一种汽轮机通流部件防固体颗粒侵蚀涂层的制备工艺，采用超音速火焰喷涂制备防固体颗粒侵蚀涂层，选用超音速火焰喷涂设备配以超音速火焰喷枪，以超音速火焰喷涂工艺将NiCr金属陶瓷粉末直接喷涂到汽轮机通流部件表面，最后采用喷射雾化器在涂层外表面喷涂一层聚氨酯或丙烯酸基的高分子封孔剂对涂层进行封闭处理。本发明专利技术采用超音速火焰喷涂制备防固体颗粒侵蚀涂层，可在短时间内，实现大面积汽轮机通流部件表面防护，喷涂防护后不改变汽轮机通流部件的振动特性、汽动特性、强度特性，具有现场可操控性强、抗固体颗粒侵蚀性能提高显著等优点，可以现场解决和改善在役电站汽轮机通流部件普遍存在的固体颗粒侵蚀问题，提高机组运行安全性和效率。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于材料
，涉及一种汽轮机通流部件防固体颗粒侵蚀涂层的制备工艺。
技术介绍
火力发电厂汽轮机通流部件(主要包括叶片、喷嘴、隔板等)是汽轮机系统的"心 脏"，承担着将蒸汽流动能转换为有用功的重任。汽轮机通流部件，特别是高、中压级叶片， 在运行过程中，会受到固体颗粒侵蚀损伤而产生缺陷。固体颗粒侵蚀(SPE)是指从锅炉的 过热器、再热器及主蒸汽和再热蒸汽管的内表面剥落下来的坚硬的氧化铁粒子(或称"颗 粒")，随蒸汽流入汽轮机，使之造成的一种机械损伤。它们在高速撞击和磨削的联合作用下 侵蚀喷嘴、动叶片及其围带、阻汽片等通流部件金属材料。 一般情况下，叶片的固体颗粒侵 蚀常发生在高压第一级喷嘴和动叶片，中压第一级喷嘴和动叶片。动叶片SPE损伤主要位 于叶片进汽边，沿叶片高侵蚀加重，叶片顶部附近最为严重。固体颗粒侵蚀不仅降低了机组 的热经济性，而且还严重影响机组运行的安全可靠性，有效地对汽轮机通流部件表面加以 防护，避免固体颗粒侵蚀损伤缺陷，是确保机组安全经济运行的关键技术措施。
技术实现思路
本专利技术针对汽轮机通流部件普遍存在的固体颗粒侵蚀损伤缺陷，提供一种汽轮机 通流部件防固体颗粒侵蚀涂层的制备工艺，能现场在线制备汽轮机通流部件防固体颗粒侵 蚀涂层，提高汽轮机通流部件抵抗固体颗粒侵蚀的能力，延长通流部件使用寿命，保障机组 安全经济运行。 为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是采用超音速火焰喷涂制备防固体颗 粒侵蚀涂层，选用超音速火焰喷涂设备，以超音速火焰喷涂工艺将NiCr金属陶瓷粉末直接 喷涂到汽轮机通流部件表面，涂层厚度为0. 10 0. 70mm，最后采用喷射雾化器在涂层外表 面喷涂一层0. 01 0. 02mm的聚氨酯或丙烯酸基的高分子封孔剂对涂层进行封闭处理；所 说的喷涂材料选用质量分数为15 25% Ni、5% Cr和70 80%碳化铬构成的NiCr金属 陶瓷粉末，粉末粒度为200 300目。 具体包括以下步骤 1)喷涂前对叶片静频率进行测试，宏观检查叶片表面是否存在缺陷，对叶片表面 进行清洗，除去叶片表面污垢，并用高温遮蔽胶带对叶片不喷涂区域进行精确遮蔽保护； 2)使用压力式喷砂法，采用粒度为10 100目的棕刚玉砂，对叶片喷涂区域即缺 陷区域进行粗糙、活化处理，使基体表面粗糙度达到Ra2 15um，彻底清除叶片表面氧化 物、油脂、污物等附着物，均匀粗糙活化； 3)使用喷枪将待喷涂的叶片表面预热至100 30(TC，采用超音速火焰喷涂方法， 在经除油、除锈、喷砂活化处理后的叶片表面喷涂厚度为0. 10 0. 70mm的NiCr金属陶瓷 涂层； 4)采用喷射雾化器在涂层外表面喷涂一层0. 01 0. 02mm的聚氨酯或丙烯酸基的 高分子封孔剂对涂层进行封闭处理。 本专利技术的超音速火焰喷涂的工艺参数为氧气流量为5 30m3 h—、丙烷流量为 1000 3000L h人氮气流量为1000 3000L 1T1，喷枪移动速度为200 600mm s、喷 涂距离为100 400mm。 喷涂过程中对叶片喷涂部位，采用红外线测温仪进行跟踪测温，记录喷涂时实测 温度，保证叶片喷涂基体在喷涂过程中温度为100 300°C ;喷涂过程中控制每遍涂层厚度 为0. 02 0. 04mm。 本专利技术采用超音速火焰喷涂制备防固体颗粒侵蚀涂层，可在短时间内，实现大面 积汽轮机通流部件表面防护，喷涂防护后不改变汽轮机通流部件的振动特性、汽动特性、强 度特性，具有现场可操控性强、抗固体颗粒侵蚀性能提高显著等优点，可以现场解决和改善 在役电站汽轮机通流部件普遍存在的固体颗粒侵蚀问题，提高机组运行安全性和效率，增 加电厂经济效益。具体实施例方式汽轮机高、中压级叶片耐固体颗粒侵蚀涂层制备工艺具体实施例方式 (1)喷涂前准备 ①喷涂前应确定叶片母材的化学成分和机械性能；②喷涂前对叶片静频率进行测 试，并记录；③宏观检查叶片表面是否存在缺陷并记录；④对叶片表面进行清洗，除去叶片 表面污垢；⑤采用高温遮蔽胶带对叶片不喷涂区域进行精确遮蔽保护；⑥喷涂粉末应进行 实验室条件下的粉末粒度分布、流动性、松比、微观形貌等检测，并与标样对比合格。 (2)表面预处理 ①使用压力式喷砂法对叶片喷涂区域进行粗糙、活化处理，使基体表面粗糙度达 到Ra2 15um，彻底清除叶片表面氧化物、油脂、污物等附着物，均匀粗化并露出金属光泽； ②喷砂磨料宜采用优质棕刚玉砂，粒度为10 100目，磨料应清洁、干燥；③喷砂完成后 10 50分钟内，必须进行喷涂作业，否则必须进行二次喷砂处理。 (3)超音速火焰喷涂制备耐固体颗粒侵蚀涂层 ①采用喷枪将待喷涂叶片表面应预热至100 30(TC，预热过程中用红外线测温 仪监控，避免预热过程中的过热和污染；②采用超音速火焰喷涂方法，在经除油、除锈、喷砂 活化处理后的叶片表面喷涂厚度为0. 10 0. 70mm的NiCr金属陶瓷涂层，喷涂材料选用质 量分数为15 25% Ni、5% Cr和70 80%碳化铬构成的NiCr金属陶瓷粉末，粉末粒度为 200 300目；超音速火焰喷涂工艺参数为氧气流量为5 30m3 'h、丙烷流量为1000 3000L *h—、氮气流量为1000 3000L *h—、喷枪移动速度为200 600mm s—、喷涂距离为 100 400mm。③喷涂过程中应对叶片喷涂部位，采用红外线测温仪进行跟踪测温，记录喷 涂时实测温度，保证叶片喷涂基体在喷涂过程中温度为100 300°C ;④喷涂过程中应维持 喷涂工艺参数稳定，控制每遍涂层厚度为0. 02 0. 04mm。 (4)封孔处理喷射雾化器在涂层外表面喷涂一层0. 01 0. 02mm的聚氨酯或丙 烯酸基的高分子封孔剂对涂层进行封闭处理。 涂层质量检测。①对涂层进行外观检查，涂层表面应平整，色泽一致，不允许有起皮、鼓泡、脱落等缺陷，叶片无变形；②采用涂层测厚仪对涂层厚度进行检测，测得的涂层最 小厚度不应小于涂层设计厚度，涂层厚度均匀；③采用自振频谱分析法对喷涂后叶片静频 率进行测量，喷涂前后叶片频率应基本无变化；④在现场环境下，制备超音速火焰喷涂挂片 试样，对涂层挂片试样进行实验室检测，检测内容包括热震试验、显微硬度试验、孔隙率测 试、结合强度试验、磨粒磨损试验、冲蚀磨损试验等； 涂层性能指标。①涂层厚度为0. 10 0. 70mm ;②涂层结合强度^ 70MPa ;③涂层在60(TC，80次热震条件下，无裂纹、剥离或翘起； 涂层显微硬度丽。.3 > 900 ;⑤涂层孔隙率《1% ;⑥涂层具有优良的耐磨性能及抗冲蚀性能。 本专利技术制备的耐固体颗粒侵蚀涂层具有以下显著特点 优异的耐磨损性能 磨粒磨损性能试验采用的设备为根据美国ASTM-G65-71标准设计组装的橡胶轮 磨粒磨损试验机进行，试验选用参数如表1所示。磨粒磨损性能采用被测试样磨损失重量 进行评价。在一定的试验条件下，磨损失重量越小，说明被测试样耐磨粒磨损性能越好。试 验采用三块60 X 25mm试样的平均值表征涂层的磨损失重。试验数据见表2。 表1磨粒磨损实验参数 <table>table see original document pag本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种汽轮机通流部件防固体颗粒侵蚀涂层的制备工艺，其特征在于：采用超音速火焰喷涂制备防固体颗粒侵蚀涂层，选用超音速火焰喷涂设备，以超音速火焰喷涂工艺将ＮｉＣｒ金属陶瓷粉末直接喷涂到汽轮机通流部件表面，涂层厚度为０．１０～０．７０ｍｍ，最后采用喷射雾化器在涂层外表面喷涂一层０．０１～０．０２ｍｍ的聚氨酯或丙烯酸基的高分子封孔剂对涂层进行封闭处理；所说的喷涂材料选用质量分数为１５～２５％Ｎｉ、５％Ｃｒ和７０～８０％碳化铬构成的ＮｉＣｒ金属陶瓷粉末，粉末粒度为２００～３００目。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李太江，李巍，范长信，刘福广，姚兵印，王博，
申请(专利权)人：西安热工研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：87
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