一种锅炉水冷壁的自蔓延防腐耐磨涂层的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种用于锅炉水冷壁的自蔓延防腐耐磨涂层的制备方法，属于高温防护涂层技术领域

【技术实现步骤摘要】
一种锅炉水冷壁的自蔓延防腐耐磨涂层的制备方法


[0001]本专利技术涉及高温防护涂层
，具体涉及一种锅炉水冷壁的自蔓延防腐耐磨涂层及其制备方法
。

技术介绍

[0002]对于垃圾焚烧炉
、
流化床炉和煤粉炉等电站锅炉，锅炉水冷壁受热面既要承受飞灰固体颗粒的高温冲刷作用，又要承受烟气严重的高温腐蚀作用，高温腐蚀和热冲蚀磨损共同作用造成水冷壁管和过热器管的壁厚变薄，强度下降，导致爆管等非计划停机
。
[0003]目前在水冷壁受热面喷涂涂层是缓解上述问题的重要方法，例如热喷涂常用的
Inconel 625
的耐磨性能较差，涂层存在一定数量的孔隙，致密度较差，另一方面其工艺成本也极为昂贵，这就造成热喷涂涂层服役时间短，锅炉停机更换涂层严重影响了电厂的安全运行，显著提高了电厂的运营成本
。
[0004]综上，现有的克服锅炉受热面腐蚀问题的方法仍然存在成本高且效果不理想，自蔓延涂层技术与其他表面涂层技术相比，具有生产效率高和成本低廉特点，同时涂层中含有氧化铝硬质相，提高涂层的耐磨性能，本专利技术制备了一种自蔓延防腐耐磨涂层，解决锅炉水冷壁表面高温腐蚀和冲蚀磨损问题
。

技术实现思路

[0005]为了实现锅炉水冷壁的长期使用，本专利技术提供一种锅炉水冷壁的自蔓延防腐耐磨涂层的制备方法
。
[0006]一种锅炉水冷壁的自蔓延防腐耐磨涂层的制备操作步骤如下：（1）制备混合粉末将
40
～
60<br/>质量份铝粉
、200
～
240
质量份三氧化二铁粉末
、80
～
100
质量份氧化铬粉末和
20
～
40
质量份二氧化锆微粉混合，在球磨机中，转速
500r/min
～
600r/min
条件下球磨时间
1h
～
2h
；加入
30
～
50
质量份氧化铝纤维
、40
～
70
质量份导热填料和
120
～
150
质量份焊剂，转速
100r/min
～
200r/min
条件下球磨时间
24h
～
48h,
得到混合粉末；（2）制备悬浮浆料在混合粉末中加入
140
～
180
质量份水玻璃粘结剂，搅拌均匀，得到悬浮浆料，悬浮浆料的粘度为
400
～
700Pa
·
s
；（3）喷砂处理锅炉水冷壁表面对待喷涂的锅炉水冷壁表面进行喷砂处理，使喷砂处理过的锅炉水冷壁表面的清洁度达到
Sa3.0
级以上，表面粗糙度达到
15
～
25
µ
m
；（4）制作预覆涂层将悬浮浆料均匀预涂覆在喷砂处理过的锅炉水冷壁表面，得到厚度1～
2mm
的预覆涂层，静置，阴干，预覆涂层如图1所示；（5）制作水玻璃层
将
80
～
100
质量份氧化铝纤维和
40
～
60
质量份水玻璃粘结剂混合搅拌
2h
，均匀涂覆在预覆涂层上，得到厚度1～
2mm
的水玻璃层，静置，阴干，水玻璃层如图1所示；（6）制作保护层在环绕预制涂层的圆周均布插设镁条，同时引燃圆周均布的镁条，镁条分布如图1所示，燃烧的镁条使预覆涂层由上至下发生自蔓延反应，形成自蔓延防腐耐磨涂层；焊剂产生的大量焊渣与水玻璃层结合，在自蔓延防腐耐磨涂层的表面形成保护层，自蔓延防腐耐磨涂层和保护层如图2所示；（7）制备自蔓延防腐耐磨涂层清除所有保护层，在锅炉水冷壁表面得到厚度
500
～
700
µ
m
的自蔓延防腐耐磨涂层
。
[0007]进一步限定的技术方案如下：步骤（1）中，所述铝粉的平均粒径为
40
～
70 μ
m
，所述三氧化二铁粉末和氧化铬粉末的平均粒径均为
1 μ
m
，所述二氧化锆微粉的平均粒径为
20
～
40 μ
m。
[0008]步骤（1）和步骤（5）中，所述氧化铝纤维中的氧化铝含量为
95%
以上，纤维直径为5～
10 μ
m
，密度为2～
5 g/cm3。
[0009]步骤（1）中，所述导热填料为氮化硼
、
碳化硅
、
氮化铝中至少一种，导热填料的平均粒径为
30
～
50 μ
m。
[0010]步骤（1）中，所述焊剂为二氧化硅
、
氧化镁
、
氟化钙中至少两种
。
[0011]步骤（1）中，所述第一次球磨条件：转速
500r/min
～
600r/min
条件下球磨时间
1h
～
2h
；所述第二次球磨条件：转速
100r/min
～
200r/min
条件下球磨时间
24h
～
48h。
[0012]步骤（2）和步骤（5）中，所述水玻璃粘结剂为硅酸钠水玻璃或硅酸钾水玻璃，其中所述水玻璃的模数为
3.1
～
3.6。
[0013]步骤（4）和步骤（5）中，所述静置时间为
24h
～
48h。
[0014]步骤（6）中， 所述镁条的长度为
10
～
15
厘米，相邻镁条的间距是
21cm
，使用前，用
1000
～
1500
目砂纸打磨
。
[0015]步骤（7）中，所述自蔓延防腐耐磨涂层的结合强度为
21.2
～
28.6Mpa、
耐高温腐蚀性能指数为
0.216
～
0.458mg/mm2，导热率为
15.5
～
35.6W/m
·
K
，自蔓延防腐耐磨涂层的抗热震性能为7～
15
次
。
[0016]本专利技术的有益技术效果体现在以下方面：
1.
本专利技术制备的用于锅炉水冷壁的自蔓延防腐耐磨涂层运用自蔓延涂层技术，自蔓延燃烧工艺相对简单，过程时间短，生产效率高，成本低廉，在涂层制备过程中添加导热填料，大幅提高了陶瓷涂层的换热效率，使用水玻璃作为粘结剂，利用自蔓延燃烧反应产生的热量将粘结剂固化，使涂层与基体结合牢固，不易脱落和龟裂，制备出的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种锅炉水冷壁的自蔓延防腐耐磨涂层的制备方法，其特征在于，操作步骤如下：（1）制备混合粉末将
40
～
60
质量份铝粉
、200
～
240
质量份三氧化二铁粉末
、80
～
100
质量份氧化铬粉末和
20
～
40
质量份二氧化锆微粉混合，在球磨机中进行第一次球磨；加入
30
～
50
质量份氧化铝纤维
、40
～
70
质量份导热填料和
120
～
150
质量份焊剂，进行第二次球磨，得到混合粉末；（2）制备悬浮浆料在混合粉末中加入
140
～
180
质量份水玻璃粘结剂，搅拌均匀，得到悬浮浆料，悬浮浆料的粘度为
400
～
700Pa
·
s
；（3）喷砂处理锅炉水冷壁表面对待喷涂的锅炉水冷壁表面进行喷砂处理，使喷砂处理过的锅炉水冷壁表面的清洁度达到
Sa3.0
级以上，表面粗糙度达到
15
～
25
µ
m
；（4）制作预覆涂层将悬浮浆料均匀预涂覆在喷砂处理过的锅炉水冷壁表面，得到厚度1～
2mm
的预覆涂层，静置，阴干；（5）制作水玻璃层将
80
～
100
质量份氧化铝纤维和
40
～
60
质量份水玻璃粘结剂混合搅拌
2h
，均匀涂覆在预覆涂层上，得到厚度1～
2mm
的水玻璃层，静置，阴干；（6）制作保护层在环绕预制涂层的圆周均布插设镁条，同时引燃圆周均布的镁条，燃烧的镁条使预覆涂层由上至下发生自蔓延反应，形成自蔓延防腐耐磨涂层；焊剂产生的大量焊渣与水玻璃层结合，在自蔓延防腐耐磨涂层的表面形成保护层；（7）制备自蔓延防腐耐磨涂层清除所有保护层，在锅炉水冷壁表面得到厚度
500
～
700
µ
m
的自蔓延防腐耐磨涂层
。2.
根据权利要求1所述一种锅炉水冷壁的自蔓延防腐耐磨涂层的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，所述铝粉的平均粒径为
40
～
70 μ
m
，所述三氧化二铁粉末和氧化铬粉末的平均粒径均为
1 μ
m
，所述二氧化锆微粉的平均粒径为
20
～
40 μ
m。3.
根据权利要求1所述一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡跃伟，洪斌，王彦军，齐先田，王振宇，张凯，王沛，赵纲领，王平，牛晓鸣，潘苏，
申请(专利权)人：合肥科德电力表面技术有限公司，
类型：发明
国别省市：