一种用于垃圾焚烧炉超薄超低稀释率高温合金熔敷层的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种用于垃圾焚烧炉超薄超低稀释率高温合金熔敷层的制备方法，针对在垃圾焚烧炉受热面上制备防氯、硫及其化合物等熔盐高温腐蚀高温合金熔覆层的防护工艺，属于新材料表面防护技术领域。该熔覆层对垃圾炉受热面起到很好的防腐蚀作用，可有效大大延长其使用寿命。因此保证垃圾焚烧电站锅炉的安全高效运行、环境保护和促进社会和谐发展具有重要意义。义。义。

【技术实现步骤摘要】
一种用于垃圾焚烧炉超薄超低稀释率高温合金熔敷层的制备方法


[0001]本专利技术涉及一种用于垃圾焚烧炉超薄超低稀释率高温合金熔敷层的制备方法，针对在垃圾焚烧炉受热面上制备防氯、硫及其化合物等熔盐高温腐蚀高温合金熔覆层的防护工艺，属于新材料表面防护


技术介绍

[0002]随着社会经济的发展和城市化进程加快，全球生活垃圾产生量飞速增材，且每年以3—5%的速度递增。因此，城市生活垃圾的有效处理处置已成为影响生态环境和关系国计民生的大事。国家对垃圾处理方式逐步由填埋转化成为焚烧处理。
[0003]在垃圾焚烧炉中，最常见是垃圾炉受热面的高温腐蚀。生活垃圾作为燃料，具有含水量高、低位发热量低，组分成份变化大等特点。在运行过程中，锅炉的金属受热面主要由管壁上灰垢中含有硫酸盐、烟气中存在的粉尘及颗粒物、垃圾组分的不定性和热值波动大等原因导致锅炉受热面加急腐蚀，据有关资料，壁温在600
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700℃时腐蚀最为严重。
[0004]目前主要通过垃圾分类来减少烟气中HCl含量、控制管壁温（降低燃烧热值）、机械防腐措施和增加过热器壁厚适当延长其使用寿命，但效果均有限。

技术实现思路

[0005]基于上述问题，本专利技术目的在于提供一种用于垃圾焚烧炉超薄超低稀释率高温合金熔敷层的制备方法，该熔覆层对垃圾炉受热面起到很好的防腐蚀作用，可有效大大延长其使用寿命。
[0006]本专利技术为了实现上述目的，采用如下技术方案：一种用于垃圾焚烧炉超薄超低稀释率高温合金熔敷层的制备方法，其特征在于：第一步：表面杂质处理，采用抛光设备抛光处理去除合金无缝钢管表面油污、铁锈、氧化皮等附着物，钢管表面呈现金属光泽；第二步：表面清洁度处理，对抛光后的合金无缝钢管进行表面喷砂处理，保证清洁度Sa2.5级；第三步：制备Inconel625高温合金熔覆丝材；第四步：在堆焊过程采用低热输入脉冲膜式，该模式能够很好控制熔池深度来降低稀释率，同时控制焊接变形及改善金相微观组织；第五步：混合保护气体，采用氩、氦、二氧化碳混合气体，该成分气体具有保护高温合金熔覆层并能增加熔覆层制造过程的铺展性；第六步：冷却系统，采用水
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气混合冷缺的方法对合金无缝钢管内壁进行冷却，保证堆焊区域相对恒温的状态；第七步：熔覆层制备，完成第一步至第六步后，采用极低热输入脉冲膜式对合金无缝钢管表面进行堆焊，制备出超薄超低稀释率高温合金熔敷层。
[0007]进一步的，第三步中Inconel625高温合金熔覆丝材包含如下质量百分比的化学成分：Fe：0%~2.0%、Ni:58%~64%、Cr:20%~23%、Mo:8%~10%、Nb:3.15%~4.15%。
[0008]进一步的，第五步中，堆焊过程中混合气体流量10
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12L/min。
[0009]进一步的，第七步中，极低热输入脉冲膜式的堆焊工艺参数：焊接电流;80
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95A，焊接电压9
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12v，焊接送丝速度2.5
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3.0m/min。
[0010]进一步的，第七步中，高温合金熔覆层厚度≥0.8mm，稀释率：Fe≤3%，其余主要元素的质量百分比： Ni:58
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64%，Cr:20%~23%，Mo:8%~10%，Nb:3.15%~4.15%。
[0011]进一步的，第七步中，高温合金熔覆层组织结构：熔覆层组织呈树枝晶状分布固溶体，靠近熔合线热影响区为铁素体，热影响区为索氏体+细晶铁素体等微观组织，靠近热影响区母材为铁素体+珠光体。
[0012]本专利技术的优点在于：1、选择耐高温防腐Inconel625熔覆焊材有利于控制熔覆层厚度及其稳定性。
[0013]2、Inconel625高温合金熔覆层中含Cr、Mo、Nb、Ni等耐高温腐蚀元素，抑制含氯、硫混合烟气对锅炉受热面的腐蚀。
[0014]3、选择低热输入CMT焊接设备中脉冲膜式，最大限度的降低熔池深度，控制稀释率，延长熔覆层使用寿命。
[0015]4、Inconel625高温合金熔覆层与基材冶金结合，保证了结合强度，该熔覆层永不脱落；采用堆焊熔覆的工艺，表面形成致密的熔覆层，不存空隙率问题，很好的解决了点状腐蚀问题。
[0016]5、低热输入堆焊工艺，基体表面受热降低，一方面基体热影响区减小，另一方面有利于熔敷层晶粒细化。同时扩散速度减小，Cr分布均匀，熔敷层组织均匀化，增加耐腐蚀性。
附图说明
[0017]图1为本专利技术高温合金熔覆层制备工艺流程图；图2为本专利技术堆焊层显微组织图；图3为本专利技术靠近熔合线热影响区显微组织图；图4为本专利技术热影响区显微组织图；图5为本专利技术靠近热影响区母材显微组织图；图6为本专利技术中超薄超低稀释率高温合金熔敷层截面宏观金相图；图7为为本专利技术中超薄超低稀释率高温合金熔覆层局部放大截面宏观金相图。
具体实施方式
[0018]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0019]一种用于垃圾焚烧炉超薄超低稀释率高温合金熔敷层的制备方法：
第一步：表面杂质处理，采用抛光设备抛光处理去除合金无缝钢管表面油污、铁锈、氧化皮等附着物，钢管表面呈现金属光泽；第二步：表面清洁度处理，对抛光后的合金无缝钢管进行表面喷砂处理，保证清洁度Sa2.5级；第三步：制备Inconel625高温合金熔覆丝材；第四步：在堆焊过程采用低热输入脉冲膜式，该模式能够很好控制熔池深度来降低稀释率，同时控制焊接变形及改善金相微观组织；第五步：混合保护气体，采用氩、氦、二氧化碳混合气体，该成分气体具有保护高温合金熔覆层并能增加熔覆层制造过程的铺展性；第六步：冷却系统，采用水
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气混合冷缺的方法对合金无缝钢管内壁进行冷却，保证堆焊区域相对恒温的状态；第七步：熔覆层制备，完成第一步至第六步后，采用极低热输入脉冲膜式对合金无缝钢管表面进行堆焊，制备出超薄超低稀释率高温合金熔敷层。
[0020]进一步的，第三步中Inconel625高温合金熔覆丝材包含如下质量百分比的化学成分：Fe：0%~2.0%、Ni:58%~64%、Cr:20%~23%、Mo:8%~10%、Nb:3.15%~4.15%。
[0021]进一步的，第五步中，堆焊过程中混合气体流量10
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12L/min。
[0022]进一步的，第七步中，极低热输入脉冲膜式的堆焊工艺参数：焊接电流;80
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95A，焊接电压9
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12v，焊接送丝速度2.5
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3.0m/min。
[0023]进一步的，第七步中，高温合金熔覆层厚度≥0.8mm，稀释率：Fe≤3%，其余主要元素的质量百分比： Ni:58
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于垃圾焚烧炉超薄超低稀释率高温合金熔敷层的制备方法，其特征在于：第一步：表面杂质处理，采用抛光设备抛光处理去除合金无缝钢管表面油污、铁锈、氧化皮等附着物，钢管表面呈现金属光泽；第二步：表面清洁度处理，对抛光后的合金无缝钢管进行表面喷砂处理，保证清洁度Sa2.5级；第三步：制备Inconel625高温合金熔覆丝材；第四步：在堆焊过程采用低热输入脉冲膜式，该模式能够很好控制熔池深度来降低稀释率，同时控制焊接变形及改善金相微观组织；第五步：混合保护气体，采用氩、氦、二氧化碳混合气体，该成分气体具有保护高温合金熔覆层并能增加熔覆层制造过程的铺展性；第六步：冷却系统，采用水
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气混合冷缺的方法对合金无缝钢管内壁进行冷却，保证堆焊区域相对恒温的状态；第七步：熔覆层制备，完成第一步至第六步后，采用极低热输入脉冲膜式对合金无缝钢管表面进行堆焊，制备出超薄超低稀释率高温合金熔敷层。2.根据权利要求1所述的用于垃圾焚烧炉超薄超低稀释率高温合金熔敷层的制备方法，其特征在于：第三步中Inconel625高温合金熔覆丝材包含如下质量百分比的化学成分：Fe：0%~2.0%、Ni:58%~64%、Cr:20%~23%、Mo:8%~10%、Nb:...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄平，贺定勇，高原，赵韩飞，熊剑，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：