[发明专利]锅炉水冷壁高温防腐涂层制备与管基体热处理协同强化技术

说明书

本发明提供一种锅炉水冷壁高温防腐涂层制备与管基体热处理协同强化技术，本技术巧妙利用制备锅炉水冷壁高温防腐涂层所用热源，在制备涂层的同时实现对管材基体的热处理强化。管材基体材料经本发明的协同强化技术处理后，有效改善了疲劳特性和高温蠕变特性，从而使锅炉管道的使用寿命得以显著延长。

背景技术

垃圾焚烧发电锅炉水冷壁是锅炉的主要受热部分，它分布于锅炉炉膛的四周。它的内部为流动的水或蒸汽，管壁主要吸收炉膛中高温燃烧垃圾的辐射热量。

近年来随着国家发展新能源战略的加快实施，国内垃圾焚烧发电产业近年发展迅速。目前制约垃圾焚烧发电的技术发展的瓶颈问题就是锅炉管由于高温腐蚀严重，爆管(管内的高压高温水及水蒸气喷出)现象频发。而且，近年来国际癌症研究中心已将二噁英列为人类一级致癌物，为防止垃圾焚烧过程低温下二噁英二次污染的产生，新设计的生物质锅炉国家标准现在已把锅炉管排耐温要求提高到700℃，且使用寿命达到6年以上。此要求下，锅炉管烟气侧工作温度达到800℃以上，从而进一步加重了管壁的剧烈腐蚀问题。

为了提高使用寿命，水冷壁一般都采用堆焊不锈钢或喷涂高温合金等方法，虽然有效，但效果却差强人意。为应对高温防腐需求和提高使用寿命，国内外锅炉水冷壁生产厂家普遍将注意力集中在对管外壁的防护上。但俗话说堡垒很容易从内部攻破，根据我们长期对爆管机理的研究可知，锅炉管材本身性能如抗疲劳和抗高温蠕变等提高和管壁防护同样重要，因为在长期剧烈的高低温交变环境下管材易产生疲劳微裂纹，而涂层再密实也不可能完全没有孔隙，高温腐蚀性烟气无孔不入，一旦钻进这些微裂纹后就会逐渐产生点状腐蚀。

发明内容

为上述技术问题，本发明提供一种锅炉水冷壁高温防腐涂层制备与管基体热处理协同强化技术，巧妙利用制备锅炉水冷壁高温防腐涂层所用热源，在制备涂层的同时实现对管材基体的热处理强化。

一种锅炉水冷壁高温防腐涂层制备与管基体热处理协同强化技术，其包括火焰喷涂和高频感应加热。

进一步的，所述高频感应加热包括喷涂前预热和重熔两个步骤。

进一步的，所述高频感应加热具体内容如下：

S1、当管排随传动链开始移动，进入感应加热线圈被预热，预热温度需满足管基材受热面温度与去应力退火要求温度相同；

S2、从高频线圈出来后随即开始火焰喷涂，喷涂完成后管排随传动链做反向移动；

S3、当再次到达加热线圈时重熔模式启动，重熔过程也是对管基体的正火过程，重熔温度与正火温度相同。

效果较佳的，温度由低到高的顺序进行即先退火再正火。

有益效果：本发明的管材基体材料实现去应力退火和正火处理后，有效改善了疲劳特性和高温蠕变特性，从而使锅炉管道的使用寿命得以显著延长。

此外，喷涂前预热不仅提升了管材和涂层综合性能，也可显著减小管排后续喷涂和重熔产生的变形，从而有效提升高温防腐涂层质量。

附图说明

图1为经本发明处理后的20G样品处理后晶粒度示意图；

图2为经本发明处理后的样品内表面完全脱碳层深度示意图；

图3为经本发明处理后的样品外表面完全脱碳层深度示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明的技术方案作进一步阐述。

一般情况下，绝大多数锅炉管生产均未经过强化处理如正火或退火等，致使锅炉管的高温疲劳性能较差，从而影响使用寿命。正火处理可消除无缝钢管生产过程中产生的过共析钢的网状渗碳体，能显著稳定组织和尺寸，提高锅炉钢管的综合力学性能，对提高高温防腐性能很有利。