电弧喷涂技术处理方案

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水冷壁防磨喷涂技术方案

1喷涂材料及主要技术指标:

水冷壁防磨喷涂采用打底材料和耐磨合金材料分别为CL-302 和CP-302A,再用高温耐磨CCS专用封孔剂进行封孔。

1、CP-302A涂层主要技术指标:

结合强度:70Mpa 硬度:≥HRC55(500~1000HV0.1)内聚强度:≥260Mpa 喷涂距离:200-300mm

喷涂粒子速度:≥400m/s 孔隙率:≤1%

使用温度:1500℃导热系数:60W/M*K

抗冲蚀性:1.09×10‾4cm3/h (900~400℃、1000g200目Al2O3、600s) 抗高温氧化性:1.63×10-4 mg/(mm2.h) (800℃、100h)

热膨胀系数:12×10-6 ℃-1(0~800℃)

耐介质性(H2SO4、HCl、NaOH、NaCl):优

喷涂工件温度:≤100℃

涂层总厚度:0.5~0.6mm 使用寿命:≥4年

喷涂工作层丝材CP-302A化学成分

喷涂打底丝材CL-302化学成分

3、所用材料主要性能介绍:

1)、打底材料CL-302:

本公司采取增加结合强度的方法是用本公司自行生产的CL-302作为打底材料,该材料的特点是:a、CL-302为放热性材料,喷涂时其到达管子表面时仍为熔融状态(因打底层仅喷0.1mm,所以不会造成明显温升),这可保证其与管子之间的微冶金结合和机械咬合,结合强度可达70Mpa;b、CL-302具

很高的抗高温氧化腐蚀能力,所以在使用时不会因结合面氧化腐蚀而造成涂层脱落。

2)、CP-302A:本公司研发生产的CP-302A粉芯材料由Cr、B、Si、Ni、Mn、Ti组成,该材料是专门设计用于锅炉管道的防磨涂层材料,具有优异的抗高温冲蚀磨损性能,与炉管材料的匹配性好,膨胀系数相近,结合力大,硬度高,可以起到非常突出的防护效果,经多台锅炉使用效果显著。图(1)为CP-302A涂层截面金相组织照片,图(2)为CP-302A丝材,图(3)为水冷壁管经过喷砂处理后的表面形貌,图(4)为水冷壁管表面喷涂CP-302A后的形貌,图(5)为水冷壁管表面涂层经过一个周期使用后的表面形貌,图(6)为涂层与基体的结合面金相照片。

(1)CP-302A,515m/s,截面,×200 (2)CP-302A产品图片

(3)水冷壁管喷砂后表面形貌(4)水冷壁管喷涂CP-302A后形貌

(5)水冷壁涂层经过一个周期使用后的形貌(6)涂层与基体结合面形貌,×200

3)、CCS封孔剂:高温耐磨抗蚀专用封孔剂是本公司研究发明的,已经过十多年几百台锅炉的应用,性能稳定,效果良好。在常温下经过12小时即可固化,

经过24~48小时养护可投入使用。它具有耐磨性好、耐腐蚀能力强等特点,与喷涂层有良好的结合性能和抗热震稳定性能,绝对不会发生脱落现象。能有效渗透并浸润涂层孔隙,随着炉温的升高逐渐形成陶瓷化效果,使涂层更致密,能有效阻止介质中透过微小的涂层孔隙进入涂层内部,从而获得优良的封闭效果。2施工工艺

1 、待喷涂表面预处理

对待喷涂表面预处理可分两步进行。首先,用14~16目刚玉砂对表面进行喷砂清理,去除表面的浮灰、硬灰、锈层,特别是小凹坑中的粘附物,直至完全露出金属光泽,要求达到GB8923-88《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》规定的Sa3.0级,喷砂压力为0.6-0.8MPa;然后,对经除锈的表面再次喷砂使表面粗糙化,以提高结合强度,表面粗糙度达到GB11373-89《热喷涂金属表面预处理通则》规定的Rz80~120微米,要求粗糙小坑分布均匀,密度不能过大。粗糙化处理同时能使表面产生一定的残余压应力,这对提高工件疲劳强度有利。粗糙化喷砂压力0.5~0.7MPa。喷砂处理用的压缩空气源必须是无水无油的,表面预处理后应当是洁净的。喷砂后表面的活度最大,一般应在4小时内喷涂,否则表面很容易再次污染、锈蚀。(特别提醒:若有老涂层做表面处理时应关注处理后的水冷壁管管壁壁厚,如处理后关闭厚度少于2/3应更换壁管,再做防磨喷涂,以免防止爆管造成不必要的损失。)

2、喷涂工艺参数

2.1超音速电弧喷涂

第一层:喷涂打底层,CL-302,中速一遍,厚度约0.05-0.1mm,电弧电压36~37V,气压0.5~0.7MPa,喷涂颗粒宜稍粗,使结合面产生微冶金结合,提

高结合力。

第二层:工作层,CP-302A,电弧电压29-31V,喷涂电流由走丝速度

决定,走丝越快电流越大,一般180-220A,气压0.6-0.9MPa,喷涂颗粒极细小,致密耐磨耐腐蚀层,厚度约为0.4-0.5mm。

第三层:封闭层,CCS层,匀速二遍,起封孔保护作用,厚度约为0.1-0.15mm。

3、注意事项

1)喷涂过程中,喷枪与工件表面的距离(喷涂距离)保持在300-400mm,以使喷涂效果最佳。

2)喷涂移动速度也是影响喷涂效果的关键,喷涂时喷涂移动速度保持在1m/min左右,以保证涂层的均匀,并控制喷涂温升100℃以下。

4、喷砂设备与技术说明

本项工程拟采用气动控制的喷砂设备进行喷砂处理,由5年以上操作经验的高级喷砂技工进行喷砂作业。喷砂机如图(8)所示。

5.1喷砂作用:

5.1.1净化(活化)表面:去除被喷表面的各种污染物,特别是油脂、污垢、氧化皮、锈层等,表面显示均匀的金属光泽,以利于打底材料与基体活性表面的粘附结合(机械咬合与冶金微扩散)。工作面清洁度达到Sa3级。

5.1.2粗化表面:热喷涂涂层与基体的结合以机械结合为主,这就要求基体前处理不仅要除油除锈,还要粗化表面,使表面具有一定的粗糙度。表面粗糙度达到GB1031-1995《表面粗糙度参数及其数值》中规定的Rz60—120um。

5.2活化目的: