CN103658951A - 一种锅炉四管烟气腐蚀的喷焊防护方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及锅炉四管烟气腐蚀的喷焊防护方法，其采用镍基合金粉末通过等离子弧喷焊工艺在锅炉四管需要防腐处理的表面上进行堆焊形成防腐层，防腐层厚度可控制在0.5mm～1.5mm及以上，采用本发明工艺的镍基合金材料符合防腐耐蚀要求和设备设计性能要求；防腐层与基体由于采用等离子弧堆焊方式结合，结合强度高，长期运行不会剥落；焊缝熔深浅，焊层稀释率低于5%，可确保焊层的防护效果；焊道组织致密、均匀，避免了热喷涂工艺的保护层孔隙率高的缺点，可有效保护金属表面不被腐蚀；焊层厚度可低至0.5mm，远小于普通电弧焊的厚度，大大节省焊层材料及成本，同时可减少对受热面的设计性能的影响。
Description
[技术领域]
本发明涉及锅炉四管烟气腐蚀的防护方法，具体涉及一种锅炉四管烟气腐蚀的喷焊防护方法。
[背景技术]
电厂锅炉省煤器、水冷壁、过热器、再热器(简称锅炉四管)等受热面因烟气侧存在高温烟气腐蚀而导致爆管是引起停炉事故的主要原因之一，特别是燃烧高硫、高氯、高碱燃料时，烟气会强烈加剧对受热面的腐蚀，从而大大缩减锅炉的使用寿命。
对烟气腐蚀问题，现有防护措施主要有两大类：
第一类是在需要防护的金属表面采用热喷涂工艺（包括火焰喷涂、电弧喷涂、等离子喷涂、爆炸喷涂、超音速喷涂等）喷涂某种耐磨耐腐涂层，以防止烟气中的腐蚀成分对产品的腐蚀。但这类方法的缺点：涂层与金属基体的结合为机械吸附，结合强度较低（在70MPa以下），在高温工作状态下容易脱落，使用寿命不长；涂层孔隙率高，腐蚀成分会透过空隙直接腐蚀基体金属。因此这类方法不能长时间保护产品，在燃烧高硫、高氯、高碱煤的情况下，受热面的使用寿命不到一年。
第二类方法是电弧喷焊，即在要保护的金属表面采用常规电弧焊接工艺和焊材喷焊一层保护层。这种方法的缺点：一是焊层厚，适用于耐腐蚀的焊材一般价格昂贵，过厚的喷焊保护层成本超高。过厚的喷焊层也会改变受热面的设计性能；二是这类焊接方式熔深较大，母材对喷焊层稀的冲淡率（即稀释率）高，降低了喷焊层的保护功能。
喷焊中的等离子弧喷焊技术（PTA，Plasma Transferred Arc）一般用于制作零件表面的耐磨层，利用等离子弧的高温，电流密度大的特点，将高硬度质颗粒均匀地钎镶于喷焊层金属中，而硬质颗粒不产生熔化或很少产生熔化，形成复合喷焊层，以提高零件的耐磨性能。但由于耐磨材料的特性，这种工艺方法不适用于金属构件包括锅炉四管的防腐要求，而现有的防腐技术中并没有公开用于防腐层制作的PTA工艺方法。
[发明内容]
为了弥补现有技术中的空白及解决锅炉行业的烟气腐蚀问题，将等离子弧喷焊工艺应用于防腐层的施工中，发明一种锅炉四管烟气腐蚀的喷焊防护方法。
其采用镍基合金粉末通过等离子弧喷焊方法在锅炉四管需要防腐处理的表面上进行喷焊形成防腐层。
上述方法还具有如下优化方案：
在喷焊前，优选在管道需要防腐处理的表面上进行表面处理的步骤，表面处理为喷砂或抛丸或其它动力或手工处理。
镍基合金粉末优选通过水雾法或气雾法制成。
所述的镍基合金粉末选用Ni-Cr-Mo系列或Ni-Cr-Mo-Cu系列合金或其相当的焊材制备而成。
防腐层厚度优选控制在0.5～1.5mm。还可以通过单道或多道所述喷焊使防腐层厚度控制在1.5及以上厚度。
所述的防腐层喷焊的稀释率低于5%。
本发明中的锅炉四管防腐层喷焊方法还可以用于所有燃煤烟气强腐蚀换热面、受热面防腐层的施工
本发明针对高硫、高氯、高碱煤种的强烈腐蚀性及锅炉的加工特点和运行特点，选用耐蚀性好、硬度与线膨胀系数与受热面比较接近的耐蚀镍基合金作为防护层材料；并利用粉末等离子喷焊热量集中、可控性好、焊层均匀、组织均一的优势，进行粉末等离子弧喷焊，并具有以下优点：
1、防腐层与基体由于采用等离子弧喷焊方式结合，结合强度高，长期运行不会剥落；
2、焊缝熔深浅，焊道组织致密、均匀，焊层稀释率低于5%，可确保焊层的防护效果，避免了热喷涂工艺的保护层孔隙率高的缺点，可有效保护金属表面不被腐蚀；
3、焊道组织致密、均匀，避免了热喷涂工艺的保护层孔隙率高的缺点，可有效保护金属表面不被腐蚀；
4、焊层厚度可低至0.5mm，远小于普通电弧焊的厚度，大大节省焊层材料及成本，同时可减少对受热面的设计性能的影响；
5、可通过单道或多道焊层较准确的控制焊层厚度，以满足设计需要。
[具体实施方式]
下面通过具体实施例对本发明做进一步说明，下述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。
实施例一
本实施例提供一种火电厂锅炉膜式水冷壁烟气腐蚀的等离子弧喷焊防护方法
步骤1表面处理
将膜式水冷壁需要防护的一面经过喷砂或抛丸或其它动力工具或手动工具处理，以除去表面浮锈、氧化皮和所有外来杂质。
步骤2焊粉准备
检查和筛选选用的镍基合金粉末的粒度范围，粒度的范围控制在100～300目。
步骤3喷焊
调节等离子喷焊焊机电流、速度、供气量、供粉量等参数，这些参数可以根据本领域技术人员的经验自行调节。控制喷焊层厚度在0.5～1.5mm。焊接过程可采用单道直线，也可根据焊接位置及形状做一定幅度的摆动。
实施例二
本实施例提供一种火电厂锅炉单根管子防腐层的等离子弧喷焊方法，可用于制造水冷壁、省煤器、过热器和再热器。
步骤1表面处理
将单根管子经过喷砂或抛丸或动力工具或手动工具处理，以除去表面浮锈、氧化皮和所有外来杂质。
步骤2焊粉准备
检查和筛选选用的镍基合金粉末的粒度范围，粒度的范围控制在100～300目。
步骤3喷焊
管子喷焊可以采用360度旋转管子进行，也可以用单道直线或摆动直线进行，取决于管子形状、位置和焊机的运动机构。调节等离子喷焊焊机电流、速度、供气量、供粉量等参数，这些参数可以根据本领域技术人员的经验自行调节,控制喷焊层厚度在0.5～1.5mm。
实施例三
本实施例提供一种火电厂锅炉四管附件（防磨件、阻流件、支吊件等）烟气腐蚀的等离子弧喷焊防护方法
步骤1表面处理
将需要防护的构件经过喷砂或抛丸或动力工具或手动工具处理，以除去表面浮锈、氧化皮和所有外来杂质。
步骤2焊粉准备
检查和筛选选用的镍基合金粉末的粒度范围，粒度的范围控制在100～300目。
步骤3喷焊
调节等离子喷焊焊机电流、速度、供气量、供粉量等参数，这些参数可以根据本领域技术人员的经验自行调节。控制喷焊层厚度在需要的范围0.5～1.5mm。焊接过程可采用单道直线，也可根据焊接位置及形状做一定幅度的摆动。
Claims (8)
1.一种锅炉四管烟气腐蚀的喷焊防护方法，其特征在于采用镍基合金粉末通过等离子弧喷焊方法在锅炉四管需要防腐处理的表面上进行喷焊形成防腐层。
2.如权利要求1所述的锅炉四管烟气腐蚀的喷焊防护方法，其特征在于在喷焊前，还包括在管道需要防腐处理的表面上进行表面处理的步骤。
3.如权利要求1所述的锅炉四管烟气腐蚀的喷焊防护方法，其特征在于所述的表面处理为喷砂、抛丸、动力工具或手动工具处理中的一种。
4.如权利要求1所述的锅炉四管烟气腐蚀的喷焊防护方法，其特征在于所述的镍基合金粉末通过水雾法或气雾法制成。
5.如权利要求1所述的锅炉四管烟气腐蚀的喷焊防护方法，其特征在于所述的镍基合金粉末选用Ni-Cr-Mo系列或Ni-Cr-Mo-Cu系列合金制备而成。
6.如权利要求1所述的锅炉四管烟气腐蚀的喷焊防护方法，其特征在于所述的防腐层厚度控制在0.5～1.5mm。
7.如权利要求1所述的锅炉四管烟气腐蚀的喷焊防护方法，其特征在于通过单道或多道所述喷焊使防腐层厚度控制在1.5mm以上的厚度。
8.权利要求1所述的锅炉四管烟气腐蚀的喷焊防护方法用于所有燃煤烟气强腐蚀换热面、受热面防腐层施工的应用。
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