CFB鍋爐四管防磨防腐技術(shù)方案

1、CFB鍋爐受熱面防磨防腐技術(shù)及施工方案電廠CFB鍋爐水冷壁、過(guò)熱器及省煤器等受熱面部位,在運(yùn)行時(shí)具有高流通量、高含塵量、溫度低、床料介質(zhì)硬度大等特點(diǎn)，因而鍋爐系統(tǒng)設(shè)備易受遠(yuǎn)遠(yuǎn)惡劣于煤粉爐的強(qiáng)烈沖刷磨損，設(shè)備管壁減薄快速，使用壽命縮短，為確保鍋爐安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，以達(dá)到長(zhǎng)周期運(yùn)行的目的，對(duì)以上設(shè)備各受熱面部位采取有效的防護(hù)措施是十分必要的。根據(jù)全國(guó)各地電廠的防護(hù)情況,結(jié)合我公司長(zhǎng)期從事該行業(yè)的實(shí)際施工經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)貴廠鍋爐的具體爐型和各設(shè)備的設(shè)計(jì)工藝參數(shù)，經(jīng)本公司工程技術(shù)人員認(rèn)真分析，對(duì)上述設(shè)備進(jìn)行防磨防腐技術(shù)設(shè)計(jì)，采用超音速電弧噴涂技術(shù)進(jìn)行防護(hù)能獲得良好的效果。一、失效分析A 爐膛水冷壁部位在

2、水冷壁管受熱面部位，不但受到嚴(yán)重的高速高濃度含床料、燃料氣流的強(qiáng)烈沖刷、磨損，而且存在嚴(yán)重的渦流效應(yīng)和切割效應(yīng)，其次還伴有一定程度的高溫氧化和熱腐蝕。渦流效應(yīng)是發(fā)生在煙氣轉(zhuǎn)向部位，由于固體顆粒的慣性作用，局部磨損極為明顯，尤其在爐膛四角處水冷壁表現(xiàn)更為惡劣，由于該處形成邊壁流，物料匯集此處較多,受到不同角度的物料沖刷機(jī)會(huì)較多,所以磨損特別嚴(yán)重；而切割效應(yīng)體現(xiàn)在護(hù)墻根部水冷壁管處,其主要原因是由于護(hù)墻的頂部提供了一個(gè)平臺(tái)，當(dāng)焦渣以較高的速度下降到該平臺(tái)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生反彈,其中往水冷壁管側(cè)反彈部份,對(duì)壁管就產(chǎn)生了嚴(yán)重的切割效應(yīng)，產(chǎn)生的局部磨損相當(dāng)嚴(yán)重.煙道出口水冷壁部位則受到了煙氣拐向時(shí),由于固體顆粒

3、的慣性作用而引起強(qiáng)烈的沖刷、磨損。 B 過(guò)熱器、再熱器部位過(guò)熱器部位是以高溫含塵煙氣的不均勻沖刷磨損為主要失效形式，并伴有一定程度的高溫腐蝕.由于位于水平煙道及附近區(qū)域內(nèi)，煙氣流速較大，據(jù)有關(guān)研究資料表明，沖刷磨損量大約與氣流速度的3.6次方成正比.另外由于所處煙氣溫度較高，故存在堿金屬鹽的腐蝕,加重了管壁減薄的速度。C 省煤器部位省煤器部位失效原因主要是受到高速含塵煙氣的不均勻沖刷磨損，省煤器部位由于管排間距小，流經(jīng)風(fēng)速大，且由于所處煙氣溫度相對(duì)較低，固體顆粒硬度高，因此所受不均勻沖刷磨損相當(dāng)嚴(yán)重。同時(shí)存在一定程度的腐蝕，主要是硫酸鹽腐蝕及硫化物、硫化氫引起的腐蝕。在上述多重因素共同作用下，

4、設(shè)備受熱面管從外向內(nèi)不斷地被沖刷、磨損和氧化、腐蝕，使之逐漸變薄,當(dāng)局部承受不了管內(nèi)水汽壓力時(shí)即造成爆漏而失效。二、涂層設(shè)計(jì)針對(duì)上述管壁失效機(jī)理,我們?cè)O(shè)計(jì)制作由雙層涂層構(gòu)成的復(fù)合防護(hù)層，即采用超音速電弧噴涂技術(shù),工作層材料選用硬度特別高、耐沖刷磨損性能優(yōu)異，同時(shí)具備抗高溫氧化和熱腐蝕性能好的HDS88A金屬合金絲材，面層采用KM型高溫耐磨防腐專用封孔劑封孔,此復(fù)合涂層具有優(yōu)異的抗磨損、耐腐蝕性能,結(jié)合強(qiáng)度高，涂層邊緣設(shè)置過(guò)渡區(qū)域，使涂層與非涂層平滑過(guò)渡,無(wú)凹凸平臺(tái)。經(jīng)過(guò)以上設(shè)計(jì)，能夠滿足防護(hù)要求.三、主要技術(shù)指標(biāo)1、HDS-88A金屬合金涂層厚 度:0.60。8mm左右粒子速度：386m/s結(jié)

5、合強(qiáng)度:55MPa硬 度：HRC69抗高溫氧化性：+12.16mg/cm2（750氧化250h)孔 隙 率：0。9基體溫度：100工件變形性:不變形,不改變母材表面金相組織結(jié)構(gòu)和理化性能2、高溫耐磨專用封孔層工作溫度：1000耐 磨 性：10mg/1000r結(jié)合強(qiáng)度：6 MPa厚 度：0.05-0。1mm左右四、超音速電弧噴涂設(shè)備與技術(shù)簡(jiǎn)介1、設(shè)備簡(jiǎn)介FLEXI ARC 200電弧噴涂設(shè)備是一種以各種實(shí)心線材和特殊粉芯線材為原料，廣泛應(yīng)用于各種表面的抗腐蝕和耐磨損處理的電弧噴涂系統(tǒng)，其粉芯線材經(jīng)過(guò)特殊熔化.由于客戶所需要的實(shí)芯線材不同,所以各種模具也有所不同。高能密度和特殊加工的電弧使FLEX

6、I ARC200能夠充分熔化金屬管及其內(nèi)部的粉芯。FLEXI ARC 200可以實(shí)現(xiàn)傻瓜式自動(dòng)噴涂,這個(gè)電弧噴涂系統(tǒng)符合CE-standard標(biāo)準(zhǔn)，并且包括以下模塊。便攜式電源可以旋轉(zhuǎn)的送絲裝置手動(dòng)噴涂設(shè)備管線集成件包括絕緣導(dǎo)向管2、技術(shù)簡(jiǎn)介超音速電弧噴涂技術(shù)是我公司通過(guò)引進(jìn)先進(jìn)設(shè)備和技術(shù)開發(fā)的金屬熱噴涂新技術(shù)，被美國(guó)、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家列為二十一世紀(jì)表面工程關(guān)鍵技術(shù)。該噴涂技術(shù)采用燃燒于絲材端部的電弧將均勻送進(jìn)的絲材熔化，經(jīng)拉伐爾噴嘴加速后的超音速氣流將熔化的絲材霧化為粒度細(xì)小、分布均勻的粒子,噴向工件形成涂層。熔化粒子與基材主要以機(jī)械、物理和冶金等方式結(jié)合，其結(jié)合強(qiáng)度可達(dá)55MPa以上。與普通

7、電弧噴涂和火焰噴涂相比，超音速電弧噴涂具有更高的粒子飛行速度、更強(qiáng)的結(jié)合強(qiáng)度、更低的孔隙率、涂層均勻度高、致密性好、且噴涂粒子到達(dá)工件表面時(shí)溫度不足100工件不會(huì)變形，可獲得高質(zhì)量的涂層。五、噴砂技術(shù)說(shuō)明1、噴砂對(duì)基體表面的作用（1） 凈化表面：去除被噴表面的各種污雜物，特別是油脂、污垢、氧化皮、鐵銹、油漆涂層等，表面顯示均勻的金屬光澤,以利于熔融粉末與基體表面的粘合吸附(分子的溶解和擴(kuò)散）。工作面清潔度達(dá)到GB892388涂裝前鋼材表面銹蝕等級(jí)和除銹等級(jí)中規(guī)定的Sa3.0級(jí)。（2）粗化表面：熱噴涂涂層與基體的結(jié)合以機(jī)械結(jié)合為主,這就要求基體前處理不僅要除油除銹，還要粗化表面,使用面具有一定的

8、粗糙度.表面粗糙度達(dá)到GB10311995表面粗糙度參數(shù)及其數(shù)值中規(guī)定的RZ6090m。2、粗化處理的目的（1) 增大噴涂層與基體的接觸面積,提高結(jié)合面的粘合吸附力.（2)增加涂層材料與基體表面的填塞嵌合，錨合咬合作用，以加強(qiáng)涂層與基體的附著力。3、活化表面噴砂使被噴涂表面形成活化能力：如晶格缺陷、塑性變形，產(chǎn)生一定的應(yīng)力狀態(tài)，以利于增加噴涂粒子與基體表面化吸附力，提高噴涂顆粒與基體的冶金結(jié)合能力?；罨Ч治鋈缦拢海?） 噴砂使工件表面在經(jīng)過(guò)砂粒的反復(fù)打擊后形成一定的殘余壓應(yīng)力，盡管該應(yīng)力數(shù)值極小,但對(duì)于松馳工件在噴涂過(guò)程中涂層熱應(yīng)力，對(duì)提高涂層的結(jié)合強(qiáng)度有利，同時(shí)也可以提高工件的抗疲勞強(qiáng)度

9、。（2） 噴砂可除去工件表面上的有機(jī)污雜物和氧化層，并能增大金屬表面晶粒的塑性變形和造成晶格缺陷,使基體表面處于容易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的狀態(tài)，有助于噴涂顆粒與基體表面間的物理化學(xué)結(jié)合進(jìn)行。所以工件噴涂前進(jìn)行噴砂處理是極為必要的,而且噴砂后的工件應(yīng)盡快進(jìn)行噴涂，時(shí)間越短表面活化效果越好，涂層質(zhì)量越高。六、HDS88A金屬合金絲材說(shuō)明超音速電弧噴涂采用硬度特別高、耐磨損和抗高溫氧化腐蝕性能優(yōu)異的HDS-88A金屬陶瓷絲材，是一種非金屬態(tài)產(chǎn)品，其中所含的Ni元素具有良好的延展性，使涂層與鍋爐管有著幾乎相同的熱膨脹系數(shù),避免了由于熱應(yīng)力引起的涂層開裂和剝落;Cr3C2是一種優(yōu)良的金屬陶瓷，在高溫下化學(xué)性能穩(wěn)

10、定，硬度高、耐磨性的,且具有一定的拒高溫融熔玻璃體附著性能即抗結(jié)焦性能；材料中還佐有Co、Ti、B、Mo、Al、微量稀土等元素，幫助進(jìn)一步改進(jìn)涂層性能,提高耐高溫氧化、抗熱腐蝕等方面性能；所含自融性介質(zhì),較一般合金更易霧化，參與制作的涂層細(xì)膩，孔隙率低，是所有金屬陶瓷中應(yīng)用于制作高溫涂層的最佳選擇。噴涂完后由于涂層中還含有殘留的部分自融性材料，涂層運(yùn)行一段時(shí)間后，由于受熱而與基材間形成了一種亞冶金結(jié)合結(jié)構(gòu)，從而結(jié)合強(qiáng)度更高，特別耐磨；該金屬合金陶瓷材料熱導(dǎo)率與鍋爐鋼材料熱導(dǎo)率相近，且厚度不到1mm，因此不會(huì)影響傳熱效果。七、KM型高溫耐磨專用封孔劑說(shuō)明KM型高溫耐磨專用封孔劑系采用超硬新材料，

11、合成新工藝，以及粒子的配級(jí)等技術(shù)精心加工、配制而成，在常溫下可快速固化，高溫下形成堅(jiān)硬的陶瓷體。其高溫耐磨性好，導(dǎo)熱系數(shù)大，抗蝕性強(qiáng)，與金屬表面粘結(jié)具有極強(qiáng)的吸附性和熱震穩(wěn)定性，不脫落、不出現(xiàn)裂紋等特點(diǎn)。用其對(duì)金屬熱噴涂涂層表面進(jìn)行封孔，能有效滲透、浸濕涂層孔隙,并在高溫下逐漸陶瓷化，使整個(gè)涂層更致密,阻止介質(zhì)中的有害成份通過(guò)微小的涂層隙進(jìn)入涂層內(nèi)部，能獲得有效封閉毛細(xì)孔的效果。八、施工條件為了作好施工準(zhǔn)備工作，其施工需要具備以下條件：1、電源: 380V 20KW 三相交流電2、氣源： 氣壓0。50.6MPa 流量5m3/min 3、平臺(tái)： 長(zhǎng)4m（最少3m） 寬2m(最少1.5m)4、噴涂工件的位置離主機(jī)放置位置的距離不超過(guò)15m5、提供施工部位所需的腳手架九、施工工藝施工工藝流程：表面預(yù)處理噴砂作業(yè)噴涂作業(yè)預(yù)測(cè)厚度封孔自查、清場(chǎng)1、表面預(yù)處理:首先清理各工作表面上的浮灰、渣等雜質(zhì)。2、噴砂作業(yè)：用噴砂機(jī)對(duì)工作表面進(jìn)行噴砂處理，達(dá)到表面干燥、無(wú)灰塵、油脂、污垢和銹斑，表面清潔度達(dá)到GB8923中規(guī)定的“Sa3.0"級(jí)，露出金屬光澤，表面粗糙度達(dá)到GB11373中規(guī)定的“Rz5090m”。3、噴涂作業(yè):對(duì)噴砂后的工作面進(jìn)行噴涂作業(yè),涂層表面要求平整、光潔、致密、均勻，且和基體結(jié)合完好,無(wú)起皮