汽轮机通流部件抗冲蚀涂层组织性能及应用

针对汽轮机通流部件冲蚀损伤机理,采用超音速火焰喷涂制备了NiCr和WC-Co金属陶瓷涂层,研究分析了不同涂层的组织结构、机械性能、热震性能、磨粒磨损及冲蚀磨损性能,探讨了2种涂层的磨粒磨损机理及冲蚀磨损机理。研究结果表明,超音速火焰喷涂制备的NiCr金属陶瓷涂层结合强度为70 MPa,孔隙率为0.5%,涂层致密。NiCr和WC-Co金属陶瓷涂层表现出相近的磨粒磨损和冲蚀性能,与2Cr13基体材料相比其抗磨损和冲蚀性能均得到显著提高。但是经过80次540℃的热循环后,NiCr金属陶瓷涂层保持完好,无明显开裂,而WC-Co涂层热循环后涂层发生明显的开裂失效。因此NiCr金属陶瓷涂层能够作为耐水蚀、耐固体颗粒侵蚀涂层应用在汽轮机通流部件上,显著提高通流部件抗冲蚀性能,有利于延缓通流部件使用寿命,具有广阔的应用前景。     

燃用高硫煤W火焰锅炉纳米陶瓷涂层技术

为解决燃用高硫煤W火焰锅炉受热面发生的高温硫腐蚀、冲蚀磨损与沾污结渣等共性问题,提出施用ZST高温纳米陶瓷材料进行防腐、防磨、防结渣处理。本文阐述了ZST高温纳米陶瓷表面材料的性能指标和技术特点,以及喷涂施工工艺,并在某电厂燃用高硫煤W火焰锅炉受热面上进行了喷涂试验。喷涂后的受热面经4 000 h现场服役,涂层表面完好,宏观检查和微观检测分析结果表明,该纳米陶瓷涂层具有优异的耐腐、抗磨和防结渣的作用。     

汽轮机末级动叶片水蚀损伤修复与防护试验研究

基于电厂汽轮机末级动叶片水蚀损伤机理,对受损叶片进行手工钨极氩弧焊(GTAW)修复,并对焊接接头的组织性能进行试验。结果表明,焊缝硬度满足使用要求,焊接接头力学性能优良,焊接接头抗高周疲劳性能满足叶片工况要求。为了提高叶片抗水蚀性能,延长叶片使用寿命,对比分析了叶片超音速火焰喷涂NiCr和WC-Co金属陶瓷2种不同涂层的组织结构、机械性能、热震性能、磨粒磨损及冲蚀磨损性能。与WC-Co涂层相比,NiCr涂层具有优异的耐磨性能及抗冲蚀性能,可作为耐水蚀涂层应用在汽轮机末级动叶片上。     

对冲燃烧锅炉受热面防腐防磨涂层的案例分析与研究

随着锅炉大容量、高参数及低NO_x燃烧技术的应用,特别是以分离燃尽风(SOFA)为代表的低NOx燃烧技术的广泛应用,解决高温腐蚀问题成为锅炉燃烧研究的首位问题。为提高1 000 MW等级超超临界机组使用高硫煤的抗高温腐蚀性能及抗磨损性能,控制锅炉水冷壁管被高温腐蚀的侵害,采用超音速喷涂技术对锅炉受热面管进行"多材料、分区域、复合涂层"表面强化处理,制备了锅炉管防磨耐蚀涂层。通过宏观观察和相应涂层试样的实验室检测等方法,分析了国内对冲式燃烧锅炉受热面的防腐防磨涂层的两个典型成功案例,明确了对冲燃烧锅炉水冷壁易发生高温腐蚀的区域;指明了某1 000 MW机组超超临界锅炉在燃用高硫煤时水冷壁高温腐蚀喷涂的防护位置,并采用受热面管投影法对该锅炉水冷壁高温腐蚀防护区域的喷涂面积进行了计算。在某电厂超音速喷涂技术的实施中,必要喷涂区域包括对两侧墙最下层燃烧器以下1 m处位置至上层SOFA向上3 m处,合并对前后墙燃烧器出口处防护内径差(外径-内径)为1.5 m的圆环范围内管屏等两个位置区域进行防腐喷涂防护处理,每台炉必要防腐面积为2 132 m~2。建议额外增加防腐喷涂区域包括:下层燃烧器以下1 m处至冷灰斗拐角处区域,以及中层燃烧器与上层燃烧器中间的区域,每台炉建议喷涂防腐面积为321.35 m~2。试验锅炉在运行约8 000 h后,对实施喷涂作业的水冷管取样分析,宏观、微观检查未发现涂层出现腐蚀、磨损及明显减薄现象,对1 000 MW机组超超临界机组锅炉水冷壁高温腐蚀防护与喷涂区域面积计算具有一定的工程参考价值。     

660／1000MW超超临界喷嘴叶栅耐磨涂层研究

在超超临界机组中为减少喷嘴叶栅受固体颗粒冲蚀,日立公司在设计中提出了对660MW喷嘴叶栅在出气侧处喷涂NiCr-Cr3C2涂层,东汽表工所采用HVAF超音速火焰喷涂工艺,对660MW喷嘴叶栅从单叶片喷涂、组焊叶片喷涂,及涂层组织与性能分析等方面进行了大量的试验与研究。     

燃煤锅炉轴流式引风机叶片耐磨涂层的应用研究

针对燃煤锅炉轴流式引风机叶片的磨损机理,设计并制备了Ni60及NiWC35喷熔层、3Cr13火焰喷涂层、LX88A电弧喷涂层、微米结构及纳米结构WC-12Co超音速火焰(HVOF)喷涂层。研究分析了不同喷涂层的组织结构、硬度及抗冲蚀磨损性能,探讨了HVOF喷涂的纳米结构WC-12Co涂层的抗冲蚀磨损机理。研究表明:HVOF喷涂的纳米结构WC-12Co涂层与普通微米结构的WC-12Co涂层相比组织结构更致密,显微硬度提高50%左右,在所有的试验涂层中具有最优良的抗冲蚀磨损性能,其耐磨性比微米WC-12Co涂层提高1倍左右,可望在轴流式引风机上得到广泛的应用。     

电站锅炉受热面管耐腐蚀涂层性能的试验研究

针对目前电站锅炉“四管”爆漏严重的问题,研究了4种合金的热喷涂涂层在20G钢650℃表面涂盐情况下的腐蚀动力学规律,并对腐蚀后的涂层表面进行了分析。试验结果表明,各涂层表面均生成各种Cr的化合物,形成致密保护膜,提高了基体的抗热腐蚀性能,其中以亚音速火焰喷涂金属陶瓷复合粉末NiCr／Cr3C2抗蚀性能最为优越。     

HVAF和HVOF喷涂WC-CoCr涂层的组织性能对比

WC-CoCr涂层的组织结构和抗冲蚀性能主要取决于喷涂工艺。采用活化燃烧-超音速火焰喷涂(HVAF)和传统超音速火焰喷涂(HVOF)2种工艺喷涂WC-CoCr涂层,并对这2种WC-CoCr涂层的组织结构和抗冲蚀性能进行对比。结果表明:HVAF涂层孔隙率为0.2%,而HVOF涂层孔隙率为2.3%,与HVOF相比,HVAF涂层具有较低的孔隙率及表面粗糙度,涂层组织结构更均匀;HVAF过程中,WC颗粒在沉积过程中破碎,WC颗粒细小,HVAF焰流中WC的分解程度弱于在HVOF焰流中的分解程度;HVAF涂层平均硬度达到1 450HV0.3,在15°攻角下,其抗冲蚀阻力比HVOF涂层提高了59.4%,比0Cr13Ni5Mo基体提高了104.1%;90°攻角下,HVAF涂层的抗冲蚀阻力比HVOF涂层提高了16%。     

电站锅炉管道高温冲蚀磨损和和涂层防护技术

水冷壁、过热器、再热器及省煤器管道的飞灰高温冲蚀磨损是电站锅炉管道失效的主要原因之一。采用热喷涂金属涂层、陶瓷涂层、金属陶瓷复合涂层及金属间化合物涂层等技术,能有效控制高温冲蚀磨损,是解决锅炉管道高温冲蚀磨损问题的一个经济、可行的途径。本文在分析电站锅炉管道的高温冲蚀磨损行为的基础上,综述国内外用于高温抗冲蚀热喷涂防护涂层的研究和应用进展。     

锅炉"四管"防腐耐磨涂层性能研究

对锅炉“四管”常用的3种超音速电弧喷涂涂层进行了高温腐蚀和冲蚀性能试验,对涂层的组织结构、结合强度、显微硬度进行分析,获得了各种喷涂层的综合性能.结论可为火电厂锅炉“四管”的高温防腐耐磨提供技术依据.     

锅炉水冷壁管高温腐蚀和磨损分析

阐述了火力发电厂锅炉水冷壁管高温腐蚀和磨损的机理,总结了防止水冷壁高温腐蚀和磨损的方法。得出积极采用热喷涂技术是火电厂锅炉水冷壁高温防腐耐磨最可靠的解决方法的结论。     

FeCrAl和高镍铬合金涂层的抗高温腐蚀性能研究

根据火电厂锅炉的运行工况,采用高温涂盐试验对高速电弧喷涂技术制备的FeCrAl涂层和高镍铬合金涂层进行耐高温腐蚀性能试验,并通过金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射、能谱分析等手段对涂层在熔盐环境下腐蚀前、后的性能和腐蚀机理进行细致研究。结果表明,FeCrAl和高镍铬合金涂层均具有良好的抗高温腐蚀性能,是一种经济有效的火电厂锅炉水冷壁防护涂层。     

燃煤发电机组负荷率影响供电煤耗的研究

燃煤发电机组负荷率、环境温度和燃用煤种是影响供电煤耗的3个主要外部因素。讨论了负荷率对不同类型机组供电煤耗的影响,机组类型从125MW的超高压机组到目前最为先进的1000MW超超临界机组,给出了供电煤耗随负荷的变化曲线。研究发现,机组供电煤耗随负荷的变化特性主要由汽轮机热耗率和厂用电率决定;在相同负荷率下,负荷曲线对供电煤耗也有一定影响。     

超音速火焰喷涂制备CrC-NiCr耐磨涂层试验研究

利用超音速火焰(HVOF)喷涂技术在St T16/25Mo合金表面成功制备了Cr3C2-NiCr耐磨涂层,获得了制备Cr3C2-NiCr耐磨涂层的工艺参数。结果表明:Cr3C2-NiCr涂层致密、孔隙率很低、显微硬度和结合强度较高,具有优异的耐高温、耐磨、耐蚀和抗氧化性能,涂层厚度等各项指标均符合技术文件的要求;采用的HVOF喷涂工艺参数合理,Cr3C2-NiCr涂层可应用于阀杆、阀头和导套等关键零部件的生产中。     

HVOF喷涂WC-10Co-4Cr涂层耐泥沙冲蚀研究

以两种不同的HVOF喷涂系统和三种商用粉末在0Cr13Ni5Mo基材上喷涂6种WC-10Co-4Cr涂层,用料浆罐冲蚀设备对涂层和基材的砂浆冲蚀行为进行了研究,分析了显微结构和显微硬度对涂层冲蚀性能的影响及涂层冲蚀后的表面形貌：结果表明,在本文实验范围内涂层和基材的冲蚀失重均随冲蚀时间线性增加。各攻角下,WC-10Co-4Cr涂层的耐冲蚀性远远优于0Cr13NiSMo不锈钢。除了分层和裂纹明显的涂层外,其余涂层的冲蚀失重均表现出对攻角不敏感的特征。低攻角下涂层出现较浅的表面脱落,冲蚀机制以粘结相的微切削为主,涂层硬度起到一定作用。高攻角下涂层的流失机制主要为片状剥落,尽管气孔率大的涂层出现较深的凿坑,然而分层结构和层间裂纹的存在对片状剥落程度的影响更大。     

1000MW机组超超临界塔式锅炉调试

结合1000MW超超临界塔式锅炉的调试情况,对锅炉调试的各个阶段、冷态通风试验、锅炉蒸汽吹管、制粉系统调整试验、锅炉整套启动过程进行了描述,对整套启动过程中出现的问题进行分析并提出了解决方法。     

两种氧化镁添加剂对燃油锅炉防腐特性的试验研究

燃油锅炉运行过程中,往往面临受热面高温腐蚀、受热面积灰、空气预热器及尾部烟道低温腐蚀等问题,合理使用氧化镁添加剂可以有效地解决上述问题。选取了两种燃油添加剂Sunricho-EM330、Sunricho-OM20,分别介绍了其作用机理、特性和使用特点。在燃用高钒、高硫的两台燃重油锅炉上分别添加这两种添加剂,进行对比试验,并确定了添加剂的合理剂量。两种添加剂均可有效防止受热面腐蚀,提高灰的pH值,降低酸露点温度,但长期使用添加剂给锅炉带来更多的灰量,锅炉受热面存在粘污问题。停炉后,对受热面积灰进行取样分析,发现高烟温区段的积灰内层存在黏结性沉积物。在实现燃油锅炉防腐蚀目的同时,Sunricho-OM20的注入量相对更少,粘污情况比较轻微,更具优势。     

生物质混煤燃烧过程中硫氯成分协同腐蚀作用机理探析

生物质混煤燃烧过程的腐蚀问题主要由燃料中硫氯成分造成,涉及气、液、固多相作用。按腐蚀形式从气相和积灰两个方面对协同腐蚀进行探讨:气相中硫氯组分共同对受热面发生侵蚀,二者还会发生反应生成硫酸盐附着于金属壁面,使高温氯腐蚀现象在一定程度上得到抑制,但当积灰中碱金属盐,硫酸盐和其他腐蚀产物共存时会产生局部液相加速腐蚀反应,同时促进气相腐蚀进行。协同腐蚀机理主要基于活性氧化作用,硫酸盐化反应,低温共熔体形成等。     

火电厂锅炉高温硫腐蚀机理及解决方法

高温硫腐蚀是高硫分燃煤锅炉普遍存在的问题,它会引起锅炉受热面泄漏。以华能珞璜电厂360 MW机组为对象,简述了各种高温硫腐蚀的解决方法,其中金属喷涂是一种行之有效的措施。