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垃圾焚燒爐管壁表面防護技術
(2)堆焊,熱噴涂技術是材料表面工程領域中一個十分活躍的學科分,在解決實際構件的熱腐蝕問題方面具有其較為獨特的技術,因此獲得了廣泛的應用,尤其是熱噴涂涂層在燃煤電站鍋爐“四管”上的成功應用。
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,針對熱噴涂技術和材料在垃圾焚燒爐中的研究開發(fā)及應用,也被認為是解決管壁熱腐蝕問題最為有效和適宜的技術手,其中超音速火焰噴涂、大氣等離子噴涂、爆炸噴涂和電弧。
(1)陶瓷貼片,全國能源信息平臺聯系電話:010-65367702,郵箱:hz@people-energy.com.c,地址:北京市朝陽區(qū)金臺西路2號人民日報社,【能源人都在看,點擊右上角加'關注'】。
北極星固廢網訊:目前,針對垃圾焚燒爐換熱部件管壁的熱腐蝕問題,研究或采用的表面防護技術主要包括陶瓷貼片、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發(fā)展極為迅速的一項表面技術,已在諸多實際工程領域得到了廣泛應用,相比于堆焊技術,激光熔覆技術對母材的熱影響較小,能夠有效改善管材焊接變形的問題,同時。
熔敷稀釋率較低,可以在有限涂層厚度下實現所設計的合金成分,在降低材料使用的同時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,能夠顯著改善工時和勞動強度。
對激光熔覆CoCrW系的Stellite6L合金進,熔敷層表層產生均勻的細晶組織,組織細化在提高強度的同時也有效改善了高溫性能,盡管激光熔覆技術在解決垃圾焚燒爐管壁熱腐蝕方面體現,但仍然有一些難題限制了其實際應用,如高昂的設備投入、復雜的施工工藝、現場施工困難等,因此。
目前該技術在本領域仍然以研究為主,并未投入實際應用,然而,實際施工時對焊接設備和技術的要求較高,需嚴格控制熱輸入以避免焊穿或管材變形等問題,其施工效率較低,也導致成本較高。
同時,原位修復也是堆焊技術難以克服的問題,在進行二次堆焊修復時容易引起原始熔覆層組織脆化,產生裂紋并擴展至基材造成整體失效,這也造成了材料的大量浪費和使用成本的進一步提高,因此堆焊復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。
化學性質穩(wěn)定,是用于熱腐蝕防護的理想材料,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氣的熱腐蝕和沖蝕磨損,從而延長管材的使用壽命,該技術已在一些垃圾焚燒爐中進行了測試或實際應用。
并取得了一定的成效,但是,陶瓷材料固有的脆性本質,以及腐蝕環(huán)境的復雜性,使得陶瓷貼片在應用中對材料組分設計、制備工藝、產品,其實際性能表現和使用壽命也存在著較大的不可預測性。
一旦個別貼片開裂或剝落則會導致整體防護層的快速失效,此外,陶瓷材料熱導率較低,阻隔了熱能的有效傳導,也降低了能源轉化效率,同時,阻礙傳熱會導致爐內氣體溫度的升高。
從而加劇氣體通路上其它構件的熱腐蝕,因此,該技術并未得到大范圍的實際推廣應用,(3)激光熔覆,超音速火焰噴涂(Highvelocityoxyge,HVOF)具有焰流溫度相對較低、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量金屬涂層方面的優(yōu),使得其成為國外研究垃圾焚燒爐管壁防護的首選和主推技,在取得大量研究成果的同時。
也在實際工程中獲得了較大范圍的推廣應用,大幅提高和延長了垃圾焚燒爐中水冷壁和過熱器等熱交換,尤其是在過熱器等高溫部件的表面防護方面表現較為優(yōu)異,有效解決了傳統(tǒng)表面堆焊技術在高溫熱腐蝕防護中的不足,因此,隨著合金成分設計的不斷優(yōu)化以及新型噴涂絲材的不斷開。
有望進一步提高電弧噴涂涂層的抗熱腐蝕性能,同時,充分發(fā)揮電弧噴涂成本低廉和適于原位施工的特點,該技術必將成為垃圾焚燒爐熱交換管壁防護的重要方法之,此外,研究表明Inconel625合金熔覆層的性能表現與。
在400℃以下時,其抗熱腐蝕性能較為優(yōu)異且穩(wěn)定,而當服役溫度達到400-420℃以上時,熔覆層則基本失去防護效果[16],若使用溫度超過540℃,熔覆層腐蝕速率甚至高達0.2μm/h,這極大地限制了堆焊Inconel625合金的應用,尤其是面對環(huán)境溫度較高的過熱器更是難以滿足使用需求。
而隨著垃圾焚燒技術的不斷發(fā)展,對提高能源轉化效率、限制二次污染排放等需求也越來越,進一步提高燃燒溫度以及降低施工成本已成為主流趨勢,因此,開發(fā)更為適宜的高性能低成本堆焊材料是該技術所面臨的,垃圾焚燒爐熱交換部件管壁的熱腐蝕防護需要從涂層性能,通過對現有幾種表面防護方法的分析,超音速火焰噴涂和電弧噴涂技術將是未來該領域發(fā)展的主。
在腐蝕極為嚴苛的環(huán)境中,超音速火焰噴涂制備高質量涂層是較為可靠的技術方案,而在可接受的范圍內,電弧噴涂在涂層性能與工藝成本等方面的綜合優(yōu)勢會使其,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向涂層內部的滲透,而生成的尖晶石結構相(NiCr2O4)也對涂層耐蝕,然而,盡管超音速火焰噴涂在涂層性能方面表現較為出眾。
但其工藝成本也極為昂貴,包括設備投入較大、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際使用中的進一步推廣,尤其是成本要求更為苛刻的國內市場,因此。
在難以改變超音速火焰噴涂工藝成本高昂的現狀下,尋求適宜的替代技術也是垃圾焚燒爐管壁熱腐蝕防護的發(fā),電弧噴涂(Arcspray,AS)憑借其設備簡單、操作靈活、沉積效率高、成本低,成為最適宜進行現場大面積施工的噴涂方法之一,目前。
在燃煤電站鍋爐“四管”的防護領域,電弧噴涂Fe基、Ni基抗熱腐蝕和抗沖蝕涂層已成為最,大量應用于國內外實際工程中,然而由于工藝特點所限,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較高。
同時受制于拔絲工藝其涂層合金成分調整空間也相對較小,這就導致電弧噴涂技術在腐蝕更為嚴苛的垃圾焚燒爐中的,也是相關研究人員未引起足夠重視的主要原因,近年來,借助于粉芯絲材技術的快速發(fā)展為涂層的成分設計提供了。
而在大量系統(tǒng)性研究的基礎上發(fā)現,通過向絲材中添加適量“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,免責聲明:以上內容轉載自北極星環(huán)保網,所發(fā)內容不代表本平臺立場。
但是,該技術在向實際推廣時也同樣面臨相當大的阻力,如設備昂貴、耗能大、工藝復雜度高等,研究表明等離子噴涂過程中影響涂層質量的因素可達上百,這也對設備穩(wěn)定性和操作人員的技術經驗等提出了極高的。
因此,等離子噴涂技術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際應用,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,進一步的對比研究還發(fā)現,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域應用的可行性技術,大氣等離子噴涂(Atmosphericplasma,APS)作為熱噴涂最具代表性的技術之一,具有束流溫度高、涂層質量好、材料適應性廣等優(yōu)勢,可以制備金屬、合金、陶瓷及其復合材料等多種多樣的涂,這就為管壁熱腐蝕的防護提供了更為寬泛的設計思路,包括引入化學性質更為穩(wěn)定的陶瓷相等,針對這一方面國內外也開展了大量的研究工作。
包括等離子噴涂NiCr、NiCrSiB、NiCrA,對涂層組織與熱腐蝕行為的研究表明,在適宜噴涂參數下可以得到高質量的表面涂層,其性能表現與超音速火焰噴涂涂層相近,能夠對垃圾焚燒爐熱交換部件管壁起到有效而穩(wěn)定的防護,采用堆焊技術在管壁表面制備耐熱腐蝕的熔敷層是較為有,從上世紀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熱器的應用中均體現出,其中,應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,堆焊熔覆層可以與基材形成牢固的冶金結合,組織較均勻。
厚度可達幾厘米,在適當使用條件下其性能穩(wěn)定性和持久防護效果具有明顯,爆炸噴涂(Detonationgun,D-gun)是熱噴涂技術中極具特色的一種噴涂技術,高速爆轟波的產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,其間歇性的噴涂方式對基體熱影響很小,可以保證管材的力學性能不受影響。
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,從而能夠對垃圾焚燒爐熱交換部件管壁起到更好的防護作,目前針對這一方面也開展了部分研究工作,包括爆炸噴涂NiCr、NiCr-Cr3C2、Cr/。
不過該技術實用性較低,尤其是在國內,主要原因來源于Praxair公司對高效爆炸噴涂技術,國內在此方面投入的研究也較為有限,導致國內現有裝備的穩(wěn)定性和工作效率較低。
難以滿足大規(guī)模工程應用需求和保證穩(wěn)定的涂層質量,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)動機封嚴環(huán)、承力環(huán)和機閘等間隙操控構件,此合金也可使用于地面燃氣機等在中高溫執(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,上海威勵集團常年庫存大量鎳及鎳合金,高溫合金,耐蝕合金等特種合金材料,五、GH6783原料標準: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,各尺度標準鍛件環(huán)件,庫存?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+時效處理工序進行,下降開裂傾向。
切削加工無特殊要求,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攝氏度可到達完全抗yang化等級,并具有優(yōu)秀的室溫、高溫力學功用、低的熱脹大系數和低,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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