CN111455302A - 耐冲蚀耐高温腐蚀的膜式壁及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了耐冲蚀耐高温腐蚀的膜式壁及其制造方法，其中，膜式壁，包括：基材管，外表面设置有第一覆盖层，第一覆盖层用于为基材管提供防腐蚀保护；第二覆盖层，与第一覆盖层的表面覆盖连接且部分嵌入于第一覆盖层内，以避免第一覆盖层的表面出现点腐蚀情况。本申请中，在保证膜式壁能够正常工作的条件下，能够防止膜式壁上出现点腐蚀的情况，延长膜式壁的使用寿命。

Description

耐冲蚀耐高温腐蚀的膜式壁及其制造方法

技术领域

本申请涉及膜式壁技术领域，特别涉及一种耐冲蚀耐高温腐蚀的膜式壁及其制造方法。

背景技术

随着城市化的快速发展，城镇不断扩容，工业垃圾和生活垃圾的产生量也急剧增长，其处置已成为关系到城市文明可持续发展的重大问题，为了解决这一重大问题，目前采用垃圾焚烧发电技术可最大限度的实现垃圾无害化、减容化、稳定化和资源化，促进城镇化健康文明地发展，在垃圾焚烧发电锅炉、燃煤发电循环硫化床锅炉、造纸厂、化工厂等工业领域中，膜式壁是其中重要的热交换部件，其表面覆盖有涂层，可以用于防止膜式壁本身受到处理过程中的腐蚀，但是在积累一定使用时间后，该涂层表面会出现明显的点蚀坑，从而使膜式壁的管壁局部减薄，严重时在压力下将导致膜式壁在该位置泄漏爆管，这大大影响了膜式壁的使用寿命。

发明内容

本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本申请提出一种耐冲蚀耐高温腐蚀的膜式壁及其制造方法，能够防止膜式壁上出现点腐蚀的情况，延长膜式壁的使用寿命。

第一方面，本申请的实施例提供了一种耐冲蚀耐高温腐蚀的膜式壁，包括：

基材管，外表面设置有第一覆盖层，所述第一覆盖层用于为所述基材管提供防腐蚀保护；

第二覆盖层，与所述第一覆盖层的表面覆盖连接且部分嵌入于所述第一覆盖层内，以避免所述第一覆盖层的表面出现点腐蚀情况。

本申请实施例的膜式壁，通过覆盖在基材管外表面上的第一覆盖层能够为基材管提供工作条件下的防腐蚀保护，并且，还基于第二覆盖层在第一覆盖层周围形成了具有一定深度和浓度层次分布的保护层，能够防止点腐蚀在第一覆盖层上扩展，从而使得点腐蚀不能进一步地影响基材管，因此，在保证膜式壁能够正常工作的条件下，能够防止膜式壁上出现点腐蚀的情况，延长膜式壁的使用寿命。

在本申请的另一实施例中，所述第二覆盖层部分嵌入于所述第一覆盖层内的深度为20um至300um。根据发明人的实验，使部分第二覆盖层能够按照此深度在第一覆盖层内进行扩散及扩展，更容易在点腐蚀发生的时候阻止点腐蚀进行扩散。

在本申请的另一实施例中，所述第一覆盖层包括堆焊式金属层或热喷涂式金属层。堆焊式金属层或热喷涂式金属层均具有稳定的物理性质，能够与基材管之间进行冶金结合，可以使第一覆盖层与基材管之间的附着连接效果更好。

在本申请的另一实施例中，膜式壁还包括散热片，所述基材管设置有多个，多个所述基材管之间通过所述散热片连接。采用多个基材管可以使得膜式壁的整体面积可以不断扩展，可以适用于不同情况下的工业处理情景，散热片用于提供膜式壁内部散热，保证膜式壁内部的热量稳定。

在本申请的另一实施例中，所述第二覆盖层采用铝、锌、镁或铁制成。根据发明人的实验，基于这几种金属材料制成的第二覆盖层具有更加稳定可靠的物理性质，能够更有效地防止膜式壁上出现点腐蚀的情况。

第二方面，本申请的实施例提供了一种膜式壁制造方法，应用于膜式壁，所述膜式壁包括：基材管、第一覆盖层和第二覆盖层，所述第一覆盖层设置在所述基材管外表面上，所述第二覆盖层与所述第一覆盖层的表面连接且部分嵌入于所述第一覆盖层内；

所述制造方法，包括：

将所述第二覆盖层的原料熔融并均匀地喷射在所述第一覆盖层的表面上；

对所述第一覆盖层的表面进行热源处理，直至使部分所述第二覆盖层向所述第一覆盖层内部扩散至第一深度。

将第二覆盖层的原料熔融以便于对该原料进行后续的加工处理，进一步通过将该原料均匀地喷射在第一覆盖层的表面上，可以使该原料能够稳定附着于第一覆盖层的表面上，从而形成第二覆盖层，进而经过对第一覆盖层的表面进行热源处理，可以固化第二覆盖层的物理性质，使其附着在第一覆盖层的表面上更加稳定，最后，将部分第二覆盖层向第一覆盖层内部扩散至第一深度，则能够在第一覆盖层周围形成具有一定深度和浓度层次分布的保护层，从而能够阻止点腐蚀在第一覆盖层乃至基材管上进行蔓延。

在本申请的另一实施例中，单位面积喷射在所述第一覆盖层的表面上的第二覆盖层的原料含量为1g/m²至500g/m²，所述第一深度为20um至300um。根据发明人的经验，使部分第二覆盖层能够按照此深度在第一覆盖层内进行扩散及扩展，并且，以此条件表征第二覆盖层在第一覆盖层上的单位面积原料含量占比，更容易在点腐蚀发生的时候阻止点腐蚀进行蔓延。

在本申请的另一实施例中，在将所述第二覆盖层的原料熔融并均匀地喷射在所述第一覆盖层的表面上之前，还包括：以堆焊或热喷涂的方式将所述第一覆盖层的原料均匀地喷射在所述基材管的外表面上，从而在所述基材管的外表面上形成所述第一覆盖层。通过堆焊或热喷涂的方式将第一覆盖层的原料均匀地喷射在基材管的外表面上，使得第一覆盖层能够与基材管之间进行冶金结合，可以使第一覆盖层与基材管之间的附着连接效果更好。

在本申请的另一实施例中，在以堆焊或热喷涂的方式将所述第一覆盖层的原料均匀地喷射在所述基材管的外表面上与将所述第二覆盖层的原料熔融并均匀地喷射在所述第一覆盖层的表面上之间，还包括：对所述第一覆盖层的表面进行清洁处理。通过对第一覆盖层的表面进行清洁处理，可以清除其表面杂质，防止将第二覆盖层的材料进行喷射时受到杂质影响而不纯。

在本申请的另一实施例中，所述第二覆盖层的原料至少包括以下任一种：铝、锌、镁或铁；

当所述第二覆盖层的原料包括铝时，对所述第一覆盖层的表面进行热源处理的温度采用至少660℃；

当所述第二覆盖层的原料包括锌时，对所述第一覆盖层的表面进行热源处理的温度采用至少420℃

当所述第二覆盖层的原料包括镁时，对所述第一覆盖层的表面进行热源处理的温度采用至少650℃；

当所述第二覆盖层的原料包括铁时，对所述第一覆盖层的表面进行热源处理的温度采用至少800℃。

根据发明人的经验，基于以上金属材料以及与其分别对应的热源处理温度进行制造，可以获得物理性质稳定可靠的第二覆盖层，能够更有效地防止膜式壁上出现点腐蚀的情况。

附图说明

本申请的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本申请一个实施例提供的膜式壁的示意图；

图2是本申请一个实施例提供的膜式壁的制造方法的示意图；

图3是本申请另一个实施例提供的膜式壁的制造方法的示意图；

图4是本申请另一个实施例提供的膜式壁的制造方法的示意图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

需要说明的是，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于流程图中的顺序执行所示出或描述的步骤。说明书和权利要求书及上述附图中的术语第一、第二等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。

随着城市化的快速发展，城镇不断扩容，工业垃圾和生活垃圾的产生量也急剧增长，其处置已成为关系到城市文明可持续发展的重大问题，为了解决这一重大问题，目前采用垃圾焚烧发电技术可最大限度的实现垃圾无害化、减容化、稳定化和资源化，促进城镇化健康文明地发展，在垃圾焚烧发电锅炉、燃煤发电循环硫化床锅炉、造纸厂、化工厂等工业领域中，膜式壁是其中重要的热交换部件，其表面覆盖有涂层，可以用于防止膜式壁本身受到处理过程中的腐蚀，但是在积累一定使用时间后，该涂层表面会出现明显的点蚀坑，从而使膜式壁的管壁局部减薄，严重时在压力下将导致膜式壁在该位置泄漏爆管，这大大影响了膜式壁的使用寿命。

基于此，本申请提供了一种耐冲蚀耐高温腐蚀的膜式壁及其制造方法，通过覆盖在基材管外表面上的第一覆盖层能够为基材管提供工作条件下的防腐蚀保护，并且，还基于第二覆盖层在第一覆盖层周围形成了具有一定深度和浓度层次分布的保护层，能够防止点腐蚀在第一覆盖层上扩展，从而使得点腐蚀不能进一步地影响基材管，因此，在保证膜式壁能够正常工作的条件下，能够防止膜式壁上出现点腐蚀的情况，延长膜式壁的使用寿命。

下面结合附图，对本申请实施例作进一步阐述。

参照图1，图1是本申请一个实施例提供的一种耐冲蚀耐高温腐蚀的膜式壁的示意图。

如图1所示，该膜式壁包括：

基材管100，外表面设置有第一覆盖层200，第一覆盖层200用于为基材管100提供防腐蚀保护；

第二覆盖层300，与第一覆盖层200的表面覆盖连接且部分嵌入于第一覆盖层200内，以避免第一覆盖层200的表面出现点腐蚀情况。

在本实施例中，由于第二覆盖层300部分嵌入于第一覆盖层200内，因此，在嵌入到第一覆盖层200的不同深度内，分布着不同部分的第二覆盖层300，这些不同部分的第二覆盖层300的材质浓度是不同的，因此形成了不同的深度浓度层，当点腐蚀在第一覆盖层200的近表面产生时，该深度浓度层由于其具有电化学活性，因此将作为阳极被优先腐蚀，相应的，基材管100则作为阴极，从而基材管100受到保护，能够阻止该点腐蚀在基材管100上不断深入，因此，在高温下，膜式壁表面将以均匀腐蚀方式进行工作，更加耐冲蚀，能够避免膜式壁爆管，防止膜式壁出现故障，也无需对其进行大规模地维修，并且，由于在膜式壁表面将以均匀腐蚀方式进行工作，因此腐蚀效果大大减弱，在此情形下，可以适当地提高相关焚烧锅炉的工作温度，从而适应性地提高膜式壁的工作效率。

在一实施例中，基材管100可以设置为各种直径条件下的管状或筒状，相应地，第一覆盖层200与第二覆盖层300的覆盖形状与基材管100的形状是对应的，这可以保证基材管100与第一覆盖层200、第二覆盖层300具有良好的配合效果。

在一实施例中，膜式壁还包括散热片400，基材管100设置有多个，多个基材管100之间通过散热片400连接。采用多个基材管100可以使得膜式壁的整体面积可以不断扩展，配合散热片400则形成了行业领域内的膜式壁管排，膜式壁管排是膜式壁的一种扩展结构，也能够良好地应用于垃圾焚烧发电锅炉、燃煤发电循环硫化床锅炉、造纸厂、化工厂等工业领域中。散热片400与相邻的基材管100之间优选通过焊接方式连接，可以适用于不同情况下的工业处理情景，散热片400用于提供膜式壁内部散热，保证膜式壁内部的热量稳定，散热片400可以是单独的鳍片或是若干鳍片的组合，可根据不同使用场景而决定，在本实施例中，散热片400采用单独的鳍片。

在一实施例中，基材管100、第一覆盖层200以及散热片400三者之间的连接处开设有缝隙500，该缝隙500可以作为散热片400与相邻的基材管100之间的焊缝，在焊接时能够通过焊缝使散热片400与相邻的基材管100连接成为整体。

在本申请的另一实施例中，第一覆盖层200包括堆焊式金属层或热喷涂式金属层。堆焊式金属层或热喷涂式金属层均具有稳定的物理性质，能够与基材管100之间进行冶金结合，可以使第一覆盖层200与基材管100之间的附着连接效果更好。

在本申请的另一实施例中，第二覆盖层300采用铝、锌、镁或铁制成。根据发明人的实验，基于这几种金属材料制成的第二覆盖层300具有更加稳定可靠的物理性质，能够更有效地防止膜式壁上出现点腐蚀的情况。

在本申请的另一实施例中，第二覆盖层300部分嵌入于第一覆盖层200内的深度为20um至300um。根据发明人的实验，使部分第二覆盖层300能够按照此深度在第一覆盖层200内进行扩散及扩展，更容易在点腐蚀发生的时候阻止点腐蚀进行扩散。

参照图2，图2是本申请一个实施例提供的一种膜式壁的制造方法的示意图。

如图2所示，该制造方法应用于膜式壁，膜式壁包括：基材管100、第一覆盖层200和第二覆盖层300，第一覆盖层200设置在基材管100外表面上，第二覆盖层300与第一覆盖层200的表面连接且部分嵌入于第一覆盖层200内；

制造方法，包括：

S100、将第二覆盖层300的原料熔融并均匀地喷射在第一覆盖层200的表面上；

S200、对第一覆盖层200的表面进行热源处理，直至使部分第二覆盖层300向第一覆盖层200内部扩散至第一深度。

在本实施例中，将第二覆盖层300的原料熔融以便于对该原料进行后续的加工处理，进一步通过将该原料均匀地喷射在第一覆盖层200的表面上，可以使该原料能够稳定附着于第一覆盖层200的表面上，从而形成第二覆盖层300，进而经过对第一覆盖层200的表面进行热源处理，可以固化第二覆盖层300的物理性质，使其附着在第一覆盖层200的表面上更加稳定，最后，将部分第二覆盖层300向第一覆盖层200内部扩散至第一深度，则能够在第一覆盖层200周围形成具有一定深度和浓度层次分布的保护层，当点腐蚀在第一覆盖层200的近表面产生时，第二覆盖层300由于其具有电化学活性，因此将作为阳极被优先腐蚀，相应的，基材管100则作为阴极，从而基材管100受到保护，能够阻止该点腐蚀在基材管100上不断深入，从而能够阻止点腐蚀在第一覆盖层200乃至基材管100上进行蔓延。

在一实施例中，基材管100可以设置为各种直径条件下的管状或筒状，相应地，第一覆盖层200与第二覆盖层300的覆盖形状与基材管100的形状是对应的，这可以保证基材管100与第一覆盖层200、第二覆盖层300具有良好的配合效果。

在一实施例中，第二覆盖层300的原料可以是原线材、丝材或合金，也可以是上述材料的粉末，在本实施例中不作限制。

在一实施例中，第二覆盖层300的原料熔融后喷射在第一覆盖层200的表面上的方式可以是电弧喷涂、热喷涂、刷涂或浸涂等，在本实施例中不作限制。

在一实施例中，热源处理的具体方式可以是热处理炉家人、感应线圈加热或火焰加热等方式，在本实施例中不作限制。

在本申请的另一实施例中，单位面积喷射在第一覆盖层200的表面上的第二覆盖层300的原料含量为1g/m²至500g/m²，第一深度为20um至300um。根据发明人的经验，使部分第二覆盖层300能够按照此深度在第一覆盖层200内进行扩散及扩展，并且，以此条件表征第二覆盖层300在第一覆盖层200上的单位面积原料含量占比，更容易在点腐蚀发生的时候阻止点腐蚀进行蔓延。

参照图3，图3是本申请另一个实施例提供的一种膜式壁的制造方法的示意图。

如图3所示，在步骤S100之前，本实施例还包括步骤：

S300、以堆焊或热喷涂的方式将第一覆盖层200的原料均匀地喷射在基材管100的外表面上，从而在基材管100的外表面上形成第一覆盖层200。

在本实施例中，通过堆焊或热喷涂的方式将第一覆盖层200的原料均匀地喷射在基材管100的外表面上，使得第一覆盖层200能够与基材管100之间进行冶金结合，可以使第一覆盖层200与基材管100之间的附着连接效果更好。

参照图4，图4是本申请另一个实施例提供的一种膜式壁的制造方法的示意图。

如图4所示，在步骤S300与步骤S100之间，还包括步骤：

S400、对第一覆盖层200的表面进行清洁处理。

在本实施例中，清洁处理可以包括但不限于喷砂、打磨抛光、酸洗等表面清洁处理方式，通过对第一覆盖层200的表面进行清洁处理，可以清除其表面杂质，防止将第二覆盖层300的材料进行喷射时受到杂质影响而不纯，保证第二覆盖层300具有良好稳定的生成效果。

在本申请的另一实施例中，第二覆盖层300的原料至少包括以下任一种：铝、锌、镁或铁；

当第二覆盖层300的原料包括铝时，对第一覆盖层200的表面进行热源处理的温度采用至少660℃；

当第二覆盖层300的原料包括锌时，对第一覆盖层200的表面进行热源处理的温度采用至少420℃

当第二覆盖层300的原料包括镁时，对第一覆盖层200的表面进行热源处理的温度采用至少650℃；

当第二覆盖层300的原料包括铁时，对第一覆盖层200的表面进行热源处理的温度采用至少800℃。

在本实施例中，根据发明人的经验，基于以上金属材料以及与其分别对应的热源处理温度进行制造，可以获得物理性质稳定可靠的第二覆盖层300，能够更有效地防止膜式壁上出现点腐蚀的情况。

以上是对本申请的较佳实施进行了具体说明，但本申请并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本申请精神的前提下还可作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种耐冲蚀耐高温腐蚀的膜式壁，其特征在于，包括：

基材管，外表面设置有第一覆盖层，所述第一覆盖层用于为所述基材管提供防腐蚀保护；

第二覆盖层，与所述第一覆盖层的表面覆盖连接且部分嵌入于所述第一覆盖层内，以避免所述第一覆盖层的表面出现点腐蚀情况。

2.根据权利要求1所述的一种耐冲蚀耐高温腐蚀的膜式壁，其特征在于：所述第二覆盖层部分嵌入于所述第一覆盖层内的深度为20um至300um。

3.根据权利要求1所述的一种耐冲蚀耐高温腐蚀的膜式壁，其特征在于：所述第一覆盖层包括堆焊式金属层或热喷涂式金属层。

4.根据权利要求1所述的一种耐冲蚀耐高温腐蚀的膜式壁，其特征在于：还包括散热片，所述基材管设置有多个，多个所述基材管之间通过所述散热片连接。

5.根据权利要求1至4任一项所述的一种耐冲蚀耐高温腐蚀的膜式壁，其特征在于：所述第二覆盖层采用铝、锌、镁或铁制成。

6.一种膜式壁制造方法，其特征在于，应用于膜式壁，所述膜式壁包括：基材管、第一覆盖层和第二覆盖层，所述第一覆盖层设置在所述基材管外表面上，所述第二覆盖层与所述第一覆盖层的表面连接且部分嵌入于所述第一覆盖层内；

所述制造方法，包括：

将所述第二覆盖层的原料熔融并均匀地喷射在所述第一覆盖层的表面上；

对所述第一覆盖层的表面进行热源处理，直至使部分所述第二覆盖层向所述第一覆盖层内部扩散至第一深度。

7.根据权利要求6所述的膜式壁制造方法，其特征在于，单位面积喷射在所述第一覆盖层的表面上的第二覆盖层的原料含量为1g/m²至500g/m²，所述第一深度为20um至300um。

8.根据权利要求6所述的膜式壁制造方法，其特征在于，在将所述第二覆盖层的原料熔融并均匀地喷射在所述第一覆盖层的表面上之前，还包括：以堆焊或热喷涂的方式将所述第一覆盖层的原料均匀地喷射在所述基材管的外表面上，从而在所述基材管的外表面上形成所述第一覆盖层。

9.根据权利要求8所述的膜式壁制造方法，其特征在于，在以堆焊或热喷涂的方式将所述第一覆盖层的原料均匀地喷射在所述基材管的外表面上与将所述第二覆盖层的原料熔融并均匀地喷射在所述第一覆盖层的表面上之间，还包括：对所述第一覆盖层的表面进行清洁处理。

10.根据权利要求6至9任一项所述的膜式壁制造方法，其特征在于：

所述第二覆盖层的原料至少包括以下任一种：铝、锌、镁或铁；

当所述第二覆盖层的原料包括铝时，对所述第一覆盖层的表面进行热源处理的温度采用至少660℃；

当所述第二覆盖层的原料包括锌时，对所述第一覆盖层的表面进行热源处理的温度采用至少420℃

当所述第二覆盖层的原料包括镁时，对所述第一覆盖层的表面进行热源处理的温度采用至少650℃；

当所述第二覆盖层的原料包括铁时，对所述第一覆盖层的表面进行热源处理的温度采用至少800℃。

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