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垃圾焚燒爐管壁表面防護(hù)技術(shù)
?。?）堆焊，熱噴涂技術(shù)是材料表面工程領(lǐng)域中一個(gè)十分活躍的學(xué)科分，在解決實(shí)際構(gòu)件的熱腐蝕問(wèn)題方面具有其較為獨(dú)特的技術(shù)，因此獲得了廣泛的應(yīng)用，尤其是熱噴涂涂層在燃煤電站鍋爐“四管”上的成功應(yīng)用。
為同樣以燃燒發(fā)電為目的的垃圾焚燒爐熱交換管壁的熱腐，近些年，針對(duì)熱噴涂技術(shù)和材料在垃圾焚燒爐中的研究開發(fā)及應(yīng)用，也被認(rèn)為是解決管壁熱腐蝕問(wèn)題最為有效和適宜的技術(shù)手，其中超音速火焰噴涂、大氣等離子噴涂、爆炸噴涂和電弧。
?。?）陶瓷貼片，全國(guó)能源信息平臺(tái)聯(lián)系電話：010-65367702，郵箱：[email protected]，地址：北京市朝陽(yáng)區(qū)金臺(tái)西路2號(hào)人民日?qǐng)?bào)社，【能源人都在看，點(diǎn)擊右上角加'關(guān)注'】。
北極星固廢網(wǎng)訊:目前，針對(duì)垃圾焚燒爐換熱部件管壁的熱腐蝕問(wèn)題，研究或采用的表面防護(hù)技術(shù)主要包括陶瓷貼片、堆焊、激，④電弧噴涂，③爆炸噴涂，①超音速火焰噴。
激光熔覆是近些年來(lái)發(fā)展極為迅速的一項(xiàng)表面技術(shù)，已在諸多實(shí)際工程領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，相比于堆焊技術(shù)，激光熔覆技術(shù)對(duì)母材的熱影響較小，能夠有效改善管材焊接變形的問(wèn)題，同時(shí)。
熔敷稀釋率較低，可以在有限涂層厚度下實(shí)現(xiàn)所設(shè)計(jì)的合金成分，在降低材料使用的同時(shí)也提高了熱交換效率，而激光熔覆極高的冷卻速率往往能夠得到晶粒極為細(xì)小均，有利于提高熔敷層的抗熱腐蝕性能，此外，激光熔覆的施工效率高，能夠顯著改善工時(shí)和勞動(dòng)強(qiáng)度。
對(duì)激光熔覆CoCrW系的Stellite6L合金進(jìn)，熔敷層表層產(chǎn)生均勻的細(xì)晶組織，組織細(xì)化在提高強(qiáng)度的同時(shí)也有效改善了高溫性能，盡管激光熔覆技術(shù)在解決垃圾焚燒爐管壁熱腐蝕方面體現(xiàn)，但仍然有一些難題限制了其實(shí)際應(yīng)用，如高昂的設(shè)備投入、復(fù)雜的施工工藝、現(xiàn)場(chǎng)施工困難等，因此。
目前該技術(shù)在本領(lǐng)域仍然以研究為主，并未投入實(shí)際應(yīng)用，然而，實(shí)際施工時(shí)對(duì)焊接設(shè)備和技術(shù)的要求較高，需嚴(yán)格控制熱輸入以避免焊穿或管材變形等問(wèn)題，其施工效率較低，也導(dǎo)致成本較高。
同時(shí)，原位修復(fù)也是堆焊技術(shù)難以克服的問(wèn)題，在進(jìn)行二次堆焊修復(fù)時(shí)容易引起原始熔覆層組織脆化，產(chǎn)生裂紋并擴(kuò)展至基材造成整體失效，這也造成了材料的大量浪費(fèi)和使用成本的進(jìn)一步提高，因此堆焊復(fù)修并不被廣泛推薦使用，高SiC或Al2O3含量的陶瓷片，具有非常好的高溫性能。
化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，是用于熱腐蝕防護(hù)的理想材料，將其排布安裝于熱交換管壁的向火面，可以有效抵御高溫燃?xì)獾臒岣g和沖蝕磨損，從而延長(zhǎng)管材的使用壽命，該技術(shù)已在一些垃圾焚燒爐中進(jìn)行了測(cè)試或?qū)嶋H應(yīng)用。
并取得了一定的成效，但是，陶瓷材料固有的脆性本質(zhì)，以及腐蝕環(huán)境的復(fù)雜性，使得陶瓷貼片在應(yīng)用中對(duì)材料組分設(shè)計(jì)、制備工藝、產(chǎn)品，其實(shí)際性能表現(xiàn)和使用壽命也存在著較大的不可預(yù)測(cè)性。
一旦個(gè)別貼片開裂或剝落則會(huì)導(dǎo)致整體防護(hù)層的快速失效，此外，陶瓷材料熱導(dǎo)率較低，阻隔了熱能的有效傳導(dǎo)，也降低了能源轉(zhuǎn)化效率，同時(shí)，阻礙傳熱會(huì)導(dǎo)致?tīng)t內(nèi)氣體溫度的升高。
從而加劇氣體通路上其它構(gòu)件的熱腐蝕，因此，該技術(shù)并未得到大范圍的實(shí)際推廣應(yīng)用，（3）激光熔覆，超音速火焰噴涂(Highvelocityoxyge，HVOF)具有焰流溫度相對(duì)較低、粒子飛行速度快等特。
在制備高致密度低氧含量的金屬合金和金屬陶瓷涂層方面，而涂層致密性和涂層組織均勻性對(duì)涂層的抗熱腐蝕能力影，正是由于超音速火焰噴涂在制備高質(zhì)量金屬涂層方面的優(yōu)，使得其成為國(guó)外研究垃圾焚燒爐管壁防護(hù)的首選和主推技，在取得大量研究成果的同時(shí)。
也在實(shí)際工程中獲得了較大范圍的推廣應(yīng)用，大幅提高和延長(zhǎng)了垃圾焚燒爐中水冷壁和過(guò)熱器等熱交換，尤其是在過(guò)熱器等高溫部件的表面防護(hù)方面表現(xiàn)較為優(yōu)異，有效解決了傳統(tǒng)表面堆焊技術(shù)在高溫?zé)岣g防護(hù)中的不足，因此，隨著合金成分設(shè)計(jì)的不斷優(yōu)化以及新型噴涂絲材的不斷開。
有望進(jìn)一步提高電弧噴涂涂層的抗熱腐蝕性能，同時(shí)，充分發(fā)揮電弧噴涂成本低廉和適于原位施工的特點(diǎn)，該技術(shù)必將成為垃圾焚燒爐熱交換管壁防護(hù)的重要方法之，此外，研究表明Inconel625合金熔覆層的性能表現(xiàn)與。
在400℃以下時(shí)，其抗熱腐蝕性能較為優(yōu)異且穩(wěn)定，而當(dāng)服役溫度達(dá)到400-420℃以上時(shí)，熔覆層則基本失去防護(hù)效果[16]，若使用溫度超過(guò)540℃，熔覆層腐蝕速率甚至高達(dá)0.2μm/h，這極大地限制了堆焊Inconel625合金的應(yīng)用，尤其是面對(duì)環(huán)境溫度較高的過(guò)熱器更是難以滿足使用需求。
而隨著垃圾焚燒技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)提高能源轉(zhuǎn)化效率、限制二次污染排放等需求也越來(lái)越，進(jìn)一步提高燃燒溫度以及降低施工成本已成為主流趨勢(shì)，因此，開發(fā)更為適宜的高性能低成本堆焊材料是該技術(shù)所面臨的，垃圾焚燒爐熱交換部件管壁的熱腐蝕防護(hù)需要從涂層性能，通過(guò)對(duì)現(xiàn)有幾種表面防護(hù)方法的分析，超音速火焰噴涂和電弧噴涂技術(shù)將是未來(lái)該領(lǐng)域發(fā)展的主。
在腐蝕極為嚴(yán)苛的環(huán)境中，超音速火焰噴涂制備高質(zhì)量涂層是較為可靠的技術(shù)方案，而在可接受的范圍內(nèi)，電弧噴涂在涂層性能與工藝成本等方面的綜合優(yōu)勢(shì)會(huì)使其，目前，研究開發(fā)和使用的噴涂材料同樣以Ni基合金為主，包括Ni80Cr20、Ni50Cr50、Ni-18，其中。
Cr是最主要的合金元素，服役時(shí)涂層表面生成的Cr2O3在該類腐蝕環(huán)境和溫度，能夠有效阻礙腐蝕介質(zhì)向涂層內(nèi)部的滲透，而生成的尖晶石結(jié)構(gòu)相(NiCr2O4)也對(duì)涂層耐蝕，然而，盡管超音速火焰噴涂在涂層性能方面表現(xiàn)較為出眾。
但其工藝成本也極為昂貴，包括設(shè)備投入較大、耗損配件更換頻繁、氣體消耗量驚人，這在很大程度上限制了其在實(shí)際使用中的進(jìn)一步推廣，尤其是成本要求更為苛刻的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，因此。
在難以改變超音速火焰噴涂工藝成本高昂的現(xiàn)狀下，尋求適宜的替代技術(shù)也是垃圾焚燒爐管壁熱腐蝕防護(hù)的發(fā)，電弧噴涂(Arcspray，AS)憑借其設(shè)備簡(jiǎn)單、操作靈活、沉積效率高、成本低，成為最適宜進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)大面積施工的噴涂方法之一，目前。
在燃煤電站鍋爐“四管”的防護(hù)領(lǐng)域，電弧噴涂Fe基、Ni基抗熱腐蝕和抗沖蝕涂層已成為最，大量應(yīng)用于國(guó)內(nèi)外實(shí)際工程中，然而由于工藝特點(diǎn)所限，與前述幾種噴涂方法相比，電弧噴涂涂層往往孔隙率和氧化物含量相對(duì)較高。
同時(shí)受制于拔絲工藝其涂層合金成分調(diào)整空間也相對(duì)較小，這就導(dǎo)致電弧噴涂技術(shù)在腐蝕更為嚴(yán)苛的垃圾焚燒爐中的，也是相關(guān)研究人員未引起足夠重視的主要原因，近年來(lái)，借助于粉芯絲材技術(shù)的快速發(fā)展為涂層的成分設(shè)計(jì)提供了。
而在大量系統(tǒng)性研究的基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)，通過(guò)向絲材中添加適量“脫氧”元素，可顯著降低噴涂態(tài)氧化物的生成，并有效改善涂層抗熱腐蝕的能力，免責(zé)聲明：以上內(nèi)容轉(zhuǎn)載自北極星環(huán)保網(wǎng)，所發(fā)內(nèi)容不代表本平臺(tái)立場(chǎng)。
但是，該技術(shù)在向?qū)嶋H推廣時(shí)也同樣面臨相當(dāng)大的阻力，如設(shè)備昂貴、耗能大、工藝復(fù)雜度高等，研究表明等離子噴涂過(guò)程中影響涂層質(zhì)量的因素可達(dá)上百，這也對(duì)設(shè)備穩(wěn)定性和操作人員的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)等提出了極高的。
因此，等離子噴涂技術(shù)在垃圾焚燒爐管壁熱腐蝕方面目前仍然以，并未得到大范圍的實(shí)際應(yīng)用，②大氣等離子噴涂，如本課題組率先開發(fā)的NiCrB系粉芯絲材，就是在NiCr基材料的基礎(chǔ)上添加了適量有利于脫氧的，從而使噴涂態(tài)NiCrB涂層的氧含量降低到2%以下，顯著低于商用NiCrTi(45CT)涂層的9%。
對(duì)比研究表明，盡管NiCrB涂層中的Cr含量(25%～30%)低，但氧化物的降低卻顯著提高了其在類似垃圾焚燒爐工況下，如圖1所示，此外，進(jìn)一步的對(duì)比研究還發(fā)現(xiàn)，電弧噴涂NiCrB涂層的抗熱腐蝕性能甚至接近或優(yōu)于。
這使得電弧噴涂也逐漸成為在該領(lǐng)域應(yīng)用的可行性技術(shù)，大氣等離子噴涂(Atmosphericplasma，APS)作為熱噴涂最具代表性的技術(shù)之一，具有束流溫度高、涂層質(zhì)量好、材料適應(yīng)性廣等優(yōu)勢(shì)，可以制備金屬、合金、陶瓷及其復(fù)合材料等多種多樣的涂，這就為管壁熱腐蝕的防護(hù)提供了更為寬泛的設(shè)計(jì)思路，包括引入化學(xué)性質(zhì)更為穩(wěn)定的陶瓷相等，針對(duì)這一方面國(guó)內(nèi)外也開展了大量的研究工作。
包括等離子噴涂NiCr、NiCrSiB、NiCrA，對(duì)涂層組織與熱腐蝕行為的研究表明，在適宜噴涂參數(shù)下可以得到高質(zhì)量的表面涂層，其性能表現(xiàn)與超音速火焰噴涂涂層相近，能夠?qū)贌隣t熱交換部件管壁起到有效而穩(wěn)定的防護(hù)，采用堆焊技術(shù)在管壁表面制備耐熱腐蝕的熔敷層是較為有，從上世紀(jì)90年代開始已被采納并沿用至今。
在早期垃圾焚燒爐水冷壁和部分過(guò)熱器的應(yīng)用中均體現(xiàn)出，其中，應(yīng)用最為成熟的是堆焊Inconel625合金(Ni，相比于熱噴涂涂層和陶瓷貼片等技術(shù)，堆焊熔覆層可以與基材形成牢固的冶金結(jié)合，組織較均勻。
厚度可達(dá)幾厘米，在適當(dāng)使用條件下其性能穩(wěn)定性和持久防護(hù)效果具有明顯，爆炸噴涂(Detonationgun，D-gun)是熱噴涂技術(shù)中極具特色的一種噴涂技術(shù)，高速爆轟波的產(chǎn)生賦予粉末粒子極高的飛行速度。
可以形成非常致密的涂層組織，降低涂層缺陷，有利于涂層耐熱腐蝕性能的提高，同時(shí)，其間歇性的噴涂方式對(duì)基體熱影響很小，可以保證管材的力學(xué)性能不受影響。
因此在相似條件下，采用爆炸噴涂制備的涂層往往可以獲得比超音速火焰噴涂，從而能夠?qū)贌隣t熱交換部件管壁起到更好的防護(hù)作，目前針對(duì)這一方面也開展了部分研究工作，包括爆炸噴涂NiCr、NiCr-Cr3C2、Cr/。
不過(guò)該技術(shù)實(shí)用性較低，尤其是在國(guó)內(nèi)，主要原因來(lái)源于Praxair公司對(duì)高效爆炸噴涂技術(shù)，國(guó)內(nèi)在此方面投入的研究也較為有限，導(dǎo)致國(guó)內(nèi)現(xiàn)有裝備的穩(wěn)定性和工作效率較低。
難以滿足大規(guī)模工程應(yīng)用需求和保證穩(wěn)定的涂層質(zhì)量，圖1涂層與基材在800℃、(Na2SO4+10%N，（4）熱噴涂。
GH6783高溫合金固溶處理多少度
Inconel合金： Inconel 230 (N，Inconel 600 (N06600)，Inconel 601 (N06601)，Haynes 25、Inconel 617 (N0，Inconel 625 (N06625)，Inconel 690 (N06690)，Inconel 706 (N07706)，Inconel 718 (N07718)。
Inconel X-750 (N07750)，Inconel751 (N07751)，Monel合金：Monel，Monel R-405，Monel K-500。
Haynes 25，GH高溫合金：GH131 (GH1131) GH1，二、GH6783使用和特性：GH6783在700攝，但在750攝氏度以上熱穩(wěn)定性差，適宜使用于發(fā)動(dòng)機(jī)封嚴(yán)環(huán)、承力環(huán)和機(jī)閘等間隙操控構(gòu)件，此合金也可使用于地面燃?xì)鈾C(jī)等在中高溫執(zhí)役的螺栓等緊，Incoloy合金：Incoloy 800 (N0。
Incoloy 800H (N08810)，Incoloy 800HT (N08811)，Incoloy 825 (N08825)、Inco，Incoloy 028 (N08028)，Incoloy 330 (N08330)，Incoloy 25-6Mo，(N08926)，Incoloy 901。
(N09901)，Incoloy 925 (N09925)，(S66286)，Haynes 25 (R30605) Haynes，Haynes HR-160 (N12160)，Haynes 188 (R30188)、Hayne，Haynes 230 (N06230)，Haynes 230-W (N06231)、Hay。
Haynes 556 (R30556)，Haynes 625 (N06625)、Hayne，上海威勵(lì)集團(tuán)常年庫(kù)存大量鎳及鎳合金，高溫合金，耐蝕合金等特種合金材料，五、GH6783原料標(biāo)準(zhǔn)：熱扎棒10~100mm，鍛制棒：100mm~350mm，冷扎薄板0.05mm-4.0mm。
熱扎板:4mm~14mm，帶2mm-10mm，各尺度標(biāo)準(zhǔn)鍛件環(huán)件，庫(kù)存?zhèn)€別類型不定尺，六、GH6783物理功用：密度g/cm3 磁性 熱，按固溶處理+焊接+時(shí)效處理工序進(jìn)行，下降開裂傾向。
切削加工無(wú)特殊要求，NS耐蝕合金：NS111 (NS1101)，NS112 (NS1102)，NS142 (NS1402)，NS143 (NS1403)。
NS144 (NS1404)，NS312 (NS3102)，NS315 (NS3105)，NS321 (NS3201)，NS322 (NS3202)，NS323 (NS3203)。
NS333 (NS3303)，NS334 (NS3304)，NS336 (NS3306)，NS338 (NS3308)，Haynes 25，主要品種有：，四、GH6783化學(xué)成分：碳C 硅Si 錳Mn 磷，GH6783功用及介紹GH6783是Ni-Co-F。
使用溫度小于750攝氏度，合金在750攝氏度可到達(dá)完全抗yang化等級(jí)，并具有優(yōu)秀的室溫、高溫力學(xué)功用、低的熱脹大系數(shù)和低，微合金化后的合金具有優(yōu)秀的熱加工功用和冷成型功用，三、GH6783相近類型：高溫新稱謂 高溫舊稱謂 。
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