本(ben)發明屬(shu)于材(cai)料(liao)成形，具體涉及制備徑向(xiang)梯(ti)度耐腐蝕磨(mo)損(sun)鍋爐管道的方(fang)法。

背景技術：

1、燃煤電站鍋爐(lu)管道受熱面(mian)的(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)現象普遍(bian)存(cun)在，近(jin)年來，隨著鍋爐(lu)向大容量，高參數發展(zhan)，腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)現象更加的(de)明顯，主(zhu)要(yao)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)源包括高溫腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)和煙氣沖刷腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)，這(zhe)嚴重影(ying)響了電廠的(de)安全運行。

2、管(guan)道(dao)材(cai)(cai)料(liao)(liao)和本身(shen)特性(xing)直(zhi)接決定其防腐(fu)防磨性(xing)能，燃煤(mei)電站鍋爐(lu)酸露點(dian)腐(fu)蝕和沖蝕磨損共(gong)同作(zuo)用的(de)(de)環(huan)境(jing)對材(cai)(cai)料(liao)(liao)粘結(jie)強度(du)和裂紋(wen)驅動(dong)力是非固定的(de)(de)，其所具有的(de)(de)較高(gao)溫差(cha)和熱流沖擊(ji)對管(guan)道(dao)材(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)包括熱應力特性(xing)提出了更(geng)高(gao)的(de)(de)要求。因(yin)此，對管(guan)道(dao)材(cai)(cai)料(liao)(liao)本身(shen)性(xing)能做(zuo)出針對使用工況的(de)(de)改進顯得(de)尤為重要。

技術實現思路

1、本(ben)發明所(suo)要(yao)解決的(de)技術問題在(zai)于針對上述現有技術的(de)不足，提(ti)供制備徑(jing)(jing)向梯(ti)度(du)耐腐(fu)蝕(shi)(shi)磨(mo)損(sun)(sun)鍋(guo)爐管(guan)道(dao)的(de)方(fang)法(fa)。本(ben)發明的(de)方(fang)法(fa)以鎳基合金(jin)粉末和(he)碳(tan)化(hua)鈦陶(tao)瓷粉末為主(zhu)要(yao)原料，經(jing)多(duo)路同步旁軸送粉和(he)激光熔覆，制備得到徑(jing)(jing)向梯(ti)度(du)耐腐(fu)蝕(shi)(shi)磨(mo)損(sun)(sun)鍋(guo)爐管(guan)道(dao)，該徑(jing)(jing)向梯(ti)度(du)耐腐(fu)蝕(shi)(shi)磨(mo)損(sun)(sun)鍋(guo)爐管(guan)道(dao)內部無成分突變界面，具有良(liang)好的(de)耐高(gao)溫(wen)氧化(hua)、耐高(gao)溫(wen)腐(fu)蝕(shi)(shi)和(he)耐磨(mo)損(sun)(sun)性能，能夠適用于酸露點腐(fu)蝕(shi)(shi)和(he)沖蝕(shi)(shi)磨(mo)損(sun)(sun)共同作用的(de)工況。

2、為解決上述技術(shu)問題，本發明采用(yong)的技術(shu)方案是：一(yi)種(zhong)制(zhi)備(bei)徑向梯度耐腐蝕磨損鍋爐管道(dao)的方法，其特征在于，包括以下步驟：

3、步驟一、將鎳(nie)基合金粉末和碳化(hua)鈦(tai)陶瓷粉末分別進行(xing)預處理；

4、步驟二、按照質量比為(96～98):(2～4)，取步驟一預(yu)處理(li)后鎳基合金粉末(mo)和預(yu)處理(li)后碳化(hua)鈦(tai)陶瓷粉末(mo)，球(qiu)磨(mo)使混合均勻(yun)，得到混合粉末(mo)；

5、步驟三、將步驟一預處理后鎳基合(he)金粉(fen)(fen)末(mo)和(he)步驟二混合(he)粉(fen)(fen)末(mo)分別置于(yu)100℃烘(hong)(hong)箱中烘(hong)(hong)2h；

6、步(bu)(bu)驟四、啟動激光(guang)立體成形設備，以(yi)氬氣(qi)作(zuo)為保護氣(qi)體，經多路同步(bu)(bu)旁軸送粉(fen)和激光(guang)熔覆(fu)，將(jiang)步(bu)(bu)驟三烘干后鎳基(ji)合(he)金粉(fen)末和烘干后混(hun)合(he)粉(fen)末制備得到徑向梯度耐腐蝕(shi)磨(mo)損鍋爐(lu)管道。

7、上述的制(zhi)備徑向梯(ti)度耐(nai)腐蝕磨損鍋(guo)爐管道的方(fang)法(fa)，其特征在于(yu)，步驟一中，所述預(yu)處理包括(kuo)在100℃高溫爐中烘干2h。

8、上述的(de)(de)制備(bei)徑向梯度耐腐(fu)蝕(shi)磨(mo)損鍋爐管道(dao)的(de)(de)方法，其特征在于，步(bu)驟一中(zhong)，所述鎳(nie)基(ji)合(he)(he)金粉末為鎳(nie)基(ji)合(he)(he)金inconel625粉末，平均粒徑&lt;50μm，鎳(nie)基(ji)合(he)(he)金inconel625由以下重(zhong)量百分比的(de)(de)原(yuan)料(liao)混合(he)(he)制成：cr?20.0～23.0％，mo?8.0～10.0％，nb?3.15～4.15％，fe?5.0％，al?0.4％，ti?0.4％，mn?0.5％，mn?0.5％，ni余量；所述碳化鈦陶瓷(ci)粉末的(de)(de)tic含量﹥99％重(zhong)量，平均粒徑<5μm。

9、上述的(de)制(zhi)(zhi)備(bei)徑(jing)向梯(ti)(ti)度耐腐蝕磨損鍋(guo)爐管(guan)道(dao)的(de)方法，其特征在于，步(bu)驟(zou)四中(zhong)，制(zhi)(zhi)備(bei)得(de)到徑(jing)向梯(ti)(ti)度耐腐蝕磨損鍋(guo)爐管(guan)道(dao)，具體包括(kuo)：將烘干(gan)后鎳(nie)基(ji)合(he)金粉末(mo)(mo)和(he)烘干(gan)后混合(he)粉末(mo)(mo)裝入激(ji)光立體成(cheng)形設(she)備(bei)的(de)多路同步(bu)旁軸送(song)粉系統(tong)，對基(ji)板(ban)進(jin)行預熱，將第(di)一噴嘴、第(di)二(er)噴嘴和(he)激(ji)光束(shu)調(diao)整(zheng)至正(zheng)對基(ji)板(ban)，烘干(gan)后鎳(nie)基(ji)合(he)金粉末(mo)(mo)按(an)照預設(she)送(song)粉量(liang)從(cong)第(di)一噴嘴噴出，烘干(gan)后混合(he)粉末(mo)(mo)按(an)照預設(she)送(song)粉量(liang)經第(di)二(er)噴嘴噴出，激(ji)光束(shu)按(an)照由管(guan)道(dao)內壁到管(guan)道(dao)外壁的(de)成(cheng)形軌跡同步(bu)掃描，在基(ji)板(ban)上形成(cheng)光斑(ban)以熔融噴出的(de)鎳(nie)基(ji)合(he)金粉末(mo)(mo)和(he)混合(he)粉末(mo)(mo)，使沉(chen)積成(cheng)形。

10、上述的制備徑向梯度耐腐蝕磨(mo)損鍋爐(lu)管道的方法，其特征在(zai)于，保護氣氛氬氣氣壓為0.06～0.08mpa。

11、上述的制(zhi)備徑向梯(ti)度(du)耐腐蝕(shi)磨(mo)損鍋爐管道的方(fang)法(fa)，其特征在(zai)于，基板(ban)預(yu)熱溫度(du)為1500～1700℃，預(yu)熱時(shi)間為1～2h。

12、上述的制備徑向(xiang)梯度耐腐蝕磨(mo)損鍋爐管道的方法，其(qi)特征在于(yu)，送粉壓(ya)力為(wei)0.6～0.8mpa，送粉電(dian)壓(ya)為(wei)22～26v，掃描速度為(wei)1000～1200mm/h，激光功率(lv)為(wei)1600～1800w，光斑直徑為(wei)2mm。

13、上述的(de)(de)(de)制備(bei)(bei)徑向梯度耐(nai)腐蝕(shi)磨損鍋(guo)爐管道的(de)(de)(de)方法，其特征在(zai)于，制備(bei)(bei)的(de)(de)(de)耐(nai)腐蝕(shi)磨損鍋(guo)爐管道的(de)(de)(de)壁(bi)厚為3～9mm。

14、上述的(de)制備徑向梯度耐腐蝕磨(mo)損(sun)鍋(guo)爐(lu)管道(dao)的(de)方法(fa)，其特征在于，從管道(dao)內壁到(dao)管道(dao)外壁，烘干后鎳基合金(jin)粉(fen)(fen)(fen)末的(de)預(yu)設送粉(fen)(fen)(fen)量勻(yun)速減少，送粉(fen)(fen)(fen)量從6～8g/min勻(yun)速減少到(dao)0g/min，烘干后混(hun)合粉(fen)(fen)(fen)末的(de)預(yu)設送粉(fen)(fen)(fen)量勻(yun)速增加(jia)，送粉(fen)(fen)(fen)量從0g/min勻(yun)速增加(jia)到(dao)6～8g/min。

15、上述的制備徑(jing)向梯(ti)度耐腐(fu)蝕磨損鍋爐管(guan)道(dao)的方法，其(qi)特征在于，從管(guan)道(dao)內壁到管(guan)道(dao)外壁送粉過(guo)程中，烘(hong)干(gan)后鎳基合(he)金粉末和烘(hong)干(gan)后混合(he)粉末的送粉總量(liang)總保持(chi)6～8g/min。

16、本發明與現有技術相比具有以(yi)下優(you)點(dian)：

17、1、本發明制備徑(jing)向梯(ti)度耐腐蝕(shi)(shi)磨(mo)(mo)損鍋(guo)爐管道(dao)的(de)(de)方法，以鎳基合金粉(fen)末和(he)碳化鈦陶瓷(ci)粉(fen)末為主要原料，經多路同步旁軸送粉(fen)和(he)激光(guang)熔覆，制備得到徑(jing)向梯(ti)度耐腐蝕(shi)(shi)磨(mo)(mo)損鍋(guo)爐管道(dao)，該(gai)徑(jing)向梯(ti)度耐腐蝕(shi)(shi)磨(mo)(mo)損鍋(guo)爐管道(dao)內部(bu)無成分突變界面，具有良好的(de)(de)耐高(gao)溫氧化、耐高(gao)溫腐蝕(shi)(shi)和(he)耐磨(mo)(mo)損性(xing)能，能夠適用(yong)于酸(suan)露點腐蝕(shi)(shi)和(he)沖蝕(shi)(shi)磨(mo)(mo)損共同作用(yong)的(de)(de)環境。

18、2、本發(fa)明(ming)制備徑向(xiang)梯度耐腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)磨損鍋爐(lu)管道的(de)(de)方(fang)法，以鎳基合金inconel625和(he)碳化鈦(tai)硬質陶(tao)瓷微粒(li)為(wei)主要原(yuan)料，可(ke)有效結合原(yuan)料的(de)(de)耐腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)、抗氧化、從低溫(wen)到980℃均具(ju)有良好的(de)(de)拉伸(shen)性(xing)(xing)能(neng)和(he)疲勞性(xing)(xing)能(neng)、耐鹽霧氣氛下的(de)(de)應力腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)，以及(ji)(ji)在氯化物介質、無機酸、氧化和(he)還原(yuan)環(huan)境中所具(ju)有的(de)(de)出色的(de)(de)抗點(dian)蝕(shi)、縫(feng)隙腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)、晶間腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)侵蝕(shi)性(xing)(xing)能(neng)，以此制備得到的(de)(de)管道具(ju)有抗高(gao)溫(wen)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)、高(gao)硬度以及(ji)(ji)較高(gao)的(de)(de)高(gao)溫(wen)強度。

19、3、采(cai)用本發明方法制備得(de)到的徑向(xiang)(xiang)梯度耐腐蝕磨損鍋爐(lu)管(guan)(guan)道，原料送粉量連(lian)續(xu)變化，碳化鈦陶瓷顆粒增強相按(an)照(zhao)從管(guan)(guan)道內壁到管(guan)(guan)道外壁徑向(xiang)(xiang)連(lian)續(xu)均(jun)勻(yun)增加，賦予管(guan)(guan)道的徑向(xiang)(xiang)梯度耐腐蝕磨損特性(xing)。

20、下面結(jie)合附(fu)圖和(he)實施例(li)，對本發(fa)明的技術方(fang)案做進(jin)一步的詳細描述。

21、說明書附圖

22、圖1為(wei)實施例(li)1制備的(de)徑向梯度耐腐蝕(shi)磨損(sun)鍋爐(lu)管(guan)道的(de)金(jin)相(xiang)照片(pian)。

技術特征：

1.一種制備(bei)徑向梯度(du)耐腐蝕磨損鍋爐(lu)管道的(de)方法(fa)，其特征(zheng)在于(yu)，包(bao)括以(yi)下(xia)步驟：

2.根據權(quan)利要求1所(suo)述(shu)(shu)的制備(bei)徑(jing)向(xiang)梯(ti)度耐腐蝕(shi)磨損鍋爐(lu)(lu)管(guan)道的方(fang)法，其特(te)征在(zai)于，步(bu)驟一中，所(suo)述(shu)(shu)預處理包括在(zai)100℃高溫爐(lu)(lu)中烘干2h。

3.根據權利(li)要求1所述(shu)的(de)制備(bei)徑向(xiang)梯度耐(nai)腐蝕磨(mo)損鍋爐管道(dao)的(de)方法，其特征在于，步驟一中，所述(shu)鎳基(ji)(ji)合(he)金粉末為鎳基(ji)(ji)合(he)金inconel625粉末，平(ping)均(jun)粒徑<50μm，鎳基(ji)(ji)合(he)金inconel625由(you)以下重(zhong)(zhong)量(liang)百分比的(de)原料混(hun)合(he)制成(cheng)：cr?20.0～23.0％，mo?8.0～10.0％，nb3.15～4.15％，fe?5.0％，al?0.4％，ti?0.4％，mn?0.5％，mn?0.5％，ni余量(liang)；所述(shu)碳(tan)化鈦陶瓷粉末的(de)tic含量(liang)﹥99％重(zhong)(zhong)量(liang)，平(ping)均(jun)粒徑<5μm。

4.根據權利(li)要(yao)求1所述(shu)的制備徑(jing)向梯(ti)度耐腐蝕磨(mo)損(sun)鍋(guo)爐管(guan)道的方(fang)法(fa)，其特(te)征在于，步驟(zou)四中，制備得到徑(jing)向梯(ti)度耐腐蝕磨(mo)損(sun)鍋(guo)爐管(guan)道，具體包括(kuo)：將烘(hong)(hong)干(gan)(gan)后(hou)(hou)(hou)鎳(nie)基(ji)(ji)合(he)金(jin)粉(fen)末和烘(hong)(hong)干(gan)(gan)后(hou)(hou)(hou)混合(he)粉(fen)末裝入激(ji)(ji)光立體成形(xing)(xing)設備的多(duo)路同(tong)步旁(pang)軸送粉(fen)系統，對(dui)基(ji)(ji)板進行預熱，將第(di)一噴(pen)(pen)嘴、第(di)二噴(pen)(pen)嘴和激(ji)(ji)光束(shu)調整(zheng)至(zhi)正對(dui)基(ji)(ji)板，烘(hong)(hong)干(gan)(gan)后(hou)(hou)(hou)鎳(nie)基(ji)(ji)合(he)金(jin)粉(fen)末按照預設送粉(fen)量(liang)從(cong)第(di)一噴(pen)(pen)嘴噴(pen)(pen)出，烘(hong)(hong)干(gan)(gan)后(hou)(hou)(hou)混合(he)粉(fen)末按照預設送粉(fen)量(liang)經第(di)二噴(pen)(pen)嘴噴(pen)(pen)出，激(ji)(ji)光束(shu)按照由管(guan)道內壁(bi)到管(guan)道外壁(bi)的成形(xing)(xing)軌跡同(tong)步掃描，在基(ji)(ji)板上(shang)形(xing)(xing)成光斑以(yi)熔(rong)融噴(pen)(pen)出的鎳(nie)基(ji)(ji)合(he)金(jin)粉(fen)末和混合(he)粉(fen)末，使沉積(ji)成形(xing)(xing)。

5.根據權利要(yao)求4所述的(de)制備徑(jing)向梯度(du)耐(nai)腐蝕(shi)磨損鍋(guo)爐管道的(de)方法，其(qi)特(te)征在于，保護(hu)氣氛氬(ya)氣氣壓為(wei)0.06～0.08mpa。

6.根(gen)據權利要求(qiu)4所述的制備徑向梯度(du)耐腐蝕磨(mo)損鍋爐管道的方法，其特征(zheng)在于，基板預(yu)熱溫度(du)為1500～1700℃，預(yu)熱時間為1～2h。

7.根據權利要求4所(suo)述(shu)的(de)制備徑向(xiang)梯度耐(nai)腐蝕(shi)磨損鍋(guo)爐管道的(de)方法，其(qi)特(te)征(zheng)在于(yu)，送粉壓力為0.6～0.8mpa，送粉電壓為22～26v，掃描(miao)速度為1000～1200mm/h，激(ji)光(guang)功率為1600～1800w，光(guang)斑直徑為2mm。

8.根據權利要求4所(suo)述的制備(bei)徑(jing)向梯度耐腐(fu)蝕磨損(sun)鍋爐管(guan)道的方法，其(qi)特征在于，制備(bei)的耐腐(fu)蝕磨損(sun)鍋爐管(guan)道的壁(bi)厚為(wei)3～9mm。

9.根據權利(li)要求4所述的(de)制備徑向(xiang)梯度耐腐蝕磨損鍋爐管(guan)道(dao)的(de)方法，其(qi)特征在于，從管(guan)道(dao)內(nei)壁到(dao)(dao)管(guan)道(dao)外壁，烘干后鎳基合(he)金粉末(mo)的(de)預設送(song)(song)粉量(liang)勻速減(jian)少(shao)，送(song)(song)粉量(liang)從6～8g/min勻速減(jian)少(shao)到(dao)(dao)0g/min，烘干后混合(he)粉末(mo)的(de)預設送(song)(song)粉量(liang)勻速增加(jia)，送(song)(song)粉量(liang)從0g/min勻速增加(jia)到(dao)(dao)6～8g/min。

10.根據(ju)權利要求4所述的(de)制備(bei)徑向梯度(du)耐腐蝕磨損(sun)鍋爐管道的(de)方法(fa)，其特征在于，從管道內(nei)壁到管道外壁送粉(fen)過程中(zhong)，烘干后鎳基合金粉(fen)末和烘干后混合粉(fen)末的(de)送粉(fen)總量總保持(chi)6～8g/min。

技術總結
本發明公開了一種制備徑向梯度耐腐蝕磨損鍋爐管道的方法，包括以下步驟：步驟一、將鎳基合金粉末和碳化鈦陶瓷粉末分別進行預處理；步驟二、按照質量比為(96～98):(2～4)，取預處理后鎳基合金粉末和預處理后碳化鈦陶瓷粉末，球磨使混合均勻，得到混合粉末；步驟三、將預處理后鎳基合金粉末和混合粉末分別置于100℃烘箱中烘2h；步驟四、利用激光立體成形設備，以氬氣作為保護氣體，經多路同步旁軸送粉和激光熔覆制備得到徑向梯度耐腐蝕磨損鍋爐管道。采用本發明的方法制備得到徑向梯度耐腐蝕磨損鍋爐管道內部無成分突變界面，具有良好的耐高溫氧化、耐高溫腐蝕和耐磨損性能，能夠適用于酸露點腐蝕和沖蝕磨損共同作用的工況。

技術研發人員：魯元,鄭杰,陳夢詩,贠柯,劉金娥,楊旭,張雅榮,畢成,丁勇,李德標
受保護的技術使用者：西安特種設備檢驗檢測院
技術研發日：
技術公布日：2024/9/19