火电厂锅炉水冷壁管的防腐防磨治理

火电厂锅炉水冷壁管高温腐蚀和磨损与炉膛火焰温度、燃煤的含硫量、烟气与灰粉颗粒的冲蚀密切相关。采用高速电弧喷涂技术，喷涂SCZ16合金，对燃煤含硫量高的锅炉水冷壁管进行表面处理获得了良好的效果，并在多个电厂中推广应用。     

CFB锅炉用MMC防磨涂层的失效原因与机理

在465t/h循环流化床锅炉（CFB）水冷壁管上用高速电弧喷涂（HVAS）方法制备Cr3C2颗粒增强金属基复合材料（MMC）防磨涂层,运行180天后,在失效涂层部位取样,研究涂层的失效原因与失效机理.结果表明,涂层上端与管壁过渡处最容易发生早期失效,原因是涂层厚度形成的凸台造成的局部涡旋流;在低攻击角颗粒冲蚀下,MMC涂层的失效机理主要是微观切削和腐蚀;在高攻击角颗粒冲蚀下,涂层的失效机理主要是涂层被大攻击角颗粒撞击后碎片的剥落.两种情况下均伴随有涂层表面的高温氧化和低温热腐蚀.MMC涂层在低攻击角颗粒冲蚀下的耐磨性优于高攻击角颗粒撞击的耐磨性.最后,给出了采用涂层厚度过渡处理的解决方法.     

几种高速电弧喷涂层高温冲蚀磨损性能

用高速电弧喷涂技术制备出用于热电厂抗高温冲蚀磨损的FeCrAl／WC、FeCrNi／WC、Fe3Al和Fe3Al／WC复合涂层。研究了涂层在不同的温度和冲蚀角度下的高温冲蚀磨损性能。结果表明，温度和攻角对Fe，Al／WC、FeCrAl／WC涂层的冲蚀行为有较大影响；在650℃棱角状石英砂磨粒冲蚀条件下，Fe3Al、Fe3Al／WC、FeCrAl／WC复合涂层的抗冲蚀磨损性能明显优于G20钢，FeCrAl／WC涂层具有最好的全攻角冲蚀磨损抗力，可以作为燃煤锅炉管道的抗高温燃气-飞灰高温冲蚀磨损的防护涂层。     

高速电弧喷涂FeCrAl涂层和3Cr13涂层的冲刷腐蚀性能

采用液/固两相流冲刷腐蚀磨损实验机.研究了高速电弧喷涂FeCrAl涂层和3Cr13涂层在酸性浆料中不同试验条件下的冲蚀行为,并用扫描电镜分析了涂层冲蚀磨损后的表面形貌.结果表明:同一冲刷角度下,冲刷速度的提高加剧了涂层的损伤,FeCrAl涂层的冲蚀失重率远小于3cr13涂层,耐蚀性好的FeCrAl涂层以磨损为主,而耐蚀性差的3Cr-13涂层以腐蚀为主;同一冲刷速度下,两涂层均在冲蚀角为30°时失重率最高.低冲刷角度时,冲刷磨损机理以切削为主;高冲刷角度时,既有切削作用也有冲击作用.     

超音速火焰喷涂纳米结构WC-12Co涂层耐泥沙冲蚀性能研究

采用超音速火焰喷涂(HVOF)分别制备了纳米结构、双峰结构及微米结构WC-12Co金属陶瓷复合涂层,比较了不同结构WC-12Co涂层的组织结构及显微硬度,进行了不同结构WC-12Co涂层和Ni60喷熔层的泥浆冲蚀磨损试验,并探讨了它们的泥浆冲蚀机理.结果表明:采用超音速火焰喷涂制备的纳米结构及双峰结构WC-12Co涂层结构致密,涂层显微硬度明显高于微米结构WC-12Co涂层;与微米结构WC-12Co涂层相比,纳米结构和双峰结构WC-12Co涂层具有更优良的抗泥浆冲蚀性能,其耐泥浆冲蚀性能分别提高了50%及20%以上.     

高速电弧喷涂铁基Cr3C2复合涂层组织及磨损特性的研究

采用高速电弧喷涂技术将自制的铁基Cr3C2型粉芯丝材制备成复合涂层,并对涂层的组织结构、力学性能及高温冲蚀磨损特性进行了研究.结果表明,该涂层组织致密,颗粒扁平细小,主要由α-Fe固溶体、(Fe,Cr)23C6、(Fe,Cr)7C3及少量FeCr2O4等氧化物相构成;涂层具有较高的结合强度和硬度、较低的孔隙率及优良的抗热震性能;铁基Cr3C2复合涂层的冲蚀磨损行为介于塑性与脆性冲蚀之间,其冲蚀机理以塑性冲蚀为主,在650℃高温环境下,涂层的抗冲蚀磨损性能高于20g钢,表现出良好的抗高温冲蚀抗力,能够解决循环流化床锅炉受热面的高温磨损问题.     

用于燃气锅炉低碳钢耐冲蚀—腐蚀磨损的双层热喷涂层

为防护发电厂锅炉的热交换器管道的腐蚀冲蚀磨损,研究开发了一种热喷涂层涂层（高速火焰喷涂Cr3C2/TiC-25NiCr涂层＋电弧喷Ni21Cr9Mo35Nb涂层）,在锅炉管道上实际应用两年后,对这种双涂层进行冲蚀试验和金相分析,并对其性能进行讨论。结果发现,燃烧电弧喷涂Ni21Cr9Mo3.5Nb涂层在高硫及环境中是一种良好的防护涂层。     

超音速电弧喷涂技术在440t/h CFB锅炉上的应用

目前,国内440t/h超高压再热CFB锅炉已经投运将近20余台,磨损、腐蚀等严重问题是影响锅炉稳定运行的重大因素.大量研究表明,表面涂层防磨技术是解决循环流化床锅炉高温磨蚀问题的一种较经济有效的方法.介绍了神火440t/h CFB锅炉采用超音速电弧喷涂防磨技术在某些区域增强防磨.     

汽轮机动叶片水蚀防护技术研究及应用

采用超音速火焰喷涂(HVOF)、超音速电弧喷涂(SWAS)制备两种抗水蚀涂层,对比分析了两种NiCr金属陶瓷涂层的组织结构、力学性能、热震性能、磨粒磨损及冲蚀磨损性能.结果表明,超音速火焰喷涂制备的NiCr金属陶瓷涂层结合强度为70 MPa,孔隙率为0.5％,涂层致密,抗热疲劳性能良好,耐磨粒磨损性能以及抗冲蚀性能优异,与2Cr13基体材料相比其抗磨损和冲蚀性能均得到显著提高.     

电弧喷涂循环流化床锅炉防磨涂层

针对循环流化床锅炉金属件存在的冲蚀磨损、双体和三体磨损及涡流磨损等问题，研制了一种新型管状丝材JCW-T，采用电弧喷涂技术制备高硬度耐磨涂层进行防护。经过在国内多家电厂的循环流化床锅炉上应用，取得良好的效果。     

NiAl/NiCoCrAlY/8YSZ复合喷涂层的微观结构与性能研究

目的提高金属/陶瓷隔热涂层体系在海洋环境下的耐腐蚀性能。方法利用冷喷涂方法制备NiAl复合打底层和Ni CoCrAlY粘结层,与等离子喷涂制备的8YSZ陶瓷层构成适用于海洋环境的多层结构耐蚀隔热涂层体系。利用FE-SEM分别观察喷涂态粘结层和陶瓷层的表面、横截面形貌,通过EDS分析涂层元素分布;利用XRD分析表征涂层的物相组成;借助万能材料试验机,采用拉伸法测试涂层结合强度;利用热循环试验和焰流冲刷试验测试涂层的耐高温性能。结果微观分析表明,冷喷涂制备的NiAl复合打底层和Ni CoCrAlY粘结层形貌致密,涂层材料未发生明显氧化,颗粒变形程度不一,粘结层与基体间的结合强度约为18.4 MPa,粘结层与8YSZ陶瓷层界面结合紧密。陶瓷层物相结构和成分稳定,涂层经12次热震循环和1000个周期的高温焰流冲击后,表面未出现开裂、起皮和脱落。结论采用冷喷涂法和等离子喷涂法联合制备的耐蚀隔热复合涂层体系具备良好的耐热性和耐腐蚀性。冷喷涂制备的金属涂层结构致密,孔隙率低,与陶瓷层结合良好,能够有效提高涂层体系在腐蚀性环境中的耐蚀性能。NiAl复合涂层可以缓解Ni CoCrAlY粘结层和铝合金基材间的热匹配问题,增强涂层的结合性能。     

Enhancement of Service Life of Steam Generating Tubes in Oil-Fired Boiler for Power Generation Employing Plasma Spray Technology

The effects of Ni-50 mass% Cr alloy coating, that is plasma-sprayed onto the fire-side of steam generating tubes in a heavy oil-fired boiler, on the high temperature corrosion resistance were examined. One of the severe environments in the industrial manufacturing facilities, where thermal sprayed coatings are employed, is the high temperature corrosion such as the oxidation, sulfidation, and low melting fuel ash corrosion in the fire-side of boiler tubes. In the fossil fuel-fired steam generating boiler facilities, the degradation or failure of steam generating tubes that were derived from the contaminants in a lower grade fuel have often occurred. The situation of degradation of the water evaporator and superheater tubes and corrosion-preventing effects of plasma sprayed coating are described. The enhanced effects of plasma sprayed Ni-50 mass% Cr alloy coating for the suppression of hot corrosion failure of the steam generating tubes of boiler are summarized.     

等离子体喷涂纳米结构YPSZ涂层腐蚀行为研究

研究采用等离子体喷涂制备纳米结构YPSZ涂层。通过X射线衍射分析、扫描电子显微镜对纳米结构YPSZ涂层的耐腐蚀性与涂层的微观组织结构的关系进行研究。结果表明：由于涂层孔隙尺寸的降低，孔隙率的增大使纳米结构YPSZ涂层的耐盐腐蚀性能降低，耐高温腐蚀性能提高。纳米结构涂层经过盐腐蚀或高温腐蚀后纳米晶粒明显长大，并出现微小的晶格变化及相转变现象。     

钛合金表面激光熔覆陶瓷涂层的研究进展

针对钛合金在实际应用过程中存在硬度低、耐磨性差、高温易氧化以及生物活性低等问题,国内外学者利用陶瓷材料较高的硬度、优异的耐磨性和高温抗氧化性能的特点,以及激光熔覆技术可以实现涂层与基材的冶金结合,较高的冷却速率使涂层内部晶粒得到细化的优势,开展了钛合金表面激光熔覆陶瓷涂层的广泛研究。首先简要概括了钛合金表面激光熔覆陶瓷材料的特点,介绍了在激光熔覆过程中常见的陶瓷材料以及所具备的特殊性能。从陶瓷涂层制备方式和陶瓷材料体现的功能两个方面,综述了国内外的研究特点、现状和进展。对比分析了激光制备纯陶瓷涂层、激光制备陶瓷与金属合金复合涂层、激光原位合成陶瓷复合涂层、激光制备陶瓷梯度涂层的优缺点。介绍了在钛合金表面激光熔覆耐磨涂层、高温抗氧化涂层、耐蚀涂层和生物涂层的进展,分析了陶瓷材料在提高相关性能时所发挥的作用。最后针对钛合金表面激光熔覆陶瓷材料存在的问题,对钛合金表面激光熔覆陶瓷涂层未来的发展趋势进行了讨论与展望。     

铝合金焊接区喷射式微弧氧化陶瓷层耐腐蚀性研究

目的研究喷射式微弧氧化对改善铝合金焊接区耐腐蚀性能的可行性。方法使用自行研制的喷射式微弧氧化设备,在铝合金焊接区表面制备一层陶瓷膜,并在同等参数下制备一层浸入式微弧氧化陶瓷层进行对比。通过扫描电镜观察陶瓷膜表面和截面的微观形貌,并对陶瓷膜截面进行元素分析;分别利用铜加速盐雾腐蚀实验和动电位极化实验检测陶瓷膜的耐腐蚀性能,分析陶瓷膜的耐腐蚀性能。结果两种方法制备的陶瓷膜微观形貌相似,表面都有许多"火山口"状产物并伴有裂纹,截面疏松多孔,主要元素为Al和O;经240 h盐雾腐蚀后,3种试样均有不同程度的腐蚀,其中铝合金焊接基体腐蚀最严重,浸入式、喷射式次之,其腐蚀失重率分别是0.0072,0.0039,0.0023 g/cm2;极化曲线显示,铝合金基体、焊接基体、浸入式陶瓷膜、喷射式陶瓷膜腐蚀电位分别为-0.794,-0.742,-0.615,-0.578 V,耐腐蚀性依次增强。结论喷射式微弧氧化陶瓷层耐腐蚀性能表现较好,基本达到制备要求,在不适于浸入式微弧氧化的条件下可采用喷射式方法处理。     

316L表面制备Ni-Al系金属间化合物层的耐铅铋腐蚀性能

利用激光熔覆技术在316L不锈钢表面熔覆一层Ni60合金粉末,采用热喷涂技术在Ni60合金涂层表面制备纯Al涂层,再通过620 ℃×5 h高温扩散试验,使Ni60合金涂层和纯Al涂层中间生成Ni-Al金属间化合物。最后把制备有Ni60合金和Ni-Al金属间化合物涂层试样置于液态铅铋合金中进行400 ℃×500 h腐蚀试验。采用SEM,XRD对金属间化合物涂层腐蚀前后的表面、截面的形貌、物相组成及元素分布进行测试,分析Ni60合金涂层和金属间化合物涂层在400 ℃液态铅铋合金中的腐蚀情况。试验结果表明,经过高温扩散试验,试样表面生成了一层由Ni3Al,NiAl等组成的Ni-Al系金属间化合物;经过400 ℃液态铅铋合金腐蚀试验,Ni60合金涂层表面腐蚀较为严重,表面大量金属元素被氧化、溶解,在试样表面形成了不连续金属氧化物和腐蚀坑;Ni-Al金属间化合物涂层被氧化成为稳定的金属氧化物涂层,可以有效阻止Pb,Bi,O等元素渗透进入基体,提高316L的耐液态铅铋腐蚀性能。创新点： 利用激光熔覆、热喷涂、高温扩散相结合的方法制备了金属间化合物,并研究了金属间化合物涂层在液态铅铋合金中的腐蚀情况。     

等离子体喷涂纳米结构YPSZ涂层腐蚀行为研究

研究采用等离子体喷涂制备纳米结构YPSZ涂层.通过X射线衍射分析、扫描电子显微镜对纳米结构YPSZ涂层的耐腐蚀性与涂层的微观组织结构的关系进行研究.结果表明由于涂层孔隙尺寸的降低,孔隙率的增大使纳米结构YPSZ涂层的耐盐腐蚀性能降低,耐高温腐蚀性能提高.纳米结构涂层经过盐腐蚀或高温腐蚀后纳米晶粒明显长大,并出现微小的晶格变化及相转变现象.     

冶金严苛服役环境中热喷涂技术的应用现状及展望

以超音速火焰喷涂、大功率等离子喷涂等为代表的先进热喷涂技术,已成为冶金行业关键装备及部件在严苛服役环境下实现高温耐磨、耐腐蚀、抗结瘤、隔热等多功能化的关键技术.概述了不同热喷涂技术的基本原理及涂层特性,进而详细论述热喷涂技术在服役于严苛环境中的冶金关键设备(如连铸结晶器铜板、热镀锌铝锅组件及高温炉辊等)上的研究现状及应...     

镁合金表面等离子喷涂Al2O3-TiO2陶瓷涂层的耐腐蚀性研究

采用等离子喷涂技术在AZ31镁合金表面制备Al2O3-13％TiO2陶瓷复合涂层,对涂层的微观组织进行了观察分析,测试了涂层的表面硬度.通过极化曲线和浸泡腐蚀试验,对比研究了镁合金基材及喷涂陶瓷涂层的试样在5％ NaCl溶液中的耐腐蚀性能.结果表明:涂层镁合金试样的硬度和耐腐蚀性优于基体镁合金,但当腐蚀液透过涂层孔隙时...     

镁合金表面冷喷涂技术研究进展

归纳和总结了国内外镁合金冷喷涂技术最新研究进展,介绍了镁合金冷喷涂Al-Zn、纯Al、Al基复合涂层、Al基非晶涂层、Zn基合金、Ni、不锈钢涂层等的耐腐蚀性.讨论了工艺参数(如压力、温度)以及喷涂材料的选择,涂层对镁合金防腐蚀性能的影响,展望了未来镁合金在汽车、航空航天轻量化方面的发展.