介绍一种锅炉防腐防磨喷涂工艺的制作方法

【背景技术】
[0002]循环流化床锅炉由于炉型结构和设计参数等特点，其炉膛水冷壁等受热面部位，运行工况条件极为恶劣，长期遭受高速高温高浓度含床料、燃料烟气的强烈不均匀冲刷磨损和腐蚀，尤其在燃烧室内未燃带水冷壁受热面等局部区域存在引起严重磨损的涡流效应和切割效应等，管壁腐蚀减薄严重，极易造成泄漏和爆管。
[0003]由于其燃煤含硫量大，吹灰器区域水冷壁、燃烧器区域水冷壁、低过、高再、省煤器、包墙、高过等区域局部受热面遭受高温、硫腐蚀及灰尘颗粒磨损特别严重，由此带来的爆管、换管严重，损失惨重。同时，煤燃烧时产生的大量灰粉，在锅炉内部燃烧的复杂动态过程中，猛烈撞击水冷壁，对水冷壁工作面产生严重切削，使水冷壁管工作面被磨损成不同程度的小平台，造成水冷壁壁厚的实际减薄，容易导致水冷壁管在高温下强度不够而爆管，其危害作用同高温腐蚀一样严重。锅炉运行过程中，炉温可高达上千度，由于燃烧煤中硫及其它有害杂质的存在，水冷壁普遍遭受高温腐蚀。参与高温腐蚀的危害物有燃烧过程中产生的S02、SO3, H2S, HC1、碱金属盐及钒盐类，是多种化学物在各种温度下共同对管壁进行的复杂的动态腐蚀过程。其中，硫化物是锅炉高温腐蚀的主要因素，一是烟气中的硫化氢与管壁金属作用产生的腐蚀，含硫物在金属高温下产生单原子硫，硫与管道中的铁反应生成硫化铁(Fe+S — FeS) ;二是由不可燃硫在高温作用下生成硫酸盐混入灰分熔敷于管壁表面，但不再具有水冷壁管所要求的各种良好的高温机械性能，实际上导致水冷壁管有用壁厚的减薄，从而其有效承载能力不断下降，由此形成腐蚀。另外，高温烟气裹着可以大于8米/秒的速度冲击管壁，烟气的腐蚀和灰分颗粒的冲刷在金属表面交替进行，造成管壁减薄。
[0004]其次还易受到高温氧化和硫酸盐及硫、硫化物的热腐蚀。水冷壁管具备了高温氧化和高温腐蚀条件，其烟气温度高，且是富氧燃烧，实践证明，在300°C以上，管外表高温每升高50°C，腐蚀速度增加I倍。锅炉在运行过程中受热面管表面首先发生高温氧化，表面生成Fe2O3,其次燃料灰中的Na2O和K2O与烟气中的SO3化合生成硫酸盐，其捕捉飞灰形成结渣和硫渣，此时烟气中503与M 2S04同管壁上的Fe 203反应生成复合硫酸盐MFe (S0 4) 2或M3Fe(SO4) 3,此复合硫酸盐受高温又分解为疏松状氧化铁和硫酸盐沉积层，易被飞灰气流冲蚀带走，氧化腐蚀继续向管壁纵深进行；另外燃料中硫份，经燃烧生成S和HS也对管壁产生强烈的腐蚀，与Fe反应生成FeS。
[0005]在上述多重因素共同作用下，这些受热面部位从外向内不断地被冲刷、磨损和氧化、腐蚀，使之逐渐变薄，当局部承受不了管内水汽压力时及造成爆漏而失。

【发明内容】

[0006]本发明为了解决现有技术中存在的锅炉内水冷壁表面容易受到腐蚀的问题，提供了一种锅炉防腐防磨喷涂方法。
[0007]本发明由如下技术方案实现的:一种锅炉防腐防磨喷涂新工艺，具体操作步骤如下:
(1)喷涂前准备:按需搭设脚手架，清除受热面上的杂物，对管壁喷涂部位质量检查，现场施工设备就位、电气接线，气源管线连接，磨料回收帆布铺设；
(2)喷涂表面预处理:按照《热喷涂金属件表面预处理通则》进行，对非有效表面即不喷涂表面采用遮蔽带、硬木板或橡胶遮蔽物进行遮蔽保护，并预留过渡区域；按国家标准采用质坚有不规则棱角的特级石英砂或棕刚玉进行表面处理，再用刚玉砂进行表面二次吹沙，采用TR100袖珍式表面粗糙度测试仪进行检测，然后采用干净牛皮纸或塑料膜覆盖保护；
(3)喷涂:按照GB11375-99《热喷涂操作安全》采用超音速电弧喷涂设备进行电弧喷涂，选用铁基自粘合金丝材打底喷涂，厚度多0.05 mm ;然后采用LX88A超硬耐磨合金丝材或45CT镍铬钛合金丝材进行喷涂，涂层厚度为0.5-0.6mm ;采用井字型喷涂方式，分层、分区作业，每5-6 ITl2局部区域喷涂达到厚度后再移换到其他区域；
(4)用LG-3型高温耐磨抗蚀专用封孔剂对金属热喷涂涂层表面封孔。
[0008]步骤(2)中采用压力式高效喷砂设备进行喷砂，利用现场气源或自备空压机，排气流量彡6m3/min，工作压力0.55-0.8Mp ;喷砂操作方法为:A.先从下至上除锈，将凹凸不平的受热面打磨光滑平整后立即喷砂；B.用石英砂去除钢材表面的锈、氧化皮、结焦附着物，并露出灰白色金属光泽:喷砂距离150?300mm，与基体形成的喷砂角度为50?90°，每次喷砂5-6 m2 ；C.喷棕刚玉糙化基材表面，表面清洁度达到Sa3.0级；喷砂后管壁表面干燥，无灰尘、无油污、无氧化皮、无锈斑及其它杂物，基材表面呈现均质的金属光泽，清洁度达到Sa3.0级，粗糙度达到Rz80-120 ym ;D.喷砂后采用TR100袖珍式表面粗糙度测试仪检测预处理的表面，发现有锈蚀或部位不合格的重新处理，合格后再用DC-2000B型智能超音波测厚仪对管壁进行第一次测厚；喷砂完工后在2?4小时内进行电弧喷涂。
[0009]步骤(2)中所述特级石英砂或棕刚玉使用前进行筛选，砂内粘土及细粉尘含量(5%，无油污；喷砂前石英砂晾晒干燥，含水量< 1%，所用砂粒清洁、干燥，喷砂区域设围护及其它回收措施，防止受潮、雨淋、砂内混入杂质，不污染周围环境。
[0010]步骤(3)中所述喷涂设备为ZPG-500A型超音速电弧喷涂专用喷涂电源及配套送丝装置；喷枪选用超音速电弧喷枪，雾化气流速度>500m/s，粒子速度多420m/s，涂层孔隙率彡0.9% ;喷涂工艺参数为:电弧电压:32?34V ;电弧电流:160?200A ;雾化空气压力:0.5-0.8Mpa ;喷涂距离:100-150mm ;喷砂与喷涂每5_6 Hl2间隔循环进行，喷涂过渡区域宽度为100mm，边缘平滑过渡，无凹凸台阶。步骤(3)中LX88A超硬耐磨合金丝材或45CT镍铬钛合金丝材的直径为Φ2.0mm。
[0011]所述喷涂操作时，层间温度< 80°C ;喷涂前先在试板上试喷，调节电压、电流、送丝速度、压缩空气流量，检查气路的活接头及软管接头，无漏气现象。
[0012]本发明采用LX88A丝材喷涂锅炉，工艺操作方便，能有效解决锅炉在实际运行中容易产生腐蚀的问题，在高温下陶瓷化，使整个涂层更致密，达到封闭毛细孔效果，工作效率高、节省材料，无污染、低能耗；降低锅炉维修成本。其形成的涂层不会造成对受热面的损伤，耐磨喷层与母材结合牢固，结合面平整，交接面过渡平稳，且不出现凹凸台，无起皮开裂现象，抗腐蚀、具有优异的耐磨性、稳定性，抗蚀性、耐硬力开裂性，其防腐寿命可延长至一年以上，确保延长锅炉寿命I年以上。
【具体实施方式】
[0013]一种锅炉防腐防磨喷涂新工艺，具体操作步骤如下:
(1)喷涂前准备:按需搭设脚手架，清除受热面上的大块焦、杂物等，对管壁喷涂部位进行全面的质量检查，利用现场已有条件进行现场施工设备就位、电气接线，气源管线连接，磨料回收帆布铺设；
(2)喷涂表面预处理:按照《热喷涂金属件表面预处理通则》进行，对非有效表面采用遮蔽带、硬木板或橡胶等物进行遮蔽保护，并预留过渡区域以保证涂层边缘光滑过渡；按国家标准采用质坚有不规则棱角的特级石英砂或棕刚玉进行表面处理，特级石英砂或棕刚玉使用前进行筛选，砂内粘土及细粉尘含量< 5%，无油污；喷砂前石英砂晾晒干燥，含水量(1%，并存放干燥，防止受潮、雨淋、砂内混入杂质；所用砂粒清洁、干燥，喷砂区域设围护及其它回收措施，确保不污染周围环境，经质量工程师检测确认后方可进行喷砂。用刚玉砂进行表面二次吹沙，采用TR100袖珍式表面粗糙度测试仪进行检测，然后采用干净牛皮纸或塑料膜进行覆盖保护。
[0014]采用压力式高效喷砂设备进行喷砂，利用现场气源或自备空压机，排气流量彡6m3/min，工作压力0.55-0.8Mp ;喷砂操作方法为:A.先从下至上除锈，将凹凸不平的受热面打磨光滑平整后立即喷砂；B.用石英砂去除钢材表面的锈、氧化皮、结焦附着物，并露出灰白色金属光泽:喷砂距离150?300mm，与基体形成的喷砂角度为50?90°，每次喷砂5-6 m2 ；C.喷棕刚玉糙化基材表面，表面清洁度达到Sa3.0级，不会对管壁厚度造成任何损伤，用粗糙度样块对照检验，喷砂后管壁表面干燥，无灰尘、无油污、无氧化皮、无锈斑及其它杂物，基材表面呈现均质的金属光泽，清洁度达到Sa3.0级，粗糙度达到Rz80-120 ym ;D.在喷砂后应检查预处理的表面，采用TR100袖珍式表面粗糙度测试仪检测预处理的表面，发现有锈蚀或部位不合格的重新处理，合格后再用DC-2000B型智能超音波测厚仪对管壁进行第一次测厚；喷砂完工后设备表面不得受潮、氧化及污染，应在2?4小时内必须进行电弧喷涂，以保持被喷表面较高的活化度。