一种抗腐蚀锅炉管及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种抗腐蚀锅炉管及其制备方法，制备外涂层的原料为：硅酸铝、磷酸二氢铝溶液、C、Ti、Nb和Pd；制备方法为：将管体表面清洗、打磨，使管体表面无锈、裂纹和气孔，清洁度达到Sa2级；将硅酸铝、C、Ti、Nb和Pd球磨混合，加入磷酸二氢铝溶液，搅拌混合，得到涂料；采用淋涂工艺，将涂料喷淋在处理后的管体表面，干燥后得到涂层管体；采用激光熔覆技术，使涂层管体的涂层与管体表面的薄层同时熔融、紧密结合，快速冷却凝固后，即得抗腐蚀锅炉管。本发明专利技术制备工艺简单、方便操作，制备得到的抗腐蚀锅炉管具有耐高温、抗腐蚀、管体和外涂层结合力强的优点。

Corrosion resistant boiler tube and preparation method thereof

The invention discloses a corrosion resistant pipe and method for boiler preparation method, preparation of coating materials: aluminum silicate, phosphoric acid, aluminum C, Ti Nb, two h and Pd; the preparation method is as follows: the pipe surface cleaning, polishing, the surface of the pipe body without rust, cracks and pores. Cleanliness is up to Sa2 level; the C, aluminum silicate, Ti, Nb and Pd mixed with phosphoric acid two milling, aluminum hydroxide solution, mixing the obtained coating; coating process, the coating spray in the treated surface of the pipe body, the pipe body drying after coating by laser cladding; coating the coating of the pipe body and the pipe surface layer and melting, closely, rapid cooling and solidifying, the corrosion of boiler tubes. The preparation method of the utility model is simple and convenient to operate, and the prepared corrosion resisting boiler tube has the advantages of high temperature resistance, corrosion resistance, and strong adhesion between the tube body and the outer coating.

【技术实现步骤摘要】
一种抗腐蚀锅炉管及其制备方法
本专利技术涉及金属材料渡覆领域，具体涉及一种抗腐蚀锅炉管及其制备方法。
技术介绍
目前，锅炉管主要用来制造水冷壁管、沸水管、过热蒸汽管、烟管及拱砖管等，使用温度一般在350℃以下。锅炉管使用时经常处于高温和高压条件，锅炉管在高温烟气和水蒸气的作用下，易发生氧化和腐蚀。为了提高锅炉管的耐高温、抗腐蚀性能，常用的方法是在锅炉管外表面涂覆一层保护层，保护层的材料主要有：有机高分子材料、合金材料和无机材料。其中，有机高分子材料在高温环境下长期使用容易分化，失去原有性能，降低锅炉管的持久性；合金材料耐磨、耐氧化、和管体具有很强的结合力，是应用较多的保护层；无机材料虽然耐高温抗腐蚀，但是同时也具有高隔热性能，降低了锅炉管传递热量的性能。中国专利CN201610681551.8公开了一种锅炉管及其制作工艺，该涂层材料由下列组分组成，钡，钼，铯，锂，铅，铝，硼，碳，铁，镍，镁为余量。但是该专利采用重金属铅污染环境、降低锅炉管的安全性，活泼金属镁的添加增加了锅炉管制造过程的难度。因此，为解决上述问题，需要一种工艺简单、耐高温、抗腐蚀、管体和外涂层结合力强的锅炉管。
技术实现思路
本专利技术针对上述问题，提供一种抗腐蚀锅炉管及其制备方法。本专利技术解决上述问题所采用的技术方案是：一种抗腐蚀锅炉管，包括管体和外涂层，制备外涂层的原料及其质量百分数为：硅酸铝、40％～50％，磷酸二氢铝溶液、20％～30％，C、10％～18％，Ti、7％～14％，Nb、0.5％～1.5％，Pd、0.5％～1.5％；其中，硅酸铝的粒径为100μm～150μm；C的粒径为50μm～100μm；Ti的粒径为50μm～100μm；Nb的粒径为2μm～4μm；Pd的粒径为2μm～4μm；其中，本专利技术中超细硅酸铝具有网格结构，应用在涂料中，使涂料具有很好的悬浮性，防止了涂料出现固体成分沉底及涂料分层现象；硅酸铝能缩短涂料的表面干燥时间，同时具有优良的耐高温性能和抗腐蚀性能，但是硅酸铝的低导热系数阻碍了其传递热量；C和Ti具有较好的导热性能，添加在硅酸铝中，提高外涂层的耐高温性能，同时提高外涂层的导热性能；Nb和Pd的添加，增强了外涂层的强度；磷酸二氢铝溶液作为粘结剂，增加了外涂层的原料之间的相容性，同时增强外涂层与管体之间的结合力。进一步地，管体的材料为碳素结构钢或合金结构钢。进一步地，磷酸二氢铝溶液的比重为：1.35～1.45。本专利技术的另一个目的，在于提供一种上述抗腐蚀锅炉管的制备方法，包括以下步骤：步骤S1，管体表面处理：采用有机溶剂将管体表面清洗，去掉附着物，继续用钢丝对管体表面进行打磨，使管体表面无锈、裂纹和气孔，清洁度达到Sa2级；步骤S2，涂料制备：将所述质量百分数的硅酸铝、C、Ti、Nb和Pd放入球磨罐中，在100r/min～120r/min转速下球磨混合4h～6h，再加入所述质量百分数的磷酸二氢铝溶液，搅拌混合，得到涂料；步骤S3，淋涂：在喷淋压力为0.2MPa～0.3Mpa的条件下，将涂料在步骤S1处理后的管体表面喷淋2min～4min，滞留10min～15min，干燥后得到涂层管体；步骤S4，熔覆：采用激光熔覆技术，在激光器功率为500W～1000W的条件下，以300mm/min～600mm/min的速度扫描步骤S2得到的涂层管体的表面6min～10min，使涂层管体的涂层与管体表面的薄层同时熔融、紧密结合，快速冷却凝固后，即得抗腐蚀锅炉管。进一步地，步骤S1中，有机溶剂为：浓度为1mol/L～3mol/L的丙酮溶液。进一步地，步骤S3中，喷淋的喷嘴直径为：1.5mm～2mm。进一步地，步骤S3中，涂层管体的涂层厚度为：1mm～2mm。进一步地，步骤S4中，薄层的厚度为：0.5mm～1mm。进一步地，步骤S4中，激光器的光斑直径为：2mm～4mm。进一步地，步骤S4中，快速冷却凝固为：在1min～3min内将经激光熔覆的涂层管体的温度下降至室温。本专利技术的优点是：1.本专利技术制备的抗腐蚀锅炉管具有耐高温、抗腐蚀、管体和外涂层结合力强的优点，其中，本专利技术中超细硅酸铝具有网格结构，应用在涂料中，使涂料具有很好的悬浮性，防止了涂料出现固体成分沉底及涂料分层现象；硅酸铝能缩短涂料的表面干燥时间，同时具有优良的耐高温性能和抗腐蚀性能，但是硅酸铝的低导热系数阻碍了其传递热量；C和Ti具有较好的导热性能，添加在硅酸铝中，提高外涂层的耐高温性能，同时提高外涂层的导热性能；Nb和Pd的添加，增强了外涂层的强度；磷酸二氢铝溶液作为粘结剂，增加了外涂层的原料之间的相容性，同时增强外涂层与管体之间的结合力；2.本专利技术制备工艺简单、方便操作，其中，淋涂工艺使外涂层厚度均匀，激光熔融技术使外涂层和管体结合度好。具体实施方式以下对本专利技术的实施例进行详细说明，但是本专利技术可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。实施例1一种抗腐蚀锅炉管，包括管体和外涂层，制备外涂层的原料及其质量百分数为：硅酸铝、40％，磷酸二氢铝溶液、30％，C、18％，Ti、10％，Nb、1％，Pd、1％；其中，硅酸铝的粒径为100μm；C的粒径为50μm；Ti的粒径为50μm；Nb的粒径为2μm；Pd的粒径为2μm；磷酸二氢铝溶液的比重为1.35。实施例2一种抗腐蚀锅炉管，包括管体和外涂层，制备外涂层的原料及其质量百分数为：硅酸铝、45％，磷酸二氢铝溶液、25％，C、15％，Ti、14％，Nb、0.5％，Pd、0.5％；其中，硅酸铝的粒径为150μm；C的粒径为100μm；Ti的粒径为100μm；Nb的粒径为4μm；Pd的粒径为4μm；磷酸二氢铝溶液的比重为1.45。实施例3一种抗腐蚀锅炉管，包括管体和外涂层，制备外涂层的原料及其质量百分数为：硅酸铝、50％，磷酸二氢铝溶液、20％，C、10％，Ti、7％，Nb、1.5％，Pd、1.5％；其中，硅酸铝的粒径为120μm；C的粒径为80μm；Ti的粒径为80μm；Nb的粒径为3μm；Pd的粒径为3μm；磷酸二氢铝溶液的比重为1.4。实施例4一种抗腐蚀锅炉管的制备方法，包括以下步骤：步骤S1，管体表面处理：采用有机溶剂将管体表面清洗，去掉附着物，继续用钢丝对管体表面进行打磨，使管体表面无锈、裂纹和气孔，清洁度达到Sa2级；其中，有机溶剂为：浓度为1mol/L的丙酮溶液；步骤S2，涂料制备：将所述质量百分数的硅酸铝、C、Ti、Nb和Pd放入球磨罐中，在100r/min转速下球磨混合6h，再加入所述质量百分数的磷酸二氢铝溶液，搅拌混合，得到涂料；步骤S3，淋涂：在喷淋压力为0.2MPa的条件下，将涂料在步骤S1处理后的管体表面喷淋4min，滞留10min，干燥后得到涂层管体；其中，喷淋的喷嘴直径为2mm；涂层管体的涂层厚度为1mm；步骤S4，熔覆：采用激光熔覆技术，在激光器功率为500W的条件下，以600mm/min的速度扫描步骤S2得到的涂层管体的表面6min，使涂层管体的涂层与管体表面的薄层同时熔融、紧密结合，快速冷却凝固后，即得抗腐蚀锅炉管；其中，薄层的厚度为0.5mm；激光器的光斑直径为2mm；快速冷却凝固为：在1min内将经激光熔覆的涂层管体的温度下降至室温。实施例5一种抗腐蚀锅炉管的制备方法，包括以下步骤：步骤S1，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种抗腐蚀锅炉管，包括管体和外涂层，其特征在于，制备所述外涂层的原料及其质量百分数为：硅酸铝、40％～50％，磷酸二氢铝溶液、20％～30％，C、10％～18％，Ti、7％～14％，Nb、0.5％～1.5％，Pd、0.5％～1.5％；其中，所述硅酸铝的粒径为100μm～150μm；所述C的粒径为50μm～100μm；所述Ti的粒径为50μm～100μm；所述Nb的粒径为2μm～4μm；所述Pd的粒径为2μm～4μm。

【技术特征摘要】
1.一种抗腐蚀锅炉管，包括管体和外涂层，其特征在于，制备所述外涂层的原料及其质量百分数为：硅酸铝、40％～50％，磷酸二氢铝溶液、20％～30％，C、10％～18％，Ti、7％～14％，Nb、0.5％～1.5％，Pd、0.5％～1.5％；其中，所述硅酸铝的粒径为100μm～150μm；所述C的粒径为50μm～100μm；所述Ti的粒径为50μm～100μm；所述Nb的粒径为2μm～4μm；所述Pd的粒径为2μm～4μm。2.根据权利要求1所述的抗腐蚀锅炉管，其特征在于，所述管体的材料为碳素结构钢或合金结构钢。3.根据权利要求1所述的抗腐蚀锅炉管，其特征在于，所述磷酸二氢铝溶液的比重为：1.35～1.45。4.一种根据权利要求1～3中任一项所述的抗腐蚀锅炉管的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1，管体表面处理：采用有机溶剂将所述管体表面清洗，去掉附着物，继续用钢丝对管体表面进行打磨，使管体表面无锈、裂纹和气孔，清洁度达到Sa2级；步骤S2，涂料制备：将所述质量百分数的硅酸铝、C、Ti、Nb和Pd放入球磨罐中，在100r/min～120r/min转速下球磨混合4h～6h，再加入所述质量百分数的磷酸二氢铝溶液，搅拌混合，得到涂料；步骤S3，淋涂：在喷...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈海燕，
申请(专利权)人：德施普科技发展温州有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33