热喷涂技术在热电厂应用概况（二）

点击数：1021发布时间：2022-05-24 00:00:00　

三、热电厂磨煤机系统耐磨涂层的推广应用

我国火力电厂以燃煤锅炉为主，制造煤粉是电厂的主要工序之一。磨煤机系统是制煤粉和输送煤粉的重要设备，长期处于严重的磨损状态。如何延长磨煤机及输煤粉系统设备的使用寿命，一直是电厂比较关注的重要问题。随着耐磨材料及热喷涂、堆焊工艺技术的发展，为提高磨煤机械使用寿命创造了良好的条件。但有些材料和工艺技术虽然能满足耐磨的需要，由于价格昂贵，操作上又不易现场施工，给应用带来一定困难。 目前，对磨煤机和送煤粉管道修复与强化的主要方法有： 1.镍基碳化钨（Ni60+30Wc）喷焊层 　　Ni-Cr-B-Si70%  Wc30% 　　焊层硬度HBC≥58~60，Wc硬度HRC≥73，适用于700℃以下磨粒磨损部位。 2.药芯焊丝CO2气保焊 　　由于药芯焊丝成分可调整，在粉芯中加入适量C、Mn、Mo、Cr等合金元素，提高硬度和耐磨度，焊层硬度可达HRC≥55以上，其使用寿命显著提高。 3.Fe-05焊块碳弧焊 　　Fe-05粉块堆焊材料的特点 　　高碳高铬铁基合金具有优越的耐磨粒磨损性能，同时也具有一定的抗腐蚀性，目前在世界上已得到广泛的使用。国内外已成功地用于各种磨煤机、矿石破碎机、水泥磨机、抛丸机、水轮机、泥浆泵等严重磨损的零件上获得了显著的经济效益，Fe-05焊块堆焊层硬度HRC＞60，通过磨损试验，较65Mn钢淬火试样高12倍左右，较堆256焊条堆焊层可高5~30倍，在制砖机绞龙叶片生产考核中寿命提高3~10倍。已在石景山发电厂、富拉尔基电厂、石家庄热电厂、军粮城等电厂得到了成功的应用。

四、热喷涂技术在修复汽缸结合面中的应用

汽轮机是火力发电设备的主机之一，国内已投产的大中型汽轮机不下数百台，随着电力工业的迅速发展，近几年，每年都有500万kW的新汽轮机发电机组投入运行，汽轮机的运行台数在逐年增加。

在运行的汽轮机中，除少量的低温低压机组我，主要是中温中压、高温高压和超高压三种类型的机组。它们使用的蒸汽温度在436~535℃之间，蒸汽压力为3.5~13.7MPa。这种高温高压的工况条件及长期运行使设备产生老化，致使相当一部分汽轮机的结合面产生变形，出现泄漏现象，造成蒸汽损耗增大，汽缸真空下降，直接危及汽轮机的安全运行，有时不得不停机进行大修。 　　多年来，一些科研部门和火电厂的技术人员，都在研究探索解决汽缸结合面变形处理的技术及工艺方法。曾采用补焊和大面积人工修刮，以及更换汽缸结合面螺栓材质，增加螺栓紧力的办法消除漏气，但效果均不理想。

最近几年来，由于热喷涂技术的推广和应用，为解决汽缸结合面的泄漏提供了新的工艺方法。实践证明，采用喷涂工艺修复汽缸结合面变形是成功的，较好地解决了这个存在多年的重大技术课题。 主要工艺方法：采用氧乙炔火焰金属粉末喷涂或电弧喷涂，结合强度高，硬度适中易刮削的涂层，现场制定喷涂及修复方案。

主要应用实例： 1.略阳发电厂汽缸结合面的喷涂修复

略阳发电厂安装的国产N75-90型汽轮机，自1974年12月投产以来一直存在汽缸结合面泄漏的问题，随着运行时间的推移，结合面变形增大，泄漏越加严重。1981年7月停机待修，10月该厂采用新的喷涂工艺方案对3号机汽缸结合面进行修复。汽缸结合面经喷涂修复后，汽轮机在稳定50MW负荷下漏气压力为“0”，经过7664h的运行考验，到1984年6月揭缸检查，喷涂部位完整无损。该机运行到目前没有脱落现象。实践证明，喷涂工艺方案是成功的。

2.韩城发电厂汽缸结合面的喷涂修复

韩城发电厂安装的国产N125-135／550型汽轮机，自1979年投产后汽缸结合面逐渐变形，泄漏日趋严重，1984年5月停机大修。经冷态检查测量（紧1／3螺栓），结合在变形严重，变形面积达87％，高中压内缸最大间隙0.95mm，低压外缸最大间隙达2.8mm。大修中采用新的喷涂工艺方案，对汽缸结合面进行了喷涂修复，在局部位置试用了刷镀工艺。喷涂层的最大厚度达3.3mm。该机喷涂修复后，汽缸结合面泄漏消除，低压缸真空严密性由大修前的每分钟下降2.3kPa，提高到每分钟下降0.26kPa；排气缸真空由大修前的87kPa，提高到92kPa，运行到现在未发生泄漏。经揭缸检查，喷涂层完好。韩城发电机汽轮机汽缸结合面的喷涂成功，不仅证明国产喷枪和粉末的可靠性，同时证明新的喷涂工艺方案是可行的，对高压大型缸体结合面大面积的喷涂修复也是适用的。

3.河南电力安装公司采用喷涂与刷镀结合的方法，也成功地修复了汽缸结合面。

4.北京高井发电厂高压汽缸结合面，2004年2月大修时，发现严重泄漏，采用电弧喷涂技术进行修复，获得成功。

5.平顶山发电厂高、中、低汽缸结合面，2005年1月大修时，发现严重泄漏，采用电弧喷涂技术进行修复，获得成功。

6.辽宁清河发电厂高、中、低汽缸结合面，2005年6月大修时，发现严重泄漏，采用电弧喷涂技术进行修复，获得成功。

五、热电厂给排水系统、输变电结构，锌、铝及其合金长效防护涂层的推广应用

由于钢铁结构件长期处在各种气氛（包括海洋、工业城市、田野、矿井）、不同水质（海水、淡水）的浸渍和不同介质的浸蚀环境中，均受不同程度的腐蚀。据资料介绍，全世界每年生产的钢铁约有十分之一变成铁锈，大约有30％的钢铁设备因腐蚀而失效。工业发达国家，每年由于金属腐蚀造成的直接经济损失占国民经济总产值的2~4%，我国这方面的损失每年也达数百亿元。

热喷涂锌、铝及其合金涂层，外加封闭处理，就可以制备长效防护复合涂层。有效防护期一般可达20~30年，最长有效记录国外已有60年之久的记录。随着我国热喷涂技术的发展与提高，锌、铝及其合金涂层将逐渐取代了传统的刷油漆工艺，在某些领域里应用热喷涂锌、铝涂层也代替了一部分热浸锌工艺。因此，大力推广应用锌、铝长效防护复合涂层意义重大。 锌、铝涂层的防护机理研究表明，钢铁件在大气和水介质中由于电化学腐蚀原因，在没有保护的情况下，碳钢的平均腐蚀速率比锌高5~20倍，比铝高40~100倍。采用普通的油漆防护时，由于漆膜与钢铁基体的粘附强度低，耐冲刷和颗粒磨损能力低，使用过程中老化变质等原因，往往容易造成局涂层脱落、损失，而使钢铁基体锈蚀，导致油漆层大面积起泡脱落，致使短期内防护失效。 表6 碳钢、锌和铝在各种大气中的腐蚀速率 材料 平均腐蚀速率（μm/年） 乡村大气 城市大气 工业区大气 海洋大气 碳钢 4~65 23~71 26~175 26~104 锌 0.2~3 2~16 2~16 0.5~8 铝 0~0.1 1 　 0.4~0.6 注：质量损失法测得热喷涂锌、铝涂层对钢铁基体有双得保护作用。 　　一方面，可以象涂料那样（尤其是经过封闭处理的涂层）起着物理覆盖作用，将钢铁与水和空气腐蚀介质隔离开来，从而起到防护作用；另一方面，当涂层有孔隙、裂纹、或局部损坏时，由于锌和铝的电化学性能比较活泼，电极电位比铁低，在这个腐蚀电池中，锌或铝是负极，铁则为正极，锌、铝失去电子，变成离子进入电介质溶液中而被腐蚀，其自由电子流向钢铁，使钢铁极化而受到保护。

由于热喷涂时锌或铝呈熔融液滴喷射到经过糙化处理的钢铁表面上，熔滴有较大的热能，获得比有机涂层更牢固的结合强度，而且耐磨不会老化，因而具有更长的保护周期。 　　铝是一种活性很强的金属，很容易与氧结合，生成一层致密、坚硬的氧化保护层，有效地防止铝涂层进一步氧化。而且喷涂过程中，铝变成负电性更强的活化状态，能更好地对钢铁基体起阴极保护作用。由于喷涂层存在一定孔隙，因此喷涂后采用低粘度涂料，对涂层进行封孔处理并加一、二道面漆，成为以金属为基础的复合涂层，将进一步显著提高涂层防蚀能力，延长防护周期。锌、铝及其合金涂层已在许多电厂输变电结构及给排水钢管道大型工程中应用。 主要应用实例：天津发杨柳青电厂、秦皇岛热电厂、包头达奇电厂、丰镇电厂、河北三河电厂、蓟县发电厂等全国十几个发电厂的输变电站的钢结构的长效防腐都采用了该项技术。