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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。
CFB锅炉受热面的磨损分析及改进作者：徐林云焦小波张光璐来源：《科学与财富》2016年第25期摘要：本文以一台150t/h循环流化床锅炉为例对运行中影响受热面磨损的因素进行分析探讨，分析其机理、易发生部位并提出改进措施。
从中得出CFB锅炉炉内受热面防磨可从优化运行参数、控制煤质以及改进防磨措施相结合的方式，以实现炉内受热面的防磨。
运行结果表明：经过优化改进，显著减轻了炉内受热面的磨损。
关键词：循环流化床锅炉；锅炉受热面；磨损；改进措施中文分类号：文献标识码：循环流化床锅炉具有煤种适应性强、污染物排放低和符合调节性能好等优点，近年来在国内外得到了广泛的推广应用[1]。
由于循环流化床锅炉的大多数不见实在高固体颗粒浓度的冲刷撞击环境下工作的，因此与其他类型的燃烧方式相比磨损要严重得多。
由于循环流化床锅炉受热面磨损造成的停炉事故在总的停炉事故中占有很大的比例，严重影响了机组的安全经济运行。
我公司现运行3台循环流化床锅炉，分别为一台130t/h和两台150t/h，均整体呈左右对称布置，采用单汽包、自然循环、循环流化床燃烧方式，露天布置，炉顶布置有遮雨板。
现以其中一台150t/h循环流化床锅炉为例对运行中影响受热面磨损的因素进行分析探讨，分析其机理、易发生部位并提出改进措施，为其安全稳定经济运行提供参考。
1. 受热面的磨损机理由于燃烧室内各部位气固两相浓度、力度、速度和方向等因素的不同，受热面的磨损答题可分为两大类：（1）冲蚀磨损气流中夹带一定浓度的固体颗粒，以一定的速度对受热面进行冲击所造成的磨损。
表面反复被颗粒冲击，产生塑性变形、疲劳与形变脱落。
（2）切削磨损冲刷过程中，颗粒沿固体表面的水平分速度使它沿物体表面滑动，造成切削磨损。
实际上，水冷壁大部分经受的是切削磨损。
垂直与水平两个分速度合成的效果起一种刨削作用，对表面材料挖槽与刨剥，这实质上是一种磨料磨损。
在产生涡流的四角、焊缝接口、浇注料平台等部位，磨损形式还要复杂，是冲蚀、切削及疲劳磨损的综合过程。
锅炉受热面防磨防爆检查与相关问题处理吕振峰发布时间：2023-06-15T01:40:26.645Z 来源：《中国电业与能源》2023年7期作者：吕振峰[导读] 近年来，随着燃煤市场的变化，发电厂燃煤质量有所下降，这导致了锅炉受热面泄露事故也时有发生，泄露类型也出现了复杂性变化。
在发电厂的建设中，发电厂一旦发生非计划停运事故，一方面会对发电厂带来巨大的经济损失，另一方面会对电网安全造成重大隐患，进而对社会经济发展带来不利影响，相关研究数据显示国内约有60%的非计划停电事故是由锅炉爆管引起的。
因此，加强对锅炉受热面防磨防爆检查并及时处理存在的相关问题，对于发电厂的正常运行具有十分重要的意义。
山东省滨州市滨城区滨北街道大唐滨州发电有限公司摘要：近年来，随着燃煤市场的变化，发电厂燃煤质量有所下降，这导致了锅炉受热面泄露事故也时有发生，泄露类型也出现了复杂性变化。
在发电厂的建设中，发电厂一旦发生非计划停运事故，一方面会对发电厂带来巨大的经济损失，另一方面会对电网安全造成重大隐患，进而对社会经济发展带来不利影响，相关研究数据显示国内约有60%的非计划停电事故是由锅炉爆管引起的。
因此，加强对锅炉受热面防磨防爆检查并及时处理存在的相关问题，对于发电厂的正常运行具有十分重要的意义。
关键词：锅炉受热；防磨防爆；处理措施1某发电厂锅炉设备概述在进行研究的过程中，文中研究对象选择的是由三井巴布科克公司与哈尔滨锅炉有限责任公司生产制造的HG-1980/25.4-YM4锅炉，这是一种超临界直流锅炉。
这种锅炉采用的是滑压运行、中间在人的方式，在这一锅炉的内部装配有固态排渣、平衡通风、带循环泵启动系统等部件。
在锅炉内部采用的是汽水分离的双流程设计方法。
锅炉内部在进行内部设计的过程中采用的是内膜设计方式，锅炉以螺旋管圈的方式进行了管圈的水冷壁和灰斗设计，上部的水冷壁设计采用了垂直管屏。
在锅炉内部冷灰斗进口一定到标高大概有43.96米的中间混合集箱之间是螺旋管圈水冷壁，能够连接至锅炉炉膛上部的水冷壁垂直管屏和水冷壁的悬吊管，然后通过下降管引入折焰角和水平烟道侧墙，再引入汽水分离器。
浅谈CFB锅炉受热面磨损与防护畅世吉(神华准格尔能源有限公司,内蒙古薛家湾 010030) 摘 要:近年来CFB锅炉以自身对燃料的适应性广、燃烧效率高、低污染、负荷调节性能好等诸多优点得到了广泛的应用。
但是由于循环流化床锅炉炉内灰浓度高,通常为煤粉炉的几十倍、几百倍,甚至上千倍,磨损严重,可靠性不高,经常发生“四管”磨损泄漏、爆管等制约锅炉长周期安全运行的问题。
因此循环流化床锅炉的磨损要比煤粉炉严重得多,受热面和耐火材料的防磨问题应特别重视。
磨损问题解决得如何,直接关系到循环流化床锅炉设计的成败,也直接影响循环流化床锅炉机组的可利用率。
因此只有制定科学合理的防磨方案,才能预防和解决磨损的难题。
关键词:CFB锅炉;磨损;防护 中图分类号:T K224.9+1 文献标识码:A 文章编号:1006—7981(2012)23—0086—03 内蒙古神华准能矸电厂一期2×300WM机组锅炉选型为东方锅炉厂自主研发的型号为DG1177/ 17.4-Ⅱ2一次中间再热自然循环汽包炉,紧身封闭、平衡通风、固态排渣、全钢架悬吊结构、炉顶设密封罩壳。
本工程从基建期对受热面的防磨防暴工作给予了高度重视,针对CFB锅炉水冷壁易产生磨损泄漏采取了增设防磨梁、加大焊接工艺和浇铸料施工过程控制等切实可行的手段预防机组投产后受热面频繁泄漏事件的发生。
机组投产后,针对CFB锅炉不同于煤粉炉受热面防磨防爆的特点制定了受热面防磨防爆检查与锅炉运行调整的具体实施方案,经过近一年的推广应用已基本达到了预期效果。
1 水冷壁及受热面防磨的机理分析:在循环流化床锅炉床料流化过程中,由于烟气流速高,烟气中的灰量大,炉墙和受热面受到大量固体颗粒的冲刷,炉内金属受热面和非金属炉膛的磨损比煤粉炉要严重的多。
当高浓度的烟尘携带床料粒子高速流过时,就会在炉膛或金属受热面表面产生磨损。
这种由于烟气携带大量颗粒对固体表面的磨损主要分为冲刷磨损和撞击磨损两种类型,冲刷磨损是指固体颗粒相对于固体表面的冲击角度小,甚至接近平行,颗粒垂直于固体表面的分速度,使颗粒锲入被冲击物体的表面,而颗粒与固体表面的分速度使它沿固体表面滑动,这两个分速度的合成效果,就起到一种"刨削"或"犁销"的作用,若固体表面经受不起这样的作用,就会被切削掉很微小的部分,形成小而深的磨蚀坑,这种现象大量重复时,固体表面就产生明显的磨损。
CFB锅炉金属受热面的防磨技术对于CFB锅炉金属受热面的磨损问题，人们已经采取了一系列措施，包括炉型设计、操作制度及各种表面强化与防护。
在炉型及操作制度既定的前提下，金属受热面的耐磨强化与保护, 是延长其工作寿命的主导方向。
迄今为止，在已被试用和开发的炉管强化和防护对策中，先后出现过预熔敷层、加装保护套、导向片、耐磨瓦、耐磨涂料、喷焊及堆焊等方法。
实践表明，尽管上述方法都在某种程度上起到一定作用，但在耐磨成效、传热和运转要求方面，尚有严重不足和弊端。
无疑，在诸多方法中，热喷涂技术是提供耐磨涂层最有效的一种，它已在国外取得良好成效并继续飞速发展中。
国内开展这项工作，已有多年历程，并逐步被电厂接纳与肯定。
热喷涂技术发展至今，已出现七八种工艺方法，但真正能用于电厂锅炉生产现场中，只有二三种。
出于经济方面的考量，电弧喷涂拥有相对优势，这也是我国大多采用此法的缘由。
就喷涂技术而言，涂层的耐磨性能，主要取决于喷涂方法及喷涂材料，当喷涂方法确定为电弧喷涂之后，喷涂材料的选择最为关键。
、热喷涂技术描述热喷涂技术整整有一百年的发展历史。
它是利用电能、燃烧能或其他形式的热源，将喷涂材料熔化或加热至塑性状态，在某种装置中获取一定速度，以熔滴或塑态颗粒状态，被喷射到工件表面，形成不同功能的涂层。
喷涂材料有粉末、丝(线)材、棒材或带材等不同几何形态，材质可以是金属、非金属、陶瓷、金属陶瓷、玻璃或塑料等。
依据热源形式的不同，热喷涂技术大体可分为火焰喷涂、电弧喷涂、爆炸喷涂、等离子喷涂、超音速火焰喷涂(HVOF)及冷喷涂。
各种喷涂方法所提供的火焰温度、颗粒(熔滴)的飞行速度及其所形成涂层的有关物理性能见表1。
由表1可看到，HVOF可获得最高的结合强度和最低的孔隙率，这对涂层的抗磨性能至为关键。
热喷涂技术之所以能在电厂锅炉耐磨抗蚀方面取得成功应用，主要有下列缘由：(1) 热喷涂工艺方法较多，能提供不同工艺条件，适应于多种材料形成涂层。
CFB锅炉的磨损形式CFB锅炉的磨损形式、机理及防护措施初探一、前言近年来，由于循环流化床(CFB)锅炉具有的燃烧效率高，煤种适应性广，负荷调节范围大，有利于环保等优点，而备受青睐，在我国热电行业得到了迅速的推广使用，但是CFB锅炉的磨损问题比较突出，严重制约了该炉型长期经济地运行。
本文就长期在75t/h流化床炉实际检修工作发现的各受热面的磨损状况进行了总结分析，供同行参考借鉴，借以抛砖引玉，希望大家共同来研究探讨CFB锅炉的磨损问题。
二、GFB锅炉磨损概况CFB锅炉的磨损主要发生在:膜式壁、过热器、省煤器、空气预热器、风帽及浇注料。
1、膜式壁的磨损膜式壁的磨损位置主要是:与卫燃带交界处;下部密相区;膜式壁对接焊缝处;四角缝;与炉膛出口、看火孔浇注料相邻处;布风板与落渣管接合处;膜式壁上的凸起物处。
膜式壁与卫燃带交界处及密相区的磨损此种磨损方式比较严重，且较难处理。
如果浇注料与膜式壁是如图一形式，那么沿膜式壁面下降的物料流(即壁面流)在碰到凸起的浇注料时，会改变流向形成涡流，使与浇注料相接处的管壁受到磨损而形成凹沟，形如八字胡，时间长了，管壁会逐渐减薄而泄漏。
防范措施:方法一，将凹沟补焊磨平后，贴紧管壁加焊防磨盖板，但运行一周后，会发现盖板与水冷壁上部焊接缝被磨开，并逐渐下磨，直至磨尽，同时管壁也因盖板凸台形成的小涡流而磨损减薄，看来加盖板的方法效果是有限的，需要定期维护和修补。
方法二，目前新型的CFB锅炉(如济锅75t/h炉466型)，采用了将膜式壁折弯，使该处浇注料与膜式壁肋片形成上下一致的垂直平面，如图二:这样物料流沿壁面平直下滑，消除了局部涡流区，使磨损量大大减轻，甚至基本看不出磨损。
打卫燃带时，在浇注料施工完毕后拆模板时，一定要检查浇注料与折弯上部膜式壁肋片过渡要平滑，不能出现台阶或渗浆造成的棱角，可趁浇注料尚未硬化前及时修理，运行一个周期后，要在卫燃带上涂刷一层防磨涂料，以增强耐磨效果。
600MW锅炉外置床受热面防磨技术及应用锅炉外置床是CFB锅炉的重要组成机构，其性能优劣直接影响到锅炉的效率，外置床的位置是在高温灰的回路部分，通常具有几个仓室，其上面是分离器，外置床在锅炉运转过程中的主要作用是将传热系统与燃烧系统分离，使锅炉的温度调节特性显著提高，但是在锅炉使用过程中，锅炉外置床受热面常常会出现严重的磨损，这对锅炉的性能有着很大的负作用，本文将以600MW锅炉外置床受热面作为研究对象，对其存在的磨损类型与磨损原因进行分析，并提出相应的改进措施.。
【关键词】磨损原因；改进措施；锅炉外置床；磨损引言CFB锅炉属于循环流化床锅炉，与传统的锅炉有着较大不同，在结构上最大的差异就是CFB锅炉在整个系统中添加了锅炉外置床，因此运行方式也是不同于传统锅炉，CFB锅炉在炉膛的出口设有一个分离器，该分离器的主要作用就是将固体与气体进行分离，分离出的固体颗粒可以继续用来燃烧，而气体则是流入到烟道中.。
CFB锅炉的循环系统主要有三个主要部件，分别是分离器、返料阀和炉膛，反应物和燃料在锅炉中处于高温的状态，并在整个锅炉系统中循环流动，从而提高燃料的利用率，在整个循环过程中，锅炉外置床起着至关重要的作用，它可以是锅炉的受热面和再热器可以更加方便的布置，使得整个锅炉系统可以大型化发展，但是通过锅炉外置床的实际应用过程发现，外置床在使用过程中会发生一定的磨损，最為明显的两类磨损分别是耐火材料的磨损和受热面的磨损，其他部位的磨损比较小，本文将对600MW锅炉外置床受热面的磨损进行分析和研究，并提出改善磨损的措施.。
1外置床磨损类型锅炉外置床受热面的磨损通常有两种，分别是冲蚀磨损和微振磨损，本文对这两种磨损进行分析，从而得出其磨损机理并找出应对措施.。
1.1 冲蚀磨损在外置床内循环的颗粒会与受热面发生一定的撞击，由撞击产生的磨损称为冲蚀磨损，对于冲蚀磨损又可以细分为两种类型，分别是撞击磨损和冲刷磨损.。
所谓撞击磨损就是外置床内循环的颗粒与受热面长期以较大的角度进行撞击，随着撞击次数的增多，最初的磨损范围将会逐渐扩大，严重受热面表层还会出现脱落的现象；而冲刷磨损主要是由于摩擦形成的，外置床内循环的颗粒与受热面以一定的角度撞击时，会在相应的方向产生摩擦，由于颗粒表面并不是光滑的，存在一定的棱角，因此会对受热面造成一定的刮伤.。
C F B锅炉四管防磨防腐技术方案(总5页)本页仅作为文档封面，使用时可以删除This document is for reference only-rar21year.MarchCFB锅炉受热面防磨防腐技术及施工方案电厂CFB锅炉水冷壁、过热器及省煤器等受热面部位，在运行时具有高流通量、高含尘量、温度低、床料介质硬度大等特点，因而锅炉系统设备易受远远恶劣于煤粉炉的强烈冲刷磨损，设备管壁减薄快速，使用寿命缩短，为确保锅炉安全、稳定、经济运行，以达到长周期运行的目的，对以上设备各受热面部位采取有效的防护措施是十分必要的。
根据全国各地电厂的防护情况，结合我公司长期从事该行业的实际施工经验，针对贵厂锅炉的具体炉型和各设备的设计工艺参数，经本公司工程技术人员认真分析，对上述设备进行防磨防腐技术设计，采用超音速电弧喷涂技术进行防护能获得良好的效果。
一、失效分析A 炉膛水冷壁部位在水冷壁管受热面部位，不但受到严重的高速高浓度含床料、燃料气流的强烈冲刷、磨损，而且存在严重的涡流效应和切割效应，其次还伴有一定程度的高温氧化和热腐蚀。
涡流效应是发生在烟气转向部位，由于固体颗粒的惯性作用，局部磨损极为明显，尤其在炉膛四角处水冷壁表现更为恶劣，由于该处形成边壁流，物料汇集此处较多，受到不同角度的物料冲刷机会较多，所以磨损特别严重；而切割效应体现在护墙根部水冷壁管处，其主要原因是由于护墙的顶部提供了一个平台，当焦渣以较高的速度下降到该平台时，会产生反弹，其中往水冷壁管侧反弹部份，对壁管就产生了严重的切割效应，产生的局部磨损相当严重。
烟道出口水冷壁部位则受到了烟气拐向时，由于固体颗粒的惯性作用而引起强烈的冲刷、磨损。
B 过热器、再热器部位过热器部位是以高温含尘烟气的不均匀冲刷磨损为主要失效形式，并伴有一定程度的高温腐蚀。
由于位于水平烟道及附近区域内，烟气流速较大，据有关研究资料表明，冲刷磨损量大约与气流速度的次方成正比。
130t／h循环流化床锅炉磨损分析与措施摘要:本文针对热电厂锅炉车间新系统(9#～11#)循环流化床锅炉的风帽磨损、蒸发管束受热面(水冷壁)磨损、对流烟道受热面磨损、旋风分离器磨损情况、原因分析,以及采取相应的防磨措施进行总结,以进一步提高CFB锅炉运行的安全可靠性。
关键词:循环流化床磨损原因措施循环流化床(CFB)锅炉是近几年在我国发展起来的一种新型燃烧设备。
在环保要求日趋严格的今天,CFB锅炉已成为当前最有前途的锅炉燃烧设备,但是CFB锅炉与其它锅炉相比,其磨损比较严重。
循环流化床锅炉内的高颗粒浓度和高烟气流速的运行特点,决定了炉内部件都会受到含尘烟气的高速冲刷,磨损问题显得较为突出,尽管锅炉厂家在设计时采取了许多有效的防磨措施,但由于循环流化床锅炉内的固体颗粒浓度为煤粉炉的几十倍甚至上百倍,加上设计、制造和安装原因以及运行情况的复杂性,受热面要受到大量固体物料的不断冲刷,严重的磨损问题有待解决。
热电厂锅炉车间新系统(9#～11#)循环流化床锅炉额定蒸发量为130t/h,过热蒸汽压力9.8±0.3MPa,过热蒸汽温度540±10℃,汽包工作压力10.94MPa。
燃料(煤)颗粒度范围0.425-8mm,单炉累计运行时间约为28000h(9#、10#锅炉于2001年10月正式投产),现对该锅炉的风帽磨损、水冷壁磨损、对流烟道受热面磨损、旋风分离器磨损情况及原因分析,并对采取的防磨措施进行总结(主视图见图1)。
1 蒸发管束受热面(水冷壁)的磨损1.1 炉膛下部敷设耐磨料与水冷壁过度(交界)区域的管壁磨损这类磨损方式比较严重,危害之大,且较难处理,其磨损的机理有两方面:一是在过渡区内由于沿管壁向下流动的固体物料与炉内向上运动的固体物料运动方向相反因而在局部区域产生涡流；二是沿炉膛面向下运动的固体物料的运动方向发生了改变,从而对水冷壁产生冲刷,该区域的磨损并不是在炉膛四周均匀发生的,而是和炉内物料的总体流动形式有关。
锅炉受热面防磨防爆检查中的相关问题处理探讨摘要：本文主要对锅炉受热面防磨防爆检查中的重点部位进行了介绍，并提出了问题处理的相关措施。
关键词：锅炉受热面；防磨防爆检查；处理锅炉受热面容易受到磨损、应力、疲劳、强度和腐蚀等损坏，进而造成锅炉四管的泄露，或者发生爆炸。
为了防止意外的发生，必须严格对锅炉受热面进行防磨防爆检查，及时预防和消除相关问题。
一、锅炉受热面磨损锅炉受热面主要是指锅炉的水冷壁、过热器、再热器和省煤器，通常也称为锅炉“四管”。
受热面的外部处于高温、磨损和侵蚀的环境，内部时刻经受着化学成分与压力的作用。
在长时间的内外作用下，就有可能发生失效、泄露和爆炸等问题。
锅炉受热面的范围比较大，其各个工作环境条件和材质不同，因而问题发生的原因、方式和机理有较大的差异，这也就造成了在锅炉受热面防磨防爆检查中存在各种各样的问题，并且十分复杂。
二、锅炉受热面防磨防爆重点检查部位及处理措施造成锅炉受热面发生泄露或者爆炸的原因较多，如磨损、应力、疲劳和强度等，这些因素都无法在线监测，在设备运行的过程中较难发觉，即便在设备进行检修时，各个问题也可能存在漏查、漏检，无法进行及时处理，而这些问题的堆积是安全的隐患。
因此需要对以下几个部分进行重点检查，及时采取预防措施并对发现的问题及时解决。
（一）水冷壁对水冷壁进行检查时，重点检查水冷壁管有无吹损，冷灰斗的水冷壁有无砸伤，燃烧器喉口处的磨损与结焦情况，水冷壁中部联箱部位的透火情况，折焰角与后墙垂直水冷壁悬吊管的焊缝情况，折焰角与左右侧墙水冷壁的焊缝处漏风情况，大包内水冷壁出口联箱处角焊缝的情况，大包内水冷壁的蠕涨情况，并对水冷壁下爬坡与侧墙的交界处和高温区进行检查。
对相关问题处理的措施主要有：1、磨损处理某个部位经常发生磨损时，首先分析其原因，可以利用超音速电弧喷涂新工艺，这样对磨损可以起到有效地控制，喷涂效果较好，在水冷壁表面形成了分泌层和保护层，起到保护作用。
2、水中联透火处理图1 水冷壁处理该处理主要集中在螺旋管全和垂直管的交界处，由于使用密封板焊接透火处理堆原有鳞片和水冷壁管造成损伤，因此可以利用密封条对鳞片处进行焊接，对密封条槽灌注打倒料（图1），起到对损伤缓解的作用。
CFB锅炉金属受热面的防磨技术对于CFB锅炉金属受热面的磨损问题，人们已经采取了一系列措施，包括炉型设计、操作制度及各种表面强化与防护。
在炉型及操作制度既定的前提下，金属受热面的耐磨强化与保护，是延长其工作寿命的主导方向。
迄今为止，在已被试用和开发的炉管强化和防护对策中，先后出现过预熔敷层、加装保护套、导向片、耐磨瓦、耐磨涂料、喷焊及堆焊等方法。
实践表明，尽管上述方法都在某种程度上起到一定作用，但在耐磨成效、传热和运转要求方面，尚有严重不足和弊端。
无疑，在诸多方法中，热喷涂技术是提供耐磨涂层最有效的一种，它已在国外取得良好成效并继续飞速发展中。
国内开展这项工作，已有多年历程，并逐步被电厂接纳与肯定。
热喷涂技术发展至今，已出现七八种工艺方法，但真正能用于电厂锅炉生产现场中，只有二三种。
出于经济方面的考量，电弧喷涂拥有相对优势，这也是我国大多采用此法的缘由。
就喷涂技术而言，涂层的耐磨性能，主要取决于喷涂方法及喷涂材料，当喷涂方法确定为电弧喷涂之后，喷涂材料的选择最为关键。
一、热喷涂技术描述热喷涂技术整整有一百年的发展历史。
它是利用电能、燃烧能或其他形式的热源，将喷涂材料熔化或加热至塑性状态，在某种装置中获取一定速度，以熔滴或塑态颗粒状态，被喷射到工件表面，形成不同功能的涂层。
喷涂材料有粉末、丝( 线) 材、棒材或带材等不同几何形态，材质可以是金属、非金属、陶瓷、金属陶瓷、玻璃或塑料等。
依据热源形式的不同，热喷涂技术大体可分为火焰喷涂、电弧喷涂、爆炸喷涂、等离子喷涂、超音速火焰喷涂( HVOF) 及冷喷涂。
各种喷涂方法所提供的火焰温度、颗粒( 熔滴) 的飞行速度及其所形成涂层的有关物理性能见表1 。
由表1 可看到，HVOF 可获得最高的结合强度和最低的孔隙率，这对涂层的抗磨性能至为关键。
热喷涂技术之所以能在电厂锅炉耐磨抗蚀方面取得成功应用，主要有下列缘由：( 1) 热喷涂工艺方法较多，能提供不同工艺条件，适应于多种材料形成涂层。
( 2) 涂层材料有数百种之多，可从中做出恰当的挑选，形成特定涂层性能，以满足不同的工况要求。
( 3) 实施喷涂过程中，不会危及到工件的物理和化学形态。
( 4) 涂层的物理性能、结合强度、热涨系数和传热效果等方面，能满足锅炉运转的要求。
(5) 操作灵活方便，能在炉内作业，施工速度较快，成本低廉。
正因如此，热喷涂技术在煤粉炉、废热锅炉、重油锅炉、焚烧炉、干熄炉及CFB 锅炉等金属受热面的防腐抗磨方面得到广泛应用，为时已达30 余年，取得显著成效。
二、几种喷涂方法的技术与经济分析1. 方法简评在喷涂材料一定的情况下，涂层性能与喷涂方法密切相关。
喷涂方法对喷涂材料提供熔滴的飞行速度、受热温度和气氛等，这些因素对涂层的物理性能至关重要。
等离子喷涂具有最高的火焰温度和较高的颗粒飞行速度，几乎可喷涂所有材料，但其设备体系复杂，难以进入炉内施工。
火焰喷涂的温度及颗粒速度都是最低的，难以找到合宜的材料形成耐磨涂层。
它的另一种工艺是自熔合金喷涂，形成致密的冶金结合涂层，硬度高、耐磨性好。
国外有人采用高频重熔技术，预制硬面的合金层炉管，然后装入炉内使用。
该工艺将工件加热至1000 ℃左右，存在着工件变形和金相组织变化的可能，施工速度很慢，加之近年镍价飞涨，除某些特殊情况或预制炉管成品外，通常在很少采用。
冷喷涂是最近几年发展起来的新工艺，它的最大特点是喷涂材料受热温度低，只达到塑性状态，而颗粒的飞行速度则高至某一临界值，使之能在工件表面形成涂层。
冷喷涂最适合喷涂某些易氧化的金属，难以形成耐磨涂层。
2. HVOF 工艺HVOF 最适宜喷涂的材料有Ni Cr-Cr3C2 、WC- Co 、及WCCoCr 等。
因为HVOF 火焰温度仅为3000℃左右，致使这些材料在喷涂中不会有过多的失碳，保证了涂层性能。
上述金属碳化物的HVOF 涂层，工作温度有区别，WCCo 涂层用于550℃以下，NiCr-Cr3C2 涂层为550～980 ℃，WCCoCr 涂层则兼有耐磨与耐蚀，通常应用于水介质环境。
国外常采用HVOF 喷涂Ni Cr-Cr3C2 粉，用于煤粉炉的抗腐蚀和CFB 锅炉受热面的磨损，有一定的实践基础和较多的理论探讨，涂层耐磨性良好，被认定为最有效的一种工艺方法。
采用HVOF 喷涂NiCr- Cr3C2 粉，最大问题是经济成本。
NiCr- Cr3C2 粉不仅售价高( 每公斤数百元) ，沉积效率仅20% ～30% ，若喷成0.5mm 厚的涂层，每平米仅粉量就20kg 以上，材料费一项就8000元左右，加上HVOF 的燃油( 或燃气) 及耗氧，成本应在1.2 ～1.5万元之间。
如此之高的操作费用，令人望而生畏。
何况，0.5mm 涂层究竟坚持多久，国内数次试验并不理想，欲达到如此的性价比，相距遥远，对此国外也在寻求取代的方法。
3. 电弧喷涂电弧喷涂具有操作成本低、机动灵活、适于现场作业、以及喷涂线材类别渐多等一系列特点，近几年吸引了更多的注意力。
电弧火焰的温度3000 ℃上下。
其不足是其熔滴速度通常为200 ～300m/s ，涂层结合强度和致密性受到限制，国外出现了超音速火焰线材喷涂或高速电弧喷涂设备，为制取优质耐磨涂层创造了条件。
三、耐磨喷涂材料当喷涂方法被确定后，喷涂材料是决定涂层性能的基本因素。
电弧喷涂材料大体可分实芯丝和粉芯丝。
受冶金方法的限制，实芯丝难以达到高耐磨性能，粉芯丝的内芯是粉末，粉末材质可有多种选择和配置，近年来许多耐磨涂层的粉芯丝相继问世，粉芯丝的外皮有铁、镍、铬、铜、铝等基材，但铁和镍基较为常见。
为了使用于CFB 锅炉管的传热最佳，粉芯材料不应选Al2O3 ，Cr2O3 ，ZrO2 等氧化物或其他导热不良材料；WC 做粉芯，最好应用于工作温度不超过600 ℃的部位。
喷涂材料的选择是涂层设计的重要内容。
针对CFB锅炉受热面的磨损, 应对该部位的磨损类型和机理做出基本分析, 然后才能对喷涂材料提出全部的要求。
有代表性的电弧耐磨涂层材料示于表2 。
与抗腐蚀性不同，耐磨性的材料往往并不含更多的Ni ，从材质成分难以判断其涂层的耐磨性，从国外TAFA 公司新近推出的耐磨抗蚀喷涂材料，最大特点是含有纳米及非晶态，表明涂层耐磨性与其结构有更大的关系。
四、磨损部位及其类型1. 磨损部位CFB 锅炉金属受热面的磨损通常出现在下列位：( 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。
( 6) 其他某些部位。
实际上，炉壁内金属受热面各部位的磨损程度并不均等，磨损最大因素是颗粒速度、涡流和固相浓度，炉腔四角浓度高，涡流集中，焊缝和耐火料界面有凸起等等，是磨损最严重的部位。
2. 磨损类型由于燃烧室内各部位气固两相浓度、粒度、速度和方向等因素的不同，致使受热面的磨损类别各异，大体可分为两大类：( 1) 冲蚀磨损气流中夹带一定浓度的固体颗粒，以一定的速度对受热面进行冲击所造成的磨损。
此种磨损应被限定为颗粒冲击角度较大，管面反复被颗粒冲击，产生塑性变形、疲劳与形变脱落。
( 2) 切屑磨损冲蚀磨损过程中，颗粒以较小角度对受热面冲击，对表面材质挖槽与刨剥，这实质上是一种磨料磨损。
实际上，水冷壁大部分经受的是切屑磨损，在产生涡流的四角、焊缝接口，浇注料平台等部位，磨损形式还要复杂，其中兼有冲蚀，切屑及疲劳磨损的综合过程。
冲蚀磨损可用下列公式描述它与有关因素之间的关系：E ———为冲蚀磨损重量；Mp ———为冲蚀介质重量；Vp ———颗粒撞击速度；K 和n ———与材料物理特性有关的常数，n 值与颗粒直径有关，通常为3 ～4 之间；F( α) ———与冲击角有关的功能关系数。
从上式可知，磨损量与颗粒速度关系最大，其次是颗粒浓度。
实践表明，燃烧室四角和耐火材料界面有凸起的部位，若不采取防磨措施，磨损最为严重，国外的实测数据为5μm/h，而国内通常运行1000h左右，常发生水冷壁爆管。
五、涂层的耐磨形式实际上，不同的磨损机理对涂层的要求是不同的。
涂层的耐磨性能与涂层结构、硬度、韧性、组成、致密度、硬质相的密度与分布等因素有关。
固体颗粒对工作面的冲击角度对涂层材料的硬度及韧性的要求有差异。
硬质材料随着冲击角的增大，磨损性能越差，在90°时达最低。
硬质材料对疲劳磨损的抵御能力差。
而在冲击角度不大时则表现最耐特磨；韧性材料则相反，在15°角度时磨损值最大，随冲击角的加大，磨损值下降，至90°时耐磨性最好。
据此，可针对炉内工作面受冲击的角度，对涂层物理性能进行规范与设计。
六、LX88A 电弧喷涂材料的设计特点及其应用1. 设计特点LX88A 电弧喷涂材料的研制，充分考虑到CFB 锅炉金属受热面的磨损机制、特点和要求。
该丝材是粉芯结构，粉末含多种组分，经团聚后，各组份在各级粒度中分布均匀，避免了传统粉芯丝制造中的不均匀性。
丝材整体含60% 的塑性相及40% 的硬质相。
硬质相是由非晶物质组成的陶瓷，硬度高，呈微粒状，经喷涂后，这些微粒均匀分布于整体涂层中，微粒镶嵌在塑性体中，硬质微粒之间的空隙小于冲蚀介质的粒子尺寸。
这种涂层体系充分考虑到CFB 炉内颗粒的大小浓度及冲击角度的实况，符合磨损机制的要求，表现了良好的抗磨性。
2. 涂层物理特性和耐磨性能经电弧喷涂后，涂层的物理性能如下：结合强度：60MPa 。
空隙率：<1 %。
硬度：1015HV0. 3 ( 70HRC) 。
耐冲蚀磨损性能：以目前用于CFB 锅炉金属受热面公认为优良的HVOF 喷NiCr- Cr3C2 涂层为参照点，西安交通大学对LX88A 涂层与该参照点做了对比试验，冲击角度为30°及90°，试验结果可知，LX88A 在30°冲击角时好于NiCr-Cr3C2 涂层，在90°时二者相同。
3. 应用结果LX88A 自研制成功推向市场以来，历经5年的实际应用，喷涂工程项目约650项，总喷涂工程14万平米左右，喷涂层本身工作寿命可达一至两年。
2005 年经中国材料研究学会和中国表面工程协会联合组织技术鉴定，认定为世界先进水平，应予大力推广。
七、存在问题在CFB 锅炉采用热喷涂防磨的实践中，有些问题应提出供商榷：( 1) 关于涂层材料的鉴别由于涂层耐磨性与多种因素有关，很难借凭材料的化学成分作为耐磨性能鉴别的依据。
不少用户依Ni 或Cr 等元素的多少而定，殊不知，它们之间并无直接联系。
与其如此，倒不如依该材料的涂层所进行的涂层硬度、空隙度及耐磨性的测定数据进行判断。
( 2) 关于涂层厚度涂层的一定厚度对其耐磨性是必需的，但对涂层进行非破坏性的现场测定较为困难。
