CN111500965A - 一种垃圾焚烧炉受热面的防腐蚀涂层的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种垃圾焚烧炉受热面的防腐蚀涂层的制备方法，涉及垃圾焚烧使用的管壁防腐技术领域；包括如下步骤：使用石英砂将焚烧炉被喷涂表面进行清理后，再用棕刚玉对被喷涂表面进行喷砂毛化处理，处理后的表面粗糙度大于Ra5um；使用喷涂技术和相关介质对受热面管壁进行喷涂施工；对喷涂完成后的表面刷涂封孔剂，喷涂技术包括超音速火焰喷涂HVOF和普通火焰喷涂，喷涂厚度为：0.1‑2.0mm，介质包括粉末介质和线材介质，所述粉末介质包括镍基合金、镍铬合金、哈氏合金。本发明制备的耐腐蚀涂层可以非常好的解决垃圾焚烧炉受热面的氯腐蚀问题，延长了受热管的使用寿命。

Description

一种垃圾焚烧炉受热面的防腐蚀涂层的制备方法
技术领域
本发明涉及垃圾焚烧使用的管壁防腐技术领域，尤其涉及一种垃圾焚烧炉受热面的防腐蚀涂层的制备方法。
背景技术
腐蚀是垃圾焚烧炉停机的主要原因，其维护费用占电厂及设备厂商运营的很大比例，这些腐蚀一般归类为高温状态下的腐蚀，典型的焚烧炉燃料包括废木材，农业生物废料、生活废弃物等生物质燃料，然而,在这些生物质燃料进行燃烧时，由于燃料中的产生腐蚀性元素，锅炉部件会发生腐蚀，这些腐蚀介质包括碱性氯化物，KCl，以及形成低熔点化合物的元素，如锌以及形成的ZnCl2等以及其他重金属，一般而言，生物质燃料在燃烧时的腐蚀机制是燃烧熔化后的化合物在氯的作用下引起的强化腐蚀和热腐蚀。
当腐蚀介质与炉管合金部件发生反应时，氯或氯化物会渗透到氧化物-金属的界面，氯化物在氧气、气压较高的区域形成非保护性氧化层时，又蒸发并扩散到了表层，氯在反应中被再次释放出来，进一步增强了腐蚀反应。
为了减少焚烧炉的腐蚀问题，有不同的改进方法，比如改进焚烧工艺、改进控制工艺，包括控制气体温度，并改进锅炉设计，改进气体循环系统等，但这些改进方案都未能取得比较好的成效，本发明旨在有效的解决此问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种垃圾焚烧炉受热面的防腐蚀涂层的制备方法。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种垃圾焚烧炉受热面的防腐蚀涂层的制备方法，包括如下步骤：
S1：使用石英砂将焚烧炉被喷涂表面进行清理后，再用棕刚玉(可用白刚玉替换)对被喷涂表面进行喷砂毛化处理，处理后的表面粗糙度大于Ra5um；
S2：使用喷涂技术和相关介质对受热面管壁进行喷涂施工；
S3：对喷涂完成后的表面刷涂封孔剂。
优选地：所述S2中，喷涂技术包括超音速火焰喷涂HVOF和普通火焰喷涂，喷涂厚度为：0.1-2.0mm。
优选地：所述S2中，介质包括粉末介质和线材介质，所述粉末介质包括镍基合金、镍铬合金、哈氏合金和Inconel625合金，镍基合金成分比例按照质量比为：C:≤0.01,Si:≤0.5,S:≤0.001,P:≤0.015,Mn:≤1.0,Co:≤2.50,Al:0-0.4,Ti:0-0.4,Cr:14.0-25.0,V:0.1-0.3,Mo:8.0-17.0,Fe:4.0-7.0,W:3.0-4.5,Nb:3.0-5.0,Co:＜1.0，Ni及其他微量元素为余量，其粒度为2-200um。
优选地：所述线材介质包括金属合金丝材和火焰喷涂专用软线线材，直径为1-10mm，所述火焰喷涂专用软线线材的外皮为有机材料，中间为镍基合金材料，其成分组成与粉末介质中的镍基合金材料组成一致。
优选地：所述金属合金丝材包括药芯丝和实心丝，其成分按照质量比分别为：C:≤0.01,Si:≤0.5,S:≤≤0.001,P:≤0.015,Mn:≤1.0,Co:≤2.50,Al:0-0.4,Ti:0-0.4,Cr:14.0-25.0,V:0.1-0.3,Mo:8.0-17.0,Fe:4.0-7.0,W:3.0-4.5,Nb:3.0-5.0,Co:＜1.0,Ni及其他微量元素为余量。
优选地：所述S2中，超音速火焰喷涂HVOF包括利用氧气-燃气混合超音速火焰和氧气-燃油超音速火焰将耐腐蚀介质喷涂在受热面上，其燃气的类型包括丙烷、天然气、丙烯、乙烯和氢气，其燃油的类型包括煤油和酒精，其介质为粉末状。
优选地：所述S2中，普通火焰喷涂包括火焰粉末喷涂和火焰线材喷涂，其是利用氧气-燃气混合喷涂，燃气的类型包括乙炔、丙烷和氢气。
优选地：所述火焰粉末喷涂的介质为粉末介质，粒度为2-200um，所述火焰线材喷涂的介质为线材介质。
优选地：所述S3中，封孔剂的材质为树脂类化合物或硅烷基硅烷化合物。
优选地：所述S3中，封孔后，涂层孔隙率≤2％，涂层结合强度＞40MPa，渗透性大于1mm。
本发明的有益效果为：
1.本发明制备的耐腐蚀涂层可以非常好的解决垃圾焚烧炉受热面的氯腐蚀问题，延长了受热管的使用寿命。
2.本发明的耐腐蚀涂层为镍基合金的单层结构，在制备上生产效率更高。
3.本发明采用的以氧气为助燃料的超音速火焰喷涂其火焰速度更快、火焰功率更高，制备的涂层更加致密。
4.本发明中采用以软线线材为原料的火焰喷涂，更适于现场喷涂作业，快速便捷，沉积效率更高。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
在本专利的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定相连、设置，也可以是可拆卸连接、设置，或一体地连接、设置。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利中的具体含义。
实施例1：
一种垃圾焚烧炉受热面的防腐蚀涂层的制备方法，包括如下步骤：
S1：使用石英砂将焚烧炉被喷涂表面进行清理后，再用棕刚玉(可用白刚玉替换)对被喷涂表面进行毛化处理；
S2：使用喷涂技术和相关介质对受热面管壁进行喷涂施工；
S3：对喷涂完成后的表面刷涂封孔剂，涂刷次数为2遍。
所述S2中，喷涂技术包括超音速火焰喷涂HVOF和普通火焰喷涂，喷涂厚度为：0.1-2.0mm，本实施例中优选的，喷涂技术为超音速火焰喷涂HVOF，喷涂厚度为：0.5mm，其利用氧气-燃气的类型进行喷涂，其燃气选用丙烷，具体参数如下：氧气压力：11bar,氧气流量：230L/min,丙烷压力:0.7bar，丙烷流量：65L/Min，空气压力：0.7bar,空气流量：350L/min,喷涂距离：250mm，介质量：60g/min。
所述S2中，介质包括粉末介质和线材介质，所述粉末介质包括镍基合金、镍铬合金、哈氏合金和Inconel625合金，镍基合金成分比例按照质量比为：C:≤0.01,Si:≤0.5,S:≤0.001,P:≤0.015,Mn:≤1.0,Co:≤2.50,Al:0-0.4,Ti:0-0.4,Cr:14.0-25.0,V:0.1-0.3,Mo:8.0-17.0,Fe:4.0-7.0,W:3.0-4.5,Nb:3.0-5.0,Co:＜1.0，Ni及其他微量元素为余量，其粒度为2-200um，本实施例中优选的，介质为镍铬合金，其粒度为15-45um。
所述S3中，封孔剂的材质为树脂类化合物或硅烷基硅烷化合物，本实施例中优选的，封孔剂为环氧树脂封孔剂。
所述S3中，封孔后，涂层孔隙率<1％，涂层结合强度＞70MPa，渗透性大于1mm。
实施例2：
一种垃圾焚烧炉受热面的防腐蚀涂层的制备方法，包括如下步骤：
S1：使用石英砂将焚烧炉被喷涂表面进行清理后，再用棕刚玉(可用白刚玉替换)对被喷涂表面进行毛化处理；
S2：使用喷涂技术和相关介质对受热面管壁进行喷涂施工；
S3：对喷涂完成后的表面刷涂封孔剂，涂刷次数为2遍。
所述S2中，喷涂技术包括超音速火焰喷涂HVOF和普通火焰喷涂，喷涂厚度为：0.1-2.0mm，本实施例中优选的，喷涂技术为普通火焰喷涂，喷涂厚度为：0.5mm，普通火焰喷涂包括火焰粉末喷涂和火焰线材喷涂，本实施例中优选的，喷涂技术为火焰线材喷涂，其利用氧气-燃气的类型进行喷涂，其燃气选用乙炔，具体参数如下：氧气压力：0.4bar,氧气流量：65L/min,乙炔压力:0.15bar，乙炔流量：45L/Min，空气压力：0.5bar,喷涂距离：180mm，介质速度：100cm/min。
所述S2中，介质包括粉末介质和线材介质，线材介质包括金属合金丝材和火焰喷涂专用软线线材，直径为1-10mm，本实施例中优选的，介质为火焰喷涂专用软线线材，其直径为：4.75mm，其外皮为有机材料，中间为镍基合金材料，镍基合金成分比例按照质量比为：C:≤0.01,Si:≤0.5,S:≤0.001,P:≤0.015,Mn:≤1.0,Co:≤2.50,Al:0-0.4,Ti:0-0.4,Cr:14.0-25.0,V:0.1-0.3,Mo:8.0-17.0,Fe:4.0-7.0,W:3.0-4.5,Nb:3.0-5.0,Co:＜1.0，Ni及其他微量元素为余量。
所述S3中，封孔剂的材质为树脂类化合物或硅烷基硅烷化合物，本实施例中优选的，封孔剂为环氧树脂封孔剂。
所述S3中，封孔后，涂层孔隙率≤2％，涂层结合强度＞40MPa，渗透性大于1mm。
实施例3：
一种垃圾焚烧炉受热面的防腐蚀涂层的制备方法，包括如下步骤：
S1：使用石英砂将焚烧炉被喷涂表面进行清理后，再用棕刚玉(可用白刚玉替换)对被喷涂表面进行毛化处理；
S2：使用喷涂技术和相关介质对受热面管壁进行喷涂施工；
S3：对喷涂完成后的表面刷涂封孔剂，涂刷次数为2遍。
所述S2中，喷涂技术包括超音速火焰喷涂HVOF和普通火焰喷涂，喷涂厚度为：0.1-2.0mm，本实施例中优选的，喷涂技术为普通火焰喷涂，喷涂厚度为：0.6mm，普通火焰喷涂包括火焰粉末喷涂和火焰线材喷涂，本实施例中优选的，喷涂技术为火焰线材喷涂，其利用氧气-燃气的类型进行喷涂，其燃气选用乙炔，具体参数如下：氧气压力：0.4bar,氧气流量：65L/min,乙炔压力:0.15bar，丙烷流量：45L/Min，空气压力：0.5bar,喷涂距离：180mm，介质速度：300cm/min。
所述S2中，介质包括粉末介质和线材介质，线材介质包括金属合金丝材和火焰喷涂专用软线线材，直径为1-10mm，金属合金丝材包括药芯丝和实心丝，本实施例中优选的，介质为药芯丝的金属合金丝材，其直径为：3.1mm，其成分按照质量比分别为：C:≤0.01,Si:≤0.5,S:≤≤0.001,P:≤0.015,Mn:≤1.0,Co:≤2.50,Al:0-0.4,Ti:0-0.4,Cr:14.0-25.0,V:0.1-0.3,Mo:8.0-17.0,Fe:4.0-7.0,W:3.0-4.5,Nb:3.0-5.0,Co:＜1.0,Ni及其他微量元素为余量。
所述S3中，封孔剂的材质为树脂类化合物或硅烷基硅烷化合物，本实施例中优选的，封孔剂为环氧树脂封孔剂。
所述S3中，封孔后，涂层孔隙率≤2％，涂层结合强度＞40MPa，渗透性大于1mm。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种垃圾焚烧炉受热面的防腐蚀涂层的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：使用石英砂将焚烧炉被喷涂表面进行清理后，再用棕刚玉(可用白刚玉替换)对被喷涂表面进行喷砂毛化处理，处理后的表面粗糙度大于Ra5um；
S2：使用喷涂技术和相关介质对受热面管壁进行喷涂施工；
S3：对喷涂完成后的表面刷涂封孔剂。
2.根据权利要求1所述的一种垃圾焚烧炉受热面的防腐蚀涂层的制备方法，其特征在于，所述S2中，喷涂技术包括超音速火焰喷涂HVOF和普通火焰喷涂，喷涂厚度为：0.1-2.0mm。
3.根据权利要求1所述的一种垃圾焚烧炉受热面的防腐蚀涂层的制备方法，其特征在于，所述S2中，介质包括粉末介质和线材介质，所述粉末介质包括镍基合金、镍铬合金、哈氏合金和Inconel625合金，镍基合金成分比例按照质量比为：C:≤0.01,Si:≤0.5,S:≤0.001,P:≤0.015,Mn:≤1.0,Co:≤2.50,Al:0-0.4,Ti:0-0.4,Cr:14.0-25.0,V:0.1-0.3,Mo:8.0-17.0,F e:4.0-7.0,W:3.0-4.5,Nb:3.0-5.0,Co:＜1.0，Ni及其他微量元素为余量，其粒度为2-200um。
4.根据权利要求3所述的一种垃圾焚烧炉受热面的防腐蚀涂层的制备方法，其特征在于，所述线材介质包括金属合金丝材和火焰喷涂专用软线线材，直径为1-10mm，所述火焰喷涂专用软线线材的外皮为有机材料，中间为镍基合金材料，其成分组成与粉末介质中的镍基合金材料组成一致。
5.根据权利要求4所述的一种垃圾焚烧炉受热面的防腐蚀涂层的制备方法，其特征在于，所述金属合金丝材包括药芯丝和实心丝，其成分按照质量比分别为：C:≤0.01,Si:≤0.5,S:≤≤0.001,P:≤0.015,Mn:≤1.0,Co:≤2.50,Al:0-0.4,Ti:0-0.4,Cr:14.0-25.0,V:0.1-0.3,Mo:8.0-17.0,F e:4.0-7.0,W:3.0-4.5,Nb:3.0-5.0,Co:＜1.0,Ni及其他微量元素为余量。
6.根据权利要求1所述的一种垃圾焚烧炉受热面的防腐蚀涂层的制备方法，其特征在于，所述S2中，超音速火焰喷涂HVOF包括利用氧气-燃气混合超音速火焰和氧气-燃油超音速火焰将耐腐蚀介质喷涂在受热面上，其燃气的类型包括丙烷、天然气、丙烯、乙烯和氢气，其燃油的类型包括煤油和酒精，其介质为粉末状。
7.根据权利要求1所述的一种垃圾焚烧炉受热面的防腐蚀涂层的制备方法，其特征在于，所述S2中，普通火焰喷涂包括火焰粉末喷涂和火焰线材喷涂，其是利用氧气-燃气混合喷涂，燃气的类型包括乙炔、丙烷和氢气。
8.根据权利要求7所述的一种垃圾焚烧炉受热面的防腐蚀涂层的制备方法，其特征在于，所述火焰粉末喷涂的介质为粉末介质，粒度为2-200um，所述火焰线材喷涂的介质为线材介质。
9.根据权利要求1所述的一种垃圾焚烧炉受热面的防腐蚀涂层的制备方法，其特征在于，所述S3中，封孔剂的材质为树脂类化合物或硅烷基硅烷化合物。
10.根据权利要求1所述的一种垃圾焚烧炉受热面的防腐蚀涂层的制备方法，其特征在于，所述S3中，封孔后，涂层孔隙率≤2％，涂层结合强度＞40MPa，渗透性大于1mm。
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