汽轮机叶片防水蚀超音速现场喷涂技术研究及应用

基于便携式超音速喷涂设备,采用超音速火焰喷涂(HVOF)技术制备抗水蚀涂层,测试涂层的金相组织、孔隙率、硬度、结合强度和耐盐雾腐蚀等性能,筛选出最优化工艺,用于叶片喷涂试验乃至最终投产。结果表明:超音速火焰喷涂制备的NiCr-Cr_3C_2金属陶瓷涂层均匀致密,孔隙率小于1.5%,硬度为700HV～1200HV0.3,结合强度大于50MPa;叶片喷涂试验各项指标与试片一致,涂层封孔后耐盐雾腐蚀性能优异。该技术已经应用于机组改造项目叶片现场喷涂。     

电弧喷涂工艺对流化床锅炉受热面耐磨涂层性能的影响关系研究

采用电弧喷涂在不同工艺参数下制备了循环流化床锅炉水冷壁用耐磨涂层,并对其显微硬度和耐磨性能进行表征。结果表明随电弧电流的降低,喷涂中飞行颗粒的熔融状态下降,堆垛沉积后导致涂层疏松不致密从而使涂层的显微硬度降低。同时未熔融粒子撞击基体形成涂层的附着力减小进而结合强降低、耐磨性能也恶化。此外涂层内由于未熔融粒子飞溅容易引起大量气孔和裂纹等缺陷,使得锅炉烟气中大量的CO、H2、SO2、HCl等腐蚀气体扩散到涂层内也会加剧涂层的冲蚀磨损。因此为获得综合性能优异的防护涂层,应保持较高的喷涂电弧电流,实验中250A时制备的涂层性能最佳。     

电厂锅炉水冷壁防护涂层的抗高温腐蚀性能研究

根据火电厂锅炉的运行工况,采用高温涂盐试验对高速电弧喷涂技术制备的FeCrAl涂层和高镍铬合金涂层进行耐高温腐蚀性能试验,并通过金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射、能谱分析等手段对涂层在熔盐环境下腐蚀前、后的性能和腐蚀机理进行研究.结果表明,FeCrAl和高镍铬合金涂层均具有良好的抗高温腐蚀性能,非常适合于做火电厂锅炉水冷壁防护涂层.     

R20型燃气轮机在焦炉煤气下导向叶片高温防护涂层研究

利用超音速火焰喷涂技术制备了3种抗高温腐蚀和冲蚀的涂层。对3种涂层的抗冲蚀和高温氧化性能做了预研究,然后选出性能较好的进行了现场装机试验。结果表明:超音速火焰喷涂制备MCrAlY+Al_2O_3(机械混合)涂层与NiCr+Cr_3C_2涂层抗高温氧化腐蚀与抗冲蚀性能较好,850℃+100h条件下基本没有氧化,可以作为现场试验涂层之一;R20型燃气轮机在焦炉煤气下导叶涂层综合性能由好到差排序为:MCrAlY+Al_2O_3涂层NiCoCrAlYTa涂层NiCoCrAlY涂层NiCr+Cr_3C_2涂层;对于气质较差的焦炉煤气,MCrAlY+Al_2O_3涂层可以延长叶片使用寿命约3000h。     

过度铝化的MCrAlY涂层的机械性能分析

《ASME Journal of Engineering for Gas Turbinesand Power》2005年10月号比较了过度铝化的MCrAlY热障涂层的机械性能，该涂层是为了防止在燃气轮机部件范围内的高温腐蚀和氧化利用真空等离子喷涂过程涂敷的。     

炉内喷涂高温纳米陶瓷材料涂层对锅炉性能的影响研究

沾污和结渣是电站锅炉当前面临的一大难题。高温纳米陶瓷材料涂层具有耐高温腐蚀、耐磨损、抗沾污结渣等工艺性能。通过试验研究了炉内喷涂高温纳米陶瓷材料涂层对锅炉性能的影响。试验结果表明:炉内喷涂高温纳米陶瓷材料涂层能够提高炉膛传热性能,减轻沾污和结渣,减少减温水量的投入。     

制备新型高温受热面防磨涂层的实验研究

采用超音速电弧喷涂技术,在锅炉受热面常用钢材T91钢表面制备出耐磨损的复合涂层。对制备的耐磨涂层进行了涂层结合强度实验、XRD分析和涂层高温冲蚀实验,实验结果表明:采用超音速电弧喷涂技术制备出的耐磨涂层,不仅具有较高的耐磨性而且具有优异的抗高温冲蚀性能,适用于锅炉高温受热面的防护。为锅炉设备的受热面采用防磨涂层提供了理论依据。     

陆用燃气轮机HVOF喷涂层的经济效益

ＭＣｒＡｌＹ涂层广泛应用于改善陆用燃气轮机叶片和叶片的抗高温、耐热腐蚀性能。此外,使用诸如ＩＮ７３８ＬＣ或ＩＮ９３９之类的Ｎｉ基超合金进行表面修复,对于重新装配的叶轮和叶片来说,在某些情况下是必须的。过去,这类涂层绝大多数是用真空等离子喷涂（ＶＰＳ）或低压等离子喷涂（ＬＰＰＳ）来制备的,而在最近几年,这类涂层对高速氧燃料喷涂（ＨＶＯＦ）的兴趣在不断增加,这是因为对薄涂层和小零件来说,由于工艺简单而使这种方法具有较低的成本,并且由于较高的粒子速度和较低的火焰温度使其涂层质量可以与ＶＰＳ喷涂的优质涂层相比。本文首先给出了应用ＨＶＯＦ喷涂作为叶片和叶轮表面修复涂层的结果,并与ＶＰＳ涂层进行了包括成本核算、弯曲试验、热冲击试验、金相和氧分析等的质量比较。     

未来高性能发动机活塞环的热喷涂发展

等离子喷涂由于适用材料广泛，能够满足许多摩擦学性能，因而在欧洲得到极大的发展。喷涂参数对于改进涂层结构，从而改进涂层磨损、结合力、内聚力及耐腐蚀性能非常重要。首先研究了喷涂用等离子气体，然后通过试验优选了所有喷涂参数。除喷涂参数外，粉末成份对涂层摩擦学性能也有较大影响。为降低活塞环-缸套摩擦副磨损，对几种粉末进行了对比试验。通过理想化试验与发动机试验相结合，表征了一些钼基涂层的摩擦学行为。     

等离子涂涂层结合情况的评价

等离子喷涂涂层的结合情况用断裂力学方法并结合机理以深入研究，这样，变形能对于附着破坏或粘结破坏形式的释放可能与涂层的显微结构特性有关，涂层薄层的塑性变形和液滴与基体间，或与先前固化的材料之间的接触效果是决定涂层性能的重要因素。     

等离子喷涂-物理气相沉积(PS-PVD)制热障涂层(TBCs)抗燃气热腐蚀性能研究

文章分析了等离子喷涂-物理气相沉积(PS-PVD)TBCs的抗燃气热腐蚀性能。结果表明:高温合金(Mar 247)直接暴露在燃气热腐蚀环境下腐蚀最严重,平均失重速率达2.035 9 g/m~2·h;涂覆MCrAlY涂层后, MCrAlY涂层腐蚀平均失重速率为0.157 8 g/m~2·h,基材未被腐蚀得到保护;涂覆TBCs(MCrAlY+8YSZ)后, MCrAlY/YSZ涂层未出现腐蚀剥落现象,抗燃气热腐蚀效果最好。     

等离子喷涂铝硅-聚苯酯涂层工艺及性能研究

采用大气等离子喷涂(APS)的方法制备铝硅聚苯酯封严涂层。通过正交试验,以结合强度为判据,优化了铝硅聚苯酯涂层等离子喷涂工艺参数,研究了涂层的结合强度、硬度、孔隙率等性能。结果确定优化的工艺参数为:电弧电流500A、主气流量75 L/min、辅气流量7 L/min、喷涂距离120mm。在优化的喷涂工艺参数下获得的涂层结合强度达到6.5MPa,孔隙率为8.3%,硬度在52-55 HR15Y,具有良好的抗老化性能,为实际生产提供了依据。     

20G钢管表面激光熔覆非晶合金复合涂层的耐腐蚀性能试验研究

利用激光熔覆技术在20G钢表面熔覆合金涂层，分析了激光熔覆层的微观组织，利用高温腐蚀试验和烟气模拟腐蚀试验测试激光熔覆层的耐腐蚀性能。结果表明：细小晶粒与有较高韧性的非晶相夹杂并弥散于金属间化合物的复合组织具有良好的抗高温腐蚀、抗烟气腐蚀性能，可应用于垃圾焚烧锅炉受热面，改善其表面的耐腐蚀性能。     

超音速火焰喷涂（HVAF）与大气等离子喷涂（APS）Cu-36Ni-5In涂层性能研究

文章从显微硬度、杯突性能、结合强度和微观组织结构等方面对比分析了超音速火焰喷涂（HVAF）和大气等离子喷涂（APS）制备Cu-36Ni-5In涂层。结果表明：HVAF涂层微观组织结构较APS涂层更均匀致密,APS涂层呈现明显的层状组织结构,且有少量的孔隙;两种涂层显微硬度均在HV130—180范围内;HVAF涂层较APs涂层有更好的韧性和结合力,HVAF涂层平均结合强度高达42．IMPa,较APS涂层高约10MPa。     

新型金属陶瓷涂层在锅炉上的应用研究

我们通过对锅炉的磨损和腐蚀特性分析，优化耐磨和防腐涂层材料和工艺，制备出综合性能优异的金属陶瓷涂层，涂层与基体结合强度高，工艺对基体性能无影响，涂层耐磨性能为基体的十多倍，金属陶瓷涂层是解决循环流化床锅炉及其它磨损问题的一种新方法，该方法即经济又可靠，有着广阔的应用前景。     

等离子喷涂耐蚀涂层在罗茨风机修复上的应用

大型化工企业的关键设备罗茨风机，在长期工作后因腐蚀而降低生产效率，本文就用等离子喷涂技术对其修复进行试验探讨，重点介绍了涂层材料选择，工艺试验，工装准备及喷涂过程，得出了修复后使用效果良好的结论。     

电爆炸喷涂技术在440 t/h CFB锅炉上防磨的应用

本文针对华能济宁发电厂#5炉内磨损严重的金属部件,分析了金属件的磨损机理,并采用电爆炸喷涂技术,在磨损最严重的风帽及水冷壁区域定向喷涂制备NiAl/TiC复合涂层,来强化防磨;与电弧喷涂作比较,介绍了此涂层的众多优越性能,如：涂层与基体为冶金结合;涂层本身硬度大;涂层喷涂均匀细密且薄,与管壁表面能平滑过渡,不损伤金属部件内部金相组织;大大延长了金属使用寿命,此技术已在多个电厂推广应用.     

宏观粗化基体上等离子喷涂TiC涂层的热冲击抗力

对宏观粗化基体上等离子体喷涂的ＴｉＣ涂层的热冲击力与喷砂基本上等离子体喷涂的ＴｉＣ涂层的热冲击抗力进行了对比研究，宏观粗化限制收缩应力，增加结合面积并产生了涂层内薄层间的褶皱强化，已进行机械振动和热冲击试验及其数学模化，在宏观粗化的基本上体喷涂的涂层抗力之所以提高可能是由于薄层的皱或波纹以及热应力的特殊分布所致。     

HVAF喷涂粘结层与APS喷涂陶瓷层热障涂层体系热力学性能研究

文章首先在重型燃机透平动叶用镍基高温合金IN738基体材料上,采用空气助燃超音速火焰喷涂(HVAF)和大气等离子喷涂(APS)工艺分别制备TBCs的粘结层和陶瓷隔热层;然后针对所制备涂层的表面形貌和微观结构、高温抗氧化性能、高温热循环性能、结合强度、杯突性能等进行了研究,分析了影响TBCs涂层的耐久性和可靠性的因素。研究结果表明,此种方法所制备的TBCs性能优异。     

耐高温磨蚀涂层在循环流化床锅炉中的应用

循环流化床锅炉是一种节能、环保的新型锅炉 ,但却存在着磨损、腐蚀非常严重的问题。大量研究表明 ,表面涂层技术是解决循环流化床锅炉高温磨蚀问题的一种最经济有效的方法。综述了目前国内外常用的几种循环流化床锅炉耐高温磨蚀涂层 ,对各种涂层的研究应用现状、性能等作了简要分析。结果表明 ,高铬合金涂层和金属 /陶瓷复合涂层以及高速电弧喷涂粉芯丝材工艺具有广阔的应用前景。