[发明专利]一种复合结构的耐高温防腐蚀防结焦涂层及喷涂方法

说明书

本发明涉及一种复合结构的耐高温防腐蚀防结焦涂层及喷涂方法，包括涂于金属管壁表面的金属涂层和喷涂于金属涂层表面的陶瓷涂层，金属涂层由金属复合粉体经热喷涂形成，金属复合粉体包括重量比为10‑20:1的合金粉和氧化锆微粉；陶瓷涂层由陶瓷复合粉体经冷喷涂于金属涂层表面形成，陶瓷复合粉体按照重量份数包括以下组分：碳化硅微粉30‑50份、氧化铝微粉10‑25份、氧化锆微粉15‑35份和硼化锆微粉10‑20份。本发明的金属涂层中氧化锆微粉通过分子嵌入的方式镶嵌在金属涂层内起到调节热膨胀系数的作用，使外层和金属管壁的连接紧密，不仅能提高涂层与管壁的结合力，还能起到一定的防腐蚀效果。本发明的陶瓷涂层过常温喷涂后在高温下使用形成陶瓷膜达到防腐防结焦的效果。

技术领域

本发明涉及金属涂层技术领域，具体涉及一种复合结构的耐高温防腐蚀防结焦涂层及喷涂方法。

背景技术

燃煤锅炉在燃煤燃烧过程中，水冷壁管道受热面结焦，过热器、再热器管道积灰，使锅炉换热效率下降，排烟温度升高，能耗增加，且管道受热面易由于结焦严重产生硫酸盐腐蚀，缩短锅炉使用寿命等。以上这些问题会严重影响锅炉安全、经济运行。现有的金属涂层只具有防磨兼顾一定的延缓腐蚀的效果，不具备解决高温锅炉内壁防高温腐蚀防结焦和提高换热性能的问题；陶瓷涂层具有较好的防腐蚀和防结焦效果，但由于和锅炉内金属管壁热膨胀系数不匹配，结合力不够，耐磨性不如金属涂层好，要提高涂层的综合使用寿命和性能，还需要寻找一个比较理想的方法。

发明内容

本发明的目的是为解决上述技术问题及不足，提供一种复合结构的耐高温防腐蚀防结焦涂层及喷涂方法。

本发明为解决上述技术问题的不足，所采用的技术方案是：一种复合结构的耐高温防腐蚀防结焦涂层，包括涂于金属管壁表面的金属涂层和喷涂于金属涂层表面的陶瓷涂层，所述金属涂层由金属复合粉体经热喷涂形成，金属复合粉体包括重量比为10-20:1的合金粉和氧化锆微粉；所述陶瓷涂层由陶瓷复合粉体经冷喷涂于金属涂层表面形成，陶瓷复合粉体按照重量份数包括以下组分：碳化硅微粉30-50份、氧化铝微粉10-25份、氧化锆微粉15-35份和硼化锆微粉10-20份。

一种复合结构的耐高温防腐蚀防结焦涂层的喷涂方法，包括以下步骤：

步骤一、按照10-20:1的重量比取合金粉和氧化锆微粉，混合均匀，得到金属复合粉体，备用；分别取碳化硅微粉、氧化铝微粉、氧化锆微粉和硼化锆微粉，混合均匀，得到陶瓷复合粉体，备用；

步骤二、先对高温锅炉的内壁进行清理，然后进行喷砂处理；

步骤三、先将高温锅炉内壁预热至60-80℃，并将金属复合粉体装入热喷涂设备中，然后对高温锅炉的内壁进行热喷涂，喷涂后晾置，即完成金属涂层的喷涂；

步骤四、将陶瓷复合粉体装入冷喷涂设备中，然后在金属涂层晾置至20-100℃时对金属涂层表面进行冷喷涂，喷涂后晾置，即完成陶瓷涂层的喷涂；

步骤五、陶瓷涂层晾置结束后进行加热处理，先加热至100℃，保持3-10min，继续加热至200-300℃，保持5-20min，加热完成后的涂层即为复合结构的耐高温防腐蚀防结焦涂层。

作为本发明一种复合结构的耐高温防腐蚀防结焦涂层的喷涂方法的进一步优化，所述的热喷涂为火焰喷涂、激光熔覆、电弧喷涂、等离子喷涂、堆焊方式中的任意一种。

作为本发明一种复合结构的耐高温防腐蚀防结焦涂层的喷涂方法的进一步优化，所述的冷喷涂设备为超音速冷喷涂机。

作为本发明一种复合结构的耐高温防腐蚀防结焦涂层的喷涂方法的进一步优化，所述的冷喷涂设备的载气种类为氮气，载气压力为2.5-4MPa，载气温度为500-650℃，载气流量为200-350Nm³/h。

作为本发明一种复合结构的耐高温防腐蚀防结焦涂层的喷涂方法的进一步优化，所述陶瓷涂层喷涂完成后晾置24-72h再进行加热处理。