CN113388797A - 受热面具有异频感应熔覆涂层的水冷壁及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种受热面具有异频感应熔覆涂层的水冷壁及其制备装置和方法。所述具有异频感应熔覆涂层的水冷壁包括水冷壁基体，以及熔覆于水冷壁受热面的异频感应熔覆涂层，所述异频感应熔覆涂层包括熔覆于水冷壁管曲面的镍基自熔合金高频感应熔覆涂层和熔覆于水冷壁根部与鳍片的镍基自熔合金中频感应熔覆涂层。本发明中所提供的异频感应加热装置，以及利用该装置制备受热面具有异频感应熔覆涂层的水冷壁的方法能够克服高频感应线圈熔覆水冷壁管排管顶和管根部时温度差别较大造成涂层重熔效果一致性较差的问题，所制备的涂层性能具有一致性，并由此延长了管排服役寿命。

Description

受热面具有异频感应熔覆涂层的水冷壁及其制备方法

技术领域

本发明属于合金材料技术领域，涉及一种受热面具有异频感应熔覆涂层的水冷壁及其制备方法。

背景技术

水冷壁是锅炉最主要的受热管道，由管和鳍片焊成的气密式管排结构见图1，敷设在锅炉炉膛内壁组成的蒸发受热面。膜式水冷壁管排的作用是吸收炉膛中高温火焰或烟气的辐射热量，在管内产生热水及蒸汽用于发电，同时降低炉墙温度，保护炉墙。炉内火焰温度最高超过1000℃，超过50％的高温烟气热量由膜式水冷壁所吸收。近年来随着高参数垃圾电站的不断增加，锅炉水冷壁在恶劣的工作环境下，管道服役平均寿命仅1-3年，严重的甚至仅使用半年就开始出现腐蚀减薄引起的爆管。虽然近年来堆焊防护技术应用较普遍，但效率低、成本高以及高温(700℃)防腐寿命等方面仍不尽如人意。

2017江苏科环公司在国内率先采用火焰喷涂镍基自熔合金+高频感应重熔的复合方法在水冷壁受热面表面制备涂层，几年来在锅炉高温(>700℃)腐蚀环境下应用效果较好。服役寿命不低于国内应用较为普遍的堆焊，而且制备成本低于堆焊，代表了锅炉水冷壁高温防腐涂层的发展方向。水冷壁管排重熔过程如图2 所示，重熔线圈外部结构为几根并排相连的闭合矩形截面铜管固连而成。重熔时线圈固定不动，管排在下传动链的牵引下，向前做进给运动。

但目前水冷壁管排高频重熔过程中存在一个令人头疼的问题，就是由于管排涂层表面各点与线圈内上表面距离不等，重熔时无疑离线圈上表面最近(约5mm) 的管顶部位最先开始熔，而管顶与管根部相距约为20-25mm，持续加热等到管根和鳍片开始熔时，管顶部分由于已开始熔化甚至局部出现流淌。造成的结果一是管上半部分涂层薄，而管根部和鳍片部分涂层较厚，而爆管又最容易发生在管上部；二是对重熔质量影响很大，比如管上部由于加热时间长晶粒粗大，涂层脆性大易产生微裂纹，而管根部则可能由于重熔不够充分，使得涂层性能达不到设计要求，从而导致整个水冷壁管排涂层性能的一致性欠佳，服役寿命受到影响。

相关技术人员曾尝试了多种方法来解决该问题，但均不尽如人意。有人曾做仿形线圈来解决，但效果同样不尽如人意。原因之一是虽然仿形线圈结构按管排的形状设计制造，即线圈内表面与管排受热面管顶和鳍片的间距基本一致，而实际上管排的焊接结构造成的变形和制造误差较大，即每个管排结构本身的一致性较差，当线圈上表面离管排某个局部表面太近，难免会造成表面触碰引起管排涂层局部过热甚至导致线圈损坏；二是由于线圈的异形结构致使电磁场涡流效应也发生了畸变，即便管排表面间隙完全一致，加热仍难以均匀。

因此，目前存在的迫切问题是亟需研究开发一种能使管排受热面所制备的涂层性能具有一致性，并由此能延长管排服役寿命的技术。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的缺陷，提供一种受热面具有异频感应熔覆涂层的水冷壁及其制备方法，该方法能够克服高频感应线圈熔覆水冷壁管排管顶和管根部时温度差别较大造成涂层重熔效果一致性较差的问题，所制备的涂层性能具有一致性，并由此延长了管排服役寿命。

本发明第一方面提供了一种受热面具有异频感应熔覆涂层的水冷壁，其包括水冷壁基体，以及熔覆于水冷壁受热面的异频感应熔覆涂层，所述异频感应熔覆涂层包括熔覆于水冷壁管曲面的镍基自熔合金高频感应熔覆涂层和熔覆于水冷壁根部与鳍片表面的镍基自熔合金中频感应熔覆涂层。

根据本发明，所述镍基自熔合金高频感应熔覆涂层和镍基自熔合金中频感应熔覆涂层的孔隙率<1％，所述镍基自熔合金高频感应熔覆涂层和镍基自熔合金中频感应熔覆涂层与水冷壁外表面的结合强度>100MPa。

本发明第二方面提供了一种异频感应加热装置，其包括并列间隔设置的高频感应线圈和中频感应线圈各一组，以及设置于线圈底部用于固定线圈的线圈支架。

根据本发明，所述高频感应线圈与中频线圈之间相互绝缘；优选地，所述高频感应线圈与中频线圈之间的间距为50-150mm；进一步优选地，所述高频感应的电流频率>50kHz，所述中频感应的电流频率为1-10Khz。

本发明第三方面提供了一种受热面具有异频感应熔覆涂层的水冷壁的制备方法，其包括：

步骤C，对水冷壁受热面进行喷砂处理，获得受热面粗糙化的水冷壁；

步骤D，采用火焰喷涂的方式将镍基自熔合金涂层材料喷涂在管排受热面，获得受热面具有镍基自熔合金底层的水冷壁；

步骤E，对受热面具有镍基自熔合金底层的水冷壁进行往复异频感应熔覆处理，获得受热面具有异频感应熔覆涂层的水冷壁；

其中，所述异频感应重熔涂层包括熔覆于水冷壁管曲面的镍基自熔合金高频感应熔覆涂层和熔覆于水冷壁根部与鳍片的镍基自熔合金中频感应熔覆涂层。

根据本发明方法，所述步骤E包括：

步骤S1，启动高频感应线圈，同时管排也开始向前相对线圈做进给运动，对管圆弧部分的镍基自熔合金底层进行高频重熔，获得管曲面具有镍基自熔合金高频感应熔覆涂层的水冷壁；

步骤S2，高频感应线圈自动关停，启动中频感应线圈，同时管道开始做反向进给运动，对管根和鳍片部分的镍基自熔合金底层进行中频感应重熔，获得管曲面具有镍基自熔合金高频感应熔覆涂层，且管根部与鳍片表面具有镍基自熔合金中频感应熔覆涂层的水冷壁。

在本发明的一些实施例中，在步骤S1中，所述高频感应的电流频率>50kHz，管顶表面到感应线圈距离为5±1mm。

在本发明的另一些实施例中，在步骤S2中，所述中频感应的电流频率为 1-10Khz，工件表面到感应线圈距离为20-30mm。

根据本发明方法，在步骤S1和S2中，所述进给移动的速度为1.5-3.5mm/秒。

在本发明的一些实施例中，管根部与鳍片的镍基自熔合金底层的厚度为 0.1±0.02mm，所述管曲面镍基自熔合金底层的厚度比管根部与鳍片镍基自熔合金底层的厚度厚0.1±0.02mm。

在本发明的另一些实施例中，镍基自熔合金涂层材料包括含有2wt％-3wt％的 B和2.5wt％-3.5wt％的Si的镍基自熔合金基料。

本发明的有益效果如下：

本发明提供了一种受热面具有异频感应熔覆涂层的水冷壁及其制备方法，采用异频感应(高频感应和中频感应)往复重熔技术能够较好地克服高频感应线圈熔覆水冷壁管排管顶和管根部时温度差别较大造成涂层重熔效果一致性较差的问题，所制备的涂层性能具有一致性，并由此延长了管排服役寿命。

附图说明

下面将结合附图来说明本发明。

图1为水冷壁结构示意图。

图2示出现有技术中对水冷壁进行高频感应熔覆处理过程。

图3为异频感应线圈分别加热重熔水冷壁管排上下部分(管曲面、管根部与鳍片)示意图。

图4为管排往复进给涂层异频感应重熔过程示意图。

图1、图3和图4中的附图标记的含义如下；1水冷壁(管排)；12基体； 13鳍片；14基体的管外壁；15基体的管内壁；21管曲面涂层；22管根部与鳍片涂层；30高频感应线圈(矩形铜管)；31高频感应线圈感应加热； 40中频感应线圈(矩形铜管)；41中频感应线圈感应加热；50高频感应线圈与中频线圈之间的间隔；60线圈支架；70传动链滚柱。

具体实施方式

为使本发明容易理解，下面将结合附图来详细说明本发明。但在详细描述本发明前，应当理解本发明不限于描述的具体实施方式。还应当理解，本文中使用的术语仅为了描述具体实施方式，而并不表示限制性的。

除非另有定义，本文中使用的所有术语与本发明所属领域的普通技术人员的通常理解具有相同的意义。虽然与本文中描述的方法和材料类似或等同的任何方法和材料也可以在本发明的实施或测试中使用，但是现在描述了优选的方法和材料。

Ⅰ、术语

本发明所用术语“水冷壁”亦称为“水冷墙”、“水冷壁管”或“水冷壁管排”(简称为管排)。通常由钢管垂直铺设在锅炉炉墙内壁面上，主要用来吸收炉内火焰和高温烟气所放出热量。

本发明中所述用语“管圆弧部分”和“管曲面”可以互换使用，均是指构成水冷壁的管的圆弧部分。

本发明中所述用语“管顶表面”是指构成水冷壁的管的最高处(垂直于水平位置的半径端部)附近局部表面。

本发明中所述用语“重熔”与“熔覆”可以互换使用。

本文所述用语“约”，“大约”，“基本上”和“主要”，当与元件，浓度，温度或其它物理或化学性质或特性的范围结合使用时，覆盖可能存在于属性或特性的范围的上限和/或下限中的变化，包括例如由舍入，测量方法或其他统计变化导致的变化。如本文所述，与量，重量等相关的数值，被定义的“约”是每个特定值的所有数值加或减1％。例如，用语“约10％”应理解为“9％至11％”。

Ⅱ、实施方案

如前所述，现有的水冷壁管排高频重熔过程中存在由于管排涂层表面各点与线圈内上表面距离不等，导致高频感应线圈熔覆水冷壁管排管顶和管根部时温度差别较大，从而造成涂层重熔效果一致性较差，服役寿命受到影响的缺陷。

相关技术人员曾尝试了多种方法来解决该问题，但均不尽如人意；有人曾做仿形线圈来解决，但效果同样不尽如人意，上述问题成为本领域技术人员长期以来一直想要解决而由无法解决的技术难题。鉴于此，本发明人对于水冷壁管排高频重熔过程进行了大量的研究。

本发明人研究发现，采用异频感应熔覆(重熔)技术能够较好地克服高频感应线圈熔覆水冷壁管排管顶和管根部时温度差别较大造成涂层重熔效果一致性较差的问题，所制备的涂层性能具有一致性，从而延长了管排服役寿命，并由此获得本发明。

因此，本发明第一方面所涉及的受热面具有异频感应熔覆涂层的水冷壁是采用异频感应熔覆技术获得，其包括水冷壁基体，以及熔覆于水冷壁受热面的异频感应熔覆涂层，所述异频感应熔覆涂层包括熔覆于水冷壁管曲面的镍基自熔合金高频感应熔覆涂层和熔覆于水冷壁根部与鳍片的镍基自熔合金中频感应熔覆涂层。

本发明中所述异频感应熔覆涂层的特点在于，所述镍基自熔合金高频感应熔覆涂层和镍基自熔合金中频感应熔覆涂层的孔隙率<1％，且所述镍基自熔合金高频感应熔覆涂层和镍基自熔合金中频感应熔覆涂层与水冷壁外表面为冶金结合，其结合强度>100MPa。

本发明第二方面所涉及的异频感应加热装置，主要用于制备受热面具有异频感应熔覆涂层的水冷壁，如图4所示，其包括并列间隔设置的高频感应线圈30 和中频感应线圈40各一组，以及设置于线圈底部用于固定线圈的线圈支架60。

本发明中所述异频感应加热装置主要是基于本公司原有的用于制备具有高频熔覆涂层的水冷壁的高频感应设备(参见图2)经过大量研究设计改造获得，因此，除了上述并列间隔设置的高频感应线圈和中频感应线圈各一组，以及设置于线圈底部用于固定线圈的线圈支架之外，所述异频感应加热装置还包括用于运送管排的传动链(参见图2)，以及由传动链带动的用于运送管排的传动链滚柱 70，参见图2和图4。

为防止并列间隔设置的高频感应线圈30和中频感应线圈40彼此干扰，所述高频感应线圈30与中频线圈40之间相互绝缘设置。本发明中对于绝缘方式没有特别的限制，可以采用本领域中常规技术实现绝缘设置。

从装置整体看，本发明中所述高频感应线圈30与中频线圈两组线圈40距离很近，实际上为并列相隔一定间距的间隔50设置，所述高频感应线圈与中频线圈之间的间距为50-150mm，优选为80-100mm。

本发明中，所述高频感应的电流频率>50kHz，所述中频感应的电流频率为 1-10Khz。

本发明中高频感应线圈和中频感应线圈均为铜管感应线圈，所述线圈的截面形状为矩形，线圈的尺寸依照需要进行异频感应熔覆的锅炉用管的尺寸而定，异频感应加热装置可以从诸如郑州高氏电磁感应加热设备有限公司等该类装置的制造商处根据具体需求(锅炉用管的尺寸)定制。本发明中对于为管排往复进给涂层异频感应重熔过程如图4所示，其中示出水冷壁管排进行异频频感应熔覆处理过程中异频感应加热装置的侧面[相当于水冷壁管排进行异频频感应熔覆处理过程(图3)中异频感应加热装置的左视图]；可以看出，高频感应线圈和中频感应线圈均为矩形铜管感应线圈，其由矩形中空铜管弯折绕成的中空矩形体，铜管表面经过绝缘处理，其两端分别通过导线与电源的两个接口相连，并且，为防止铜管高温毁损，铜管中还通有冷却水，用于降低铜管的温度。

本发明第三方面所涉及的受热面具有异频感应熔覆涂层的水冷壁的制备方法可以理解为本发明第二方面所述的异频感应加热装置在制备本发明第一方面所述的受热面具有异频感应熔覆涂层的水冷壁中的应用，也可以理解为利用本发明第二方面所述的异频感应加热装置制备本发明第一方面所述的受热面具有异频感应熔覆涂层的水冷壁的方法，或利用本发明第二方面所述的异频感应加热装置在水冷壁受热面制备异频感应熔覆涂层的方法，其包括：

步骤C，对水冷壁受热面进行喷砂处理，除去受热面的灰尘、碎渣和砂粒，获得受热面粗糙化的水冷壁；

步骤D，采用火焰喷涂的方式将镍基自熔合金涂层材料喷涂在管排受热面，获得受热面具有镍基自熔合金底层的水冷壁；

步骤E，对受热面具有镍基自熔合金底层的水冷壁进行往复异频感应熔覆处理，获得受热面具有异频感应熔覆涂层的水冷壁；

其中，所述异频感应重熔涂层包括熔覆于水冷壁管曲面的镍基自熔合金高频感应熔覆涂层和熔覆于水冷壁根部与鳍片的镍基自熔合金中频感应熔覆涂层。

根据本发明方法，所述步骤E包括：

步骤S1，启动高频感应线圈，同时管排也开始向前相对线圈做进给运动，对管圆弧部分的镍基自熔合金底层进行高频重熔，获得管曲面具有高频感应熔覆涂层的水冷壁；

步骤S2，高频感应线圈自动关停，启动中频感应线圈，同时管道开始做反向进给运动，对管根和鳍片部分的镍基自熔合金底层进行中频感应重熔，获得管曲面具有高频感应熔覆涂层，且管根部与鳍片表面具有中频感应熔覆涂层的水冷壁，即受热面具有异频感应熔覆涂层的水冷壁。

从上述可以看出，本发明中所谓“异频”感应重熔涂层，就是在水冷壁管排重熔过程中采用了中频和高频两种感应线圈，分别对管排表面的管曲面(包括管顶部表面)和管根(包括鳍片)部分进行重熔，参见图3。高频感应和中频感应的区别，顾名思义，频率不同，中频的频率范围在1-10Khz，高频的频率范围在50Khz 以上。因此造成两者的加热距离不同，中频感应加热线圈的加热开始距离一般为 10mm以上，然后随距离增加温度逐渐升高，最高温度(约1100℃)区域约为 20-30mm(具体数值取决于功率和频率)；而高频感应从理论上来说，就是在非接触的前提下，距离线圈越近温度约高。

本领域技术人员应该了解的是，所谓“往复”异频感应重熔，就是首先将原来仅用一组高频感应线圈，用一个行程就完成了整个管排的重熔，变为电源及其控制系统各自独立的高频和中频感应线圈各一组，且两组线圈相隔一定间距间隔设置，参见图4；然后当水冷壁管排向某方向做进给运动完成管顶部分高频重熔，返回行程则是管根部与鳍片部分完成中频重熔，当一组线圈工作时，另一组线圈则自动切换停止工作。

在实际涂层重熔时，管排管顶离高频感应线圈内表面距离约5mm，恰好在高频感应线圈最高温度区间(<15mm)，而中频感应加热线圈内表面距离管根部与鳍片间的距离约25mm，也恰好在中频加热线圈加热的最高温度范围内 (20-30mm)。当第一个行程管排穿过高频线圈时，主要负责管排表面的半圆表面涂层实现重熔，设定重熔时间以在涂层与基体间的结合界面形成一条明显的白亮带，且管顶涂层表面不流淌为标准。在此过程中，虽然管根部与鳍片也会同时被加热，但由于温度不够高而且时间短所以不会熔融；同理，在返回行程中频线圈加热重熔管根部和鳍片，而管顶部分温度较低同样不会发生熔融。

根据本发明方法，在步骤S1和S2中，所述进给移动的速度为1.5-3.5mm/秒。

在本发明的一些实施例中，管根部与鳍片的镍基自熔合金底层的厚度为 0.1±0.02mm，所述管曲面的镍基自熔合金底层的厚度比管根部与鳍片的镍基自熔合金底层的厚度厚0.1±0.02mm。

在本发明的另一些实施例中，镍基自熔合金涂层材料包括但不限于含有 2wt％-3wt％的B和2.5wt％-3.5wt％的Si的镍基自熔合金基料；优选地，所述镍基自熔合金涂层材料为含有2wt％-3wt％的B和2.5wt％-3.5wt％的Si的镍基自熔合金基料。

本领域技术人员应该了解的是，本发明中所述镍基自熔合金基料除了含有上述的B和Si外，还含有其他成分，例如，Ni：60wt％-70wt％，Cr：17wt％-18wt％， Mo：11wt％-13wt％，Cu：1.7wt％-2wt％，Fe：3wt％-5wt％。

在本发明的一些优选的实施例中，在步骤E之后还包括步骤F，对受热面具有异频感应熔覆涂层的水冷壁在熔覆过程中的热变形进行矫正，获得受热面具有异频感应熔覆涂层的水冷壁。

在本发明的一些进一步优选的实施例中，在步骤F之后还包括步骤G，对水冷壁受热面的异频感应熔覆涂层的质量进行检测。

本发明中，所述水冷壁包括但不限于垃圾电站锅炉水冷壁，优选为垃圾电站锅炉水冷壁。相应地，本发明中也将采用上述异频感应加热装置以及受热面具有异频感应熔覆涂层的水冷壁的制备方法(工艺)制成的涂层称为基于异频熔覆质量一致性的垃圾电站锅炉水冷壁专用涂层。

本发明具有以下特点：

(1)每一个行程，涂层重熔仅需让管排的上或下部分发生熔融，所以加热时间仅为原来的一半，因此该技术彻底解决了原技术管排圆顶部分出现流淌的问题。

(2)该方法虽然比传统的涂层重熔又增加了一道返回的工序，但由于单次重熔时间减少，所以涂层制备效率改变不大。另外虽然增加了一套中频重熔系统的设备投入，但涂层性能的一致性大大提升，显著提高了涂层防腐性能和服役寿命，对于产业化、规模化生产来说是完全值得的。

(3)圆弧部分涂层因为本身凸起结构的原因，相对而言，在服役时比内凹的管根部与鳍片温度更高、腐蚀和磨损更严重，工况更恶劣。这也是实际减薄和爆管现象大多数都发生在圆弧部分的原因，况且即使鳍片有发生腐蚀穿孔的危险性，其也比内有高压蒸汽的圆弧部分要小很多。正因如此，可以考虑将上涂层的设计厚度大于下涂层，或者可考虑上部分材料比下部分要加强一些，如在镍基合金内添加适量的陶瓷纤维材料，以增加涂层的抗疲劳性能等。正是由于该方法将管排分为上、下两套重熔系统和两道工序制备涂层，重熔分两步完成，这些想法才有可能实现。

(4)虽然目前已存在高、中频同步控制技术即在同一个线圈内施加不同频率电流的控制技术，但因为管排重熔的特殊性无法应用。之所以不能够在一个行程内同时完成管排上下两部分的重熔，是因为管顶和管根两部分的重熔时间要求不同，而重熔时间又是通过进给速度来实现的，所以必须采用这种各自独立的两套重熔控制系统分别控制。二者具体的进给速度需通过试验确定，加热重熔时间以在涂层与基体间的结合界面形成一条明显的白亮带和不出现流淌为标准设定。

Ⅲ、检测方法

本发明中水冷壁受热面异频感应熔覆涂层(镍基自熔合金高频感应熔覆涂层和镍基自熔合金中频感应熔覆涂层)孔隙率根据GB/T l7721-1999(金属覆盖层孔隙率试验)进行监测。

本发明中熔覆层金属与基体表面金属的结合强度(例如，镍基自熔合金高频感应熔覆涂层和镍基自熔合金中频感应熔覆涂层与水冷壁外表面的结合强度)采用提拉试验法进行测量：制备熔覆试板，加工成T型提拉试件；将其磨平，抛光，腐蚀后，将熔覆层与基体结合表面加工成小尺寸截面；将T型提拉试件放入提拉夹具中，一起安装到mts-50KN金属拉伸试验机(济南美特斯测试技术有限公司) 上；夹紧固定后以一定的加载速度进行提拉试验，通过作用力逐渐增加，直至T 型提拉试件沿熔覆层与基体金属的结合面断裂，测试得到的最高强度值为熔覆层与基体金属表面的结合强度，单位为MPa。

本发明中水冷壁或其涂层的防腐蚀性能直接利用生产中的实际消耗率来进行检测。

Ⅳ、实施例

为使本发明更加容易理解，下面将结合实施例来进一步详细说明本发明，这些实施例仅起说明性作用，并不局限于本发明的应用范围。本发明中所使用的原料或组分若无特殊说明均可以通过商业途径或常规方法获得。

实施例1：

(1)自动喷砂机对水冷壁管排表面进行喷砂粗化处理。

(2)对管排受热面火焰喷涂制备镍基自熔合金底层。

(3)启动高频感应设备，同时管排也开始向前相对线圈做进给运动，对管圆弧部分的涂层进行高频重熔。电流频率>50kHz，管顶表面到感应线圈距离约5mm。

(4)高频感应设备自动关停，启动中频感应设备，即管道开始做反向进给运动，对管根和鳍片部分的涂层进行中频感应重熔。电流频率1-10Khz，工件表面到感应线圈距离20-30mm。

(5)质量检测：要求复合涂层孔隙率<1％，复合涂层结合强度>100MPa。

根据GB/T l7721-1999(金属覆盖层孔隙率试验)对本实施例中水冷壁受热面异频感应熔覆涂层的孔隙率进行监测，检测表明上述异频感应熔覆涂层内部孔隙率很小(<1％)，基本可以忽略。

采用提拉试验法进行测量镍基自熔合金高频感应熔覆涂层和镍基自熔合金中频感应熔覆涂层与水冷壁外表面的结合强度在100MPa以上。

直接利用生产中的实际消耗率来检测本实施例中受热面具有自熔合金异频感应熔覆涂层的水冷壁的防腐蚀性，并与具有原涂层的20G水冷壁管排的防腐蚀性进行对比，结果表明本实施例中受热面具有自熔合金异频感应熔覆涂层具有良好的防腐蚀性，其服役寿命在中温中压(450℃，4MPa)条件下可达到6年以上，相较于具有原涂层的20G水冷壁管排至少提高了5年。

应当注意的是，以上所述的实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明的任何限制。通过参照典型实施例对本发明进行了描述，但应当理解为其中所用的词语为描述性和解释性词汇，而不是限定性词汇。可以按规定在本发明权利要求的范围内对本发明做出修改，以及在不背离本发明的范围和精神内对本发明进行修订。尽管其中描述的发明涉及特定的方法、材料和实施例，但是并不意味着发明限于其中公开的特定例，相反，发明可扩展至其他所有具有相同功能的方法和应用。

Claims (10)

1.一种受热面具有异频感应熔覆涂层的水冷壁，其包括水冷壁基体，以及熔覆于水冷壁受热面的异频感应熔覆涂层，所述异频感应熔覆涂层包括熔覆于水冷壁管曲面的镍基自熔合金高频感应熔覆涂层和熔覆于水冷壁根部与鳍片表面的镍基自熔合金中频感应熔覆涂层。

2.根据权利要求1所述的水冷壁，其特征在于，所述镍基自熔合金高频感应熔覆涂层和镍基自熔合金中频感应熔覆涂层的孔隙率<1％，所述镍基自熔合金高频感应熔覆涂层和镍基自熔合金中频感应熔覆涂层与水冷壁外表面的结合强度>100MPa。

3.一种异频感应加热装置，其包括并列间隔设置的高频感应线圈和中频感应线圈各一组，以及设置于线圈底部用于固定线圈的线圈支架。

4.根据权利要求3所述的异频感应加热装置，其特征在于，所述高频感应线圈与中频线圈之间相互绝缘；优选地，所述高频感应线圈与中频线圈之间的间距为50-150mm；进一步优选地，所述高频感应的电流频率>50kHz，所述中频感应的电流频率为1-10Khz。

5.一种受热面具有异频感应熔覆涂层的水冷壁的制备方法，其包括：

步骤C，对水冷壁受热面进行喷砂处理，获得受热面粗糙化的水冷壁；

步骤D，采用火焰喷涂的方式将镍基自熔合金涂层材料喷涂在管排受热面，获得受热面具有镍基自熔合金底层的水冷壁；

步骤E，对受热面具有镍基自熔合金底层的水冷壁进行往复异频感应熔覆处理，获得受热面具有异频感应熔覆涂层的水冷壁；

其中，所述异频感应重熔涂层包括熔覆于水冷壁管曲面的镍基自熔合金高频感应熔覆涂层和熔覆于水冷壁根部与鳍片的镍基自熔合金中频感应熔覆涂层。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤E包括：

步骤S1，启动高频感应线圈，同时管排也开始向前相对线圈做进给运动，对管圆弧部分的镍基自熔合金底层进行高频重熔，获得管曲面具有镍基自熔合金高频感应熔覆涂层的水冷壁；

步骤S2，高频感应线圈自动关停，启动中频感应线圈，同时管道开始做反向进给运动，对管根和鳍片部分的镍基自熔合金底层进行中频感应重熔，获得管曲面具有镍基自熔合金高频感应熔覆涂层，且管根部与鳍片表面具有镍基自熔合金中频感应熔覆涂层的水冷壁。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，

在步骤S1中，所述高频感应的电流频率>50kHz，管顶表面到感应线圈距离为5±1mm；

和/或，在步骤S2中，所述中频感应的电流频率为1-10Khz，工件表面到感应线圈距离为20-30mm。

8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，在步骤S1和S2中，所述进给移动的速度为1.5-3.5mm/秒。

9.根据权利要求5-8中任意一项所述的方法，其特征在于，管根部与鳍片的镍基自熔合金底层的厚度为0.1±0.02mm，所述管曲面的镍基自熔合金底层的厚度比管根部与鳍片的镍基自熔合金底层的厚度厚0.1±0.02mm。

10.根据权利要求5-9中任意一项所述的方法，其特征在于，镍基自熔合金涂层材料包括含有2wt％-3wt％的B和2.5wt％-3.5wt％的Si的镍基自熔合金基料。

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