介紹目前解決不銹鋼鍋爐管磨損問題的最新技術,結合電廠實際,對噴涂工藝和耐磨涂層的要求作出分析,為各電廠嘗試該項新工藝提供一定的理論基礎。
1不銹鋼鍋爐管腐蝕磨損概況
近年來,隨著越來越多的高參數、大容量機組投入運行,鍋爐受熱面的運行工況更為苛刻,由于高溫、高壓、腐蝕、磨損和非正常運行引起的早期爆管頻繁發生。中國發電以火電為主,不銹鋼鍋爐管受熱面高溫腐蝕和磨損已成為影響發電企業效益的全局性問題。根據能源文摘的報導,1990年鍋爐的各類事故,造成機組累計停運2 678.29 h,損失相當嚴重。各國每年不銹鋼鍋爐管爆裂引起的非計劃停運占總停運次數的35%～50%。中國100MW以上機組不銹鋼鍋爐管爆漏事故造成的停運搶修時間占機組非計劃停運時間的40%左右,占鍋爐本身非計劃停運時間的70%以上。
2003年,云南省100 MW機組鍋爐的水冷壁,過熱器管道泄漏事故達23次之多,造成泄漏的主要原因也是沖刷磨損,解決不銹鋼鍋爐管的防磨問題,是直接關系到火電廠經濟效益的重要問題。
目前,中國大部分電廠解決不銹鋼鍋爐管泄漏的方法主要是更換泄漏的管子,該方法勞動強度大,廢工廢時,搶修時爐內溫度高,工作條件差,工期長,經濟性差。
鍋爐的火側腐蝕是各類鍋爐故障的常見原因之一,對此,世界各個國家均進行了研究,試驗結果表明:噴涂金屬涂層是最經濟有效的防護方法。美國、瑞士、英國、日本等國從20世紀60年代就開始把熱噴涂技術應用于管道預保護,并獲得重大發展。下面就介紹一下電弧噴涂高溫防腐耐磨涂層防止不銹鋼鍋爐管腐蝕的新持術。
2不銹鋼鍋爐管防護涂層簡介
德國在電站不銹鋼鍋爐管中應用電弧噴涂層是其常用技術之一,噴涂的絲材:一類是高鎳鉻合金,另一類是鉻、鋁、鐵合金。
美國TA FA公司開發的45CT材料采用電弧噴涂技術,其技術的實用性比較強,特別適合于現場施工,得到了廣泛的應用。
電弧噴涂高溫防腐耐磨涂層,可使現有不銹鋼鍋爐管受熱面的耐磨蝕性能大幅度提高。該工藝可以在爐膛內現場進行噴涂防護,不產生任何環境污染源,具有最佳經濟性和技術適用性。
3應用實例
1985年,瑞典BLRB鍋爐水冷壁管、過熱器及其它部件均遭受腐蝕和沖蝕,經在鍋爐內部現場噴涂厚0.4 mm的耐高溫腐蝕和沖蝕涂層,6 500 h運行無腐蝕或剝落發現,因而決定其余暴露部件也采用該涂層。
英國的電廠在20世紀80年代早期就開始應用噴涂合金涂層的方法來防護不銹鋼鍋爐管。
美國著名的金屬噴涂公司在全球有70多個施工隊伍,對電廠不銹鋼鍋爐管受熱面采用電弧噴涂合金防腐耐磨涂層保護,取得較好應用效果,實踐表明該涂層最長使用壽命可達7年以上無腐蝕,并可繼續使用。近年中國有的電廠已采用了這種新工藝,對不銹鋼鍋爐管進行了大量的電弧噴涂防腐耐磨保護施工,取得良好的應用效果,如天津大港發電廠等。云南省小龍潭電廠目前也準備嘗試這項新技術。
4電弧噴涂高溫防腐耐磨涂層技術
4.1電弧噴涂的技術原理
電弧噴涂是利用自行研制的專用電弧噴涂設備,將耐磨、耐高溫腐蝕的金屬合金絲材熔融、霧化、噴涂至預先除銹的工件表面形成電弧噴涂金屬涂層。它對各類鍋爐受熱面管壁提供耐高溫腐蝕和耐磨損保護。
4.2對高溫防腐耐磨涂層的要求
①涂層必須耐高溫腐蝕和耐磨損壽命長,噴涂后應能保證鍋爐受熱面管壁使用壽命達8年以上。
②涂層與基體鋼材結合力應較高,同時涂層與鍋爐管材的熱膨脹系數相當,確保在加熱、冷卻和長期工作情況下,涂層不起皮、不開裂、不剝落,保持涂層長久有效。
③涂層熱傳導系數應良好,從而確保鍋爐傳熱效率不受影響。保證機組的經濟性。
4.3對電弧噴涂設備的要求
①電弧噴涂設備應靈活,可以方便于爐膛內各部位的現場噴涂施工,適應性強。
②電弧噴涂工藝簡單,便于掌握,不需對工件進行噴涂前預熱和后加工,同時還能對現場焊縫和損傷部位即時進行修復。
③電弧噴涂生產效率高,應適合電廠各類大、中、小修期不銹鋼鍋爐管受熱面的現場維修和預保護,不受工期影響,適應性較強。
5結語
不銹鋼鍋爐管的腐蝕與磨損問題正日益引起電力企業及科研院所的廣泛關注,研究并開發適合中國國情的高性能低價格的新合金涂層,利用先進的電弧噴涂技術解決不銹鋼鍋爐管的腐蝕和使其延壽的問題,是非常有發展潛力的,是今后解決不銹鋼鍋爐管泄漏事故的先進方法,該技術能大大減輕電廠鍋爐檢修的勞動強度,提高檢修質量,縮短檢修工期,提高電廠經濟性,是今后鍋爐檢修技術發展的必然趨勢。
