一种火电厂用热喷涂涂层结合性能的测试方法技术

本发明专利技术公开了一种火电厂用热喷涂涂层结合性能的测试方法，在热喷涂后的电厂受热面管排上取长条形的涂层测试试样，将涂层测试区外的涂层打磨去除；将涂层测试试样固定在夹具上，并加装应变测试装置进行应变极限测试；测试区涂层首次发生开裂时的应变值为该涂层所能承受的应变极限。本发明专利技术将试样除涂层测试区外的涂层打磨去除，消除两侧夹头受力以及边缘位置对测试区涂层性能的影响，实验受力与涂层现场受力方向一致，能较好的反映涂层与基体间的协调变形能力，该测试方法制样与测试过程简单，测试成本较低，测试周期短，便于电厂热喷涂涂层结合性能的快速表征，为电厂热喷涂涂层的质量评估与抽检提供了高效、准确的技术支持。

【技术实现步骤摘要】
一种火电厂用热喷涂涂层结合性能的测试方法
本专利技术涉及热喷涂涂层性能测试
，具体涉及一种火电厂用热喷涂涂层结合性能的测试方法。
技术介绍
随着火力电站机组的运行，受热面管道不断经受高温高腐蚀性的烟气冲刷，其壁厚不断减薄，性能明显下降。而大规模更换管排的成本极高，为了在安全运行的前提下延长管道寿命，电厂选择在管排上喷涂耐磨与防腐涂层，目前已有大量机组采用该方式延长管排使用时间，涂层的性能决定了管排的使用寿命与电站运行的安全性。然而，电厂对使用的热喷涂涂层性能的结合性能测试缺乏相应手段，MH/T 3027—2013标准推荐使用的拉伸方法制样过程复杂、测试周期长且结合性能测试范围有限。而纳米压痕法、显微硬度技术与划格法等也难以适用于该类涂层结合性能的测试。专利CN110231221A提供了一种三点弯曲方式测试涂层力学性能的方法，其制样简单，测试范围较广，但其测试结果并非结合性能，无法用于电厂涂层结合性能的评判。对于电厂管排，其运行温度与压力极高，超超临界机组运行温度和压力高达610℃/33.8MPa。由于涂层覆盖在管排表面，涂层的应变均通过管排传递，这就要求管排与涂层间具有较好的协调变形能力。在服役过程中，管排会受到多种力或热的作用，如启/停炉时经过的升/降温变化、运行时管内的蒸汽压力与管排可能受到的附加结构应力，这些都会对管排与涂层间的协调变形能力提出挑战。如果涂层剥落，管壁失去保护而发生腐蚀、磨损；即使涂层未剥落但发生开裂，也会引起更强烈的缝隙腐蚀。测定管壁与涂层间的结合性能，判定其协调变形性能，对涂层的性能测试具有重要意义。
技术实现思路
为解决现有技术中的不足，本专利技术提供一种火电厂用热喷涂涂层结合性能的测试方法，解决了现有技术难以测试火电厂用热喷涂涂层结合性能的问题。为了实现上述目标，本专利技术采用如下技术方案：一种火电厂用热喷涂涂层结合性能的测试方法，包括步骤：在热喷涂后的电厂受热面管排上取长条形的涂层测试试样，将涂层测试区外的涂层打磨去除；将涂层测试试样固定在夹具上，并加装应变测试装置进行应变极限测试；测试区涂层首次发生开裂时的应变值为该涂层所能承受的应变极限。进一步的，所述涂层测试试样包括：位于两端的夹持区和位于夹持区中间的涂层测试区。进一步的，所述涂层测试试样为长条状或拉伸试样状。进一步的，所述应变极限测试，方法包括：以5MPa/s的速度将试样拉伸到给定值，随后以0.5MPa/s的速度进行拉伸，每5MPa停留30s，观察试样涂层测试区是否出现开裂；当试样应变达0.2%后，以0.1mm/min的速度进行拉伸，每0.1mm-0.5mm停留30s，直至试样的涂层测试区出现开裂，停止测试。进一步的，所述夹具中间设置有弧度，与涂层测试试样的夹持区匹配。进一步的，所述应变测试装置包括引伸计或应变片。进一步的，所述涂层为金属涂层、陶瓷涂层、高分子涂层的一种或几种组合。进一步的，所述涂层测试区出现开裂判断方式包括以下一种或几种：肉眼观察、全程摄像、涂层断裂声波采集。本专利技术所达到的有益效果：本专利技术制备测试试样，将试样除涂层测试区外的涂层打磨去除，消除两侧夹头受力以及边缘位置对测试区涂层性能的影响，实验受力与涂层现场受力方向一致，能较好的反映涂层与基体间的协调变形能力，该测试方法制样与测试过程简单，测试成本较低，测试周期短，便于电厂热喷涂涂层结合性能的快速表征，为电厂热喷涂涂层的质量评估与抽检提供了高效、准确的技术支持。可以通过该方法直接测定涂层的应变极限，测试涂层的结合性能；还可以通过设定小于应变极限的应力或应变值进行循环实验，从而测试涂层的疲劳结合性能。附图说明图1是本专利技术制样示意图；图2是本专利技术夹具示意图；图3是本专利技术涂层的应变极限测试的应力-应变曲线。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。实施例1：如图1所示，一种火电厂用热喷涂涂层结合性能的测试方法，包括步骤：步骤1，在热喷涂后的电厂受热面管排上取长条形的涂层测试试样，将除涂层测试区外的涂层打磨去除；试样如图1所示；涂层测试试样包括：位于两端的夹持区和位于夹持区中间的涂层测试区，将除涂层测试区外的涂层打磨去除，消除两侧夹持区受力以及边缘位置对涂层测试区涂层性能的影响。步骤2，将涂层测试试样固定在夹具上，并加装应变测试装置进行应变极限测试；具体为：以5MPa/s的速度将试样拉伸到给定值（如120MPa），随后以0.5MPa/s的速度进行拉伸，每5MPa停留30s，观察试样涂层测试区是否出现开裂；当试样应变达0.2%（开始屈服）后，以0.1mm/min的速度进行拉伸，每0.1mm-0.5mm停留30s，直至试样的涂层测试区出现开裂（或分离），停止测试。夹具需根据试样进行设计，中间具有弧度，如图2所示，跟试样的弧度相匹配，避免夹头受力后由于试样形状改变而引发涂层提前失效。步骤3，从应变测试装置中导出测试过程中的应变与应力数据，形成拉伸曲线，测试区涂层首次发生开裂时的应变值作为该涂层所能承受的应变极限，即涂层的结合性能。所述涂层为金属涂层、陶瓷涂层、高分子涂层的一种或几种组合。涂层测试试样可为长条状或拉伸试样状，但应宽于常规拉伸试样，以减少径向变形在宽度方向上对涂层性能的影响，所述涂层测试区可为圆形、正方形或长方形。所述应变测试装置包括引伸计或应变片等应变测试组件。所述给定值针对不同涂层有不同适用方式，对金属涂层给定值建议为屈服强度一半以下且不超过200MPa；对陶瓷涂层，给定值建议低于100MPa；高分子涂层可适当增加相应给定值。所述观察试样是否开裂可通过肉眼观察、全程摄像、涂层断裂声波采集等方式。实施例2：对取样表面除涂层测试区外的多余涂层进行打磨祛除，制取图1所示形貌的涂层测试样；将试样装夹在图2所示的设计夹具上，随后将夹具固定在应变测试装置夹头中，避免试样夹持部分变形对涂层性能测试的影响；安装引伸计。设定程序（1）应变极限测试程序：以5MPa/s的速度将试样拉伸到120MPa；随后以0.5MPa/s的速度进行拉伸，每5MPa停留30s；试样应变达0.2%后，切换为引伸计控制，以0.1mm/min的速度进行拉伸，每0.1mm停留30s，直至试样的拉伸测试区出现开裂，程序停止。（2）疲劳结合性能测试程序：以2MPa/s的速度将试样拉伸到200MPa，以5MPa/s的卸载速度将应力卸载到0MPa，上述两步骤循环20个周期。本实施例中，测得涂层应变极限为0.45%，超过基体材料的弹性应变极限。在200MPa循环20次亦不会开裂。以上所述仅是本专利技术的优选实施方式，应当指出，对于本
的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术技术原理的前提下，还可以做出本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种火电厂用热喷涂涂层结合性能的测试方法，其特征在于：包括步骤：/n在热喷涂后的电厂受热面管排上取长条形的涂层测试试样，将涂层测试区外的涂层打磨去除；/n将涂层测试试样固定在夹具上，并加装应变测试装置进行应变极限测试；/n测试区涂层首次发生开裂时的应变值为该涂层所能承受的应变极限。/n

【技术特征摘要】
1.一种火电厂用热喷涂涂层结合性能的测试方法，其特征在于：包括步骤：
在热喷涂后的电厂受热面管排上取长条形的涂层测试试样，将涂层测试区外的涂层打磨去除；
将涂层测试试样固定在夹具上，并加装应变测试装置进行应变极限测试；
测试区涂层首次发生开裂时的应变值为该涂层所能承受的应变极限。


2.根据权利要求1所述的一种火电厂用热喷涂涂层结合性能的测试方法，其特征是：所述涂层测试试样包括：位于两端的夹持区和位于夹持区中间的涂层测试区。


3.根据权利要求1或2所述的一种火电厂用热喷涂涂层结合性能的测试方法，其特征是：所述涂层测试试样为长条状或拉伸试样状。


4.根据权利要求1所述的一种火电厂用热喷涂涂层结合性能的测试方法，其特征是：所述应变极限测试，方法包括：
以5MPa/s的速度将试样拉伸到给定值，随后以0.5MPa/s的速度进行拉伸，...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨超，石仁强，王舒涛，杨贤彪，杨庆旭，刘叙笔，万瑜，
申请(专利权)人：江苏方天电力技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32