鍋爐、水冷壁管及其防磨噴塗方法
2023-12-12 15:35:27
鍋爐、水冷壁管及其防磨噴塗方法
【專利摘要】本發明公開了一種鍋爐、水冷壁管及其防磨噴塗方法，水冷壁管的防磨噴塗方法包括步驟：1)加工出水冷壁管本體；2)對所述水冷壁管的外表面進行熱噴塗碳化鎢陶瓷處理。使用本發明提供的水冷壁管的防磨噴塗方法加工得到的水冷壁管外表面具有一層碳化鎢陶瓷層，碳化鎢陶瓷的密度為15.55g/cm3，並且碳化鎢陶瓷的熔點高達2720℃以上，硬度高達17800MPa，熱膨脹係數為3.84×10-6/℃。碳化鎢陶瓷經熱噴塗在水冷壁管外表面形成一層緻密的碳化鎢陶瓷層，碳化鎢陶瓷耐磨性好，硬度高，抗氧化性強，故大大提高了水冷壁管外表面的耐磨性、硬度以及抗氧化性，使得水冷壁管不易磨損，大大延長了其使用壽命。
【專利說明】鍋爐、水冷壁管及其防磨噴塗方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及鍋爐設備【技術領域】，更具體地說，涉及一種鍋爐、水冷壁管及其防磨噴塗方法。
【背景技術】
[0002]水冷壁管位於鍋爐的爐膛內，爐膛內氣溫較高，由於高溫氣流的摩擦作用以及蒸汽吹掃作用，水冷壁管在使用一段時間後會發生嚴重的磨損，一旦水冷壁管磨損嚴重會影響鍋爐運行的安全穩定性。
[0003]綜上所述，如何有效地提高水冷壁管的耐磨性和延長其使用壽命，是目前本領域技術人員急需解決的問題。
【發明內容】
[0004]有鑑於此，本發明的第一個目的在於提供一種水冷壁管的防磨噴塗方法，該水冷壁管的防磨噴塗方法可以有效地提高水冷壁管的耐磨性和延長其使用壽命，本發明的第二個目的是提供一種水冷壁管和鍋爐。
[0005]為了達到上述第一個目的，本發明提供如下技術方案:
[0006]一種水冷壁管的防磨噴塗方法，包括步驟:
[0007]1)加工出水冷壁管本體；
[0008]2)對所述水冷壁管的外表面進行熱噴塗碳化鎢陶瓷處理。
[0009]優選地，上述水冷壁管的防磨噴塗方法中，所述步驟1)後還包括對所述水冷壁管本體進行淨化、打磨粗化處理。
[0010]優選地，上述水冷壁管的防磨噴塗方法中，所述步驟2)前還包括預熱所述水冷壁管本體並將所述水冷壁管本體加熱到60?120°C。
[0011]優選地，上述水冷壁管的防磨噴塗方法中，所述步驟2)中熱噴塗塗碳化鎢陶瓷處理具體為通過高速火焰噴塗將熔化或者軟化的碳化鎢陶瓷以超速度噴塗。
[0012]優選地，上述水冷壁管的防磨噴塗方法中，所述步驟2)後還包括對步驟2)中形成的碳化鎢陶瓷層進行重熔處理。
[0013]優選地，上述水冷壁管的防磨噴塗方法中，所述碳化鎢陶瓷的組分及質量百分比為:Co:9.5-10.5%, Cr:3.5-4.5%，其餘為 WC。
[0014]一種水冷壁管，包括水冷壁管本體以及通過熱噴塗附著在所述水冷壁管外表面的碳化鎢陶瓷層。
[0015]優選地，上述水冷壁管中，所述碳化鎢陶瓷層的厚度為0.7?0.9mm。
[0016]優選地，上述水冷壁管中，所述碳化鎢陶瓷層的組分及質量百分比為:Co:9.5-10.5%, Cr:3.5-4.5%，其餘為 WC。
[0017]一種鍋爐，包括如上述中任一項所述的水冷壁管。
[0018]本發明提供的水冷壁管的防磨噴塗方法，包括步驟:
[0019]S1)加工出水冷壁管本體；
[0020]即首先加工出水冷壁管本體，按照現有技術中的水冷壁管加工方法進行生產即可。
[0021]S2)對所述水冷壁管的外表面進行熱噴塗碳化鎢陶瓷處理。
[0022]即通過熱噴塗方法向水冷壁管的外表面熱噴塗碳化鎢陶瓷，使得水冷壁管的外表面形成一層碳化鎢陶瓷層。
[0023]本發明提供的水冷壁管的防磨噴塗方法中對水冷壁管的外表面進行熱噴塗碳化鎢陶瓷處理，故使用本發明提供的水冷壁管的防磨噴塗方法加工得到的水冷壁管外表面具有一層碳化鎢陶瓷層，碳化鎢陶瓷的密度為15.55g/cm3，並且碳化鎢陶瓷的熔點高達2720°C以上，硬度高達17800MPa，熱膨脹係數為3.84X10_6/°C。碳化鎢陶瓷經熱噴塗在水冷壁管外表面形成一層緻密的碳化鎢陶瓷層，碳化鎢陶瓷耐磨性好，硬度高，抗氧化性強，故大大提高了水冷壁管外表面的耐磨性、硬度以及抗氧化性，使得水冷壁管不易磨損，大大延長了其使用壽命。
[0024]為了達到上述第二個目的，本發明還提供了一種水冷壁管，其包括水冷壁管本體以及通過熱噴塗附著在水冷壁管外表面的碳化鎢陶瓷層，即水冷壁管本體的外表面通過熱噴塗方法形成一層碳化鎢陶瓷層。碳化鎢陶瓷耐磨性好，硬度高，抗氧化性強，故大大提高了水冷壁管外表面的耐磨性、硬度以及抗氧化性，使得水冷壁管不易磨損，大大延長了其使用壽命。
[0025]本發明還提供了一種鍋爐，該鍋爐包括上述任一種水冷壁管。由於上述的水冷壁管具有上述技術效果，具有該水冷壁管的鍋爐也應具有相應的技術效果。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0026]為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0027]圖1為本發明實施例提供的水冷壁管的防磨噴塗方法的流程圖；
[0028]圖2為本發明另一種實施例提供的水冷壁管的防磨噴塗方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0029]本發明的第一個目的在於提供一種水冷壁管的防磨噴塗方法，該水冷壁管的防磨噴塗方法可以有效地提高水冷壁管的耐磨性和延長其使用壽命，本發明的第二個目的是提供一種水冷壁管和鍋爐。
[0030]下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
[0031]請參閱圖1，本發明提供的水冷壁管的防磨噴塗方法，包括步驟:
[0032]S1)加工出水冷壁管本體；
[0033]即首先加工出水冷壁管本體，按照現有技術中的水冷壁管防磨噴塗方法進行生產即可。
[0034]S2)對所述水冷壁管的外表面進行熱噴塗碳化鎢陶瓷處理。
[0035]即通過熱噴塗方法向水冷壁管的外表面熱噴塗碳化鎢陶瓷，使得水冷壁管的外表面形成一層碳化鎢陶瓷層。
[0036]本發明提供的水冷壁管的防磨噴塗方法中對水冷壁管的外表面進行熱噴塗碳化鎢陶瓷處理，故使用本發明提供的水冷壁管的防磨噴塗方法加工得到的水冷壁管外表面具有一層碳化鎢陶瓷層，碳化鎢陶瓷的密度為15.55g/cm3，並且碳化鎢陶瓷的熔點高達2720°C以上，硬度高達17800MPa，熱膨脹係數為3.84X10_6/°C。碳化鎢陶瓷經熱噴塗在水冷壁管外表面形成一層緻密的碳化鎢陶瓷層，碳化鎢陶瓷耐磨性好，硬度高，抗氧化性強，故大大提高了水冷壁管外表面的耐磨性、硬度以及抗氧化性，使得水冷壁管不易磨損，大大延長了其使用壽命。
[0037]熱噴塗槍由燃料氣、電弧或等離子弧提供必需的熱量，將熱噴塗材料加熱到塑態或熔融態，再經受壓縮空氣的加速，使受約束的顆粒束流衝擊到基體表面上。衝擊到表面的顆粒，因受衝壓而變形，形成疊層薄片，粘附在經過製備的基體表面，隨之冷卻並不斷堆積，最終形成一種層狀的塗層。在水冷壁管表面熱噴塗碳化鎢陶瓷層就相當於噴塗了一層防護層和強化層，可以有效提高水冷壁管表面的硬度、耐磨性以及硬度。
[0038]在上述【具體實施方式】的基礎上，對水冷壁管本體表面做進一步優化，在步驟S1)後還包括步驟S1』):對水冷壁管本體進行淨化、打磨粗化處理。為了使塗層與水冷壁管本體材料很好地結合，水冷壁管本體表面必須清潔及粗糙。淨化和粗化表面的方法很多，方法的選擇要根據塗層的設計要求及水冷壁管本體的材質、形狀、厚薄、表面原始狀況以及施工條件等因素而定。淨化處理可以除去水冷壁管本體表面的所有汙垢，如氧化皮、油潰、油漆及其它汙物，關鍵是除去水冷壁管本體表面和滲入其中的油脂。對水冷壁管本體進行熱噴塗處理前一定要保證其表面的潔淨，此時粘結效果比較好。可以通過溶劑清洗法、蒸汽清洗法、鹼洗法及加熱脫脂法等淨化水冷壁管本體，當然，只要能達到淨化水冷壁管本體的目的，還可以採用其它方法，本發明對此不做進一步限定。粗化處理可以增加塗層與水冷壁管本體間接觸面的粗糙度，增大碳化鎢陶瓷層與水冷壁管本體的機械咬合力，使淨化處理過的表面更加活化，以提高塗層與水冷壁管本體表面的結合強度。粗化處理的方法有噴砂、電拉毛，還可以是其它方法，比如車螺紋、滾花等機械加工法。具體地，噴砂介質可以為氧化鋁、碳化矽和冷硬鑄鐵等，噴砂壓力為0.3 — 0.4Mpa。需要說明的是，噴砂的壓縮空氣一定要無水無油，以此實現粗化處理進而增加塗層與水冷壁管本體間的接觸面。
[0039]本發明所提供的水冷壁管的加工方法，在步驟S2)前還可以包括S2』)預熱水冷壁管本體並將水冷壁管本體加熱到60?120°C。預熱可以消除水冷壁管本體表面的水分和溼氣，提高噴塗粒子與水冷壁管本體接觸時的界面溫度，以提高塗層與水冷壁管本體的結合強度；減少因水冷壁管本體與碳化鎢陶瓷層材料的熱膨脹差異造成的應力而導致的塗層開裂。預熱溫度取決於水冷壁管本體的大小、形狀和材質，以及水冷壁管本體和碳化鎢陶瓷層的熱膨脹係數等因素，一般情況下預熱溫度控制在60?120°C之間。
[0040]為了進一步優化上述技術方案，在步驟2)中熱噴塗碳化鎢陶瓷處理具體為高速火焰噴塗碳化鎢陶瓷粉末處理。高速火焰噴塗成的表層薄而均勻，結構緻密，不僅節約材料，還能提高水冷壁管的壽命。具體地，高速火焰噴塗可以為超音速電弧噴塗。
[0041]另一實施例中，在步驟2)中熱噴塗碳化鎢陶瓷處理具體為通過高速火焰噴塗將熔化或者軟化的碳化鎢陶瓷以設定速度噴塗。具體地，可以通過高速火焰噴塗將熔化、軟化或者半熔化的碳化鎢陶瓷以超速度噴塗。高速火焰噴塗成的表層薄而均勻，結構緻密，不僅節約材料，還能提高水冷壁管的壽命。具體地，高速火焰噴塗可以為超音速電弧噴塗。
[0042]超音速電弧噴塗採用燃燒於絲材端部的電弧將均勻的絲材熔化，經超音氣流將融化的絲材霧化為粒度細小、分布均勻的粒子，噴向工作表面形成塗層。熔化粒子與水冷壁管本體主要以機械、物理和冶金等方式結合，其結合強度可達60.5Mpa以上。與普通電弧噴塗和火焰噴塗相比，超音速電弧噴塗具有更高的粒子飛行速度、更強的結合強度、塗層均勻度高、緻密性好、且噴塗工作面不變形可獲得理想防磨防腐塗層，採用超音速電弧噴塗碳化鎢陶瓷塗料得到高硬度的塗層超高耐磨可達到理想的防磨效果。
[0043]在本實施例中，步驟2)後還包括對步驟2)中形成的碳化鎢陶瓷層進行重熔處理。為了提高塗層的結合強度，要對噴塗層即形成的碳化鎢陶瓷層進行重熔處理，具體可以為火焰重熔、感應重熔、雷射重熔以及熱等靜壓等，使多孔的且與水冷壁管本體僅以機械結合的塗層變為與水冷壁管本體呈冶金結合的緻密塗層。有尺寸精度要求的，可以選用合理的加工方法和相應的工藝參數對塗層進行機械加工，保證達到所要求的尺寸精度。
[0044]其中，碳化鎢陶瓷的組分及質量百分比為:Co:9.5-10.5%, Cr:3.5-4.5%，其餘為WC。即碳化鎢陶瓷的組分含Co (鈷)9.5-10.5 %，Cr (鉻)3.5-4.5 %，其餘的為WC (碳化鎢)。碳化鎢鈷鉻金屬陶瓷粉末，牌號:WC-10Co4Cr。
[0045]本發明還提供了一種水冷壁管，其包括水冷壁管本體以及通過熱噴塗附著在水冷壁管外表面的碳化鎢陶瓷層，即水冷壁管本體的外表面通過熱噴塗方法形成一層碳化鎢陶瓷層。碳化鎢陶瓷耐磨性好，硬度高，抗氧化性強，故大大提高了水冷壁管外表面的耐磨性、硬度以及抗氧化性，使得水冷壁管不易磨損，大大延長了其使用壽命。
[0046]優選地，碳化鶴陶瓷層的厚度為0.7?0.9mm。當然，具體地可以為0.8mm等。
[0047]其中，碳化鎢陶瓷的組分及質量百分比為:Co:9.5-10.5%, Cr:3.5-4.5%，其餘為WC。即碳化鎢陶瓷的組分含Co (鈷)9.5-10.5 %，Cr (鉻)3.5-4.5 %，其餘的為WC (碳化鎢)。碳化鎢鈷鉻金屬陶瓷粉末，牌號:WC-10Co4Cr。
[0048]本發明還提供了一種鍋爐，該鍋爐包括上述任一種水冷壁管。由於上述的水冷壁管具有上述技術效果，具有該水冷壁管的鍋爐也應具有相應的技術效果。
[0049]本說明書中各個實施例採用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。
[0050]對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本發明。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發明的精神或範圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本發明將不會被限制於本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的範圍。
【權利要求】
1.一種水冷壁管的防磨噴塗方法，其特徵在於，包括步驟: 1)加工出水冷壁管本體； 2)對所述水冷壁管的外表面進行熱噴塗碳化鎢陶瓷處理。
2.根據權利要求1所述的水冷壁管的防磨噴塗方法，其特徵在於，所述步驟I)後還包括對所述水冷壁管本體進行淨化、打磨粗化處理。
3.根據權利要求1所述的水冷壁管的防磨噴塗方法，其特徵在於，所述步驟2)前還包括預熱所述水冷壁管本體並將所述水冷壁管本體加熱到60?120°C。
4.根據權利要求1所述的水冷壁管的防磨噴塗方法，其特徵在於，所述步驟2)中熱噴塗塗碳化鎢陶瓷處理具體為通過高速火焰噴塗將熔化或者軟化的碳化鎢陶瓷以超音速噴塗O
5.根據權利要求1所述的水冷壁管的防磨噴塗方法，其特徵在於，所述步驟2)後還包括對步驟2)中形成的碳化鎢陶瓷層進行重熔處理。
6.根據權利要求1所述的水冷壁管的防磨噴塗方法，其特徵在於，所述碳化鎢陶瓷的組分及質量百分比為:Co:9.5-10.5%, Cr:3.5-4.5%，其餘為WC。
7.一種水冷壁管，其特徵在於，包括水冷壁管本體以及通過熱噴塗附著在所述水冷壁管外表面的碳化鎢陶瓷層。
8.根據權利要求7所述的水冷壁管，其特徵在於，所述碳化鎢陶瓷層的厚度為0.7-0.9mm。
9.根據權利要求7所述的水冷壁管，其特徵在於，所述碳化鎢陶瓷層的組分及質量百分比為:Co:9.5-10.5%, Cr:3.5-4.5%，其餘為 WC0
10.一種鍋爐,其特徵在於,包括如權利要求7-9中任一項所述的水冷壁管。
【文檔編號】C23C4/16GK104313528SQ201410612596
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年11月4日 優先權日:2014年11月4日
【發明者】王興峰 申請人:煙臺中泰管業工程有限公司