[发明专利]防腐涂层及其粉末原料与制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及防腐材料技术领域，特别是涉及一种防腐涂层及其粉末原料与制备方法和应用。

背景技术

为了应对日益突出的能源危机和气候变化，世界各国高度重视清洁可再生能源的开发与利用，生物质燃料是被广泛认可的可再生的、潜在可持续的、相对环境友好的清洁能源。随着我国能源需求的日益增长，以煤炭、石油等为主的化石能源不断消耗，已对我国的能源结构和环境问题构成严重威胁。同时，由于我国的生物质燃料资源丰富，种类繁多，数量巨大，分布广泛，开发利用的潜力大，因此，生物质燃料的应用有助于减轻温室效应和维持生态良性循环，是解决能源和环境问题的有效途径之一，具有广阔的应用前景。

然而，生物质燃料中含有大量的碱金属、碱土金属及氯元素等，在高温燃烧环境下，碱金属及其相关无机元素可能在炉膛内形成熔渣或进入气相，以蒸汽和飞灰颗粒的形式沉积于受热面，影响锅炉的热效率，同时对换热面造成严重腐蚀；生物质燃料中的氯化物及其分解产物HCl和腐蚀过程中产生的Cl₂是造成锅炉管高温腐蚀的同样重要的原因，而且这种腐蚀不像硫酸盐腐蚀是一次性的，而是重复性的腐蚀，其中包括对合金钢中Cr和Ni的腐蚀。所有这些都会导致设备维护费用上升，降低设备的可用率和缩短运行周期，从而大大削弱整个生物质转化利用系统的适用性和在能源市场上的竞争力。为了解决上述问题，亟需一种能在生物质锅炉管壁上喷涂的防腐涂层，用以抑制生物质燃料中的碱金属及氯元素向管壁深处迁移，从而有效解决腐蚀问题，提高生物质锅炉的热效率和稳定性。

发明内容

基于此，针对上述问题，提供一种防腐涂层，该防腐涂层能够有效抑制锅炉受热面表面的碱金属和氯化物形成的高温粘结灰向管壁深处腐蚀，有效解决生物质锅炉管壁腐蚀问题。

一种防腐涂层的粉末原料，主要由以下质量百分含量的成分组成：

其中，钼即为Mo，铝即为Al。上述粉末原料中，Ni60镍基合金是一种高硬度的合金粉末，该合金粉末的自熔性、润湿性和喷焊性能好，具有耐腐蚀、抗氧化、耐热、耐低应力磨粒磨损及良好的冲击韧性等优点，且熔点低，对多种金属颗粒有较强的润湿能力，操作简便；稀土氧化物可以降低最终形成的防腐涂层的孔隙率，提高其致密性，增强涂层与基体的结合能力，所以，稀土氧化物的适当添加对涂层的耐腐蚀性能具有增强作用；Mo的适当添加对涂层耐腐蚀性能起到一定的促进作用；Al具有抗氧化作用，并且添加Al可降低涂层材料的成本。

上述成分之间相互配合，能够抑制生物质锅炉中的碱金属及氯腐蚀，达到很好的防腐效果，从而提高锅炉的热效率，降低运行成本。

在其中一个实施例中，所述Ni60镍基合金由以下质量百分含量的成分组成：

其中，铬即为Cr，石墨即为C，硼即为B，硅即为Si，铁即为Fe，镍即为Ni。采用上述成分的Ni60镍基合金，可以使最终得到的涂层具有较好的防腐性能。

在其中一个实施例中，所述稀土氧化物为氧化镧铈稀土。采用氧化镧铈稀土，可以使最终得到的涂层具有较好的防腐性能。且其中氧化镧和氧化铈的质量百分含量比优选30％-55％:70％-45％，更优选30％-40％:70％-60％，最优选34％-38％:66％-62％。

在其中一个实施例中，所述粉末原料中，粉末的粒度为150-200目。将粉末粒度控制在上述范围内，具有易于送粉且熔覆结合性高的优点。

本发明还公开了上述的粉末原料制备的防腐涂层。该防腐涂层能够抑制生物质锅炉中的碱金属及氯腐蚀，达到很好的防腐效果，从而提高锅炉的热效率，降低运行成本。

在其中一个实施例中，所述防腐涂层的厚度为5-8mm。可以理解的，涂层厚度越厚，其防腐性能越好，但是成本越高，实用性也越差，经过试验摸索后证实将涂层厚度控制在上述范围内，具有高效防腐且经济性最低的优点。

本发明还公开了上述的防腐涂层的制备方法，包括以下步骤：

1)称取上述的粉末原料，混合均匀；

2)将上述粉末原料铺置在基体钢的表面；

3)采用激光熔覆的方法在基体钢表面形成防腐涂层。

上述防腐涂层的制备方法，采用激光熔覆技术进行改性，操作过程较等离子喷涂工艺周期短，生产效率高，且几乎不会引起基体材料的热变形。

在其中一个实施例中，所述步骤2)为，先将基体钢表面进行清洁处理，再将上述粉末原料铺置在基体钢的表面；先对欲熔覆的基体钢表面进行清洁，能够增进涂层和基体的结合力。