[发明专利]一种用于电站锅炉水冷壁管现场防护的涂层及其制备方法

说明书

本发明提供了一种用于电站锅炉水冷壁管现场防护的涂层，由铁基非晶复合粉芯丝材依次经过超音速电弧喷涂和二次瞬间在线重熔处理得到；所述铁基非晶复合粉芯丝材包括依次叠加设置的外壁和粉芯丝。本申请还提供了一种用于电站锅炉水冷壁管现场防护的涂层的制备方法。本发明基于二次瞬间在线重熔铁基涂层的耐磨耐蚀性能，并首次提出利用二次瞬间在线重熔铁基涂层局部强化防护技术用于电站锅炉水冷壁系统现场防护的方法，有效减轻锅炉水冷壁运行过程中的磨损腐蚀问题，经济效益显著。

技术领域

本发明涉及表面处理技术领域，尤其涉及一种用于电站锅炉水冷壁管现场防护的涂层及其制备方法。

背景技术

大型燃煤发电锅炉水冷壁腐蚀是失效的重要原因。据调查，我国100MW以上机组由于腐蚀和冲蚀使锅炉管壁减薄，导致锅炉四管爆漏事故造成的停机抢修时间约占整个机组非计划停用时间的40％左右，占锅炉设备本身非计划停用时间的70％以上。锅炉四管爆漏事故是长期困扰火电站安全和经济性的一个重大问题。上述事故的原因除管材和焊接质量问题外，主要是由于腐蚀、磨损等引起。

目前，锅炉管道的高温腐蚀问题是久未解决的技术问题，金属喷涂保护受热面管子的常规方法分以下几种：超音速火焰喷涂、等离子喷涂、电弧喷涂以及超音速电弧喷涂等。热喷涂层常常含有一定比例的空隙，涂层与基材为机械结合，结合强度为30～50MPa，容易发生涂层脱落问题，高温腐蚀气体或液体能够通过毛细原理渗透进入空隙，加剧腐蚀减薄进程。

非晶态是人们早已熟悉的一种物质形态，它通常指熔体、液体和不具有晶体结构的物质。非晶态是与晶态相区别的一类结构状态，其原子或分子的空间排列不具备长程有序，只是由于原子间的相互关联作用，使其在数个原子间距的小区域内仍然保持着某些短程有序特征。非晶态合金，又称金属玻璃，其是固态时其原子在三维空间是长程无序排列，仅存在短程有序性，并且于一定温度范围内保持这种状态相对稳定的合金，是兼有金属和玻璃两者截然不同性质的材料。非晶材料由于具有独特的结构特点，使得非晶合金的力学、物理和化学性能有许多优点，诸如具有高强度、硬度、耐磨性、耐蚀性、优异的软磁性能等。

重熔涂层的发展可以追溯到60年代，当时许多学者致力于在低熔点基体上熔覆抗磨材料，这些材料包括：钨及其碳化物、铝、钽、铼、铌、钛及其碳化物和氧化铝，大部分采用等离子或火焰喷涂的方法，将熔覆材料预置在基体材料上，随后进行激光二次熔覆；20世纪70年代中期到80年代中期，重熔涂层经历了发展相对缓慢的时期；到80年代末，重熔涂层技术得到了迅速的发展。近年来一些关于利用重熔涂层技术制造高质量涂层的研究也逐步兴起。经过四十多年的发展，重熔涂层技术已成为材料表面工程领域的前沿和热门课题。

发明内容

本发明解决的技术问题在于提供一种用于电站锅炉水冷壁管现场防护的涂层的制备方法，其可增强涂层与基体的整体结合性能，且具有耐磨耐蚀性能。

有鉴于此，本申请提供了一种用于电站锅炉水冷壁管现场防护的涂层，由铁基非晶复合粉芯丝材依次经过超音速电弧喷涂和二次瞬间在线重熔处理得到；

所述铁基非晶复合粉芯丝材包括依次叠加设置的外壁和粉芯丝；

所述粉芯丝由FeB、FeSi、Mo、NbFe和Cr制备得到。

优选的，所述铁基非晶复合粉芯丝材成分的原子比Fe：Cr：B：Si：Mo：Nb＝(55～60)：(20～35)：(13～15)：(3～5)：(1～2)：(1～2)。

优选的，所述粉芯丝的重量为所述复合粉芯丝材的30～40wt％。

优选的，所述外壁的材料为不锈钢，所述铁基非晶复合粉芯丝材的外径为1.5～2.0mm。

本申请还提供了一种用于电站锅炉水冷壁管现场防护的涂层的制备方法，包括以下步骤：

A)对电站锅炉水冷壁管的表面进行喷砂处理，利用铁基非晶复合粉芯丝材对喷砂处理后的电站锅炉冷壁管进行超音速电弧喷涂；