[发明专利]一种用于锅炉炉内受热面的热喷涂非晶合金涂层方法

说明书

技术领域

本发明属于锅炉设备技术领域，具体涉及一种用于锅炉炉内受热面的热喷涂非晶合金涂层方法。

背景技术

锅炉炉内受热面由钢管排列焊接而成，由于炉膛内高温气流的摩擦作用以及蒸汽吹扫作用，管壁在使用一段时间后会发生严重的磨损，再加上我国大部分地区煤质较差，煤中不仅含有硬质粗块还含有大量的S^2-、Cl^-，这些成分都会对金属管壁造成强烈的腐蚀，一旦受热面管壁损毁严重会影响锅炉运行的安全稳定性。目前，防止管壁冲蚀磨损的较成功可行的方法是运行防磨和材料防磨。运行防磨实施起来较为复杂。材料防磨一是改变锅炉壁管材质，选用耐磨性更好的合金钢等材质，这将大大增加一次投入成本；二是在现有锅炉管壁上喷涂一层耐磨合金材料，该方法一次投入成本较低，且可多次重复进行喷涂而免去换管成本，因此近些年已得到大面积推广应用，目前主要工艺采用热喷涂技术，其涂层的冷却速度高，制备效率高，是制备涂层的有效手段。但是一般的耐磨合金具有硬度高、韧性差的特点，使用过程中涂层容易发生脱落，另外普通合金涂层无法抵御S^2-、Cl^-的侵蚀，在强腐蚀环境中很容易失去其对管壁的防护效果。近来，非晶合金因其具有许多独特而优异的性能而得到广泛的研究，如高强度,高硬度，优异的耐腐蚀性能，热稳定性高，且材料成本低廉。将其作为涂层的应用是一个具有前景的研究方向。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种用于锅炉炉内受热面的热喷涂非晶合金涂层方法，该方法可以有效地提高锅炉炉内受热面的防腐耐磨性能，从而提高管壁的有效使用寿命以及锅炉运行的安全稳定性。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种用于锅炉炉内受热面的热喷涂非晶合金涂层方法，其特征在于，包括以下步骤：

1).采用净化、粗化处理工艺对锅炉炉内受热面进行预处理；

2).对锅炉炉内受热面进行热喷涂铁基非晶涂层，每次涂层厚度70μm-100μm，冷却后再次进行覆盖喷涂，直至达到要求的指定涂层厚度。

优选的，所述的步骤2)中热喷涂铁基非晶涂层材料为采用气雾法获得的球形、椭球形、薄片型或其他不规则形状的颗粒，粒子大小为26-70μm，粉末可直接喷涂也可制作成粉芯丝材喷涂。

优选的，所述的步骤2)中热喷涂铁基非晶涂层方式具体为高速电弧喷涂或超音速火焰喷涂。

优选的，所述的高速电弧喷涂工艺参数为：电压29-34V、电流180-240A、喷涂距离150-300mm、空气压力0.5-0.6MPa，喷涂层间温度控制在50-60℃。

优选的，所述的超音速火焰喷涂工艺参数为：氧气流量500-700L/min、煤油流量0.4-0.5L/min、送粉速度30-60g/min、喷涂距离150-350mm，基材温度控制在200℃以下。

优选的，所述的指定涂层厚度根据实际使用工况要求可达0.2-1.0mm。

优选的，所述的铁基非晶涂层的组分及质量百分比为：Cr25-27%，Mo16-18%，C2-2.5%，B2-2.2%，铁余量。

优选的，所述的铁基非晶涂层的组分及质量百分比为：Cr43-46%，B5.6-6.2%，Si1.75-2.25%，C0.17%，S0.02%，铁余量。

优选的，所述的铁基非晶涂层的组分及质量百分比为：Cr28-32%，Ni17-21.5%，Co8.4-11%，Mo3.3-4.5%，B3.1-4%，Cu2-3%，Si1-1.6%，C0.12%，S0.02%，铁余量。

喷涂后，涂层至少50%体积可为非晶态的，涂层非晶态含量也可以为100%，即该涂层中基本上均匀分布的非晶态合金。作为替代该组合物可为具有非晶态相的复合物，该非晶态相中具有晶态相，晶态相可为一种晶体或多种晶体。晶体可为任何形状例如球形、椭球形、线形、杆形、片形、薄片形或不规则的形状的粒料形式。比如，至少部分非晶态的复合组合物可具有分散于非晶态相基体中的枝晶形状的晶态相；该分散体可为均匀或非均匀的，并且该非晶态相和晶态相可具有相同或不同的化学组成。涂层可以是单一相，也可以含有其他相，其他相包括碳化物、硼化物，或两者。