新型悬吊式干熄焦锅炉二次过热器的防磨
作者：佚名发布时间：1970-01-01
干熄焦锅炉作为干熄焦系统的一个重要设备，可靠性非常重要。最易爆管的部位是二次过热器，其所在的部位是高温区（850～950℃)、高磨损区（烟气转弯、流速不均匀），而且管内流动的是导热系数小的高温过热蒸汽。因此，如何有效地防止二次过热器及锅炉管束的磨损，关系到干熄焦锅炉能否安全、稳定生产。
1 条件参数
(1) 烟气温度：850～950℃。
(2) 烟气成分见表1。
表1 烟气成分百分含量（％）
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H2 |
N2 |
CO |
H2O |
CO2 |
|
0.1 |
72.2 |
0.2 |
11.0 |
16.5 |
(3) 烟气含尘量：10～20g/m3; 烟气出口温度：160～180℃;循环气体进口压力：－1.1kPa;锅炉入口处烟气含尘粒度分布如下：
＜0.063mm 约20%
0.063～0.125mm 约23%
0.125～0.25mm 约33.2%
0.25～0.5mm 约20.5%
0.5～1.0mm 约2.8%
1.0～2.83mm 约0.5%
粉尘的粘结特性：松散粒度，弱粘结性。
2 喷涂条件
引用标准为GB 11373《热喷涂金属件表面预处理通则》和JB/T31681《喷焊合金粉末技术条件》。喷涂材料根据技术要求选用。喷涂操作工必须熟悉喷涂设备，了解各工序要求，并经专业培训合格。
2.1 涂层制备规定
(1) 喷涂前的基体表面必须清洁、无油污。利用压缩空气，借助压力式喷砂装置喷射磨料，对基体表而实施清洁和粗化处理，直至基体表面呈灰白色的金属外观和均匀的粗化面。磨料必须清洁、有棱角，压缩空气必须清洁干燥，压力一般为0.52～0.69MPa 。
(2) 基体表面的粗糙度应为Rz40～80 μm，且应干燥，无灰尘、油污、氧化皮、锈迹等影响喷涂质量的缺陷。
(3) 喷砂至喷涂间隔时间在湿度不大的天气下≤2h，其余情况下≤1h。
2.2 性能要求
(1) 涂层厚度根据技术要求，测量方式为GB 11374-89《热喷涂涂层厚度的无损测量方法》。
(2) 涂层表面必须均匀，不允许有起皮、鼓泡、大熔滴、裂纹、掉块及其他影响涂层使用的缺陷。
(3) 涂层与基体的结合强度≥70MPa，按GB5210要求测定。
(4) 涂层硬度按GB/T4342-91要求测定，需满足设计要求，涂层与基材之比为1:1.5。
(5) 抗高温氧化试验的氧化温度为650℃，时间为150 h，增重量应符合产品技术协议要求。
(6) 孔隙率测定方法为GB3365，孔隙率应≤1%。
表2 超音带（HVOF）喷涂设备及工艺参数
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设备及参数 |
HVOF喷涂 |
设备及参数 |
HVOF喷涂 |
|
枪 |
METRO DJ |
喷嘴 |
#3snooted |
|
气体种类 |
O2 |
气体压力，MPa |
0.9～1.0 |
|
气体流量，m3/h |
20～30 |
喷涂距离，mm |
200 |
|
喷涂速度，m/s |
1000～2000 |
耗量速度，g/min |
30 |
3 喷涂设备的参数和特点
HVOF喷涂设备及工艺参数如表2所示。采用美国METRO公司的DJ型超音速火焰喷枪（带有旋转式内孔喷枪），见图1。选用LF -300NiCr-Cr3C2陶瓷粉末对锅炉钢管进行表面喷涂，涂层性能如下：
(1) 在950～1000℃的高温下，涂层具有稳定的硬度值HV800。
(2) CASS试验表明，涂层具有低的孔隙率（＜l％）和较高的抗腐蚀性，而电弧喷涂的孔隙率为5％，喷涂结果比较见表3。
图1 DJ型超音速火焰喷枪
表3 喷涂结果比较
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喷涂方式 |
超音速喷涂 |
电弧喷涂 |
|
硬度（HRC） |
50～60 |
50～60 |
|
结合强度，MPa |
≥70 |
≈40 |
|
孔隙率，％ |
＜1 |
5 |
(3) 镀层与合金钢基体的结合强度为83.26MPa，而普通电弧喷涂的结合强度仅为40MPa左右。
(4) 涂层的表面粗糙度Rmax＝18μm，Rx＝2.6μm，镜面抛光后Rmax＝0.35μm，Rx＝0.01μm。
(5) 涂层厚度可达到10～800μm。
总之，新型悬吊式干熄焦锅炉二次过热器采用超音速喷涂后，涂层性能优于电弧喷涂，有效地解决了磨损问题，有效保证了锅炉的安全、稳定生产。作者:惠建明 葛卫东
