CN111283346A - 一种垃圾焚烧锅炉用耐高温腐蚀喷涂用焊丝及其制备方法 - Google Patents

一种垃圾焚烧锅炉用耐高温腐蚀喷涂用焊丝及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及焊接材料技术领域，尤其涉及一种垃圾焚烧锅炉用耐高温腐蚀喷涂用焊丝及其制备方法。为了制备一种耐高温腐蚀性能较好的垃圾焚烧锅炉用喷涂焊丝，以维护垃圾焚烧锅炉的安全运行和使用寿命本发明提供一种垃圾焚烧锅炉用耐高温腐蚀喷涂用焊丝，其元素成分主要包括Cr、Ni、Mo、Nb、Ti、Zr等元素。本发明所制备的焊丝具有良好的耐高温腐蚀性能，喷涂在垃圾焚烧锅炉内部管道的外表面，有助于维持垃圾焚烧锅炉的正常工作和电厂安全运行，极大的降低了由垃圾焚烧锅炉内部管道受高温腐蚀影响所引起的安全隐患，延长了垃圾焚烧锅炉的使用寿命，节约了生产成本，并且能够满足多种施工条件的要求，具有良好的应用前景。

Description

一种垃圾焚烧锅炉用耐高温腐蚀喷涂用焊丝及其制备方法
技术领域
本发明涉及焊接材料技术领域，尤其涉及一种垃圾焚烧锅炉用耐高温腐蚀喷涂用焊丝及其制备方法。
背景技术
随着城市化的发展和城市人口的不断增加，城市生活垃圾处理的问题也越来越严峻。据统计，我国每年产生的城市生活垃圾越1.4亿吨，从卫星遥感照片显示，我国已有200多个城市被垃圾包围，有600多个城市急需解决垃圾处理问题。因此，城市生活垃圾无害化、资源化、变废为宝，将推动城市经济朝着可持续发展的方向前进。垃圾处理不仅事关环保，还关系到城市经济问题和社会生活的方方面面。目前，国内对城市生活垃圾的处理方法主要有四种：焚烧法、填埋法、堆肥法等，但是，这些方法均有可能对土地、水源、大气造成二次污染，而且资源利用率不到10％(潘葱英.垃圾焚烧炉内过热器区HCI高温腐蚀研究[D].杭州:浙江大学,2004.)。
其中，垃圾焚烧发电是实现城市垃圾无害化、减量化和资源化处理的一种有效方法，目前正得到大力推广。焚烧发电具有以下优点：一方面，工艺简单，运行可靠，垃圾可以直接燃烧，锅炉、蒸汽动力循环、热电联产等集成技术已成熟、可靠。二是垃圾处理快、处理量大。三是焚烧灰渣可制造建筑材料或铺路材料，还可以从中回收少量金属，有效遏制垃圾堆存量的迅速增长。四是垃圾在高温焚烧过程中，携带的大部分病原体可被杀灭，改善城市卫生环境。五是能实现化学能向高品位电能的转换。
虽然垃圾焚烧发电有巨大的益处，但其存在的局限性也是不容忽视的。垃圾焚烧发电过程中不可避免的会产生一定的气态污染物，气态污染物最危险的是酸性气体。酸性气体成为垃圾焚烧炉中致使高温腐蚀出现的主要因素。因此，做好焚烧锅炉的高温防腐蚀工作，对垃圾焚烧锅炉和整个电厂的安全运行，具有重要意义。
为了解决垃圾焚烧锅炉的高温腐蚀问题，目前采用的技术方案是在垃圾焚烧炉管道内部涂覆耐腐蚀的涂层材料，以提高管道的耐腐蚀性能，减少锅炉的维护。但所使用的涂层材料普遍存在易脱落，耐腐蚀性差的缺点，管道材料要经常更换，导致锅炉的维护成本高的问题。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明要解决的技术问题是：如何制备一种耐高温腐蚀性能较好的垃圾焚烧锅炉用喷涂焊丝，以维护垃圾焚烧锅炉的安全运行和使用寿命。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
本发明提供一种垃圾焚烧锅炉用耐高温腐蚀喷涂用焊丝，以重量百分比计，包括以下成分：
Cr 20-25％
Ni 62-66％
Mo 8-11％
Nb 3.5-4.0％
Ti 0.1-0.3％
Zr 0.01-0.1％
Fe≤0.5％
Al≤0.1％
P≤0.005％
S≤0.005％，
以及不可避免的杂质。
具体地，所述的一种垃圾焚烧锅炉用耐高温腐蚀喷涂用焊丝，以重量百分比计，包括以下成分：
Cr 20-23％
Ni 63-66％
Mo 9-10％
Nb 3.5-4.0％
Ti 0.1-0.3％
Zr 0.01-0.1％
Fe≤0.5％
Al≤0.1％
P≤0.005％
S≤0.005％，
以及不可避免的杂质。
具体地，所述Mo/Nb的重量比为2.5。
具体地，所述焊丝所使用的金属原料为：金属铬、金属镍、金属钼、金属铌、金属钛、金属锆。
一种垃圾焚烧锅炉用耐高温腐蚀喷涂用焊丝的制备方法，按照以下步骤制备：
(1)将各组分原料混合后进行熔炼、锻压成型，然后进行粗拉至Φ5.0mm；
(2)将步骤(1)制得的丝材进行热处理、碱煮酸洗；
(3)精拉、光亮退火，所制得的丝材的最终丝材的规格为Φ1.0mm或Φ2.0mm。
具体地，所述步骤(1)中的熔炼温度为1450-1550℃，熔炼时间为2.5-3h。
具体地，所述焊丝均可应用于垃圾焚烧锅炉的防腐堆焊。
本发明的有益效果是：
(1)本发明所制备的焊丝具有良好的耐高温腐蚀性能，喷涂在垃圾焚烧锅炉内部管道的外表面，有助于维持垃圾焚烧锅炉的正常工作和电厂安全运行，极大的降低了由垃圾焚烧锅炉内部管道受高温腐蚀影响所引起的安全隐患，延长了垃圾焚烧锅炉的使用寿命，节约了生产成本；
(2)本发明所制备的焊丝具有优异的力学性能，能够满足多种施工条件的要求。
具体实施方式
现在结合实施例对本发明作进一步详细的说明。
垃圾焚烧锅炉用耐高温腐蚀焊丝的制备实施例：
(1)将各组分原料混合后在1450-1550℃下进行真空熔炼2.5-3h、锻压成型，然后进行粗拉至Φ5.0mm，确保合金元素成分中杂质Fe≤0.5％，Al≤0.1％，P≤0.005％，S≤0.005％；
(2)将步骤(1)制得的丝材进行热处理、碱煮酸洗；
(3)精拉、光亮退火，所制得的丝材的最终丝材的规格为Φ1.0mm或Φ2。0mm。
实施例1-5和对比例1-2均按照上述方法制备焊丝，其具体成分如表1所示：
表1
Figure BDA0002426402830000041
实施例1-6和对比例1-2所制备焊丝的力学性能根据国家标准《GB/T228—2002金属材料室温拉伸试验方法》进行测定，测试结果如表2所示：
表2
测试项 拉伸强度/MPa 屈服强度/MPa 延伸率/％
实施例1 953 901 35
实施例2 961 858 34
实施例3 982 925 38
实施例4 957 904 35
实施例5 965 913 36
实施例6 958 907 35
对比例1 924 878 33
对比例2 935 882 32
实施例1-6和对比例1-2所制备焊丝的抗氧化性按照HB5258-2000进行测试，测试结果见表3：
表3
Figure BDA0002426402830000051
实施例1-6和对比例1-2所制备焊丝的抗高温燃气腐蚀性按照GB/T18681-2002进行测试，测试结果见表4：
表4
实施例 实施例1-6 对比例1 对比例2
测试结果 涂膜完整无变化 少量起泡 少量起泡
实施例1-6和对比例1-2所制备焊丝基材喷涂于水冷壁管上，年损耗量见表5：
Figure BDA0002426402830000052
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (7)

1.一种垃圾焚烧锅炉用耐高温腐蚀喷涂用焊丝，其特征在于，以重量百分比计，包括以下成分：
Cr 20-25%
Ni 62-66%
Mo 8-11%
Nb 3.5-4.0%
Ti 0.1-0.3%
Zr 0.01-0.1%
Fe ≤0.5%
Al ≤0.1%
P≤0.005%
S≤0.005%，
以及不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的一种垃圾焚烧锅炉用耐高温腐蚀喷涂用焊丝，其特征在于，以重量百分比计，包括以下成分：
Cr 20-23%
Ni 63-66%
Mo 9-10%
Nb 3.5-4.0%
Ti 0.1-0.3%
Zr 0.01-0.1%
Fe ≤0.5%
Al ≤0.1%
P ≤0.005%
S ≤0.005%，
以及不可避免的杂质。
3.根据权利要求1所述的一种垃圾焚烧锅炉用耐高温腐蚀喷涂用焊丝，其特征在于：所述Mo/Nb的重量比为2.5。
4.根据权利要求1所述的一种垃圾焚烧锅炉用耐高温腐蚀喷涂用焊丝，其特征在于，所述焊丝所使用的金属原料为：金属铬、金属镍、金属钼、金属铌、金属钛、金属锆。
5.一种垃圾焚烧锅炉用耐高温腐蚀喷涂用焊丝的制备方法，其特征在于，按照以下步骤制备：
（1）将各组分混合后进行熔炼、锻压成型，然后进行粗拉至Φ5.0mm；
（2）将步骤（1）制得的丝材进行热处理、碱煮酸洗；
（3）精拉、光亮退火，所制得的丝材的最终丝材的规格为Φ1.0mm或Φ2.0mm。
6.根据权利要求5所述的一种垃圾焚烧锅炉用耐高温腐蚀喷涂用焊丝的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中的熔炼温度为1450-1550℃，熔炼时间为2.5-3h。
7.根据权利要求1-6任一项所述的一种垃圾焚烧锅炉用耐高温腐蚀喷涂用焊丝，其特征在于：所述焊丝均可应用于垃圾焚烧锅炉的防腐堆焊。
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