磷酸盐陶瓷涂层耐高温冲蚀磨损性能研究

[目的]垃圾焚烧炉锅炉管道面临严重的高温冲蚀磨损问题,本文研究了磷酸盐陶瓷涂层的耐高温冲蚀磨损性能,以期实现对垃圾焚烧炉锅炉管道的长寿命保护。[方法]以浓磷酸、氢氧化铝、氧化镁和氧化锌为原料,在12Cr1MoV钢表面制备了磷酸盐陶瓷涂层。在不同冲蚀颗粒质量和冲蚀角下对涂层进行高温冲蚀磨损试验,利用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)研究了磷酸盐陶瓷涂层的微观组织结构和冲蚀磨损形貌,探究了涂层的高温冲蚀磨损机理。[结果]磷酸盐陶瓷涂层的冲蚀质量损失随着单位时间内冲蚀颗粒质量的增加而线性增大,涂层磨损率最大时的冲蚀角是90°,随着冲蚀角减小,冲蚀率逐渐减小,冲蚀区域由圆形变为椭圆形。涂层表面在冲蚀后出现许多凹坑,冲蚀角越大则凹坑越深、越明显。[结论]磷酸盐陶瓷涂层在高温冲蚀磨损试验中符合脆性材料的冲蚀磨损规律,它适用于垃圾焚烧炉锅炉管道防护领域。

氮化硼含量对热化学反应法制得陶瓷涂层耐高温氯腐蚀性能的影响

采用热化学反应法以复合磷酸盐为黏接剂,在Q235钢基体上制备了不同氮化硼(BN)含量的氧化铝基陶瓷涂层;运用扫描电子显微镜和X射线衍射仪研究了BN含量对热化学反应陶瓷涂层形貌和组织结构、热膨胀系数和耐高温氯腐蚀性能的影响。结果表明:热化学反应涂层与基体反应产生了新相Al0.67Fe0.33PO4,随着陶瓷涂层中BN含量的增加,涂层表面的裂纹和孔隙先减少后增加,30%BN-Al_(2)O_(3)和50%BN-Al_(2)O_(3)陶瓷涂层的热膨胀系数分别为7.9×10-6和7.7×10^(-6),与基体材料Q235的较为接近;热化学反应涂层显著改善了Q235钢的耐高温氯腐蚀性能,其中50%BN-Al_(2)O_(3)陶瓷涂层的耐高温氯腐蚀性能最好。

高速火焰喷涂FeCoCrNiAlTi高熵合金涂层的耐高温氯腐蚀性能

目的提高垃圾焚烧发电锅炉的水冷壁和过热器管等部件的使用寿命,确定具有最佳耐高温氯腐蚀性能的高熵合金FeCoCrNiAlTix的成分。方法采用高速火焰喷涂在Q235基体上制备FeCoCrNiAlTi_(x)(x=0、0.4、0.8、1.2、1.6)高熵合金涂层,运用扫描电子显微镜、X射线衍射仪研究Ti含量对涂层形貌和组织结构的影响,并测试涂层的抗热震性能和耐高温氯腐蚀性能。结果高速火焰喷涂熵合金涂层呈典型的层状结构,随着Ti含量的增加,涂层的孔隙率降低,x=1.2时涂层的致密度最高,其孔隙率仅为0.46%。添加Ti后的高熵合金涂层由FCC相和BCC相组成,随着Ti含量的增加,FCC相逐渐减少,涂层主要为BCC相。在800℃到常温的循环热震试验中,高熵合金涂层具有良好的抗热震性能。在60 h的高温熔盐腐蚀后,所有高熵合金涂层相较Q235具有显著的耐高温氯腐蚀性能,对高温腐蚀质量变化进行拟合,发现其满足幂函数模型。结论添加适量的Ti能够改善FeCoCrNiAlTi_(x)高熵合金涂层的成形质量,降低涂层的孔隙率,其中高速火焰喷涂FeCoCrNiAlTi_(1.2)涂层的孔隙率最低,抗热震性能和耐高温氯腐蚀性能最好。

燃煤电厂湿法脱硫烟囱的防腐蚀复合涂层研究

经湿法脱硫后,电厂烟气的性质发生变化,其对烟道内衬材料的腐蚀情况更加严重。本研究介绍了脱硫烟气的腐蚀性并制备出一种新的复合涂层。该涂层选择具有固化方便、耐化学腐蚀、耐溶剂等优良性能的环氧树脂作为底涂;以耐高温、耐腐蚀性能优异的乙烯基酚醛环氧树脂作为面涂,同时为了适应面涂耐高温、耐化学腐蚀、耐磨损等要求,加入短纤维、增韧剂等提高面涂的性能;在底涂与面涂之间贴一层碳纤维布作为中间层来增强底涂与面涂间的粘结力,同时进一步增强涂层的防腐蚀能力。测试了复合涂层的抗热震性、耐腐蚀性、底涂与钢基体的抗拉强度等性能。结果表明:与玻璃钢相比,该复合涂层具有性能优异、施工性良好、成本低等特点。

金属基体高温耐磨复合涂层的制备与磨损性能研究

锅炉受热面金属管壁的磨损问题是困扰电厂安全运行的一大难题。实验采用改性无机粘结剂,以耐磨性优良的SiC、Al2O3颗粒为基本骨料,辅以少量Cr2O3颗粒,再添加少量的膨润土和无机纤维为增强材料,提高涂层和基体间的结合力。在500℃下固化后得到实验涂层。分别在冲蚀角15°、25°、35°、45°、60°下研究了涂层耐冲蚀磨损特性。实验发现:不同粒径的SiC-Al2O3复合涂层结合紧密,比单一组分涂层耐磨性好。当粗SiC的质量分数为45%时,涂层耐磨损性能最好;在冲蚀角为45°时,涂层的磨损量最大。

SiC-Al_2O_3复合陶瓷涂层抗熔融贫煤侵蚀特性研究

采用浆料法制备SiC-Al2O3复合陶瓷涂层,并添加少许ZrO2微粉。分别在1 300,1 400℃的高温炉中煅烧8h,研究了含灰分较大的贫煤在熔融状态下对涂层的侵蚀特性。采用SEM和EDS观察了煅烧后灰渣在涂层上的形貌,并对结焦的渣样进行了分析。实验结果表明:在1 300℃下煅烧后,含灰分较多的贫煤对SiC-Al2O3涂层侵蚀不明显,有轻微的聚集现象;加入少量ZrO2微粉后,涂层抗灰渣侵蚀性能有所提高;在1 400℃下煅烧后,部分灰渣粘结在涂层表面上,有向涂层内部渗透的现象。

垃圾焚烧炉的高温腐蚀影响因素与现场防腐对策研究现状

垃圾焚烧可以快速实现垃圾的减量化和无害化处理。本文分析了影响垃圾焚烧锅炉高温腐蚀的主要因素;介绍了焚烧炉高温腐蚀的主要现场防护措施:堆焊、电弧喷涂和火焰喷涂;而高温腐蚀防护涂层主要包括合金涂层、陶瓷涂层和纳米涂层。最后针对芜湖中电环保电厂过热器管道高温腐蚀问题,设计了复合陶瓷多层结构的高温防护涂层方案,实验结果表明复合陶瓷多层结构涂层具有较好的耐高温腐蚀性能。

电站锅炉中高辐射涂层用胶粘剂的研制

在发电厂,高辐射涂层广泛应用于锅炉的管道,但适合于该涂层使用的优质胶粘剂一直是一个瓶颈。研制出具有低腐蚀、高粘度、耐高温特点的胶粘剂,对提高高辐射涂层的综合性能至关重要。众所周知,无机磷酸盐胶粘剂拥有有机胶和硅溶胶不可比拟的耐高温、低固化收缩率等优点,本文简述了磷酸盐胶粘剂的制备原料及工艺,试验中以磷酸二氢铝为主要成分,同时加入pH调节剂、缓蚀剂、催干剂、增稠剂等,制备出了一种可以在24h内表面干燥、对金属表面有较小的腐蚀、耐温800℃、高粘性的胶粘剂。