CN115229307A - 水冷壁管表面防腐方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种水冷壁管表面防腐方法，属于水冷壁管的技术领域，包括如下步骤：将水冷壁管固定在工装支架上；对水冷壁管表面进行打磨除锈；在水冷壁管表面涂抹可焊漆；使用可带动焊丝转动的熔敷焊枪熔化防腐材料，并在水冷壁管表面形成熔池，经过甩滴把熔化后的防腐材料甩至水冷壁管表面，形成熔敷层。熔敷技术是一种更为先进的工艺，该技术是采用电弧熔化阳极的方式把防腐防磨材料熔化，在工件表面形成很浅的熔池，再经过甩滴把熔化后的材料甩到工件表面形成防腐防磨层。这种防腐防磨层与母材之间是一种冶金结合，因此不会出现高温脱落的问题，对热传导效率的影响也微乎其微。

Description

水冷壁管表面防腐方法

技术领域

本发明属于水冷壁管的技术领域，尤其是涉及一种水冷壁管表面防腐方法。

背景技术

当前我国电源结构以火力发电为主，水冷壁管是电站锅炉的核心受热部件。其内部为流动的水或蒸汽，外界接受炉膛火焰的热量，主要吸收炉膛中高温燃烧产物的辐射热量。现阶段国内外大部分火力发电厂的锅炉使用规格有Φ49、Φ51、Φ60的圆管与宽度有20mm、50mm、100mm等规格的鳍片组成的水冷壁管，材质一般是20G无缝钢管，使用寿命一般在5～6个月，即锅炉运行半年就必须停炉检修并更换水冷壁管管，否则在新一轮起炉工作时，管内高压水就会将管壁打穿，造成停炉维护甚至整体锅炉爆炸造成人员伤亡。这个问题给火力发电厂会带来很大的经济损失：停产、每年停产检修、启炉产生的经济费用、一旦磨损严重，电厂就会更换掉该段水冷壁管，间接造成经济损失。

目前传统解决锅炉水冷壁管防腐问题的措施主要有：1、使用高等材料增加水冷壁管管耐腐性能；2、增加浇注料面积；3、等离子高速喷涂。喷涂层的厚度很薄，实际使用由于热胀冷缩容易导致防磨层脱落，因此防腐效果并不长。对于解决受热面腐蚀问题，浇注料的增加影响传热效率、增加燃料费用，防腐效果不佳。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种水冷壁管表面防腐方法，以缓解上述的技术问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种水冷壁管表面防腐方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1将水冷壁管固定在工装支架上；

S2对水冷壁管表面进行打磨除锈；

S3在水冷壁管表面涂抹可焊漆；

S4使用可带动焊丝转动的熔敷焊枪熔化防腐材料，并在水冷壁管表面形成熔池，经过甩滴把熔化后的防腐材料甩至水冷壁管表面，形成熔敷层。

进一步地，在步骤S2中，需要将水冷壁管表面进行打磨除锈至ST2等级以上。

进一步地，所述熔敷设备为气保焊设备。

进一步地，所述熔敷设备采用氩气、氧气及氢气的混合气体作为熔池的保护气。

进一步地，所述焊枪可垂直于水冷壁表面上下运动，且可在以焊枪为平面进行左右和圆周运动。

进一步地，在步骤S3与S4之间，增加如下步骤：

S5调节工装支架使水冷壁管与地面垂直；

S6焊枪与水冷壁管表面保持垂直。

进一步地，所述防腐材料为不锈钢类及镍基合金。

进一步地，所述熔敷层的厚度大于等于0.8mm。

相对于现有技术，本发明提供的一种水冷壁管表面防腐方法具有以下优势：

1、熔敷技术是一种更为先进的工艺，该技术是采用电弧熔化阳极的方式把防腐防磨材料熔化，在工件表面形成很浅的熔池，再经过甩滴把熔化后的材料甩到工件表面形成防腐防磨层。这种防腐防磨层与母材之间是一种冶金结合，因此不会出现高温脱落的问题，对热传导效率的影响也微乎其微。

2、防腐防磨材料选择高温耐腐蚀不锈钢类及镍基合金，在700度高温条件下仍具有良好的高温强度和稳定性，能够很大程度的延长锅炉水冷壁管以及化工压力容器的使用寿命；另外，可对已经磨损、腐蚀严重的锅炉水冷壁管采用熔敷工艺进行增值再造至合格的厚度后，再进行防磨防腐熔敷。由此可见熔敷技术能够有效提升水冷壁管传热面的防腐防磨效果，对于解决我国我省防磨防腐材料以及熔敷设备具有重要意义，值得大力发展和推广。

3、本发明采用的熔敷防腐方法，自动化程度高，熔敷质量好，焊缝外观成型美观、稳定，熔敷效率相对高，减小焊工的操作强度，可实现大规模自动化熔敷。设备简单，操作灵活，适用面广。节约成本，熔敷保护气可实现不同焊材单独调整。单道熔敷层厚度最小0.8mm，可根据需要增加厚度。熔敷层合金成份较焊材原料不超过5％的成分变化的熔道，低稀释率熔敷层金属可有效抵抗锅炉内部高温氧化、磨损环境对水冷壁管部件损坏，增加水冷壁管使用寿命，有效降低电厂化工厂维护成本，促进节约减排发展。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明所述的水冷壁管表面的结构示意图；

图2为本发明所述的熔敷工艺参数表。

附图标记说明：

1-水冷壁管；2-熔敷层。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，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”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内单元的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1-2所示，熔敷方法：将待熔敷水冷壁管1固定在工装支架上，水冷壁管1表面打磨除锈St2级后涂抹可焊漆，调节工装使待熔敷水冷壁管1保持与地面垂直，使用气保焊设备作为熔敷电源，利用氩气、氧气、氢气混合成不同气体比例作为熔敷熔池的保护气，焊枪可垂直于水冷壁表面可上下、左右、圆周运动，焊枪与待熔敷面调整至接近垂直角度，通过焊枪运动得到熔道外观整齐、无未熔合、焊瘤、裂纹缺陷，压道均匀的熔敷层，熔敷层厚度大于等于0.8mm，熔敷层2表面合金成份较原焊材不超过5％的成分的变化。

检测方法：使用非磁性针式测厚仪、金属表面光谱分析仪对熔道表面进行熔敷厚度及熔敷层表面成分检测；对整体熔敷层进行VT和RT检测。

使用方法：将带有熔敷层的水冷壁管1部件安装在锅炉本体上，水冷壁管1熔敷面靠近向火侧。

水冷壁管(water-cooled wall，water wall)简称称水冷壁。通常铺设在炉膛内壁面上，主要用来吸收炉内火焰及高温烟气所放出的辐射热。因具有冷却和保护炉墙的作用，膜式水冷壁，它是由轧制的鳍片管构成的，相邻管的鳍片相连接，并用电焊焊成整体。炉膛水冷壁管的内部超过300℃时，会发生腐蚀。温度越高，腐蚀越严重。燃料燃烧过程中产生H2S及SO2的浓度越高，腐蚀也越严重。因此在水冷壁炉内侧熔敷上一层耐高温腐蚀的金属材料就可有效延长水冷壁炉使用寿命，降低维护成本。

如：选用常规水冷壁管子材料20G/GB5310，管规格φ60x5mm，鳍片材料Q235，鳍片宽度20mm，通过焊接制成膜式水冷壁，在通过熔敷设备将膜式水冷壁炉内侧熔敷厚度≥0.8mm的Inconel625耐腐材料。

1.制造水冷壁元件用的材料及熔敷材料应当符合设计图样及GB/T16507.2-2013，水冷壁炉管使用材料如：20G、15CrMo、12Cr 1MoV等，鳍片常使用材料如：Q235、15CrMo等。

2.熔敷材料应当符合设计图样及焊材生产及使用相应规范，如不锈钢316L，镍基材料如：ERNiCrMo-3、ERNiCrMo-10、ERNiCrMo-14等熔敷材料。

水冷壁制作：

1.使用自动化水冷壁埋弧焊设备将管与鳍片进行拼排，施焊前钢管和扁钢表面应除锈，去除油污、铁锈等杂质。

2.模式水冷壁用的横向对接接头必须全焊透，镶嵌焊钢板需开坡口。

3.钢管与鳍片之间的焊缝应连续，不得有漏焊的部位。

4.水冷壁制作符合GBT16507.1～8-2013水管锅炉制造要求。

水冷壁表面处理：

1.熔敷前水冷壁上的钢管和扁钢表面应先出去油污、铁锈等杂质。使用百叶轮对管、鳍片以及焊脚进行抛光打磨，除去鳍片锈迹、氧化皮以及焊脚氧化皮和埋弧焊药剂。

2.水冷壁表面打磨后刷熔敷专用可焊漆，可焊漆均匀涂抹，干膜厚度19.05-31.75um全面覆盖。

水冷壁固定：

1.待熔敷水冷壁合理固定至工装夹具上，固定连接板紧密。

2.待熔敷水冷壁尽可能与焊枪垂直运动方向保持平行。

水冷壁耐腐熔敷：

1.防腐层熔敷操作工必须进行公司内部考试合格后方可进行熔敷作业。

2.施焊后的管屏打熔敷操作工钢号印。

3.调节熔敷保护气气体比例及流量。

4.水冷壁采用立向下气保摆动方式进行熔敷。

5.熔敷顺序：角部(管与鳍片的焊脚)-管面(九道)-鳍片(一道)，熔敷起弧和收弧处的水平直线度保持在3mm以内，熔敷焊道两道搭接处高度小于1mm。

6.熔敷电源模式调节：

模式选择：焊接

焊接控制：无收弧

焊接方式：有脉冲

焊材：OP1

丝径：1.2

气体：OP4。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种水冷壁管表面防腐方法，其特征在于，包括如下步骤：

将水冷壁管固定在工装支架上；

对水冷壁管表面进行打磨除锈；

在水冷壁管表面涂抹可焊漆；

使用可带动焊丝转动的熔敷焊枪熔化防腐材料，并在水冷壁管表面形成熔池，经过甩滴把熔化后的防腐材料甩至水冷壁管表面，形成熔敷层。

2.根据权利要求1所述的水冷壁管表面防腐方法，其特征在于，在步骤“对水冷壁管表面进行打磨除锈”中，需将水冷壁管表面进行打磨除锈至ST2等级以上。

3.根据权利要求1所述的水冷壁管表面防腐方法，其特征在于，所述熔敷设备为气保焊设备。

4.根据权利要求3所述的水冷壁管表面防腐方法，其特征在于：所述熔敷设备采用氩气、氧气及氢气的混合气体作为熔池的保护气。

5.根据权利要求1所述的水冷壁管表面防腐方法，其特征在于：所述焊枪可垂直于水冷壁表面上下运动，且可在以焊枪为平面进行左右和圆周运动。

6.根据权利要求5所述的水冷壁管表面防腐方法，其特征在于，在步骤“在水冷壁管表面涂抹可焊漆”后，增加如下步骤：

调节工装支架使水冷壁管与地面垂直；

焊枪与水冷壁管表面保持垂直。

7.根据权利要求1所述的水冷壁管表面防腐方法，其特征在于：所述防腐材料为不锈钢类及镍基合金。

8.根据权利要求1所述的水冷壁管表面防腐方法，其特征在于：所述熔敷层的厚度大于等于0.8mm。

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