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水冷壁超音速电弧喷涂丝材PS45说明

发布者:武汉市东臻科技有限公司 阅读:18950

金属合金丝材说明

锅炉四管专用防腐防磨喷涂丝(PS45)基本性能介绍
  火力发电厂锅炉四管(水冷壁管、过热器管、再热器管、省煤器管)的高温氧化、硫化物腐蚀、粉尘冲刷等问题长期严重地影响着火力发电厂的正常运行。PS45是美国TAFA公司和 瑞典 Kanthal 发展公司为解决火力发电厂燃煤锅炉四管高温腐蚀、冲蚀及造纸工业用黑液锅炉水冷壁管严重的高温氧化、硫化腐蚀、冲蚀生产的高铬镍基电弧喷涂丝, PS45制备的涂层性能得到了国际同行的赞许。被称为1980 年代以来电弧喷涂在工业上最成功的应用。国内重庆珞璜电厂在1996年已使用PS45(PS45)制作了防腐、耐磨涂层,据施工单位报导,到 2001 年底涂层使用良好。
PS45喷涂丝特点如下:
名义成分:Cr:42%-45% ,Ti <1% ,Ni 余量。其制备的涂层表面在高温下可形成一层高致密度的Cr2O3氧化膜,抗硫化物腐蚀能力为碳钢的60倍。可在接近980℃的高温下抵抗锅炉工作中产生的腐蚀性(硫、钒)气体的侵蚀。涂层使用24个月后厚度基本上没有变化。平均剥蚀速度<0.0127mm/年,可使四管使用寿命延长至5年以上。 涂层与碳钢热膨胀系数相近 , 可防止涂层脱落。涂层与基体之间产生自结合效应。涂层孔隙率:< 1%.无贯穿孔洞。
(一)、金属合金丝材说明
   1、PS45金属合金丝材超音速电弧喷涂采用抗高温腐蚀,硬度特别高、耐冲刷磨损和抗高温氧化性能优异的金属陶瓷丝材,是一种非晶金属态产品,基中Ni元素具有良好的延展性,使涂层与锅炉管有着几乎相同的热膨胀系数,避免了由于热应力引起的涂层开裂和剥落;Cr2C3在高温下化学性能稳定,硬度没有明显变化,且具有一定的拒高温融熔玻璃体附着性能即抗结焦性能;所含自融性介质,较一般合金更易雾化,参与制作的涂层细腻,孔隙率低,是所有金属合金中应用于制作高温涂层的最佳选择。喷涂完后由于涂层中还含有残留的部分自融性材料,涂层运行一段时间后,由于受热而与基材间形成了一种亚冶金结合结构,从而结合强度更高,特别耐磨。该金属合金陶瓷材料热导率与锅炉钢材料热导率相近,且厚度不到1mm,因此不会影响传热效果。
   2、PS45金属合金丝材是一种新型耐高温氧化、硫、碱、碱化物和碱金属盐等的腐蚀以及耐冲刷磨损的预合金型涂层材料,在高温下形成致密的氧化膜物质Cr2O3,具有绝好的腐蚀介质屏蔽作用;其中所含的Ni元素具有良好的延展性,使涂层与锅炉管有着几乎相同的热膨胀系数,避免了由于热应力引起的涂层开裂和剥落;所含自融性介质,较一般合金更易雾化,参与制作的涂层细腻,对基体粘结性高、自粘性强、孔隙率低等,是所有金属合金丝材中应用于制作高温防腐涂层的最佳选择。喷涂完后由于涂层中还含有残留的部分自融性材料,涂层运行一段时间后,由于受热而与基材间形成了一种亚冶金结合结构,从而结合强度更高,为目前国内市场上同类产品中最理想的材料,用其作水冷壁高温防腐材料,能起到很好的防高温氧化、硫化腐蚀等作用。其膨胀系数与锅炉钢系数相近,故在冷热交变的工况下,不会起皮、开裂,结合牢固;热导率与锅炉钢材料热导率相近,且厚度不到1mm,因此不会影响传热效果。喷涂粒子到达工件表面仅120℃左右,不会改变工件表面的结构和性能,故涂层后不影响原受热面管材的理化性能。
PS45涂层与两种锅炉四管常用涂层性能比较
喷涂材料 /工艺
热疲劳强度 (700℃×15min)
冲刷失重(g)
结合强度
(MPa)
PS45/电弧喷涂
空冷 10次+水冷5次
涂层完好无损
0.1915
41.9
0.1937
42.5
0.2163
48.8
NiCr+Cr 2 C 3 /火焰喷涂
空冷 10次涂层完好,水冷1次
既出现 3mm×3mm脱落
0.8431
18.6
1.1252
22.2
1.2536
25.0
NiCrBSi/火焰喷涂
空冷 10次+水冷5次
涂层完好无损
0.8165
16.8
0.8466
21.0
0.9076
30.4
 
  目前国际上应用于锅炉等高温热腐蚀保护的标准主要有 :
(1) 美国焊接学会标准AWS C2.3-54T:应用喷涂铬合金涂层来防止钢铁的热腐蚀。
(2) 英国国家标准BS 2569: Part2: 对在高温腐蚀和氧化下的钢铁提出喷涂合金涂层。
  两标准均规定镍基高铬合金是锅炉管道有效的防高温腐蚀和耐磨涂层。
  镍基高铬合金涂层避免了铁基铬合金 885脆裂现象。(铁铬合金达到885 ℉ (474℃ )时合金会出现脆裂或龟裂实验的著名理论)腐蚀介质将通过裂纹进入涂层,腐蚀基体,造成涂层脱落。
  用电弧喷涂制备 PS45涂层是提高锅炉四管使用寿命的一种比较好的方法,它有与锅炉四管材料相似的热膨胀系数,能与基体产生冶金结合,并在基体表面形成一层致密、均匀、完整的耐高温腐蚀、抗高温冲刷的涂层。它与其它喷涂方法相比具有经济、灵活、可靠、效率高、污染少等优点。
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