專利名稱：用超音速電弧噴涂設備噴涂復合涂層的省煤器管的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用超音速電弧噴涂設備噴涂復合涂層的省煤器管。
西安交通大學發明的“一種抗熱塵沖蝕的省煤器(專利號95211050.4)”中的省煤器管存在以下不足(1)采用氧—乙炔噴焊的方法，重熔溫度過高，對管子的熱輸入量大，由于省煤器管壁厚較小(一般不超過5mm)，容易導致管子變形，大面積使用有困難；(2)噴焊層厚度大，要求0.5-2mm，降低了管子的傳熱系數，且使得噴焊層殘余應力增大。(3)只有噴焊一種涂層，沒有底層和封孔層，易因腐蝕性氣氛的侵蝕而導致涂層失效。
本實用新型的技術方案一種用超音速電弧噴涂設備噴涂復合涂層的省煤器管，包括#20碳鋼管基體，其特征是鋼管上有0.05-0.15mm NiAl結合底涂層、0.10-0.30mmNiCrFe-Cr3C2功能涂層和硅鋁樹脂封孔涂層。
所述NiAl結合底涂層(過渡層)成份為Ni 94-96％、Al 4-6％及少量噴涂過程中形成的Al2O3(Ni、Al的含量％是以忽略不計少量噴涂過程中形成的Al2O3為基礎的)。它是采用φ2mm基本成分為Ni 94-96％，Al 4-6％的NiAl實芯絲材噴涂而成。噴涂NiAl底層是為了有效提高復合涂層的結合強度，保證鍋爐省煤器管壁在高溫工作時涂層和基體的良好結合。
所述NiCrFe-Cr3C2功能涂層的化學成分和含量為材料名稱Fe NiCr Al Mo Cr3C2含量(重量％) 48-605-10 5-102-32-327-30它是采用與現有技術不同配方的、由鐵皮包絡著NiCrFe-Cr3C2粉末，類似于藥芯焊絲的管狀絲材噴涂而成。
所述硅鋁樹脂封孔層，共刷涂1-4道，厚度0.018-0.05mm。采用北京廊橋技貿有限公司銷售的硅鋁樹脂封孔劑刷涂而成。硅鋁樹脂封孔劑是一種空氣干燥型的含片狀鋁粉的硅樹脂，在抗氧化氣氛中較為耐高溫，可有效地填充涂層中的孔隙，防止腐蝕性氣體進入涂層。
本實用新型的制造工藝過程如下1.用噴砂處理的方法去除待噴涂管表面的油脂污垢、氧化皮、鐵銹等附著物。
2.在噴砂后三個小時內噴涂涂層，首先，用超音速電弧噴涂設備噴涂0.05-0.15mm NiAl底涂層。
3.用超音速電弧噴涂設備噴涂NiCrFe-Cr3C2功能涂層0.10-0.30mm，作為耐沖蝕磨損功能層。
4.用手工涂刷封孔涂層，加以封孔處理，共刷涂1-4道，厚度0.018-0.05mm。封孔劑采用北京廊橋技貿有限公司銷售的硅鋁樹脂封孔劑。本實用新型的優點和積極效果1.從涂層金相分析可以看出，由于NiAl絲材噴涂過程中放熱反應，NiAl底涂層和#20碳鋼管基體界面上有明顯擴散現象，產生了部分冶金結合，因此，NiAl結合底涂層可有效提高復合涂層的結合強度；另外，NiAl涂層在省煤器管工作溫度(400℃)時的線膨脹系數為12.8×10-6，和#20碳鋼管(省煤器用鋼)的線膨脹系數11.3×10-6比較接近，保證了鍋爐省煤器管壁在高溫工作時涂層和基體的良好結合。
2.NiCrFe-Cr3C2功能層采用與現有技術不同配方的金屬陶瓷型絲材制備而成，涂層中含有較多Cr和Fe的硬質相化合物，而且非常致密。涂層結合強度可達到30Mpa以上，涂層硬度也可達到HRC55以上，具有優良的抗高溫腐蝕和耐磨性能。
3.封孔層可有效地填充涂層中的孔隙，防止腐蝕性氣體進入涂層削弱涂層的結合強度。
4.超音速電弧噴涂與普通電弧噴涂相比，具有更高的粒子飛行速度、更高的結合強度、更低的孔隙率、涂層均勻度高、致密性好，且噴涂工件不變形，可獲得高質量的涂層，涂層壽命高，管道使用壽命更有效地延長。
具體實施的方式
以下結合附圖
和具體實施方式
進一步說明本實用新型，但對本實用新型不構成限制。
顯示在附圖的省煤器管包括#20鋼管基體1、0.06mm NiAl底涂層2、0.22mmNiCrFe-Cr3C2功能涂層3和硅鋁樹脂封孔涂層4。所用材料如上面所述。
制造工藝過程如下1.用噴砂處理的方法去除待噴涂管表面的油脂污垢、氧化皮、鐵銹等附著物。
表1噴砂設備與工藝參數設備類型載氣種類載氣壓力 砂粒種類 砂粒粒度噴砂距離射吸式噴槍 壓縮空氣6-7Mpa棕剛玉砂20目 70-100mm2.在噴砂后三個小時內噴涂涂層，首先，用超音速電弧噴涂設備噴涂0.06mmNiAl底涂層。噴涂設備美國UniqueCoat公司生產的超音速活性電弧噴涂系統(簡稱HVAA)，型號為MODEL SB-50。
3.用超音速電弧噴涂設備噴涂NiCrFe-Cr3C2層0.22mm，作為耐沖蝕磨損功能層，NiCrFe-Cr3C2噴涂材料的化學成分和含量為材料名稱 FeNiCr AlMoCr3C2含量(重量％)555 8 2 228表2超音速活性電弧噴涂工藝規范表編號 打底 功能層層噴涂絲材材質 NiAl NiCrFe-Cr3C2絲材噴涂電流(A) 180 189噴涂電壓(V) 4042空氣壓力85 85(Psi)燃氣壓力85 85(Psi)涂層厚度(mm)0.06 0.224.用手工涂刷封孔涂層，加以封孔處理，共刷涂2道，厚度0.03mm。封孔劑采用北京廊橋技貿有限公司銷售的硅鋁樹脂封孔劑所制備的省煤器管安裝在50MW機組的鍋爐(省煤器處煙溫約300-500℃，煙速約10m/s，煙氣中夾帶大量的粉煤灰顆粒，以低沖擊速度高溫沖蝕磨損為主)上，經過10000多小時的使用，涂層與基體結合良好，無開裂、脫落和明顯磨損腐蝕現象。
將上述底涂層和NiCrFe-Cr3C2功能涂層的厚度分別改為0.10和0.20mm，制備工藝同上。所制備的6根省煤器管安裝在200MW機組的省煤器上，運行情況良好，涂層與基體結合良好，無開裂、脫落和明顯磨損腐蝕現象。
權利要求1.一種用超音速電弧噴涂設備噴涂復合涂層的省煤器管，包括#20碳鋼管基體(1)，其特征是鋼管上有0.05-0.15mm NiAl結合底涂層(2)、0.10-0.30mm NiCrFe-Cr3C2功能涂層(3)和硅鋁樹脂封孔涂層(4)。
2.根據權利要求1中所述的省煤器管，其特征為NiAl結合底涂層成份為Ni 94-96％、Al 4-6％及少量噴涂過程中形成的Al2O3(Ni、Al的含量％是以忽略不計少量噴涂過程中形成的Al2O3為基礎的)。
3.根據權利要求1中所述的省煤器管，其特征為NiCrFe-Cr3C2功能涂層的化學成分和含量為材料名稱 Fe Ni Cr Al Mo Cr3C2含量(重量％) 48-605-105-102-32-327-30
4.根據權利要求1-3中任何一種省煤器管，其特征為硅鋁樹脂封孔層，共刷涂1-4道，厚度0.018-0.05mm。
專利摘要本實用新型涉及一種用超音速電弧噴涂設備噴涂復合涂層的省煤器管，包括#20碳鋼管基體(1)，其特征是鋼管上有0.05－0.15mm NiAl結合底涂層(2)、0.10－0.30mmNiCrFe－Cr
文檔編號F22D1/02GK2575111SQ0227254
公開日2003年9月24日 申請日期2002年8月16日 優先權日2002年8月16日
發明者聶銘, 林介東, 劉紅文, 童亮 申請人:廣東省電力工業局試驗研究所