[发明专利]一种带有防脱落耐磨涂层的水冷壁

说明书

技术领域

本发明涉及循环流化床锅炉水冷壁，特别是一种带有防脱落耐磨涂层的水冷壁。

背景技术

目前国内外的循环流化床锅炉水冷壁管普遍存在严重的磨损问题，对磨损部位进行分析，造成剧烈磨损的主要原因：一方面是自上而下的贴壁流中夹带的床料与飞灰冲刷炉管，另一方面是浓相区水冷壁管与浇筑层过渡区域的涡流和紊流引起的磨损。磨损引发的爆管将给机组的稳定运行造成严重危害，经济损失巨大。

在水冷壁管表面通过火焰喷涂、等离子喷涂、电弧喷涂技术涂覆合金涂层，形成带有耐磨涂层的水冷壁，能在一定程度上提高使用寿命，但难以确保达到一年半以上的应用水平，主要原因是：①合金喷涂层与水冷壁管之间结合方式为简单的物理附着，结合力存在瓶颈，难以制备厚涂层；②长期经受高温高速磨粒的剧烈冲刷，一般喷涂层难以承受；③涂层与水冷壁管本体为异种材料，从涂层至管本体存在明显的温度梯度，冷热交替时产生的热应力容易导致涂层脱落，脱落部位发生在涂层与水冷壁之间，通常不会发生涂层与涂层之间。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够提高涂层抗疲劳剥落能力以及增强涂层与水冷壁之间的结合强度，确保防护涂层在服役过程中不会脱落的带有防脱落耐磨涂层的水冷壁。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：一种带有防脱落耐磨涂层的水冷壁，包含若干水冷壁管和鳍片，各相邻水冷壁管之间由鳍片连接，其特征在于它还包含打底层、扎钉层、扎钉、耐磨工作层和陶瓷封闭层，打底层电弧喷涂于水冷壁管和鳍片的表面上，在打底层上再电弧喷涂扎钉层，打底层及扎钉层在鳍片处通过若干焊接扎钉与鳍片连接，再在扎钉层上依次电弧喷涂耐磨工作层和冷喷涂陶瓷封闭层。

所述的焊接扎钉由焊丝与扎钉层、打底层和鳍片相互熔融烧结成一体构成。

所述的打底层由材料为CL-NiAlTi丝材电弧喷涂形成，厚度为0.05～0.1mm；所述的扎钉层由材料为CP-NiCrMnMoTiAlSiB粉芯丝材电弧喷涂形成，厚度为0.3～0.5mm；所述的耐磨工作层由材料为CP-NiCrMnMoTiAlSiB粉芯丝材电弧喷涂形成，厚度为1.0～2.0mm；所述的陶瓷封闭层由陶瓷封闭剂冷喷涂形成，厚度为0.1～0.2mm。

所述的CL-NiAlTi丝材中的粉芯化学成分及重量配比为：Ni 95％，Al 4％，Ti 1％。

所述的CP-NiCrMnMoTiAlSiB粉芯丝材中的粉芯化学成分及重量配比为：Cr 10％，B-Fe 8％，Ni 7％，Cr₃C₂5％，Mn 3％，Ti 2％，Mo 1.5％，Si-Fe 1％，Fe余量。

由于水冷壁上的防护涂层通过扎钉与打底层的双重固定方式，显著提高了涂层与水冷壁之间的结合强度，确保防护涂层在服役过程中不会脱落，同时打底层增强非扎钉部位涂层与水冷壁管的结合力，提高抗疲劳剥落能力，防脱落涂层与水冷壁的平均结合强度≥100MPa。它解决了循环流化床锅炉水冷壁的剧烈磨损问题和频繁爆管问题，提高了水冷壁的使用寿命和安全运行水平。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

图1为带防脱落耐磨涂层的水冷壁结构示意图。

图2为图1的A-A向视图。

具体实施方式

如图1、图2所示，本实施例包含若干水冷壁管1、鳍片2、打底层3、扎钉层4、扎钉5、耐磨工作层6和陶瓷封闭层7，各相邻水冷壁管1之间由鳍片2连接，打底层3电弧喷涂于水冷壁管1和鳍片2的表面上，扎钉层4电弧喷涂在打底层3上，打底层3及扎钉层4在鳍片2处通过若干扎钉5与鳍片2连接，然后，再在扎钉层4上依次电弧喷涂耐磨工作层6和冷喷涂陶瓷封闭层7。

所述的打底层3由材料为CL-NiAlTi丝材电弧喷涂形成，厚度为0.05～0.1mm；所述的CL-NiAlTi丝材中的粉芯化学成分及重量配比为：Ni 95％，Al4％，Ti 1％。由于NiAlTi合金中的Al和Ti皆为放热反应元素，提高了喷涂熔融效果，从而提高水冷壁与喷涂层之间结合力。

所述的扎钉层4由材料为CP-NiCrMnMoTiAlSiB粉芯丝材电弧喷涂形成，厚度为0.3～0.5mm；所述的CP-NiCrMnMoTiAlSiB粉芯丝材中的粉芯化学成分及重量配比为：Cr 10％，B-Fe 8％，Ni 7％，Cr₃C₂5％，Mn 3％，Ti 2％，Mo 1.5％，Si-Fe 1％，Fe余量。