CN108796334A - 一种用于电厂锅炉管道的耐高温腐蚀的合金涂层 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及防腐合金涂层技术领域，具体涉及一种用于电厂锅炉管道的耐高温腐蚀的合金涂层。该合金涂层依次包括界面层和耐磨层，所述界面层为镍钽合金，所述耐磨层为NiCr合金涂层，所述NiCr合金涂层由如下组分组成制得，按重量百分比计，Ni：30%～45%、Cr：50%～65%、氧化镧：1%～3%、纳米颗粒SiN：1%～5%、碳化硼：2%～5%。本发明少用Ni，多用Cr，不仅降低了产品成本，还通过合理匹配Ni、Cr与其他组分的组成，使得本发明的NiCr合金涂层在高温下表面易形成Cr2O3膜，膜更致密，耐腐蚀更好。本发明先喷涂界面合金，解决了界面问题，再喷涂NiCr合金解决耐磨问题，合金涂层中的碳化硼进一步提高了涂层的耐磨和抗腐蚀性。

Description

一种用于电厂锅炉管道的耐高温腐蚀的合金涂层
技术领域
本发明涉及防腐合金涂层技术领域，具体涉及一种用于电厂锅炉管道的耐高温腐蚀的合金涂层。
背景技术
垃圾焚烧是目前垃圾处理的一种主要手段，但是垃圾成分非常复杂，有机物含量高，同时含有大量Cl、S和碱金属等有害物质，这些成分在高温焚烧后会导致锅炉金属受热面腐蚀严重。高温高压和腐蚀磨损等因素以及非正常运行引起锅炉管道早期爆管已成为影响发电行业安全运行的主要因素。事故发生率地增加，限制了垃圾焚烧技术的推广和发展。因此，解决垃圾焚烧锅炉高温腐蚀的问题至关重要。
金属表面覆盖保护性涂层是一种耐高温腐蚀的有效保护方法，但是保护涂层的性能首先取决于合金本身的抗高温腐蚀能力，其次取决于涂层与基体的结合能力以及致密度，而涂层与基体的结合性能又取决于喷涂工艺和合金材料的自身自熔性能。
目前，广泛使用的热喷涂材料为含较高铬含量的镍基合金。在NiCr合金涂层中，美国研制的45CT抗腐蚀能力是碳钢的60倍，涂层的使用寿命达到10年以上，具有优异的抗腐蚀性能，已被用为锅炉管道高温含硫气氛中的耐腐蚀耐磨防护涂层，但是其Ni含量较高，价格也贵，国内垃圾焚烧电厂基本无法承担，难以推广。
发明内容
本发明针对现有技术中NiCr合金涂层含Ni量高、价格贵的技术问题而提供一种适用于国内垃圾焚烧电厂锅炉管道的耐高温腐蚀合金涂层。本发明的耐高温腐蚀合金涂层合理匹配Ni、Cr的含量，使用成本较低，能够满足国内垃圾焚烧电厂锅炉管道的使用要求和使用成本。
实现本发明目的而采用的技术方案为：一种用于电厂锅炉管道的耐高温腐蚀的合金涂层，该合金涂层依次包括界面层和耐磨层，所述界面层为镍钽合金，所述耐磨层为NiCr合金涂层，所述NiCr合金涂层由如下组分组成制得，按重量百分比计，Ni：30%～45%、Cr：50%～65%、氧化镧：1%～3%、纳米颗粒SiN：1%～5%、碳化硼：2%～5%。
本发明所述NiCr合金涂层由如下组分组成制得，按重量百分比计，Ni：30%、Cr：65%、氧化镧：2%、纳米SiN：1%、碳化硼：2%。
本发明所述NiCr合金涂层由如下组分组成制得，按重量百分比计，Ni：45%、Cr：50%、氧化镧：1%、纳米SiN：2%、碳化硼：2%。
本发明所述NiCr合金涂层由如下组分组成制得，按重量百分比计，Ni：35%、Cr：52%、氧化镧：3%、纳米SiN：5%、碳化硼：5%。
优选地，本发明所述的纳米SiN由如下步骤制得：将将硅粉和三聚氰胺按质量比1：2混合均匀，装入石墨模具中，在氮气保护下，以反应压力20MPa和反应温度1600℃的条件，反应15分钟，反应结束后随炉冷却至室温，即制得所需的纳米SiN。
优选地，本发明所述的碳化硼由如下步骤制得：将一定量的碳化硼粉、碳粉、羟甲基纤维素、聚乙烯醇和去离子水混合球磨制浆，经喷雾造粒后压制成为坯体，将坯体在真空条件下高温烧结，得到所需的氮化硼。
优选地，本发明所述的碳化硼粉、碳粉、羟甲基纤维素、聚乙烯醇和去离子水，按重量份数计，碳化硼粉100份、碳粉10份、羟甲基纤维素5份、聚乙烯醇10份、去离子水200份。
其中，所述的高温烧结，烧结条件为：烧结温度1800℃，烧结时间1小时。
与现有技术相比，本发明的技术优点在于：
1）本发明少用Ni，多用Cr，不仅降低了产品成本，还通过合理匹配Ni、Cr与其他组分的组成，使得本发明的NiCr合金涂层在高温下表面易形成Cr2O3膜，膜更致密，耐腐蚀更好。
2）本发明先喷涂界面合金，解决了界面问题，再喷涂NiCr合金解决耐磨问题，合金涂层中的碳化硼进一步提高了涂层的耐磨和抗腐蚀性。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步地描述。
本发明一种用于电厂锅炉管道的耐高温腐蚀的合金涂层，该合金涂层依次包括界面层和耐磨层，所述界面层为镍钽合金，所述耐磨层为NiCr合金涂层，所述NiCr合金涂层由如下组分组成制得，按重量百分比计，Ni：30%～45%、Cr：50%～65%、氧化镧：1%～3%、纳米颗粒SiN：1%～5%、碳化硼：2%～5%。
实施例1
本发明NiCr合金涂层由如下组分组成制得，按重量百分比计，Ni：30%、Cr：65%、氧化镧：2%、纳米SiN：1%、碳化硼：2%。
实施例2
本发明NiCr合金涂层由如下组分组成制得，按重量百分比计，Ni：45%、Cr：50%、氧化镧：1%、纳米SiN：2%、碳化硼：2%。
实施例3
本发明NiCr合金涂层由如下组分组成制得，按重量百分比计，Ni：35%、Cr：52%、氧化镧：3%、纳米SiN：5%、碳化硼：5%。
实施例1～3中所述的纳米SiN优选由如下步骤制得：将将硅粉和三聚氰胺按质量比1：2混合均匀，装入石墨模具中，在氮气保护下，以反应压力20MPa和反应温度1600℃的条件，反应15分钟，反应结束后随炉冷却至室温，即制得所需的纳米SiN。
实施例1～3中所述的碳化硼优选由如下步骤制得：将碳化硼粉100份、碳粉10份、羟甲基纤维素5份、聚乙烯醇10份、去离子水200份混合球磨制浆，经喷雾造粒后压制成为坯体，将坯体在真空条件下高温烧结，烧结温度1800℃，烧结时间1小时，得到所需的氮化硼。

Claims (8)

1.一种用于电厂锅炉管道的耐高温腐蚀的合金涂层，其特征在于：该合金涂层依次包括界面层和耐磨层，所述界面层为镍钽合金，所述耐磨层为NiCr合金涂层，所述NiCr合金涂层由如下组分组成制得，按重量百分比计，Ni：30%～45%、Cr：50%～65%、氧化镧：1%～3%、纳米颗粒SiN：1%～5%、碳化硼：2%～5%。
2.根据权利要求1所述的一种用于电厂锅炉管道的耐高温腐蚀的合金涂层，其特征在于：所述NiCr合金涂层由如下组分组成制得，按重量百分比计，Ni：30%、Cr：65%、氧化镧：2%、纳米SiN：1%、碳化硼：2%。
3.根据权利要求1所述的一种用于电厂锅炉管道的耐高温腐蚀的合金涂层，其特征在于：所述NiCr合金涂层由如下组分组成制得，按重量百分比计，Ni：45%、Cr：50%、氧化镧：1%、纳米SiN：2%、碳化硼：2%。
4.根据权利要求1所述的一种用于电厂锅炉管道的耐高温腐蚀的合金涂层，其特征在于：所述NiCr合金涂层由如下组分组成制得，按重量百分比计，Ni：35%、Cr：52%、氧化镧：3%、纳米SiN：5%、碳化硼：5%。
5.根据权利要求1～4任一项所述的一种用于电厂锅炉管道的耐高温腐蚀的合金涂层，其特征在于：所述的纳米SiN由如下步骤制得：将硅粉和三聚氰胺按质量比1：2混合均匀，装入石墨模具中，在氮气保护下，以反应压力20MPa和反应温度1600℃的条件，反应15分钟，反应结束后随炉冷却至室温，即制得所需的纳米SiN。
6.根据权利要求1～4任一项所述的一种用于电厂锅炉管道的耐高温腐蚀的合金涂层，其特征在于：所述的碳化硼由如下步骤制得：将一定量的碳化硼粉、碳粉、羟甲基纤维素、聚乙烯醇和去离子水混合球磨制浆，经喷雾造粒后压制成为坯体，将坯体在真空条件下高温烧结，得到所需的氮化硼。
7.根据权利要求6所述的一种用于电厂锅炉管道的耐高温腐蚀的合金涂层，其特征在于：所述的碳化硼粉、碳粉、羟甲基纤维素、聚乙烯醇和去离子水，按重量份数计，碳化硼粉100份、碳粉10份、羟甲基纤维素5份、聚乙烯醇10份、去离子水200份。
8.根据权利要求6所述的一种用于电厂锅炉管道的耐高温腐蚀的合金涂层，其特征在于：所述的高温烧结，烧结条件为：烧结温度1800℃，烧结时间1小时。
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