[发明专利]除尘器导气管热喷涂方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种喷涂方法，特别是一种除尘器导气管热喷涂方法。

背景技术

从2000年起，在我国焦化行业焦化干熄焦工艺的推广应用，带来工艺除尘过程中的重要设备-气体多管除尘器大量的需求。由于工艺的特殊要求，对于多管除尘器的除尘效率要求极高，同时满足长期安全稳定的运行要求。

干熄焦装置的二次除尘器为安装于气体循环管路上的专用工艺除尘设备，不同于一般的环境除尘设备，根据干熄焦工作制度要求：每年工作340天，每天24小时连续运行，中间不可间断。要求其具有处理能力大、除尘效率高；单体旋风器耐磨性好、可靠性高且使用寿命长等特点。

导气管通常选用20G钢管，表面硬度低，维氏硬度325-415HV。而循环气体中所含的固体颗粒为焦粉，形状极不规则，磨损性极强；且循环气体中含尘浓度高、处理风量大，因此采用普通20G钢管是不能满足工艺要求的，必须提高导气管表面硬度，以达到工况使用要求。

为了使导气管具备较好的耐磨损性能，目前有效的一种方法是采用等离子喷涂方法在导气管上喷涂合金层。等离子喷涂是一种材料表面强化和表面改性的技术，可以使基体表面具有耐磨、耐蚀、耐高温氧化等性能。

等离子涂技术是采用由直流电驱动的等离子电弧作为热源，将陶瓷、合金、金属等材料加热到熔融或半熔融状态，并以高速喷向经过预处理的工件表面而形成附着牢固的表面层的方法。

但是影响合金材料性能的因素较多，这就对喷涂的效果影响极大，因此，具体的喷涂方法直接决定着喷涂的合金表面层的性能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能够提高导气管表面硬度的热喷涂方法，避免导气管不被粉尘颗粒磨损，以使除尘器达到长期稳定运行。

为了解决上述的技术问题，本发明的技术方案是：一种除尘器导气管热喷涂方法，其包括以下步骤：

1)导气管表面预处理：通过喷砂、表面抛光、酸洗去除导气管表面的污垢，以增加镍磷层与导气管表面接触面机械咬合力，提高结合强度。

首先，喷砂使工件的表面获得一定的清洁度和不同的粗糙度，使工件表面的机械性能得到改善，因此提高了工件的抗疲劳性，增加了它和涂层之间的附着力，延长了涂膜的耐久性。其次，抛光使工件表面粗糙度降低，以获得光亮、平整表。最后，酸洗可除去金属表面的氧化物等薄膜。

2)第一次喷涂：采用等离子喷涂工艺均匀地对导气管表面进行喷涂，在导气管表面形成20-30μm镍磷合金层，所述镍磷合金层中磷的质量百分比为13.4-13.8％。

一般磷质量超9％时，镍磷镀层为高磷镀层，为非晶态合金，具有高耐蚀、耐磨、高硬度、高强度。但是含磷太大会造成类金属-类金属原子间成键数目增多，导致金属-类金属间形成的键数减少，镀层耐蚀性和晶化温度下降。本方法在保证镀层性能的基础上，将磷的质量百分比限定在13.4-13.8％之间，获得非晶态合金具有较高的耐磨和硬度性能。

3)第二次喷涂：采用等离子喷涂工艺均匀地对第一次喷涂的镍磷合金层表面进行喷涂，以使总的镍磷合金层达到40-50μm，第二次喷涂的镍磷合金层中磷的质量百分比与第一次喷涂的相同。

在喷涂过程中，喷涂距离过大，粉粒的温度和速度均将下降，结合力、气孔、喷涂效率都会明显下降；喷涂距离过小，会使基体温升过高，基体和涂层氧化，影响涂层的结合。

导气管的材料一般为钢，钢的熔点一般为1400℃左右。

为了获得优异的硬度和耐磨性能，镍磷合金层需要具备一定的厚度，而厚度的增加是与喷涂的时间成正比的。但是等离子火焰的温度一般均大于1400℃，若要获得一定的厚度，势必增加喷涂的时间，随着喷涂时间的增加，离子火焰的温度将影响导气管的表面，严重时会使导气管变形。

本发明采用两次喷涂，减少每次喷涂的时间和喷涂的厚度便可以完全解决上述的问题。

4)对镍磷合金层进行热处理：将镍磷合金层加热至610-625℃，并在此温度下保温2-3小时。本步骤提高了镍磷合金层的硬度，使其硬度达到1100-1200HV。

5)涂层后处理：通过表面再抛光完成导气管表面喷涂强化工艺。

在所述步骤1)、2)之间还包括导气管预热步骤，此步骤将导气管加热到90-110℃，以去除导气管表面水分，减少喷涂材料与导气管热膨胀差异，以提高喷涂层与导气管金属面的结合强度。

本发明采用等离子喷涂方法均匀对导气管表面进行喷涂，获得致密度高、结合强度高的耐磨层，使导气管表面具有耐磨、耐蚀、耐高温氧化性能，提高了导气管的表面硬度和耐磨性，间接提高了除尘器的使用寿命。