CN104498860A - 一种垃圾焚烧锅炉受热面抗腐蚀和冲蚀的涂层 - Google Patents

一种垃圾焚烧锅炉受热面抗腐蚀和冲蚀的涂层 Download PDF

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    • C23C4/04—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge characterised by the coating material
    • C23C4/06—Metallic material

Abstract

本发明提供了一种垃圾焚烧锅炉受热面抗腐蚀和冲蚀的涂层，该涂层具有优异的抗熔融盐热腐蚀和固体微颗粒冲蚀的共同腐蚀，防护性能优异。涂层的核心防护层以碳化钛-镍铬合金作为防护材料，采用超音速火焰喷涂的方式施工，并结合镍铝合金层打底，保证优异的防护性能的同时，具有很好的抗热冲击性能和附着力。

Description

一种垃圾焚烧锅炉受热面抗腐蚀和冲蚀的涂层
技术领域
本发明涉及一种可应用在有腐蚀和冲蚀环境中的防护涂层，尤其是热发电厂和垃圾焚烧炉的水冷壁受热面的防护。
背景技术
在火力发电和垃圾焚烧发电的过程中，焚烧产生高温的同时，还会产生有腐蚀性的含硫、氯元素的盐，如硫酸钠、氯化钾、氯化钠等。它们普遍熔点较低，可以液态的形式附着在受热表面，在高温作用下，发生熔融盐的热腐蚀。与此同时，焚烧产生的灰分中常含有二氧化硅等较硬的颗粒物，它们以较高的速度撞击受热面，从而发生了冲蚀现象。在热腐蚀和冲蚀的共同作用下，它们二者相互配合，大大加速了水冷壁的腐蚀。
在传统的防护中，以超音速电弧喷涂的施工方式为主，并且材料以625合金作为主要的防护材料并结合封孔工艺，在实际的使用过程中发现，该合金的耐热腐蚀能力较好，但因硬度一般，导致在冲蚀作用下，涂层很快被腐蚀。
发明内容
为了克服上面所述的问题，我们采用高硬度、耐腐蚀性好的碳化钛作为核心防护材料，以镍铬作为粘结剂，制备碳化钛-镍铬涂层。该涂层以镍铝合金作为打底层，使得涂层具有很好的附着力和抗热冲击性能。碳化钛的硬度较高，可以有效抵抗冲蚀带来的腐蚀，而镍铬中的铬含量较高，在高温条件下，可形成氧化铬保护层，此外镍铬的力学性能合适，能够有效的起到粘结剂的作用，保证涂层兼具抗热腐蚀性和抗冲蚀性。
本发明垃圾焚烧锅炉受热面抗腐蚀和冲蚀的涂层，通过超音速火焰喷涂制备，从基底向上依次为镍铝合金打底层，碳化钛-镍铬合金层；打底层的厚度优选为0.03～0.05mm，碳化钛-镍铬合金层的厚度优选为0.3～0.5mm。
碳化钛-镍铬合金层通过超音速火焰喷涂制备，其中碳化钛-镍铬粉末通过高速球磨机搅拌混合碳化钛粉末和镍铬粉末形成；碳化钛-镍铬粉末中镍铬的含量按重量比为10～35％；对于碳化钛-镍铬粉末中镍铬合金的组成，铬在镍铬合金中的重量比例为40～65％；
涂层的具体施工方法如下：
(1)对需要防护的表面进行表面清洁和粗化，采用喷砂方式进行；
(2)在喷砂处理后，沉积一层镍铝合金层，以提高碳化钛-镍铬合金层的抗热冲击性能和涂层的附着力；
(3)在打底处理后的表面还有余热的情况下，进行碳化钛-镍铬合金层的沉积。
具体实施方式
下面对本发明作进一步的说明，以下实施例仅用于说明本发明，而非限制本发明。
实施例1
对受热防护面进行表面清洁，采用喷砂方式进行，除去前期焚烧沉积在防护表面的污物，并实现防护表面的粗糙化，增强涂层的表面附着力。
喷砂处理后，以Ni-50Al合金作为打底层，厚度0.03mm，提高碳化钛-镍铬合金层的表面附着力，采用超音速火焰喷涂作为施工方式。
待打底后的表面还有余热时，进行表面核心防护层的施工，采用超音速火焰喷涂，施工材料为TiC-25NiCr，其中镍铬合金的组成为，Cr在镍铬合金中的重量分数为50％，厚度为0.3mm，得到具有优异防护性能的涂层。
实施例2
对受热防护面进行表面清洁，采用喷砂方式进行，除去前期焚烧沉积在防护表面的污物，并实现防护表面的粗糙化，增强涂层的表面附着力。
喷砂处理后，以Ni-40Al合金作为打底层，厚度0.04mm，提高碳化钛-镍铬合金层的表面附着力，采用超音速火焰喷涂作为施工方式。
待打底后的表面还有余热时，进行表面核心防护层的施工，采用超音速火焰喷涂，施工材料为TiC-10NiCr，其中镍铬合金的组成为，Cr在镍铬合金中的重量分数为40％，厚度为0.5mm，得到具有优异防护性能的涂层。
实施例3
对受热防护面进行表面清洁，采用喷砂方式进行，除去前期焚烧沉积在防护表面的污物，并实现防护表面的粗糙化，增强涂层的表面附着力。
喷砂处理后，以Ni-55Al合金作为打底层，厚度0.05mm，提高碳化钛-镍铬合金层的表面附着力，采用超音速火焰喷涂作为施工方式。
待打底后的表面还有余热时，进行表面核心防护层的施工，采用超音速火焰喷涂，施工材料为TiC-30NiCr，其中镍铬合金的组成为，Cr在镍铬合金中的重量分数为65％，厚度为0.4mm，得到具有优异防护性能的涂层。

Claims (5)

1.一种垃圾焚烧锅炉受热面抗腐蚀和冲蚀的涂层，其特征在于，从基底向外依次为镍铝合金打底层，碳化钛-镍铬合金层。
2.如权利要求1所述的垃圾焚烧锅炉受热面抗腐蚀和冲蚀的涂层，其特征在于，所述碳化钛-镍铬合金层通过超音速火焰喷涂制备，其中用于喷涂的碳化钛-镍铬粉末通过高速球磨机搅拌混合碳化钛粉末和镍铬粉末制成。
3.如权利要求1所述的垃圾焚烧锅炉受热面抗腐蚀和冲蚀的涂层，其特征在于，碳化钛-镍铬合金层中镍铬合金的质量分数为10～35％。
4.如权利要求2或3所述的垃圾焚烧锅炉受热面抗腐蚀和冲蚀的涂层，其特征在于，镍铬合金中，铬的质量分数为40～65％。
5.如权利要求1-4任一所述的垃圾焚烧锅炉受热面抗腐蚀和冲蚀的涂层的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：
(1)对需要防护的表面进行表面清洁和粗化，采用喷砂方式进行；
(2)在喷砂处理后，沉积一层镍铝合金层；
(3)在打底处理后的表面还有余热的情况下，进行碳化钛-镍铬合金层的沉积。
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