包括任務(wù)完成情況，出現(xiàn)的安全技術(shù)、后勤

8、 保障問(wèn)題等。落實(shí)解決前一天出現(xiàn)的問(wèn)題，安排當(dāng)天的工作。總指揮由公司副總擔(dān)任，安全技術(shù)副總指揮由高級(jí)工程師擔(dān) 任，施工調(diào)度副總指揮由優(yōu)秀項(xiàng)目經(jīng)理?yè)?dān)任。安全技術(shù)副總指揮負(fù)責(zé)監(jiān)督解決施工中出現(xiàn)的安全、技術(shù)問(wèn) 題。施工調(diào)度副總指揮負(fù)責(zé)計(jì)劃落實(shí)施工任務(wù)、檢查進(jìn)度，協(xié)調(diào)各 施工小組人員的工作。安全監(jiān)督員具體落實(shí)各項(xiàng)安全防范措施，消除安全隱患，提出 完善補(bǔ)救意見(jiàn)，監(jiān)督整個(gè)施工過(guò)程，防止安全事故的發(fā)生。技術(shù)檢查員負(fù)責(zé)檢查工程質(zhì)量，督促施工小組按技術(shù)方案操 作，查找技術(shù)缺陷，責(zé)令糾正并報(bào)指揮部。(8 )各施工組長(zhǎng)帶領(lǐng)各自的隊(duì)伍，嚴(yán)格按指揮部布置的工作量、安 全、保質(zhì)、保量完成施工任務(wù)。二超音速電弧噴涂施工流流

9、程：施工流程：表面處理一噴砂作業(yè)一噴涂作業(yè)和封孔表面處理：用清潔球和磨光機(jī)清理各受熱表面上的浮塵、浮渣和銹等雜質(zhì)。噴砂作業(yè)由于工作表面長(zhǎng)期在高溫含硫的環(huán)境下工作，表面存在一定的 高溫氧化層和灰垢，而采用超音速電弧噴涂技術(shù)制備涂層時(shí)，對(duì)工作 面的清潔程度要求比較高，所以必經(jīng)采用高壓空氣進(jìn)行噴砂處理， 使其達(dá)到制備涂層所需的清潔度和粗糙度。用噴砂機(jī)對(duì)防護(hù)管進(jìn)行表 面噴砂處理，達(dá)到表面干燥、無(wú)灰塵、油脂、污垢和銹斑，且粗糙度 達(dá)到M級(jí)或C級(jí)。3噴涂作業(yè)和封孔由于超音速電弧噴涂是采用電弧將合金絲材熔化后通過(guò)拉伐爾 噴嘴將霧化后的合金絲材以超音速的速度附著在工作表面，但熔化后 的合金絲材仍是顆粒狀態(tài)，它

10、們之間仍有一定的空隙，選用高溫抗磨 涂料作為封孔劑來(lái)填補(bǔ)涂層的空隙。該涂料在高溫下形成堅(jiān)硬的金屬 電弧噴涂層，質(zhì)密性好，能夠填補(bǔ)超音速電弧噴涂時(shí)所留下的空隙，從而使涂層能夠達(dá)到更好的防磨防腐效果。采用高溫專(zhuān)用封孔劑對(duì)金 屬熱噴涂層表面進(jìn)行封孔。還可阻止空氣中的氧氣通過(guò)微小的涂層孔 隙進(jìn)入涂層內(nèi)部，提高表面光潔度。三施工中應(yīng)注意的問(wèn)題：在施工過(guò)程中，應(yīng)著重把握如下幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)：一是先對(duì)受熱面 進(jìn)行清理，應(yīng)選用鐵砂或剛玉砂，不要采用河砂，否則無(wú)法達(dá)到高的 結(jié)合強(qiáng)度而造成涂層脫落。二是一定要采用滲透性好，耐高溫，抗腐 蝕耐磨損的材料作封孔劑，否則無(wú)法達(dá)到封閉毛細(xì)孔的效果。三是防 護(hù)層的厚度一般以0.4

11、mm0.6mm為宜，平均厚度為0.5mm比較理想， 如果涂層過(guò)薄會(huì)失去防護(hù)效果，如果涂層過(guò)厚，會(huì)出現(xiàn)起泡或剝落現(xiàn) 象。四施工技術(shù)要求：噴涂層結(jié)合強(qiáng)度好，沒(méi)有起皮，脫落、裂紋等現(xiàn)象；抗高溫氧 化性強(qiáng)，磨損量小，不變形；噴涂后不影響受熱面?zhèn)鳠?，不影響原?熱面等管材的理化性能，噴涂后在5年內(nèi)不會(huì)因腐蝕和磨損造成該部 位爆管等事故，施工質(zhì)量保證涂層使用壽命為5年以上。五工程進(jìn)度安排：根據(jù)貴廠鍋爐受熱面管防磨面積100m2需要，則工期預(yù)定7天的 施工方案，我們制定如下具體工程進(jìn)度（注：此施工進(jìn)度安排可根 據(jù)施工實(shí)際情況情況和貴廠實(shí)際時(shí)間作進(jìn)一步的調(diào)整）。序號(hào)項(xiàng)目名稱(chēng)工期施工進(jìn)度安排（7天）1表面預(yù)處理

12、1d12噴砂作業(yè)3d43噴涂作業(yè)2d64封孔1d7超音速電弧噴涂LX88A絲材近期主要客戶序號(hào)施工日期客戶名稱(chēng)噴涂部位面積12007-02山東臨沂電廠水冷壁240皿22007-03山西榆社化工總廠出口側(cè)水冷壁120皿32007-03貴州鋁廠水冷壁84 m242007-03廣州鋼鐵廠熱電分廠水冷壁15 m52007-03華電淄博熱電有限公司省煤器、吊掛管100 m62007-03廣東臺(tái)山電廠水冷壁1200 m72007-03霍州二電水冷壁1000 m82007-03山西漳澤電廠水冷壁400 m92007-03甘肅嘉峪關(guān)電廠省煤器170 m102007-03福州熱電廠水冷壁270 m112007-

13、04鎮(zhèn)海電廠煙氣走廊248 m122007-04濟(jì)寧華能電廠水冷壁、省煤器300 m132007-04侯馬電廠水冷壁800 m142007-04山東郯城電廠水冷壁300 m152007-04山東來(lái)無(wú)電廠水冷壁250 m162007-04北京華熱電廠水冷壁180 m172007-04?？诎l(fā)電廠省煤器200 m182007-04江西豐城發(fā)電廠水冷壁240 m192007-05南京熱電廠水冷壁、過(guò)熱器450 m202007-05山西介休電廠水冷壁200 m212007-05韶關(guān)煤砰石電廠水冷壁200 m222007-05衡水衡豐電廠水冷壁、省煤器150 m232007-05北侖電廠水冷壁600 m2

14、42007-05陽(yáng)泉電廠水冷壁500 m252007-05南京板橋熱電廠省煤器250 m262007-05山東尤口電廠水冷壁100皿272007-06山西孝義煤砰石電廠水冷壁64皿282007-06重慶涪陵龍橋電廠護(hù)墻根部水冷壁53皿292007-06蕪湖發(fā)電廠水冷壁、省煤器210皿302007-06貴陽(yáng)電廠水冷壁500皿312007-06商丘永城電廠水冷壁400皿322007-06洛陽(yáng)虹光電廠水冷壁180皿332007-06廣東連州發(fā)電廠水冷壁170皿342007-06四川華鎣山發(fā)電廠水冷壁200皿352007-06江陰夏港電廠水冷壁100皿362007-06四川宜賓電廠水冷壁100皿372

15、007-07山西五陽(yáng)熱電廠高、低過(guò)濾器45皿382007-07廣西白色東筍電廠省煤器60皿392007-07山西神頭二電廠水冷壁、過(guò)熱器1600 皿402007-07霍州一電水冷壁800皿412007-07洛陽(yáng)龍羽新電廠水冷壁840皿422007-07河南開(kāi)封光華電廠水冷壁350皿432007-08貴州安順電廠高過(guò)濾器156皿442007-08山西神頭一電水冷壁、省煤器1500 皿452007-08山東聊城電廠水冷壁200皿462007-08江西新余發(fā)電廠水冷壁，風(fēng)機(jī)葉片，渦殼300皿472007-08江西九江石化動(dòng)力分廠水冷壁80皿482007-09山東京博熱電廠水冷壁150皿492007-

16、09貴州盤(pán)縣電廠前包墻管、低再熱器57皿502007-10霍州煤砰石熱電廠水冷壁、高過(guò)濾器彎頭83皿512007-10山東恒通化工熱電廠高過(guò)濾器懸吊410皿522007-10山東新泰熱電廠水冷壁190皿532007-10韶關(guān)鋼廠電廠過(guò)熱器1200 皿542007-10山西河津電廠水冷壁100皿552007-10山西晉爾發(fā)電廠水冷壁80皿562007-10河南林州熱電廠水冷壁60皿572007-10河北邯峰電廠高、低過(guò)熱器250皿582007-11山西武鄉(xiāng)鑫光電力公司過(guò)熱器、省煤器60皿592007-11天津泰達(dá)熱電廠省煤器175皿602007-12四川廣元東河熱電廠水冷壁80皿612007-12山東華舍熱電廠水冷壁60皿622007-12四川爾山發(fā)電廠水冷壁180皿632007-12鎮(zhèn)江電廠省煤器150皿642008-01南昌電廠水冷壁，風(fēng)機(jī)葉片，渦殼70皿652008-02江