防磨噴涂技術在鍋爐受熱面防磨防爆中的應用

孫好英

摘? 要：通過對根據近幾年火電燃煤機組可靠性統計，鍋爐設備所造成的非計劃停機時間約占全部非計劃停機時間的53.1%，其所造成的非計劃停機次數約占全部非計劃停機次數的48.9%，其中鍋爐四管爆漏所造成的非計劃停運時間約占鍋爐設備非計劃停運時間的80.8%，其所造成非計劃停運次數約占鍋爐設備非計劃停運次數的60.5%。

防止電力生產重大的二十五項重點要求中規定：防止大容量鍋爐承壓部件爆漏事故的發生，鍋爐承壓部件的爆漏是指因某種原因使管壁的局部應力超過材料的屈服極限、持久強度而發生爆漏。通常包括材料不當、管壁磨損、腐蝕、侵蝕減薄使應力升高、管壁超溫使材料組織發生劣化而導致材料強度下降以及附加應力或交變應力等因素使管壁發生爆漏。防磨噴涂技術是作為許多電廠鍋爐受熱面減少爆漏的重要舉措。

關鍵詞：鍋爐四管爆漏;管壁磨損、腐蝕、侵蝕;原因分析;防磨噴涂技術應用;取得效果

1? 前言

某發電公司鍋爐為上海鍋爐廠產SG—2093/17.5—M910型亞臨界參數鍋爐，∏型汽包爐，采用控制循環、一次中間再熱、單爐膛、四角切圓燃燒方式、燃燒器擺動調溫、平衡通風、固態排渣、全鋼懸吊結構、緊身封閉布置的燃煤鍋爐。爐頂采用大罩殼熱密封，爐頂管采用全金屬密封，爐墻為輕型結構帶梯型金屬外護板，屋頂為輕型金屬屋蓋。

爐膛水冷壁熱負荷區域均存在嚴重的結焦現象，且靠近吹灰器部位水冷壁管有吹損現象;低溫段過熱器、省煤器受飛灰磨損及吹灰蒸汽吹損較為嚴重。

熱噴涂技術是利用熱源將噴涂材料加熱至溶化或半溶化狀態，并以一定的速度噴射沉積到經過預處理的基體表面形成涂層的方法。

冷噴涂是一種金屬噴涂工藝，但是它不同于傳統熱噴涂（超速火焰噴涂，等離子噴涂，爆炸噴涂等傳統熱噴涂），它不需要將噴涂的金屬粒子融化，所以噴涂基體表面產生的溫度不會超過150℃。

在火力發電廠根據鍋爐受熱面布置的位置不同，采用不同的噴涂工藝，達到鍋爐受熱面防磨防腐蝕的效果，有效防止鍋爐受熱面爆管，從而保證鍋爐安全經濟運行。

2? 鍋爐受熱面磨損、腐蝕情況

2.1 水冷壁結焦腐蝕情況

2.2 水冷壁受吹灰器蒸汽吹損情況

水冷壁管壁被吹灰蒸汽吹損較為嚴重，水冷壁管規格Φ5.1*7，吹損量2.5毫米，極容易發生爆管現象，危及鍋爐安全運行。

2.3 高溫過熱器、高溫再熱器受吹灰器蒸汽吹損情況

2.4低溫過熱器受吹灰器蒸汽吹損情況

后煙井區域吹灰器吹掃面積區域和吹灰器走廊處，由于吹灰頻繁，管子表面出現輕微沖蝕。低溫過熱器下層，L/R-30吹灰器通道水平管段正下方、正上方均有吹損現象。管子規格Φ57*6看，吹損量0.8毫米，如果長時間運行，也容易發生爆管現象。

2.5 省煤器受吹灰器蒸汽吹損情況

省煤器懸吊管區域管子吹損較為明顯，且吹損量呈擴大趨勢。

3? 防磨噴涂技術介紹

3.1 熱噴涂技術工藝

熱噴涂技術是利用熱源將噴涂材料加熱至溶化或半溶化狀態，并以一定的速度噴射沉積到經過預處理的基體表面形成涂層的方法。熱噴涂技術在普通材料的表面上，制造一個特殊的工作表面，使其達到：防腐、耐磨、減摩、抗高溫、抗氧化、隔熱、絕緣、導電、防微波輻射等一系多種功能，使其達到節約材料，節約能源的目的，我們把特殊的工作表面叫涂層，把制造涂層的工作方法叫熱噴涂。熱噴涂技術是表面過程技術的重要組成部分之一，約占表面工程技術的三分之一。

熱噴涂技術的特點：

（1）由于熱源的溫度范圍很寬，因而可噴涂的涂層材料幾乎包括所有固態工程材料，如金屬，合金，陶瓷，金屬陶瓷，塑料以及由它們組成的復合物等。因而能賦予基體以各種功能（如耐磨，耐蝕，耐高溫，抗氧化，絕緣，隔熱，生物相容，紅外吸收等）的表面。

（2）噴涂過程中基體表面受熱的程度較小而且可以控制，因此可以在各種材料上進行噴涂（如金屬，陶瓷，玻璃，布疋，紙張，塑料等），并且對基材的組織和性能幾乎沒有影響，工件變形也小。

（3）設備簡單，操作靈活，既可對大型構件進行大面積噴涂，也可在指定的局部進行噴涂;既可在工廠室內進行噴涂也可在室外現場進行施工。

（4）噴涂操作的程序較少，施工時間較短，效率高，比較經濟。

熱噴涂分類方法：

按照加熱噴涂材料的熱源種類來分的，按此可分為：（1）火焰類，包括火焰噴涂、爆炸噴涂、超音速噴涂;（2）電弧類，包括電弧噴涂和等離子噴涂;（3）電熱法，包括電爆噴涂、感應加熱噴涂和電容放電噴涂;（4）激光類：激光噴涂。

3.2 冷噴涂技術工藝

冷噴涂是一種金屬噴涂工藝，但是它不同于傳統熱噴涂（超速火焰噴涂，等離子噴涂，爆炸噴涂等傳統熱噴涂），它不需要將噴涂的金屬粒子融化，所以噴涂基體表面產生的溫度不會超過150攝氏度。

冷噴涂的理論基礎是：壓縮空氣加速金屬粒子到臨界速度（超音速），金屬粒子直擊到基體表面后發生物理形變。金屬粒子撞在基體表面并牢固附著，整個過程金屬粒子沒有被融化。

冷噴涂是一個新的技術，并不被重視。近十幾年以來，本方法在各領域發展得如此之快，是與它的基本特性有直接的關系。這個特性就是能采用未熔融的金屬顆粒，在被加工表面上制造金屬涂層。冷噴涂技術與眾所周知的熱噴涂方法不同，涂層氣孔率很低，基體材料和涂層的熱負荷很小，材料氧化少，消除了涂層中結晶化不均勻的現象。

4 防磨噴涂技術在火力發電廠鍋爐受熱面防磨防腐蝕的應用

4.1 熱噴涂技術在火力發電廠鍋爐受熱面的應用

在火力發電廠生產中，針對鍋爐高溫區域，特別是布置在爐膛四周的水冷壁管，根據熱噴涂工藝特點，宜采用熱噴涂工藝進行防磨防腐蝕。

4.2冷噴涂技術在火力發電廠鍋爐受熱面的應用

在火力發電廠生產中，鍋爐后煙井低溫區域布置的過熱器、省煤器，根據冷噴涂工藝特點，采用冷噴涂工藝進行防磨防腐蝕。

5、結束語

通過對鍋爐受熱面管（水冷壁、過熱器、再熱器、省煤器等）磨損腐蝕機理進行分析，采用不同的噴涂工藝進行防磨防腐蝕，在實際應用中取得了較好的效果，該電廠四臺600MW火力發電機組投產十年來，鍋爐未發生過此類磨損、腐蝕爆管現象，有效防止了鍋爐受熱面爆管的發生，從而保證了機組的安全經濟運行。

參考文獻

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