CN104099611A

CN104099611A - 一种锅炉管防腐层的激光表面熔覆工艺

Info

Publication number: CN104099611A
Application number: CN201410338128.9A
Authority: CN
Inventors: 陶兴启; 黄旭东; 廖运生
Original assignee: Wuhan Tuanjie Dianjin Laser Manufacturing Technology Co ltd
Current assignee: Jiangsu Golden Laser Technology Co Ltd
Priority date: 2014-07-16
Filing date: 2014-07-16
Publication date: 2014-10-15
Anticipated expiration: 2034-07-16
Also published as: CN104099611B

Abstract

本发明涉及一种激光表面熔覆工艺，具体公开了一种锅炉管防腐层的激光表面熔覆工艺，室温下利用清洗剂对锅炉管进行除油、除锈处理，用着色探伤法对待加工部位进行检验；采用同轴或旁轴送粉装置将镍基合金粉末送入激光熔池，所述镍基合金粉末的化学成份按重量百分比为：C：0.01-0.05%、Cr：21-22%、Fe：1.0-2.0%、Mo：8-10%、Si：0.1-0.7%、Nb：3.5-4.2%，Ni：63-64.5%；在待加工部位表面形成耐腐蚀磨损涂层，其工艺参数为：聚焦镜F=300-400mm；熔覆功率P=2000-5000W；光斑尺寸D=3-10mm；扫描速度V=200-1000mm/min；搭接率40-60%，并对制备的熔覆涂层进行裂纹探伤检测。本发明强化了锅炉管的防高温腐蚀及氧化性能，提高其使用寿命，降低生产成本，大幅度提高电厂锅炉生产效率，促进准东地区煤炭、煤电、煤化工事业的发展。

Description

一种锅炉管防腐层的激光表面熔覆工艺

技术领域

本发明涉及一种激光表面熔覆工艺，具体是一种锅炉管防腐层的激光表面熔覆工艺。

背景技术

锅炉高温段炉管在使用过程中，其失效形式主要是高过和低再区域形成了大面积粘结性较强的积灰，并伴有严重的高温腐蚀，造成了大面积爆管现象，被迫停炉清灰、换管。目前国内外通用的做法一是使用电弧喷涂的办法，在水冷壁的表面，制备一层具有优异抗腐蚀功能的保护层；二是改变炉管材质，提高其抗蚀性；三是严格控制燃煤的成分，减少其硫及其它有害杂质的存在。现阶段受国内煤炭资源制约的影响，在我国东、中部的一批老能源基地呈现出资源枯竭趋势及全国能源需求还在不断增长的情况下, 新疆煤炭将成为中国十分重要的能源接续区和战略性能源储备区。但是，在准东煤质高水分、高结焦性、严重沾污性的特性面前，目前的锅炉管材质及喷涂保护层的做法均不能取得效果，极大的限制了该煤种在电厂的大量使用。这样造成了准东煤资源不能很好的应用在煤电工业，极大的限制了煤电工业的发展，致使大量煤炭资源不能很好有效的利用，造成了资源的浪费。因此，国内各大锅炉厂都在研制燃用准东煤的锅炉，长寿命的抗高温腐蚀和氧化的锅炉管成为大型电厂建设和运行的迫切要求。

使用激光熔覆方法在锅炉管上进行防腐抗氧化涂层制备，其获得的涂层与基体结合良好、使用高强度耐腐耐氧化合金粉末体系，其所获熔覆层显微组织细密，这种显微组织形态使得涂层具有更加优异的防高温腐蚀和氧化性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低成本、寿命长的锅炉管防腐层的激光表面熔覆工艺。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种锅炉管防腐层的激光表面熔覆工艺，室温下利用清洗剂对锅炉管进行除油、除锈处理，并用酒精清洗干净；用着色探伤法对待加工部位进行检验；选用镍基合金粉末，其化学成份按重量百分比为：C：0.01-0.05%、Cr：21-22%、Fe：1.0-2.0 %、Mo：8-10%、Si：0.1-0.7%、Nb：3.5-4.2%，Ni：63-64.5%；采用同轴或旁轴送粉装置将镍基合金粉末送入激光熔池，在待加工部位表面形成耐腐蚀磨损涂层，其工艺参数为：聚焦镜F=300-400mm；熔覆功率P=2000-5000W；光斑尺寸D=3-10mm；扫描速度V=200-1000mm/min；搭接率40-60%，并对制备的熔覆涂层进行裂纹探伤检测。

作为本发明进一步的方案：所述镍基合金粉末化学成份按重量百分比为：C：0.03%、Cr：21.5%、Fe：1.4 %、Mo：9%、Si：0.4%、Nb：3.8%，Ni：63.87% 。

作为本发明进一步的方案：所述耐腐蚀磨损涂层的厚度在0.8-1.2mm。

作为本发明进一步的方案：所述激光熔池使用5000W横流CO₂激光器或半导体激光器，工作平台为SIMENS数控激光加工机。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：强化了锅炉管的防高温腐蚀及氧化性能，提高其使用寿命，解决了我国电厂锅炉生产中锅炉管应用寿命低这一个长期未能解决的难题。本发明在延长锅炉管使用寿命的同时，降低了生产成本，大幅度提高电厂锅炉生产效率，同时解决了限制准东煤应用的一个难题，避免了国家资源浪费，促进准东地区煤炭、煤电、煤化工事业的发展。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例中，一种锅炉管防腐层的激光表面熔覆工艺，室温下利用清洗剂对锅炉管进行除油、除锈处理，并用酒精清洗干净；用着色探伤法对待加工部位进行检验，要求加工部位无裂纹、气孔、夹杂等缺陷；选用耐高温腐蚀及氧化性能好强度高且与基体冶金相容性良好的镍基合金粉末，其化学成份按重量百分比为：C：0.01-0.05%、Cr：21-22%、Fe：1.0-2.0 %、Mo：8-10%、Si：0.1-0.7%、Nb：3.5-4.2%，Ni：63-64.5%；镍基合金粉末化学成份按重量百分比为：C：0.03%、Cr：21.5%、Fe：1.4 %、Mo：9%、Si：0.4%、Nb：3.8%，Ni：63.87%。本发明采用同轴或旁轴送粉装置将镍基合金粉末自动送入激光熔池，使用5000W横流CO₂激光器或半导体激光器，工作平台为SIMENS数控激光加工机，在待加工部位形成均匀致密的耐腐蚀磨损涂层，厚度在0.8-1.2mm；其工艺参数为：聚焦镜F=300-400mm；熔覆功率P=2000-5000W；光斑尺寸D=3-10mm；扫描速度V=200-1000mm/min；搭接率40%-60%，并对制备的熔覆涂层进行裂纹探伤检测并判断有无裂纹等缺陷产生。

实施例1

本发明实施例中，所述的锅炉管防腐层的激光表面熔覆工艺，包括以下工艺步骤：室温下用清洗剂对锅炉管进行除油、除锈处理，并用酒精清洗干净；用着色探伤法对待加工部位进行检验，要求加工部位无裂纹、气孔、夹杂等缺陷；选用耐高温腐蚀及氧化性能好强度高且与基体冶金相容性良好的镍基合金粉末，其化学成份按重量百分比为：C：0.03%、Cr：21.5%、Fe：1.4 %、Mo：9%、Si：0.4%、Nb：3.8%，Ni：63.87%。使用5000W横流CO₂激光器，工作平台为SIMENS数控激光加工机。采用同轴送粉装置将镍基合金粉末自动送入激光熔池，在加工面形成均匀致密的耐腐蚀磨损涂层，厚度在0.8mm；其工艺参数为：聚焦镜F=312mm，熔覆功率P=3500W，光斑尺寸D=3mm，扫描速度V=800mm/min，搭接率50%，对制备的熔覆涂层进行裂纹探伤检测并判断无裂纹等缺陷产生。

实施例2

本发明实施例中，所述的锅炉管防腐层的激光表面熔覆工艺，包括以下工艺步骤：室温下用清洗剂对锅炉管进行除油、除锈处理，并用酒精清洗干净；用着色探伤法对待加工部位进行检验，要求加工部位无裂纹、气孔、夹杂等缺陷；选用耐高温腐蚀及氧化性能好强度高且与基体冶金相容性良好的镍基合金粉末，其化学成份按重量百分比为：C：0.03%、Cr：21.5%、Fe：1.4 %、Mo：9%、Si：0.4%、Nb：3.8%，Ni：63.87%。本发明采用同轴或旁轴送粉装置将镍基合金粉末自动送入激光熔池，使用半导体激光器，工作平台为SIMENS数控激光加工机，在加工面形成均匀致密的耐腐蚀磨损涂层，厚度在1.2mm；其工艺参数如下：聚焦镜F=325mm，熔覆功率P=3800W，光斑尺寸D=10mm，扫描速度V=600mm/min，搭接率50%，对制备的熔覆涂层进行裂纹探伤检测并判断无裂纹等缺陷产生。

实施例3

本发明实施例中，所述的锅炉管防腐层的激光表面熔覆工艺，包括以下工艺步骤：室温下用清洗剂对锅炉管进行除油、除锈处理，并用酒精清洗干净；用着色探伤法对待加工部位进行检验，要求加工部位无裂纹、气孔、夹杂等缺陷；选用耐高温腐蚀及氧化性能好强度高且与基体冶金相容性良好的镍基合金粉末，其化学成份按重量百分比为：C：0.02%、Cr：21.2%、Fe：1.4 %、Mo：9.5%、Si：0.2%、Nb：4.0%，Ni：63.68%。本发明采用同轴或旁轴送粉装置将镍基合金粉末自动送入激光熔池，使用半导体激光器，工作平台为SIMENS数控激光加工机，在加工面形成均匀致密的耐腐蚀磨损涂层，厚度在1.0mm；其工艺参数如下：聚焦镜F=350mm，熔覆功率P=3400W，光斑尺寸D=5mm，扫描速度V=700mm/min，搭接率50%，对制备的熔覆涂层进行裂纹探伤检测并判断无裂纹等缺陷产生。

本发明强化锅炉管管的防高温腐蚀及氧化性能，提高其使用寿命，解决了我国电厂锅炉生产中锅炉管应用寿命低这一个长期未能解决的难题。本发明在延长锅炉管使用寿命的同时，又降低了生产成本，大幅度提高电厂锅炉生产效率，同时解决了限制准东煤应用的一个难题，避免了国家资源浪费，促进准东地区煤炭、煤电、煤化工事业的发展。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims

1.一种锅炉管防腐层的激光表面熔覆工艺，其特征在于，室温下利用清洗剂对锅炉管进行除油、除锈处理，并用酒精清洗干净；用着色探伤法对待加工部位进行检验；选用镍基合金粉末，其化学成份按重量百分比为：C：0.01-0.05%、Cr：21-22%、Fe：1.0-2.0 %、Mo：8-10%、Si：0.1-0.7%、Nb：3.5-4.2%，Ni：63-64.5%；采用同轴或旁轴送粉装置将镍基合金粉末送入激光熔池，在待加工部位表面形成耐腐蚀磨损涂层，其工艺参数为：聚焦镜F=300-400mm；熔覆功率P=2000-5000W；光斑尺寸D=3-10mm；扫描速度V=200-1000mm/min；搭接率40-60%，并对制备的熔覆涂层进行裂纹探伤检测。

2.根据权利要求1所述的锅炉管防腐层的激光表面熔覆工艺，其特征在于，所述镍基合金粉末化学成份按重量百分比为：C：0.03%、Cr：21.5%、Fe：1.4 %、Mo：9%、Si：0.4%、Nb：3.8%，Ni：63.87% 。

3.根据权利要求1所述的锅炉管防腐层的激光表面熔覆工艺，其特征在于，所述耐腐蚀磨损涂层的厚度在0.8-1.2mm。

4.根据权利要求1所述的锅炉管防腐层的激光表面熔覆工艺，其特征在于，所述激光熔池使用5000W横流CO₂激光器或半导体激光器，工作平台为SIMENS数控激光加工机。