電弧噴涂技術(shù)方案

水冷壁防磨噴涂技術(shù)方案1噴涂材料及主要技術(shù)指標(biāo)：水冷壁防磨噴涂采用打底材料和耐磨合金材料分別為CL—302和CP—302A，再用高溫耐磨CCS專用封孔劑進(jìn)行封孔。1、CP—302A涂層主要技術(shù)指標(biāo)：結(jié)合強(qiáng)度：70Mpa內(nèi)聚強(qiáng)度：三260Mpa噴涂粒子速度：±400m/s硬度：三HRC55（500?1000HV0。1）噴涂距離:200-300mm孔隙率：W1%使用溫度：1500C導(dǎo)熱系數(shù)：60W/M*K抗沖蝕性：1.09xl0「4cm3/h(900?400°C、1000g200目A12O3、600s)抗高溫氧化性：1.63x10—^4mg/(mm2。h) (800C、100h)熱膨脹系數(shù)：12x10—6C—1(0~800C)耐介質(zhì)性（H2SO4、HC1、NaOH、NaCl）：優(yōu)噴涂工件溫度：W100C涂層總厚度:0。5?0.6mm 使用壽命：三4年噴涂工作層絲材CP-302A化學(xué)成分序號(hào)噴涂種類噴涂材料牌號(hào)成分含量1超音速電弧噴涂CP—302ACr：15-20%；B:10—18%；Ni:3-8%；稀土少量，F(xiàn)e余量噴涂打底絲材CL-302化學(xué)成分序號(hào)噴涂種類噴涂材料牌號(hào)成分含量1超音速電弧噴涂CL—302AL：4—6%；Ti：0。3-1。0%;Ni余量3、所用材料主要性能介紹：1）、打底材料CL—302：本公司采取增加結(jié)合強(qiáng)度的方法是用本公司自行生產(chǎn)的CL-302作為打底材料，該材料的特點(diǎn)是：a、CL-302為放熱性材料，噴涂時(shí)其到達(dá)管子表面時(shí)仍為熔融狀態(tài)（因打底層僅噴0.1mm，所以不會(huì)造成明顯溫升），這可保證其與管子之間的微冶金結(jié)合和機(jī)械咬合,結(jié)合強(qiáng)度可達(dá)70Mpa；b、CL—302具很高的抗高溫氧化腐蝕能力，所以在使用時(shí)不會(huì)因結(jié)合面氧化腐蝕而造成涂層脫落。2） 、CP-302A:本公司研發(fā)生產(chǎn)的CP-302A粉芯材料由Cr、B、Si、Ni、Mn、Ti組成，該材料是專門(mén)設(shè)計(jì)用于鍋爐管道的防磨涂層材料，具有優(yōu)異的抗高溫沖蝕磨損性能，與爐管材料的匹配性好，膨脹系數(shù)相近,結(jié)合力大，硬度高，可以起到非常突出的防護(hù)效果，經(jīng)多臺(tái)鍋爐使用效果顯著。圖（1）為CP-302A涂層截面金相組織照片，圖（2）為CP-302A絲材，圖（3）為水冷壁管經(jīng)過(guò)噴砂處理后的表面形貌，圖（4）為水冷壁管表面噴涂CP-302A后的形貌，圖（5）為水冷壁管表面涂層經(jīng)過(guò)一個(gè)周期使用后的表面形貌，圖（6）為涂層與基體的結(jié)合面金相照片。（1）CP—302A,515m/s，截面，X200 （2）CP—302A產(chǎn)品圖片（3）水冷壁管?chē)娚昂蟊砻嫘蚊?（4）水冷壁管?chē)娡緾P—302A后形貌（5）水冷壁涂層經(jīng)過(guò)一個(gè)周期使用后的形貌（6）涂層與基體結(jié)合面形貌,X2003） 、CCS封孔劑：高溫耐磨抗蝕專用封孔劑是本公司研究發(fā)明的，已經(jīng)過(guò)十多年幾百臺(tái)鍋爐的應(yīng)用，性能穩(wěn)定，效果良好。在常溫下經(jīng)過(guò)12小時(shí)即可固化，經(jīng)過(guò)24?48小時(shí)養(yǎng)護(hù)可投入使用。它具有耐磨性好、耐腐蝕能力強(qiáng)等特點(diǎn)與噴涂層有良好的結(jié)合性能和抗熱震穩(wěn)定性能，絕對(duì)不會(huì)發(fā)生脫落現(xiàn)象.能有效滲透并浸潤(rùn)涂層孔隙，隨著爐溫的升高逐漸形成陶瓷化效果,使涂層更致密,能有效阻止介質(zhì)中透過(guò)微小的涂層孔隙進(jìn)入涂層內(nèi)部，從而獲得優(yōu)良的封閉效果。2施工工藝1、待噴涂表面預(yù)處理對(duì)待噴涂表面預(yù)處理可分兩步進(jìn)行。首先，用14?16目剛玉砂對(duì)表面進(jìn)行噴砂清理,去除表面的浮灰、硬灰、銹層，特別是小凹坑中的粘附物,直至完全露出金屬光澤，要求達(dá)到GB8923—88《涂裝前鋼材表面銹蝕等級(jí)和除銹等級(jí)》規(guī)定的Sa3。0級(jí)，噴砂壓力為0。6—0。8MPa;然后，對(duì)經(jīng)除銹的表面再次噴砂使表面粗糙化，以提高結(jié)合強(qiáng)度，表面粗糙度達(dá)到GB11373—89《熱噴涂金屬表面預(yù)處理通則》規(guī)定的Rz80?120微米，要求粗糙小坑分布均勻，密度不能過(guò)大。粗糙化處理同時(shí)能使表面產(chǎn)生一定的殘余壓應(yīng)力，這對(duì)提高工件疲勞強(qiáng)度有利。粗糙化噴砂壓力0.5?0.7MPa.噴砂處理用的壓縮空氣源必須是無(wú)水無(wú)油的，表面預(yù)處理后應(yīng)當(dāng)是潔凈的.噴砂后表面的活度最大，一般應(yīng)在4小時(shí)內(nèi)噴涂，否則表面很容易再次污染、銹蝕。（特別提醒：若有老涂層做表面處理時(shí)應(yīng)關(guān)注處理后的水冷壁管管壁壁厚，如處理后關(guān)閉厚度少于2/3應(yīng)更換壁管，再做防磨噴涂，以免防止爆管造成不必要的損失。）2、噴涂工藝參數(shù)2。 1超音速電弧噴涂第一層:噴涂打底層，CL—302，中速一遍，厚度約0。05—0.1mm,電弧電壓36?37V，氣壓0。5?0。7MPa，噴涂顆粒宜稍粗，使結(jié)合面產(chǎn)生微冶金結(jié)合，提高結(jié)合力。第二層：工作層，CP—302A，電弧電壓29—31V，噴涂電流由走絲速度決定，走絲越快電流越大，一般180-220A，氣壓0.6—0.9MPa，噴涂顆粒極細(xì)小，致密耐磨耐腐蝕層，厚度約為0.4-0.5mm。第三層：封閉層，CCS層，勻速二遍，起封孔保護(hù)作用，厚度約為0。1—0.15mm。3、 注意事項(xiàng)1） 噴涂過(guò)程中，噴槍與工件表面的距離（噴涂距離）保持在300—400mm，以使噴涂效果最佳。2） 噴涂移動(dòng)速度也是影響噴涂效果的關(guān)鍵,噴涂時(shí)噴涂移動(dòng)速度保持在1m/min左右，以保證涂層的均勻，并控制噴涂溫升100°C以下。4、 噴砂設(shè)備與技術(shù)說(shuō)明本項(xiàng)工程擬采用氣動(dòng)控制的噴砂設(shè)備進(jìn)行噴砂處理，由5年以上操作經(jīng)驗(yàn)的高級(jí)噴砂技工進(jìn)行噴砂作業(yè)。噴砂機(jī)如圖（8）所示.5.1噴砂作用:5。 1。1凈化（活化）表面：去除被噴表面的各種污染物，特別是油脂、污垢、氧化皮、銹層等，表面顯示均勻的金屬光澤,以利于打底材料與基體活性表面的粘附結(jié)合（機(jī)械咬合與冶金微擴(kuò)散）?工作面清潔度達(dá)到Sa3級(jí)。5.1.2粗化表面：熱噴涂涂層與基體的結(jié)合以機(jī)械結(jié)合為主，這就要求基體前處理不僅要除油除銹，還要粗化表面，使表面具有一定的粗糙度。表面粗糙度達(dá)到GB1031—1995《表面粗糙度參數(shù)及其數(shù)值》中規(guī)定的Rz60-120um.5。2活化目的：噴砂可提高工件表面活性，有利于增加噴涂粒子（Splat）與基體表面的吸附力，提高噴涂顆粒與基體的冶金結(jié)合力.5。2。1噴砂可除去工件表面的有機(jī)污雜物和氧化層，增大金屬表層晶粒的塑性變形和增加晶格缺陷,使表面處于容易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的狀態(tài)，有助于促進(jìn)噴涂顆粒與金屬表面之間的物理化學(xué)結(jié)合.所以噴砂后，應(yīng)盡快進(jìn)行噴涂，時(shí)間越短表面活化效果越好，涂層的結(jié)合質(zhì)量就越高.5。2.2工件表面經(jīng)過(guò)砂粒的反復(fù)沖擊后形成一定的殘余壓應(yīng)力，這對(duì)提高工件整體的疲勞強(qiáng)度有利；同時(shí)也對(duì)消除噴涂過(guò)程中形成的殘余熱應(yīng)力有益。5.3粗化目的：5。3。1增大噴涂層材料與基體的接觸面積，提高結(jié)合面的粘合吸附力。5。3。2增加涂層材料與基體表面的填塞嵌合和釘扎咬合作用,以加強(qiáng)涂層與基體的附著力。3超音速電弧噴涂設(shè)備與技術(shù)說(shuō)明本項(xiàng)工程采用CAS—500超音速電弧噴涂設(shè)備進(jìn)行超音速噴涂處理,由5年以上操作經(jīng)驗(yàn)的高級(jí)噴涂技工進(jìn)行噴涂作業(yè)。3。 1設(shè)備簡(jiǎn)介CAS-500型超音速電弧噴涂設(shè)備是一種以各種實(shí)心線材和特殊粉芯線材為原材料，廣泛應(yīng)用于各種表面的抗腐蝕和耐磨損處理的電弧噴涂系統(tǒng)。先進(jìn)的控制系統(tǒng)和現(xiàn)場(chǎng)惡劣條件的高適應(yīng)性使得CAS—500超音速電弧噴涂設(shè)備更具有優(yōu)勢(shì)，性能穩(wěn)定可靠、連續(xù)工作能力強(qiáng)是CAS-500的又一大特點(diǎn)，為獲得高性能涂層提供了強(qiáng)有力的保障。這個(gè)電弧噴涂系統(tǒng)符合CE-standard標(biāo)準(zhǔn),并且包括以下模塊：主機(jī)電源、可遙控送絲機(jī)構(gòu)、超音速電弧噴槍、送絲控制系統(tǒng)和氣源控制系統(tǒng).CAS—500超音速電弧噴涂設(shè)備如圖（9）所示。（8）氣動(dòng)控制的噴砂設(shè)備（9）CAS—500超音速電弧噴涂設(shè)備3.2技術(shù)簡(jiǎn)介超音速電弧噴涂技術(shù)是我司通過(guò)消化吸收國(guó)外先進(jìn)設(shè)備與自主研發(fā)相結(jié)合的金屬熱噴涂新技術(shù)。該噴涂技術(shù)采用穩(wěn)定送絲機(jī)構(gòu)不斷利用高溫電弧熔化絲材端部，并經(jīng)拉伐爾噴嘴加形成超音速氣流，再將熔化的絲材霧化成高速霧化熔滴流(Droplet)噴向工件表面形成涂層。熔滴粒子流與基材主要以機(jī)械、物理和冶金等方式結(jié)合,其結(jié)合強(qiáng)度可達(dá)70MPa以上。與普通電弧噴涂和火焰噴涂相比，超音速電弧噴涂具有更高的粒子飛行速度、更大的結(jié)合強(qiáng)度、更低的孔隙率、涂層均勻性高、致密性好，可獲得高質(zhì)量的涂層.且能做到噴涂粒子到達(dá)工作表面時(shí)工件溫升不超過(guò)100°C，所以工件不會(huì)變形。4．施工技術(shù)規(guī)范4。 1超音速電弧噴涂4。1。1施工準(zhǔn)備:4.1。1。1檢查腳手架是否搭好,是否牢固.4.1.1。 2清除管壁表面上灰塵，雜物等。4.1.1.3對(duì)管壁需實(shí)施噴涂的部位進(jìn)行全面的質(zhì)量檢查,包括管壁厚度、焊縫、澆筑料等，對(duì)于CFB鍋爐要特別注意檢查焊縫是否達(dá)到平整度要求.4。1.1.4利用現(xiàn)場(chǎng)已有條件進(jìn)行設(shè)備就位，電汽接線，氣管連接及磨料清理帆布鋪設(shè)工作。4。1。2表面預(yù)處理：表面預(yù)處理按照GB11373—89《熱噴涂金屬件表面預(yù)處理通則》進(jìn)行，其處理的好壞直接影響噴涂層的結(jié)合強(qiáng)度。4。1。2。1噴砂前,對(duì)非噴涂表面采用遮蔽帶、擋板等物件進(jìn)行遮蔽保護(hù).并在防護(hù)層邊緣預(yù)留過(guò)渡區(qū)200mm，以保證光滑過(guò)渡。4。1.2.2噴砂材料的選擇及使用：選用14—16目剛玉砂對(duì)工件表面進(jìn)行粗噴，使其表面清潔度達(dá)到Sa3。0級(jí)，然后再進(jìn)行針對(duì)性的糙化處理,表面粗糙度達(dá)Rz60—120um。噴砂區(qū)域設(shè)圍護(hù)及其它回收措施，確保不污染周?chē)h(huán)境,經(jīng)質(zhì)量工程師確認(rèn)后方可進(jìn)行噴吵。對(duì)達(dá)不到預(yù)處理要求的部位需進(jìn)行重新噴砂，在進(jìn)行重新噴吵時(shí)要注意對(duì)合格部位的保護(hù).4。1.2。3壓縮空氣:噴砂和噴涂所用的壓縮空氣必須清潔、干燥且溫度較低，以免污染待噴涂的工件表面.壓縮空氣可由6立方米以上螺桿式空壓機(jī)提供或由建設(shè)單位供給，壓力范圍0。6-0.8MPa，氣體流量達(dá)到6m3/min以上.4。1。2.4噴砂裝置：采用壓力式氣動(dòng)噴砂設(shè)備4。1。2.5操作參數(shù)：噴砂距離200-300mm;噴砂角度與基體45—90°。4。1。2.5噴砂時(shí)，由于水冷壁管是弧面，故噴槍沿管子軸向管壁行走，噴槍可稍微傾斜于管壁軸線。噴砂后管壁表面應(yīng)干燥，無(wú)灰塵、無(wú)油污、無(wú)氧化皮、無(wú)銹斑及其它雜物，呈現(xiàn)均勻的灰白色金屬外觀.4。1。3噴涂：4.1。 3。1噴涂前，應(yīng)對(duì)非噴涂工件表面采用擋板等進(jìn)行覆蓋保護(hù)。4。1.3。2絲材選用：?2.0mm,CL-302、CP—302A合金絲材。4。1。3。3噴涂設(shè)備選用:選用CAS-500型超音速電弧噴涂設(shè)備及配套送絲裝置。其霧化氣流速度大于500m/s，粒子速度達(dá)到400m/s以上，涂層孔隙率可控制在0。5%以內(nèi)。同時(shí)涂層與基體的結(jié)合強(qiáng)度±70MPa。4。1。3。4噴涂工藝參數(shù)：.粒子噴涂速度〉400m/s.電弧電壓:28—34V:電弧電流：160—200A．霧化空氣壓力:0。6-0。8MPa.噴涂距離：200-300mm；噴涂角度:45—75°涂層總厚度:0。5-0。6mm4.1。 3。5噴涂方式：采用“井”字型噴涂方式，分層、分區(qū)作業(yè)，局部區(qū)域達(dá)到工藝設(shè)計(jì)厚度后再移換到其他區(qū)域，確保噴涂層的厚度均勻，防止出現(xiàn)漏噴現(xiàn)象。4.1。3.6操作注意事項(xiàng)：分塊作業(yè),局部區(qū)域噴涂達(dá)到設(shè)計(jì)厚度后再移換到其他區(qū)域，搭接部位設(shè)置辯認(rèn)標(biāo)志。工件噴涂溫升W100°C。.在涂層邊緣200—400mm過(guò)渡區(qū)域，噴涂層厚度從噴涂區(qū)至非噴涂區(qū)采用從設(shè)計(jì)規(guī)定厚度逐漸減薄，特別對(duì)于CFB鍋爐要求達(dá)到“0”過(guò)渡。送絲機(jī)構(gòu)設(shè)專人監(jiān)護(hù)，以保證順利送絲，防止絲材“打結(jié)“，同時(shí)保證兩絲間絕對(duì)絕緣，以免造成短路。噴涂前應(yīng)在試板上試噴，以便調(diào)節(jié)電壓、電流、送絲速度、壓縮空氣流量，檢查氣路的活接頭及軟管接頭，不得有漏氣現(xiàn)象，如發(fā)現(xiàn)電弧不穩(wěn)、送絲不穩(wěn)、嚴(yán)重漏氣等現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)及時(shí)檢查、修理。調(diào)節(jié)電壓時(shí)應(yīng)斷開(kāi)主回路，以免損傷主變壓器.5）．噴涂過(guò)程中若發(fā)現(xiàn)送絲不穩(wěn)、熔絲爆斷、電弧斷續(xù)等現(xiàn)象，應(yīng)先檢查導(dǎo)電嘴狀況，再檢查導(dǎo)絲管安裝是否牢固，若有松動(dòng)應(yīng)及時(shí)擰緊。噴涂過(guò)程中燒損的導(dǎo)電嘴應(yīng)及時(shí)更換，加工精度超標(biāo)的導(dǎo)電嘴禁止使用。4.1。4涂層封孔：噴涂結(jié)束后4—8小時(shí)內(nèi)，進(jìn)行高溫抗蝕耐磨專用封孔劑CCS噴涂封孔，封閉毛細(xì)孔隙，與金屬涂層一起形成復(fù)合涂層，厚度0。l—o。15mm左右.注意搭接區(qū)域的封閉，也應(yīng)平緩過(guò)渡，過(guò)渡區(qū)域100-200mm.5、 質(zhì)量要求與承諾5。1、涂層質(zhì)量要求:涂層總厚度:0。6?0.9mm。厚度采用掛片方式檢測(cè)，每層掛兩個(gè)