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超音速电弧喷涂技术在循环流化床锅炉管耐磨防腐中的应用举例［摘要］循环流化床（cfb）锅炉受热面管壁常因高温磨损与腐蚀，造成管子的泄露，使机组停机，严重危及电厂的安全运行等受热面的磨损问题，一直困扰着锅炉的正常运行。
通过实践，采用超音速热喷涂技术解决锅炉管的腐蚀和磨损问题，是切实可行的，且喷涂后在4年内不会因腐蚀和磨损造成该部位爆管等事故。
［关键词］超音速电弧喷涂，耐磨，应用，原理，技术参数，施工工艺，工艺流程，注意事项，技术要求。
一、锅炉“四管”防磨防腐喷涂的应用概述：cfb锅炉金属受热面的磨损通常出现在下列位置：1.燃烧室下部耐火层终端以上2-3m的密相区（严重）2.燃烧室四角耐火层上部管段（严重）3.水冷壁管焊缝部位（严重）4.炉顶出口两侧水冷壁管（严重）5.燃烧室上部水冷壁管（严重）6.水冷屏下部及两侧（严重）7.炉顶出气口及检测口两侧（严重）8.其它某些部位磨损与腐蚀产生的原因是与锅炉的工作状况及使用的燃料有直接关系。
锅炉燃煤室温度一般在900℃-1000℃，管壁温度也将达到450℃-550℃。
在工作中，沸腾的介质以粒子的形式对管壁高速冲刷，由于管壁材料一般是20g锅炉钢，由于处在高温状态，表面硬度较低，因而磨损较快，同时燃烧的燃料产生的h2s气体，对管壁有强烈的腐蚀作用，腐蚀产生的新物质在高温下硬度还低于20g锅炉钢，因而加剧了管壁的磨损。
特别是cfb锅炉，使用的燃料大多是含矸量较大的劣质煤，更加剧了锅炉各部件的磨损。
对锅炉管进行的各种防护，如：加装保护套、导向片、高铬合金耐磨瓦、堆焊等方法，在耐磨效果、热传导和运转等方面，或多或少的存在的缺陷。
经过多年的对比实验，并结合国外技术，目前采用热喷涂技术是唯一可行效果最佳方案。
这是因为采用热喷涂技术有以下好处：1、热喷涂工艺方法较多，能按照现场的需求，提供多种工艺，形成满足需要的涂层；2、涂层材料有数百种之多，可形成特殊性能的涂层，以满足不同的工况要求；3、涂层均匀度高，致密性好，且喷涂工件不变形，不会改变工件的物理和化学形态；4、涂层的物理性能、结合强度、膨胀系数及传热效果等方面，都能满足锅炉运转的要求；5、操作灵活方便、能在炉内及现场作业、施工速度快、成本较低。
解析ISO12944标准（一、标准介绍）ISO 12944 Paints and varnishes —Corrosion protection ofsteel structures by protective paint systems(色漆和清—防护涂料体系对钢结构的防腐蚀保护)是防腐蚀涂料与涂装领域一个非常有用的标准。
笔者曾组织同行于2008年将该标准共8个部分译成了中文。
2014年，中国涂料与颜料标准化委员会已将其转化为国标，标准号为GB/T 30790。
这个标准对于那些从事涂料防腐蚀工作的业主、设计人员、咨询顾问、涂装承包商、涂料生产企业等都非常有用。
因此，笔者拟在此公众号中分期进行介绍。
朋友们可在文后留言参与讨论和提问。
ISO（国际标准化组织）是各个国家的标准化机构（ISO成员团体）共同组织的世界性联合机构。
国际标准的制订工作由ISO技术委员会负责。
每个成员团体都有权派代表参加所关注课题的技术委员会，各政府性或非政府性的国际组织，凡与ISO有联系的，也都参与这项工作。
ISO12944国际标准是由ISO/TC35技术委员会.色漆和清漆-钢结构防腐蚀涂料系统.SC14分委会制订的。
ISO12944《色漆和清漆－防护涂料体系对钢结构的防腐蚀保护》中总共包括以下部分内容：第1部分：总则第2部分：环境分类第3部分：设计内容第4部分：表面类型及表面处理第5部分：防护涂料体系（注：这部分在2007年进行了修订）第6部分：实验室性能测试方法第7部分：涂装工作的实施和监管第8部分：新建和维修防腐技术规格书的制订简介未经保护的钢材在大气、水和土壤中会因腐蚀而损坏。
因此，为了避免腐蚀损坏，在钢结构服役期间需采取一些防腐蚀保护措施。
有很多种不同的方式可以用于保护钢结构免遭腐蚀。
ISO12944 针对的是采用涂料体系和涂覆层来保护。
该标准的各部分内容的宗旨，都是为了获得适当的、成功的钢结构防腐蚀保护效果。
其它的一些防腐蚀措施也可能是有效的，但需要各相关方达成一致意见。
热喷涂是一种常见的表面涂覆技术，用于提供物体的保护、修复或改良性能。
以下是一些常见的热喷涂标准：
ISO 14923:2003《金属和非金属涂层.保护涂层的热喷涂.设计、执行和质量要求》：该标准规定了热喷涂保护涂层的设计、执行和质量要求，包括表面准备、喷涂方法、涂层性能和质量控制等方面。
ASTM C633-13《金属和陶瓷涂层的断裂韧性测定》：该标准适用于测定金属和陶瓷涂层的断裂韧性，通过评估涂层的粘结强度和抗剥离性能。
SSPC-SP 6/NACE No.3《商业级表面预处理》：该标准规定了钢结构表面的商业级表面预处理要求，包括除锈、清洁和准备涂层的表面。
AS/NZS 2312.1:2014《金属涂层. 防护系统的选择和应用指南》：该标准提供了金属涂层防护系统的选择和应用指南，包括热喷涂技术的适用范围、涂层性能要求和施工建议。
AWS C2.23M/C2.23《热喷涂程序评定规程》：该规程规定了热喷涂程序评定的要求，包括热喷涂设备、喷涂材料、喷涂技术和质量控制等方面的要求。
涂装要求1. 涂装说明涂装的主要目的是为了防腐保护，延长设备及管道、材料的使用寿命，同时也具有区分设备及管道的功能、具有装饰美观，协调环境的作用。
为此设备制造厂家及施工单位必须严格按照本规定的涂漆品种，颜色，涂层结构，涂饰工艺进行施工，确保涂装质量。
1.1涂装施工要求按本规定涂装技术条件执行。
1.2对涂饰方法采用喷涂，确保涂装质量。
1.3本规定面漆色彩为设备的主颜色（详见表1），允许制造厂家在同一设备中局部使用不同颜色。
表11.4对某些设备及构件特殊部位或部件，尚须着其他色彩以装饰、警戒、转向、安全等标志。
（如操作手轮、阀门、联轴器、行轮轮廓和安全罩栏杆等）详见表2：表21.5涂装质量的验收标准⑴所用涂料类别符合设计要求；⑵表面处理、涂层结构、工艺符合JB/T 5000.12-1998标准；⑶面漆色彩符合色标；⑷表面漆膜均匀、平整、光亮、无针孔、气泡、裂纹、脱落、流挂、漏涂等缺陷。
1.6涂装所要求的漆膜颜色以GB3181-1995为准。
（详见该标准中的第4条）。
1.7在本文1.2中，对标准设备的涂装标明了面漆色彩的要求。
其涂层结构遵照表3中I、II、III类标准。
表3注: 1).表中涂层厚度为总厚度。
2).氯磺化聚乙烯涂料型号:底漆:J52-81 中间漆:J52 面漆:J52-61。
3).氯化橡胶涂料型号:底漆:LJ06-1 面漆:LJB04-2。
2. 涂装技术要求2.1涂装前物体表面处理：2.1.1各设备应采用喷砂除锈，处理质量不低于Sa2级或SSPC-SP6级（详见附录A及附录B）。
2.1.2各管道及金属结构件不论采用何种除锈方式，处理质量不低于St3级（详见附录A）要求。
2.1.3凡与高温直接接触的钢铁制件表面，表面不进行涂装或镀覆保护层时，处理质量必须达到St2级（详见附录A）。
2.1.4与混凝土接触或埋入其中的钢铁部件不必进行涂装。
2.1.5尺寸与重量较大的零件，可进行手工除锈，并达到St3级（详见附录A）。
１９９５年颁布实施的《水工金属结构防腐蚀规范》（以下简称ＳＬ１０５－９５规范），使水工金属结构防腐蚀工作有了统一标准。
但随着新的防腐材料、施工工艺的应用，ＳＬ１０５－９５规范在某些方面已无法满足行业发展要求，需要及时进行修订。
笔者对准备修订的条款提出几点建议，并对有关条款作了说明，供防腐蚀专业领域的专家和同行指正。
一、表面预处理１．对表面预处理质量评定指标的要求对钢材表面预处理质量评定包括清洁度和粗糙度两项指标。
其中清洁度等级的评定引用国家标准ＧＢ８９２３－８８《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》；粗糙度等级的评定引用国家标准ＧＢＴ１３２８８－９１《涂装前钢材表面粗糙度等级的评定（比较样块法）》。
另外，粗糙度等级的评定也可以采用水工金属结构防腐常用的仪器法，如Ｅｌｅｃｍｅｔｅｒ１２３型表面轮廓仪，符合美国ＡＳＴＭ标准规定，与国标比较样块法相比可直接读出粗糙度值，更便于实际操作。
２．表面预处理清洁度等级的要求ＳＬ１０５－９５规范中只有关于清洁度等级的规定，没有强调必须达到某个等级以上，主要是考虑到应该允许根据涂料品种和实际工况来选择合适的清洁度等级。
在修订时可以对ＳＬ１０５－９５规范相关条文进行解释，如“宜”达到Ｓａ２．５级，表示允许进行选择，但在条件允许时首先应这样做；如“应”不低于Ｓａ２级，表示严格规范要求，在正常情况均不能低于Ｓａ２级。
３．磨料种类的选择ＳＬ１０５－９５规范中规定的磨料种类为“天然矿物磨料，如金刚砂、石英砂和河砂等”。
水利部质检中心在现场进行质量检验时发现，河砂中往往含有大量的泥土成分，在喷砂时易与压缩空气中水分结成泥块，嵌入凹凸不平的钢材表面，很难清理。
所以修订时应规定禁止使用河砂为磨料。
４．磨料粒度形状的确定ＳＬ１０５－９５规范只对磨料种类、粒度进行了规定和要求，对磨料外形未做考虑。
但试验和施工中，磨料外形的不同会对金属涂层的结合力产生一定的影响。
因此在修订时应对磨料外形加以规定和要求。
热喷铝标准
1. 范围
本标准适用于热喷涂应用于铝材表面的工艺和操作。
2. 引言
热喷铝是一种将铝粉末通过气体喷射在基材表面的工艺，用于提供保护性涂层和改善材料的性能。
本标准旨在确保热喷铝的工艺和操作符合一定的质量要求。
3. 规定
3.1 材料准备
3.1.1 使用高纯度的铝粉末。
3.1.2 铝粉末应经过筛分以确保粒度分布符合要求。
3.1.3 铝粉末应在符合安全标准的环境下储存和处理。
3.2 设备
3.2.1 使用高质量和合适的喷涂设备，能够提供均匀的气体和粉末混合流动。
3.2.2 喷涂设备应经过定期维护和校准，确保喷涂参数的准确性和可靠性。
3.3 喷涂工艺
3.3.1 表面处理：基材应经过必要的清洁和表面处理，以确保喷涂层的附着力和耐久性。
3.3.2 喷涂厚度：根据需要的应用和设计要求，选择适当的喷涂厚度。
3.3.3 喷涂条件：根据铝粉末的特性和喷涂设备的参数，调整喷涂温度、喷涂速度和气体流量，以获得理想的喷涂效果。
3.4 质量检验
3.4.1 喷涂层的质量应符合设计要求，并经过严格的质量检验。
3.4.2 使用相关测试方法，如金相显微镜、厚度计、粘结力测试等，对喷涂层进行检测。
4. 参考文献
请参考相关行业标准和技术文献，以了解更多关于热喷铝的信息。
备注：本标准仅提供基本的热喷铝工艺和操作要求，并无法代替具体应用的详细设计和工艺要求。
在实际应用中，还需根据具体情况制定相应的技术要求和测试方法。
ASTM标准(The American Society for Testing and Materials)DIN (Deutsches Institut für Normung)Thermal spraying - Pre-treatment of surfaces of metallic parts and components for thermal spraying; German DIN EN 13507-2001version EN 13507:2001Thermal spraying - Metallic and other inorganic coatings - Zinc, aluminium and their alloys (ISO DIN EN ISO 2063-20052063:2005); German version EN ISO 2063:2005Metallic and oxide coatings - Measurement of coating thickness - Microscopical method (ISO 1463:2003); DIN EN ISO 1463-2004German version EN ISO 1463:2004Metallic coatings - Measurement of coating thickness - Scanning electron microscope method (ISODIN EN ISO 9220-19959220:1988); German version EN ISO 9220:1994DIN EN ISO 14918-1999 Thermal spraying - Approval testing of thermal sprayers (ISO 14918:1998); German version EN ISO 14918:1998Thermal spraying - Wires, rods and cords for flame and arc spraying - Classification; Technical supply DIN EN ISO 14919-2001conditions (ISO 14919:2001); German version EN ISO 14919:2001Thermal spraying - Spraying and fusing of self-fluxing alloys (ISO 14920:1999); German version EN ISO DIN EN ISO 14920-199914920:1999Thermal spraying - Procedures for the application of thermally sprayed coatings for engineeringDIN EN ISO 14921-2001components (ISO 14921:2001); German version EN ISO 14921:2001Thermal spraying –Quality requirements of thermally sprayed structures Part 1: Guidance for selection DIN EN ISO 14922-1:1999and use (ISO 14922-1:1999)Thermal spraying –Quality requirements for thermally sprayed structures Part 2: Comprehensive quality DIN EN ISO 14922-2:1999requirements (ISO 14922-2:1999)Thermal spraying – Quality requirements for thermally sprayed structures Part 3: Standard quality DIN EN ISO 14922-3:1999requirements (ISO 14922-3:1999)Thermal spraying – Quality requirements for thermally sprayed structures Part 4: Elementary quality DIN EN ISO 14922-4:1999requirements (ISO 14922-4:1999)DIN EN ISO 14923:2003 Thermal spraying - Characterization and testing of thermally sprayed coatingsThermal spraying - Post-treatment and finishing of thermally sprayed coatings (ISO 14924:2005); German DIN EN ISO 14924-2005version EN ISO 14924:2005Thermal spraying - Coatings for protection against corrosion and oxidation at elevated temperatures (ISO DIN EN ISO 17834-200417834:2003); German version EN ISO 17834:2003DIN 27201-10-2005 State of railway vehicles - Basic principles and production technology - Part 10: Thermal sprayingThermal spraying - Thermal sprayed coatings - Symbolic representation on drawings; German version EN DIN EN 14665-200514665:2004DIN EN 14616-2005 Thermal spraying - Recommendations for thermal spraying; German version EN 14616:2004Thermal spraying - Determination of the deposition efficiency for thermal spraying (ISO 17836:2004); DIN EN ISO 17836-2005German version EN ISO 17836:2004DIN EN ISO 10308-2006 Metallic coatings - Review of porosity tests (ISO 10308:2006); German version EN ISO 10308:2006ISO(International Organization for Standardization)Thermal spraying -- Metallic and other inorganic coatings -- Zinc, aluminium and their alloys (热喷涂.金属涂ISO 2063:2005层和其他无机覆层.锌、铝及其合金)ISO 13779-1-2000 (外科植入物羟基磷灰石第1部分:羟基磷灰石)ISO 13779-2-2000 (外科植入物羟基磷灰石第2部分:羟基磷灰石覆涂层)ISO 13779-4-2002 (外科植入物.羟磷灰石.第4部分:涂层粘结强度的测定)ISO 14231:2000 Thermal spraying -- Acceptance inspection of thermal spraying equipment (热喷涂热喷涂设备的验收检查)ISO 14232:2000 Thermal spraying -- Powders -- Composition and technical supply conditions (热喷涂粉末成分和交货技术条件) ISO 14916:1999 Thermal spraying -- Determination of tensile adhesive strength (热喷涂抗拉结合强度的测定)ISO 14917:1999 Thermal spraying -- Terminology, classification (热喷涂术语、分类)ISO 14918:1998 Thermal spraying -- Approval testing of thermal sprayers (热喷涂热喷涂人员的资格考查)Thermal spraying -- Wires, rods and cords for flame and arc spraying -- Classification -- Technical supply conditions ISO 14919:2001(热喷涂火焰和电弧喷涂用金属丝材、棒材和粉芯丝材分类交货技术条件)ISO 14920:1999 Thermal spraying -- Spraying and fusing of self-fluxing alloys (热喷涂自熔合金的喷涂及重熔)Thermal spraying -- Procedures for the application of thermally sprayed coatings for engineering components (热ISO 14921:2001喷涂工程零件热喷涂涂层的应用步骤)Thermal spraying -- Quality requirements of thermally sprayed structures -- Part 1: Guidance for selection and ISO 14922-1:1999use (热喷涂热喷涂结构的质量要求第1部分:选择和应用指南)Thermal spraying -- Quality requirements of thermally sprayed structures -- Part 2: Comprehensive qualityISO 14922-2:1999requirements (热喷涂热喷涂结构的质量要求第2部分:全面质量要求)Thermal spraying -- Quality requirements of thermally sprayed structures -- Part 3: Standard quality requirements ISO 14922-3:1999(热喷涂热喷涂结构的质量要求第3部分:标准质量要求)Thermal spraying -- Quality requirements of thermally sprayed structures -- Part 4: Elementary quality requirements ISO 14922-4:1999(热喷涂热喷涂结构的质量要求第4部分:基本质量要求)ISO 14923:2003 Thermal spraying -- Characterization and testing of thermally sprayed coatings (热喷涂.热喷涂层的表征和试验) ISO 14924:2005 Thermal spraying -- Post-treatment and finishing of thermally sprayed coatings (热喷涂.热喷涂层的后处理和加工)Thermal spraying -- Coatings for protection against corrosion and oxidation at elevated temperatures (热喷涂. ISO 17834:2003高温下抗腐蚀耐氧化保护涂层)Thermal spraying -- Determination of the deposition efficiency for thermal spraying (热喷涂.热喷涂熔敷效率的ISO 17836:2004测定)AWS (American Welding Society)ANSI/AWS C2.16/C2.16M:2002 Guide for Thermal Spray Operator QualificationAWS C2.18-93 Guide for the Protection of Steel with Thermal Sprayed Coatings of Aluminum and Zinc and Their Alloys and Composites ANSI/AWS C2.23/C2.23M:2003 Specification for Thermal Spray Equipment Acceptance InspectionANSI/AWS C2.21/C2.21M:2003 Specification for Thermal Spray Equipment Acceptance InspectionANSI/AWS C2.25/C2.25M:2002 Specification for Thermal Spray Solid and Composite Wire and Ceramic RodsAWS TSS Thermal SprayingANSI/AWS C2.20/C2.20M:2002 Specification for Thermal Spraying Zinc Anodes on Steel Reinforced ConcreteBS (British Standards)BS EN 582-1994 Thermal spraying - Determination of tensile adhesive strengthBS EN 1395-1996 Thermal spraying - Acceptance inspection of thermal spraying equipmentBS EN ISO 14918-1998 Thermal spraying - Approval testing of thermal sprayersBS EN ISO 14920-1999 Thermal spraying - Spraying and fusing of self-fluxing alloysBS EN ISO 14922-1-1999 Thermal spraying - Quality requirements of thermally sprayed structures - Guidance for selection and use BS EN ISO 14922-2-1999 Thermal spraying - Quality requirements of thermally sprayed structures - Comprehensive quality requirements BS EN ISO 14922-3-1999 Thermal spraying - Quality requirements of thermally sprayed structures - Standard quality requirements BS EN ISO 14922-4-1999 Thermal spraying - Quality requirements of thermally sprayed structures - Elementary quality requirements BS EN 13507-2001 Thermal spraying - Pre-treatment of surfaces of metallic parts and components for thermal sprayingBS EN 13214-2001 Thermal spraying - Thermal spray coordination - Tasks and responsibilitiesThermal spraying, Wires, rods and cords for flame and arc spraying - Classification - Technical supply BS EN ISO 14919-2001conditionsBS EN ISO 14921-2001 Thermal spraying - Procedure for the application of thermally sprayed coatings for engineering components BS EN ISO 14923-2003 Thermal spraying - Characterization and testing of thermally sprayed coatingsBS EN ISO 17834-2003 Thermal spraying - Coatings for protection against corrosion and oxidation at elevated temperaturesBS EN ISO 17836-2004 Thermal spraying - Determination of the deposition efficiencyThermal spraying - Thermally sprayed coatings - Symbolic representation on drawings (热喷涂.热喷涂涂层.图BS EN 14665-2005纸上的符号表示)BS EN 14616-2005 Thermal spraying - Recommendations for thermal sprayingBS EN 1274-2005 Thermal spraying - Powders - Composition, technical supply conditionsBS EN ISO 2063-2005 Thermal spraying - Metallic and other inorganic coatings - Zinc, aluminium and their alloysBS EN 657-2005 Thermal spraying - Terminology, classificationBS EN ISO 14924-2005 Thermal spraying - Post-treatment and finishing of thermally sprayed coatingsJISJIS H8304-1994 Ceramic sprayed coatingsJIS H8306-2002 Cermet thermal sprayingJIS H8200-2006 Thermal spraying termsJIS H8302-2004 Build-up thermal sprayingJIS H8303-2004 Thermal spraying of self-fluxing alloyJIS H8250-2005 Graphical symbol for thermal sprayingJIS H8300-2005 Thermal spraying -- Zinc, aluminium and their alloysJIS H8666-1994 Test methods for ceramic sprayed coatingsJIS H8667-2002 Test methods for cermet sprayed coatingsJIS H9302-1994 Recommended practice for ceramic sprayed coatingsJIS H9303-2004 Recommended practice for cermet sprayed coatingsJIS H9304-2005 Recommended practice of self-fluxing alloys sprayingJIS H8401-1999 Methods of thickness measurement for sprayed coatingsJIS G0594-2004Methods of accelerated cyclic corrosion resistance tests for anodic coatings with exposure to salt spray,dry and wet conditionJIS H8401-1999 Methods of thickness measurement for sprayed coatingsJIS H8402-2004 Test methods of tensile adhesive strength for thermal-sprayed coatingsJIS H8501-1999 Methods of thickness test for metallic coatingsJIS H8502-1999 Methods of corrosion resistance test for metallic coatingsJIS H8503-1989 Methods of wear resistance test for metallic coatingsJIS H8504-1999 Methods of adhesion test for metallic coatingsUNE-EN 13214:2001 THERMAL SPRAYING - THERMAL SPRAY COORDINATION - TASKS AND RESPONSABILITIESSAE AS7109/1A Nadcap Requirements for Thermal SpraySSPC 02-14 Chapter 4.4 Thermal-Spray (Metallized) Coatings for SteelSAE AMS2447C Coating, Thermal Spray High Velocity Oxygen/Fuel ProcessTAPPI TIP0402-32 Guidelines for applying thermal spray coatings to protect pulp mill process equipment against corrosionSSPC 04-13 SSPC-CS 23.00/AWS C2.23/NACE No. 12 Specification for the Application of Thermal Spray Coatings (Metallizing) of Aluminum, Zinc, and Their Alloys and Composites for the Corrosion Protection of SteelSSPC 04-13 SSPC-QP 6Standard Procedure for Evaluating the Qualifications of Contractors Who Apply Thermal Spray (Metallizing)for Corrosion Protection of Steel and Concrete StructuresSME EM94-115 Thermal Spray Process Of Polymers And Fillers For A Hard Coat Surface。
