一种抗高温氯腐蚀的耐蚀合金材料及应用方法技术

本发明专利技术涉及金属合金领域，具体涉及一种抗高温氯腐蚀的合金材料及应用方法，其组成按质量百分比构成为：Cr30～45％、Cu≤3％、Ti≤2％、稀土元素0.01～5.00％、C≤0.1％、余量为Ni。本发明专利技术利用合金成分Ni、Cr、Cu、Ti之间的相互作用和分别在氧化性介质和还原性介质以及对高温氯气、氯化物气体中的抗腐蚀作用，形成一种综合防腐效果达到最佳的耐蚀合金，同时本发明专利技术合金材料形成的涂层厚度可以很容易的控制在需要的范围之内，本发明专利技术提供的耐蚀合金材料加工成的涂层硬度高于原基体材料硬度，增加了受热面的耐磨性，不影响设备的加工制作，不影响受热面在运行状态下的热胀冷缩，不会增加受热面设备的应力。

【技术实现步骤摘要】
一种抗高温氯腐蚀的耐蚀合金材料及应用方法[
]本专利技术涉及金属合金领域，具体涉及一种抗高温氯腐蚀的合金材料及应用方法。[
技术介绍
]全世界每年排放的固体废物超过100亿吨，随着工业的发展和人口的增长，排放固体废物还在逐年递增。固体废弃物会对环境造成恶劣影响，如何处置，是全球性的环境保护的重要课题。处置垃圾的主要技术有填埋、焚烧等。垃圾焚烧既能做到无害化、较高程度的减量化处理，同时还能够实现废弃物的资源化利用，为城市提供绿色电力。因此近年来各地城市纷纷兴建起垃圾焚烧电厂，未来几年还会有几百乃至上千家电厂建立和投产，为城市包括乡村的垃圾处置、环境保护和能源利用发挥越来越大的作用。但由于人们生活水平的提高，燃烧垃圾中所含的盐分、塑料等成分较高，导致其燃烧产物即烟气中除有碱、硫等腐蚀性物之外，还含有大量的腐蚀性非常强的氯化氢气体。这样的高温气体遇到通高温介质的锅炉受热面如水冷壁、过热器等设备时，腐蚀非常强烈，一般碳钢甚至不锈钢受热面经过几个月的运行即发生严重减薄，危及机组的安全运行，不得不经常停炉、更换设备，不仅影响电厂经济性，还影响垃圾的正常处理，增加城市垃圾堆积。生物质发电厂利用秸秆类生物质燃烧发电、供热，由于生物质中氯元素含量较高，燃烧生成的烟气中同样含有氯气及氯化物，锅炉运行时这些氯气和氯化物与锅炉受热面反应，大大加速受热面的腐蚀。在我国西部的新疆地区，蕴藏大量廉价的硫、碱、氯含量高的煤种，燃烧这种煤时，其产生的烟气具有强腐蚀性，因此常规锅炉设备的使用寿命仅几个月，必须掺入一定比例的优质煤种后才能供常规锅炉设备使用，但燃料成本大大增加。尽管煤中的硫、碱也会对设备金属产生腐蚀，但主要原因，依然是煤中的高氯成分严重加剧金属受热面的腐蚀，大大缩短设备的使用寿命。对垃圾发电厂、生物质发电厂、含高氯煤发电厂，为了延长锅炉设备的使用寿命，现有技术中，用非金属涂层对受热面进行保护，应用情况较为少见。实际应用较多的还是采用金属涂层防护，一般使用的金属涂层材料以625镍基合金焊丝为主，625镍基合金是垃圾焚烧炉中堆焊用得较多的耐蚀材料，有较明显的耐蚀效果，但综合的防腐效果还是难以达到电厂的要求。[
技术实现思路
]本专利技术的目的在于根据高氯烟气对金属的腐蚀机理及合金的耐蚀原理，一种高温下抵抗氯腐蚀效果最佳，同时具备耐碱、耐硫腐蚀的合金材料，可以抵抗高温含氯烟气的腐蚀，以解决上述垃圾发电厂、生物质发电厂、含高氯煤发电厂等锅炉设备不耐腐蚀，使用寿命较短的问题。为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种抗高温氯腐蚀的耐蚀合金材料，其组成按质量百分比构成为：Cr30～45％、Cu≤3％、Ti≤2％、稀土元素0.01～5.00％、C≤0.1％、余量为Ni。进一步的，还包括以下质量百分比的组分：Mo≤10％、Fe≤4％、Nb≤4％、Al≤1％和Si≤3％。进一步的，作为优选方案，本专利技术采用的质量百分比构成为：Cr30～43％、Mo0～10％、Cu0.5～2.6％、Fe1～3％、Nb1～3％、Al0～1％、Ti0.5～2％、稀土元素0.02～4.6％、Si1～2％、C0.02～0.08％、余量为Ni。一种上述抗高温氯腐蚀的耐蚀合金材料的应用方法，所述抗高温氯腐蚀的耐蚀合金材料通过真空感应炉或手工电弧炉或自耗真空电弧炉或非电弧炉熔炼。进一步的，所述抗高温氯腐蚀的耐蚀合金材料可生产成用于堆焊的焊丝。进一步的，所述抗高温氯腐蚀的耐蚀合金材料还可通过气雾化手段制成粉末。进一步的，所述抗高温氯腐蚀的耐蚀合金材料在制成粉末时，熔炼时需用氩气或氮气保护。进一步的，所述抗高温氯腐蚀的耐蚀合金材料制成的粉末，适用于热喷涂及等离子喷焊、重熔施工。本专利技术所述的一种抗高温氯腐蚀的耐蚀合金材料，其优点在于，无论是制成焊丝对锅炉设备进行堆焊，还是雾化成粉末在对锅炉等设备进行喷涂或等离子喷焊时，利用合金成分Ni、Cr、Mo、Cu、Ti之间的相互作用和分别在氧化性介质和还原性介质中对高温氯气、氯化物气体中的抗腐蚀作用，形成一种综合防腐效果达到最佳的耐蚀合金，同时本专利技术合金材料形成的涂层厚度可以很容易的控制在需要的范围之内，本专利技术提供的耐蚀合金材料加工成的涂层硬度高于原基体材料硬度，增加了受热面的耐磨性，不影响设备的加工制作，不影响受热面在运行状态下的热胀冷缩，不会增加受热面设备的应力。[具体实施方式]接下来结合实施例对于本专利技术做进一步的说明，下述实施例仅用于解释本专利技术而不用于局限于本专利技术。在不脱离本专利技术设计精神的前提下，本领域任何人员对本专利技术的技术方案的各种改变和改进，均应落入本专利技术权利要求书确定的保护范围内。实施例一本专利技术的第一个实施例，通过本专利技术的一种抗高温氯腐蚀的耐蚀合金材料提供一种用于生物质发电厂锅炉过热器受热面堆焊防腐的合金焊丝步骤1合金熔炼以质量百分比计，所述合金材料成分选定为：30％的Cr、6％的Mo、0.5％的Cu、稀土元素La占比为0.02％、1.0％的Si、1％的Fe、2％的Nb、1％的Al、2％的Ti和0.05％的C、余量为Ni。用真空感应炉进行熔炼。工艺流程为：配料装料→熔炼期→精炼期→合金化期→浇注。步骤二焊丝制备合金焊丝按照如下工艺流程进行制备：锻造→轧制退火→酸洗→修磨→拉拔→去氢退火将熔炼好浇注出的合金锭放入加热炉内，加热至1150℃～1180℃，然后进行锻造，终锻温度为950℃。锻造好的合金坯加热到1100℃～1250℃后进行轧制退火。轧制直径根据最终成型的焊丝直径决定。最终可形成的焊丝直径有0.8mm、1.2mm、1.6mm、2.0mm、2.4mm、3.2mm等多种规格。实施例二本专利技术的实施例2提供一种用于垃圾焚烧电厂锅炉水冷壁等离子喷焊用防腐的合金粉末步骤1合金熔炼以质量百分比计，所述合金材料成分选定包括Cr:43％、Mo：9％、Cu：2.6％、Si：1.0％、Fe：2.0％、Nb：1％、Al：0.5％、Ti:0.5％、稀土元素Ce：4.6％、C:0.02％、Ni为余量，用真空感应炉或手工电弧炉或自耗真空电弧炉或非电弧炉熔炼。熔炼时需用氩气或氮气保护。步骤2制粉用水雾化或气雾化法将熔融状态合金雾化。雾化时调节雾化水或雾化气的流量和压力，以控制粉末的粒度和均匀性；步骤3粉末粒度筛选从制成的粉末中筛选出粒度范围在40～500目的粉末，用于水冷壁喷焊；步骤4喷焊用等离子喷焊工艺将筛选出来的粉末喷焊在单根水冷壁管或水冷壁片上。喷焊层厚度按要求控制。实施例三本专利技术的实施例三提供一种用于燃煤发电厂锅炉水冷壁热喷涂防腐用的合金粉末步骤1合金熔炼以质量百分比计，所述合金材料化学成分包括43％的Cr、2.6％的Cu、1.0％的Si、2.0％的Fe、1％的Nb、1％的Al、0.5％的Ti、4.6％的稀土元素Ce、0.02％的C,余量为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种抗高温氯腐蚀的耐蚀合金材料，其特征在于，其组成按质量百分比构成为：Cr30～45％、Cu≤3％、Ti≤2％、稀土元素0.01～5.00％、C≤0.1％、余量为Ni。/n

【技术特征摘要】
1.一种抗高温氯腐蚀的耐蚀合金材料，其特征在于，其组成按质量百分比构成为：Cr30～45％、Cu≤3％、Ti≤2％、稀土元素0.01～5.00％、C≤0.1％、余量为Ni。


2.如权利要求1所述的一种抗高温氯腐蚀的耐蚀合金材料，其特征在于，其组成按质量百分比构成还包括：Mo≤10％、Fe≤4％、Nb≤4％、Al≤1％和Si≤3％。


3.如权利要求2所述的一种抗高温氯腐蚀的耐蚀合金材料，其特征在于，其组成按质量百分比构成为：Cr38～43％、Mo0～10％、Cu0.5～2.6％、Fe1～3％、Nb1～3％、Al0～1％、Ti0.5～2％、稀土元素0.02～4.6％、Si1～2％、C0.02～0.08％、余量为Ni。


4.一种权利要求1至3任一所述的抗高温氯腐蚀的耐蚀合金材料的应用方法，其特征在于，所述抗高温氯腐蚀的耐蚀合金材料通过真空...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨少民，
申请(专利权)人：上海繁威能源工程有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31