第４１卷第８期 ２０１３年４月 广州化工 Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ Ｖｏ１．４１ Ｎｏ．８ Ａｐｒｉｌ．２０１３
高速电弧喷涂技术在电站锅炉防护中的应用
石天佐
（胜利发电厂，山东 东营２５７０８７）
摘 要：高速电弧喷涂技术是在电弧喷涂技术基础上发展起来的新型电弧喷涂技术，介绍了高速电弧喷涂的原理、特点、 国内外高速电弧喷涂设备和材料研究现状及其应用，表明高速电弧喷涂技术是解决锅炉“四管”腐蚀和磨损问题的好方法。 关键词：热喷涂；高速电弧喷涂；腐蚀；磨损；锅炉“四管” 中图分类号：ＴＢ３０４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００１—９６７７（２０１３）０８—００４２－０３
Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｈｉｇｈ Ｖｅｌｏｃｉｔｙ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ａｒｃ Ｓｐｒａｙ ｏｎ Ｐｏｗｅｒ Ｐｌａｎｔ Ｂｏｉｌｅｒ
ｓＨＩ Ｔｉａｎ—ＺＩ，ｔＯ （Ｓｈｅｎｇｌｉ Ｐｏｗｅｒ Ｐｌａｎｔ，Ｓｈａｎｄｏｎｇ Ｄｏｎｇｙｉｎｇ ２５７０８７，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｈｉｇｈ ｖｅｌｏｃｉｔｙ ａｒｃ ｓｐｒａｙｉｎｇ（ＨＶＡＳ）ｗａｓ ａ ｎｅｗ ａｒｃ ｓｐｒａｙ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｂａｓｉｓ ｏｆ ａｒｃ ｓｐｒａｙ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．Ｔｈｅ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ＨＶＡＳ，ｔｈｅ ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｓｔａｔｕｓ ｏｆ ＨＶＡＳ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ａｎｄ ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｉｎ ｐｏｗｅｒ ｐｌａｎｔ ｂｏｉｌｅｒ ｗｅｒｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ＨＶＡＳ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｗａｓ ａ ｇｏｏｄ ｗａｙ ｔｏ ｓｏｌｖｅ ｔｈｅ ｂｏｉｌｅｒ ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ａｎｄ ｗｅａｒ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｔｈｅｒｍａｌ ｓｐｒａｙｉｎｇ；ＨＶＡＳ；ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ；ｅｒｏｓｉｏｎ；ｂｏｉｌｅｒ“ｆｏｕｒ ｔｕｂｅ”
根据有关资料显示，电站锅炉由于“四管”爆漏而造成的 停机抢修时间占整个机组非计划停用时间的４０％以上，占锅炉 设备本身非计划停用时间的７０％以上…。由于锅炉设备特殊的 运行环境，除过热和焊接质量差外，腐蚀和磨损是导致锅炉 “四管”爆漏的最主要的原因 Ｊ，某电厂自１９９３年机组投产 至２００２年锅炉“四管”的泄漏原因情况统计见表１，由于腐蚀 和磨损造成“四管”泄漏占了４０．３％。 表１锅炉“四管”泄漏原因分类统计表
为提高设备的使用寿命，降低锅炉设备的维护成本，各国 都在寻求解决锅炉腐蚀和磨损的有效方法。随着表面工程技术 的发展，热喷涂、特别是电弧喷涂由于效率高、成本低等优点 被广泛地用来解决锅炉管道的腐蚀和冲蚀磨损问题。近年来出 现的高速电弧喷涂技术，由于其一系列优点而成为研究的热 点。 １ 高速电弧喷涂原理和特点 电弧喷涂是以两喷涂丝间的电弧为热源，将熔化的金属丝 （或粉芯丝）用高速气流雾化，并以高速喷射到工件表面形成 涂层的一种工艺。电弧喷涂过程包括熔化、雾化、喷射和沉积 四个连续阶段＿４ Ｊ。高速电弧喷涂（ＨＶＡＳ）技术是在电弧喷涂 技术基础上发展起来的新型电弧喷涂技术，利用气体动力学原 理，将高压空气或燃料燃烧产生的高温燃气通过利用拉阀尔喷 管技术原理设计和改进的喷嘴加速后，作为电弧喷涂的高速雾 化气流来雾化和加速熔融金属，将雾化粒子高速喷射到工件表 面而形成致密涂层的一种热喷涂技术 Ｊ。 高速电弧喷涂具有以下特点：（１）粒子的飞行速度高。高 速电弧喷涂技术由于采用了拉阀尔喷管加速技术，熔化粒子的 飞行速度超过了音速达到了３８８ ｍ／ｓ ６ Ｊ，一般电弧喷涂粒子的 最大飞行速度在２５０ ｍ／ｓ ７ｊ；（２）涂层结合强度高。热喷涂涂 层结合机理一般有机械、物理和冶金结合３种方式，粒子飞行 速度的提高增强了粒子与基体或已喷涂表面的撞击作用，提高 了涂层与基体问的结合力，结合强度可以达到６７ ＭＰａ ，远高 于一般电弧喷涂涂层的结合强度２０～４０ ＭＰａ。（３）涂层均匀性 好、致密性高、孔隙率低 Ｊ。高速电弧喷涂涂层的孔隙率不 大于０．９％，而一般电弧喷涂涂层的孑Ｌ隙率高达１０％。（４）喷 涂效率高，高速电弧喷涂效率与电流成正比，喷涂效率是火焰 作者简介：石天佐，男，本科，工程师，目前主要从事电厂管理设备检修工程技术和管理工作。
广州化工 ２０１３年４月
４ 高速电弧喷涂在国内电厂的应用 高速电弧喷涂技术由于特有的优点在国内许多电厂得到了 研究使用。文献 。 等报道了超音速电弧喷涂技术在三河电 厂、华能上安电厂、河南神火环保示范电厂、豆坝电厂、白马 电厂等单位的应用；文献 介绍采用ＳＬ３０材料制备的高速电 弧喷涂层加封孑Ｌ剂对西柏坡电厂、邯郸码头电厂水冷壁腐蚀严 重部位进行了防护处理并取得了良好的效果。文献 采用超音 速电弧喷涂碳化铬合金对上海石化热电总厂ＣＦＢ锅炉水冷壁防 磨防腐进行了对比试验研究，在运行１６个月后采用超音速电 弧喷涂碳化铬合金涂层的管子与未喷涂管子的结果对比表明， 未喷涂的管子表面磨损严重，呈亮色，已喷涂的管子完好无 损，涂层完整，采用超音速电弧喷涂碳化铬合金涂层能有效延 长水冷壁管道使用寿命。 ５ 结论 高速电弧喷涂技术是近年发展起来的具有较大影响的热喷 涂技术之一，具有涂层结合强度高，涂层致密，喷涂效率高， 工件不变形等特点，用于电厂锅炉“四管”及其他设备的防腐 防磨可有效延长设备使用寿命或检修间隔周期，具有很好的经 济意义。
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（上接第３４页） 【１９］Ｍａｒｃｕｓ Ｄｉｃｋｍｅｉｓ，Ｈａｋａｎ Ｃｉｎａｒ，Ｈｅｌｍｕｔ Ｒｉｔｔｅｒ．Ｂｉｓｎｉｔｒｏｎｅ：Ｎｅｗ Ｓｔａｒｔｉｎｇ ＭａｔｅｒｉａｌｆｏｒＨｅｔ—ｅｒｏｃｙｃｌｉｃ Ｐｏｌｙ（１，２，４一ｏｘａｄｉａｚｏｌｉｄｉｎ一５一ｏｎｅ）ｖｉａ Ｐｏｌｙｃｙｃｌｏａｄｄｉｔｉｏｎ ｗｉｔｈ Ｄｉｉｓｏｃｙａｎａｔｅ ａｎｄ Ｕｒｅｔ—ｈａｎｅ Ｐｒｅｐｏｌｙｍｅｒ［Ｊ］． Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ，２０１２，４５（７）：３２８５—３２８８． ［２０］Ｔａｋｅｓｈｉ，Ｎ．，Ｓｈｉｇｅｈｉｒｏ，Ｓ．，ｅｔ ａ１．Ｓｅｌｅｎｉｕｍ—ａｎｄ ｐａｌｌａｄｉｕｍ—ｅａｔａｌｙｚｅｄ ｏｘｉｄａｔｉｖｅ ｃｌｅａｖ—ａｇｅ ｏｆ ｅｎｅｌａｃｔａｍｓ ｗｉｔｈ ｈｙｄｒｏｇｅｎ ｐｅｒｏｘｉｄｅ．Ｃｏｎｖｅｎｉｅｎｔ ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ｏｆ ｍａｃｒｏｃｙｃｌｉｃ ｋｅｔｏ——ｉｍｉｄｅｓ ａｎｄ Ｎ——ｆｕｓｅｄ ａｚａｂｉｃｙｃｌｉｃ ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ［Ｊ］．Ｔｅｔｒａｈｅｄｒｏｎ Ｌｅｔｔｅｒｓ，１９９３，３４（３０）：４８４３— ４８４６．