[发明专利]一种煤粉炉锅炉管防腐涂层的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种锅炉部件的防腐方法，特别是涉及一种采用激光熔覆技术的煤粉炉锅炉管防腐涂层的制造方法，属于IPC国际专利分类表中的C23C24/10(2006.01)I技术领域。

背景技术

燃煤、燃油锅炉是当前我国重要的能量转换装置，涉及到国民经济各部门，腐蚀磨损是工业锅炉普遍存在的问题。锅炉管的腐蚀磨损一直是电力工业中存在的严重问题，造成的生产危害和经济损失十分严重。

低温热腐蚀是燃煤、燃油锅炉管在运行过程中最为常见的腐蚀形式，其破坏力大。依材料、环境的不同，在500～750℃范围内均可能发生低温热腐蚀。由于燃煤中含有一定的硫、碱土金属等杂质，在煤的燃烧过程中，这些杂质会形成SO₂/SO₃等气体及一些固体沉积物，其中Na₂SO₄和K₂SO₄同时沉积在燃煤的燃烧装置中是比较普遍的。在此过程中，服役设备表面本身也会形成一些金属氧化物如铁氧化物、镍氧化物、铬氧化物等，其中的铁氧化物和镍氧化物能与气氛中的组分SO₃反应形成相应的硫酸盐，并可与设备表面的燃烧沉积物Na₂SO₄、K₂SO₄等进一步作用形成低熔点共晶熔融盐，从而引起合金的快速腐蚀。

在现有技术中防止金属腐蚀的常用方法有：改变金属的内部组织结构，例如制造各种耐腐蚀的合金，如在普通钢铁中加入铬、镍等制成不锈钢；保护层法，在金属表面覆盖保护层，使金属制品与周围腐蚀介质隔离，从而防止腐蚀。如：

1.在钢铁制件表面涂上机油、凡士林、油漆或覆盖搪瓷、塑料等耐腐蚀的非金属材料。

2.用电镀、热镀、喷镀等方法，在钢铁表面镀上一层不易被腐蚀的金属，如锌、锡、铬、镍等。这些金属常因氧化而形成一层致密的氧化物薄膜，从而阻止水和空气等对钢铁的腐蚀。

然而在钢铁表面涂机油、凡士林、油漆、塑料等方法进行防腐，因这些高分子化合物不能耐高温，所以无法在锅炉中使用；搪瓷虽然能耐高温，但锅炉管需要焊接，单根锅炉管表面有搪瓷层后，无法对其进行焊接，而锅炉管在焊接完成后再进行表面搪瓷，由于其外形尺寸太大无法进行搪瓷处理；电镀、热镀、喷镀等方法因面层材料和基材不是冶金结合，面层材料和基材的热膨胀系数不同，因而涂层易出现脱落现象。

因此，选择适当的煤粉炉锅炉管防腐涂层的制造方法，使煤粉炉锅炉管管壁内的防腐层与基体结合强度高、加工误差小、防腐层的厚度均匀，是当前亟待解决的课题。

激光熔覆技术作为一种先进的再制造技术，近年来得到了迅速推广和广泛应用。

激光熔覆技术利用高能量激光束聚集能量极高的特点，瞬间将在基材表面预置或与激光同步自动送置的、具有特殊物理、化学或力学性能的合金粉末完全熔化，同时基材部分熔化，形成一种新的复合型材料，激光束扫描后快速凝固，获得与基体冶金结合的致密覆层，以达到恢复几何尺寸和表面强化的目的。

目前，关于利用激光熔覆工艺进行设备部件防腐的专利和报道很多：例如，

公开号为CN1202534的中国发明专利申请给出的《金属表面等离子喷涂后激光熔覆制备陶瓷涂层的方法》，该方法是先在金属表面用等离子喷涂方法制备陶瓷涂层，然后在激光照射的同时，将陶瓷粉末喷向涂层表面，对陶瓷涂层进行二次熔覆处理。

公开号为CN1786272的中国发明专利申请给出的《激光熔覆镍基纳米WC/Co预涂层的制备方法》，该制备方法包括下列步骤：①按每克重的虫胶与10～20克重的无水乙醇称量虫胶和无水乙醇，然后将所述的虫胶加入无水乙醇中制成粘结剂；②根据需要按每克镍基纳米WC/Co粉末与0.1毫升～0.25毫升的粘结剂的比例，称量镍基纳米WC/Co粉末和所述的粘结剂并混合，充分搅拌均匀制成预涂胶；③将上述预涂胶均匀地涂在待激光熔覆处理的工件表面，制成预涂层；④烘干。采用自制的粘结剂制备镍基纳米WC/Co预涂层，然后再采用激光熔覆工艺，制备出了表面较平整，较细密、基本消除了裂纹与孔隙并与基体呈冶金结合的镍基纳米WC/Co复合涂层。