[发明专利]电厂锅炉“四管”抗氧化和耐磨损的复合涂层

说明书

技术领域

本发明属于高温涂层防护领域，特别涉及一种电厂锅炉“四管”在高温条件下抗氧化和耐磨损的复合涂层。

背景技术

现代社会对电能的依赖越来越严重，因此人们对电厂的安全运行重视程度越来越高，因此，对电厂的安全性和稳定性提出了越来越高的要求，另外，随着节能减排观念的深入人心，电厂的锅炉“四管”安全性也备受关注，所谓的电厂锅炉“四管”是指锅炉中过热器、水冷壁、省煤器和再热器，保证电厂锅炉正常工作的主要方面是防止锅炉“四管”泄漏，由于锅炉“四管”覆盖了电厂锅炉的全部受热和受压面，而且也是锅炉工作的核心部位，在工作时它们内部承受着工质的巨大压力和一些化学成分的作用，外部承受着煤燃烧的高温、侵蚀和磨损的环境，同时忍受着水蒸气与火之间进行的内外作用，是锅炉所有部件中最重要和最易损坏的部位，所以很容易发生失效和泄漏问题。根据历年的不完全统计，其结果显示：锅炉“四管”爆漏占火力发电机组各类非计划停运原因之首。锅炉在运行过程中，一旦发生“四管”爆漏，势必增加非计划停运损失，增大检修工作量，有时还可能酿成事故，严重影响火力发电厂安全、经济运行。因此，防止锅炉“四管”漏泄是提高火力发电机组可靠性的需要，是提高发电设备运行寿命，增加电厂经济效益的需要，也是创建一流火力发电厂的需要。

引起锅炉“四管”泄漏的原因较多，其中磨损、腐蚀、过热、拉裂是导致四管泄漏的主要原因。因此，防止锅炉“四管”的磨损、腐蚀、过热和拉裂是解决锅炉“四管”泄漏的重要措施，采用抗氧化和防磨损涂层可以达到防止锅炉“四管”的磨损、腐蚀、过热和拉裂的目的，并且具有成本较低、加工方法简单，工期短和作用效果明显等优点。

发明内容

本发明针对电厂锅炉“四管”容易出现泄漏的问题，提出了一种电厂锅炉“四管”在高温条件下抗氧化和耐磨损的复合涂层。

本发明采用的技术方案为：所述复合涂层的组分为70～80wt.％的NiCoCrAlY，以及20～30wt.％的ZrC，涂层厚度为200～300μm。

本发明还提供了一种所述电厂锅炉“四管”抗氧化和耐磨损的复合涂层的制备方法，具体为：

将成分为70～80wt.％的NiCoCrAlY，以及20～30wt.％的ZrC的混合粉体，用行星式高能球磨机混合均匀，采用等离子喷涂制备成厚度为200～300μm的复合涂层，等离子喷涂的具体的工艺参数为：电压50～60V，电流500～600A，氩气流量50～60L/min，氢气流量15～25L/min，转台转速5～15转/min，喷枪转速35～45转/min，喷枪腔内压力70乇，送粉速度为20～40g/min；

或者将成分为70～80wt.％的NiCoCrAlY，以及20-30wt.％的ZrC的混合粉体，通过超音速火焰喷涂后，使之在氧气流量为400L/min.，C₃H₈流量为30L/min.，喷涂压力为0.4Mpa，喷涂距离为100mm的条件下，使涂层厚度为200～300μm，从而形成高温抗氧化、抗磨损和抗侵蚀的复合涂层。

本发明的优点为：

利用等离子喷涂和超音速火焰喷涂技术制备所需的涂层，由于NiCoCrAlY是Ni基高温合金，其主要组织为γ′-Ni₃Al，此系合金在高温下具有很好的性能，在此体系中，Co元素由于具有优良的抗氧化、腐蚀性能和高温强度，因此加入Co可提高合金的抗氧化、抗腐蚀性能和高温强度，组元中Cr的添加用于保证涂层的抗热腐蚀性、高温强度和耐刮性能，Cr的存在还可以促进Al₂O₃的生成；Al用来保证涂层的抗氧化性，在Ni基高温合金基体中，高Al含量可以提高涂层的抗氧化性能，同时具有改变韧性的作用，在保证强度的前提下，提高其韧性，抑制了微裂纹的产生，另外，同其他的喷涂材料相比ZrC具有较大的密度，使得涂层的均匀性得以提高，熔点较高，线膨胀系数较大，能与金属材料很好的复合，具有较高的显微硬度及抗压强度。在其中添加ZrC硬质颗粒，能明显改善材料的机械性能、抗热震性能和抗氧化性能，具有耐腐蚀性能，增加了涂层的耐磨性能，使得涂层在高温下其也具有很高的硬度，涂层的抗氧化、磨损和侵蚀性能大为提高。从而克服了当前涂层的脆化和在制备过程中形成微裂纹问题，使得电厂锅炉“四管”的使用寿命大为提高。

具体实施方式

本发明提供了一种电厂锅炉“四管”高温抗氧化、磨损和侵蚀涂层，下面结合实施例对本发明的技术方案做进一步说明：

实施例1：