熱噴涂技術(shù)在我國(guó)火力電廠鍋爐防護(hù)領(lǐng)域的應(yīng)用
鍋爐受熱面管噴涂防護(hù)
熱噴涂技術(shù)在我國(guó)火力電廠鍋爐防護(hù)領(lǐng)域的應(yīng)用
鍋爐是火力發(fā)電廠的重要組成部件，是利用燃煤的熱能將工質(zhì)加熱到特點(diǎn)溫度和壓力的換熱設(shè)備，也稱為蒸汽發(fā)生器。
一、鍋爐的構(gòu)成、運(yùn)行事故及原因
1.鍋爐的構(gòu)成
鍋爐由主要部件和輔助裝置構(gòu)成。下表所列為現(xiàn)代大型自然循環(huán)高壓鍋爐所需要的主要部件和輔助裝置。
2.鍋爐運(yùn)行事故
鍋爐是一種密閉性的熱工設(shè)備。不僅直接受火焰與煙氣的沖刷，而且承受比大氣壓力高的介質(zhì)壓力。因此，鍋爐設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行直接與國(guó)家財(cái)產(chǎn)、人身健康息息相關(guān)。加強(qiáng)鍋爐的維護(hù)保養(yǎng)，是保證鍋爐穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)運(yùn)行非常重要的環(huán)節(jié)之一。
一般常見(jiàn)的鍋爐事故有以下幾種：鍋筒爆炸事故、嚴(yán)重缺水事故、嚴(yán)重滿水事故、汽水共騰、受熱面管子破裂、省煤器管破裂、過(guò)熱器管破裂、空氣預(yù)熱器管破裂及爐墻開(kāi)裂或倒塌等。
3.產(chǎn)生事故的原因
我國(guó)電站鍋爐和工業(yè)鍋爐以燃煤為主。1998年，我國(guó)由煤生產(chǎn)的電力份額約占75%。隨著世界范圍內(nèi)對(duì)資源、環(huán)境污染等問(wèn)題重視程度的日益提高，盡管如天然氣、核能以及其他可再生的能源在電力生產(chǎn)中所占的份額會(huì)逐年增加，但據(jù)預(yù)計(jì)直到2050年之前，煤作為我國(guó)電力能源所占的份額都會(huì)超過(guò)50%。而動(dòng)力用煤質(zhì)量偏劣，含灰量和含硫量等均較高，容易造成受熱面沾污、積灰、腐蝕和磨損。我國(guó)發(fā)電廠運(yùn)行的分析資料表明，在發(fā)電廠的設(shè)備事故中，鍋爐事故非常多。而在鍋爐事故中，“四管”(指水冷壁管、過(guò)熱器管、再熱器管和省煤器管)爆漏次數(shù)非常多。“四管”爆漏約占鍋爐全部事故的40%-60%，甚至達(dá)70%。
二、熱噴涂技術(shù)在燃煤電廠鍋爐防護(hù)領(lǐng)域的應(yīng)用
熱噴涂(簡(jiǎn)稱噴涂)是利用熱源將噴涂材料加熱熔化或軟化，靠熱源自身的動(dòng)力或外加的壓縮氣流，將熔滴霧化或推動(dòng)熔粒成噴射的粒束，并以特定速度噴射到基體表面形成涂層的工藝方法。
在噴涂過(guò)程中或涂層形成后，對(duì)金屬基體和涂層加熱，使涂層在基體表面熔融，并和基體產(chǎn)生擴(kuò)散或互熔，形成與基材冶金結(jié)合的噴焊層，這也是熱噴涂的方法之一，稱為熱噴焊(簡(jiǎn)稱噴焊)。
腐蝕從表面開(kāi)始，磨損在表面進(jìn)行，疲勞因表面損傷而顯著加速。作為表面工程技術(shù)重要分支之一的熱噴涂技術(shù)，在鍋爐防護(hù)領(lǐng)域的應(yīng)用是科技發(fā)展的必然結(jié)果。
目前，在我國(guó)燃煤電廠鍋爐防護(hù)領(lǐng)域中應(yīng)用廣泛的是超音速火焰噴涂和電弧噴涂技術(shù)。
超音速火焰噴涂技術(shù)是使助燃?xì)怏w與燃燒氣體在燃燒室內(nèi)燃燒產(chǎn)生高壓火焰，再經(jīng)特定的噴嘴射出高速焰流，從而將送入其中的粉體材料加熱、加速噴射到基體表面形成涂層的方法。可使用丙烷、丙烯、氫氣和乙炔或柴油或煤油等液體燃料。
采用超音速噴涂工藝制備的涂層非常致密，結(jié)合強(qiáng)度高(可達(dá)到70MPa以上)，具有極低的孔隙率(1%～3%右)。NiCr- Cr3C2是使用超音速火焰噴涂工藝對(duì)電廠鍋爐管壁進(jìn)行防護(hù)時(shí)經(jīng)常使用的粉體材料，由其制備的涂層顯微硬度可達(dá)到1400HV左右，具有很好的防磨粒磨損性能(見(jiàn)圖4)。
目前在國(guó)內(nèi)電廠鍋爐防護(hù)領(lǐng)域中的應(yīng)用越來(lái)越廣。
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