[发明专利]一种锅炉膜式壁防腐涂层真空炉重熔方法

说明书

本发明属于膜式壁涂层重熔技术领域，公开了一种锅炉膜式壁防腐涂层真空炉重熔方法，利用自动喷砂机对管排表面进行喷砂粗化处理，并采用火焰喷涂镍基自熔合金粉末制备涂层；针对涂层材料和厚度制定重熔制度，设计真空炉加热、保温、冷却曲线，严格控制加热温度；用高温合金钢做成带滚轮的管排输送车，将管排逐片用桁吊侧向立放在管排输送车的支架上，最后将排架车沿轨道推入炉内，关好炉门；启动真空炉的真空泵抽真空；控制重熔温度；管排重熔完成后，将管排输送车拉出炉子；测试管排表面涂层的重熔效果。本发明炉内温度均匀且精确可调，消除高频感应重熔弊端，可显著提高涂层制备质量，有效提升锅炉水冷壁高温防腐性能和服役寿命。

技术领域

本发明属于膜式壁涂层重熔技术领域，尤其涉及一种锅炉膜式壁防腐涂层真空炉重熔方法。

背景技术

目前，最接近的现有技术：目前制约垃圾焚烧发电的技术发展的瓶颈问题就是锅炉膜式水冷壁由于高温腐蚀严重，爆管现象频发。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。目前虽然有些直接使用TP347不锈钢，TP347不锈钢不仅成本居高不下，耐温仍低于750℃。如使用普通不锈钢如316L、310S等管材，在高温下的使用寿命比锅炉管专用钢如20G等稍长但很有限。国内目前普遍通过在合金钢锅炉管受热面也称膜式壁表面，堆焊不锈钢或高温合金如625合金来提高其耐腐蚀性，延长管排的使用寿命。普通不锈钢的耐温低于500℃，625合金的最大问题是温度到达550℃将出现敏化现象，即只要超过此温度，该材料的耐腐蚀性能快速下降，一旦使用温度超过700℃其实际服役寿命只有设计寿命的50％，一般不超过三年。

近年来江苏科环公司在国内率先采用火焰喷涂自熔合金+高频感应重熔的复合方法在管排表面制备涂层，具备孔隙率低、结合强度好的优点，能耐750℃高温且防腐性能优于传统堆焊不锈钢和625合金，具有良好的市场发展前景。但是，(现有)感到高频感应重熔方法仍存在如下不足：

(1)由于水冷壁管排受热面为管与鳍片焊接而成的不规则曲面，所以在用高频线圈加热时，由于涂层厚度、鳍片宽度、焊缝尺寸等均存在误差，造成线圈与涂层表面的间距很难一致，高低相差可达3cm，使涂层被加热的深度不同，结果是涂层离线圈近的地方都熔化了甚至已产生材料烧损，而管根部与鳍片等远的部位还未开始熔，所以涂层重熔的不均匀性问题比较严重。即使做成仿型线圈，仿形制造误差与管排结构误差叠加后使间隙大小不一，效果仍然不理想。

(2)由于管排在重熔加热后在空气中自然冷却，冷却速度较快造成涂层内残余拉应力较大，从而为裂纹的产生埋下了祸根。

(3)涂层重熔的上千度高温使管内和背面氧化现象严重。实际上，在温度超过500℃氧化皮就开始产生，当重熔温度超过600℃时，高温氧化曲线呈抛物线快速发展，致使氧化皮生长速度加快。重熔完成后氧化皮厚度可达0.1-0.2mm。管内氧化皮的危害很大，因为管基体和氧化皮的热膨胀系统存在差异，故在基体热胀冷缩的循环牵拉下氧化皮易脱落，又被高压蒸汽冲到弯管处沉积下来，堆积到一定程度后造成局部温升加剧，从而产生了爆管的风险。

(4)高频感应线圈的加热温度很难精密调控，无疑是对涂层加热的不均匀性和氧化皮生长的困境雪上加霜。

(5)对数米长的管排来说，高频感应重熔属于局部加热，而且随着管排在线圈内的进给运动，局部高温造成了管排的弯曲变形严重，必须采用专用工装进行变形矫正。

鉴于上述情况，亟需一种锅炉膜式壁防腐涂层真空炉重熔方法，以消除高频感应重熔的主要弊端，显著提高涂层制备质量，有效提升锅炉膜式壁高温防腐性能和服役寿命。

综上所述，现有技术存在的问题是：