電弧超音速噴涂是將電弧用作熱源，使金屬絲熔化并通過氣流使其霧化的過程，以便將熔融顆粒高速噴涂在工件表面上以形成涂層。 此過程用于在鍋爐水冷壁上噴涂涂料，以防高溫腐蝕。 ，該涂層具有優(yōu)異的高溫耐腐蝕性和良好的耐磨性。
關(guān)鍵字：超音速電弧噴涂； 水冷壁 耐高溫腐蝕； 耐磨性
1引言
近年來，XX公司的許多鍋爐都遭受了水冷壁的嚴重高溫腐蝕。腐蝕最嚴重的鍋爐的水冷壁的最小壁厚僅為1.3 mm，腐蝕速率為2 mm / a。鍋爐的高溫腐蝕區(qū)域基本相似，即燃燒器出口射流的下游區(qū)域，高度接近燃燒器的中心線，并且管子向燃燒側(cè)的點腐蝕。是最快的。水冷壁發(fā)生高溫腐蝕后，壁厚減小，強度降低，容易引起管道爆裂，泄漏，危及鍋爐的安全運行。由于高溫腐蝕，上述鍋爐在短時間內(nèi)全部變薄，并且在維護期間必須大面積更換。這不僅消耗材料，而且延長了維護時間，增加了工作量，并造成巨大的經(jīng)濟損失。水冷壁的高溫腐蝕問題已成為困擾XX公司鍋爐安全運行的長期問題。
由于近年來煤炭資源的短缺和煤炭采購的困難，XX公司的煤炭類型更加復雜，配煤也更加困難。 XX公司的鍋爐依靠劣質(zhì)煤來維持正常生產(chǎn)，從而導致強烈的腐蝕區(qū)域。在還原性氣氛中，嚴重腐蝕區(qū)域的煙氣中O2含量幾乎為零，而CO含量高達10％，有些鍋爐中的CO含量甚至接近30％。腐蝕區(qū)的化學成分和腐蝕管的形態(tài)相似。高溫腐蝕的位置都在燃燒器區(qū)域的四個水冷壁上。大多數(shù)嚴重腐蝕的區(qū)域位于燃燒器出口射流的中部和下游。腐蝕區(qū)域的水冷壁朝向火側(cè)通常為深棕色，外層較軟，而內(nèi)層較硬。剝?nèi)ビ操|(zhì)層后，水垢與水冷壁管的連接面為孔雀藍。
2.高溫腐蝕的研究與措施
2.1煤種
煤種是高溫腐蝕的主要原因之一。對高溫腐蝕鍋爐煤質(zhì)的統(tǒng)計分析表明，大多數(shù)鍋爐中煤的硫含量都在1.2％以上，有的甚至高達2％-3％。高硫含量使煤在燃燒過程中產(chǎn)生更多腐蝕性物質(zhì)，并加速了水冷壁的腐蝕。
2.2四角切向燃燒法使燃燒爐內(nèi)的空氣和灰塵分離
這是切向燃燒鍋爐的普遍問題。從燃燒器中排出一次和二次空氣射流后，由于上游相鄰拐角氣流的擠壓作用以及左右兩側(cè)不同的空氣補充條件的影響，氣流偏向背面的水冷壁火。此時，剛性一次空氣射流較弱。將偏轉(zhuǎn)比次級空氣更大的角度，從而使初級空氣和次級空氣分開。一次空氣和二次空氣的剛度之間的差異越大，這種分離現(xiàn)象就越明顯。當一次空氣射流的一部分偏離二次空氣時，煤粉會以氧氣不足的狀態(tài)燃燒，從而在射流下游的水冷壁附近形成局部還原性氣氛，這是造成高溫腐蝕的重要原因。
2.3燃燒器的影響
XX公司的鍋爐采用彎頭式臥式濃度燃燒器，具有減少NOx排放，改善粉煤著火條件，提高粉煤燃燒穩(wěn)定性的優(yōu)點。然而，對于臥式粗細燃燒器，濃煤粉和空氣粉的比例相對較低。如果不能增強后者，則可以增強還原氣氛，并且可以增加高溫腐蝕的可能性。為了充分發(fā)揮濃稀燃燒技術(shù)的特點，基本方法是使煤粉進入燃燒器后，在點火區(qū)的一次風中設法實現(xiàn)部分濃度分離。在初級風流中，依靠湍流擴散，濃粉煤和初級風中的空氣將自動混合，這有利于燃燒并減少NOx排放，而沒有后期混合困難的問題。這可能是正確使用濃稀混合氣燃燒技術(shù)的方向。
2.4工作條件的影響
燃燒對水冷壁的高溫腐蝕的影響主要是由于燃燒條件不完善，燃燒正切過度，鍋爐空氣分布不良等導致粉煤在水冷壁附近強烈燃燒或直接沖洗水所致水壁附近形成煙霧。較重的還原氣氛大大增加了腐蝕性介質(zhì)，導致水壁發(fā)生高溫腐蝕。
針對XX公司的具體情況，我們在高溫腐蝕的預防和控制方面做了很多工作：①增加鍋爐煙氣中的氧氣含量；②降低煤粉的細度；③打開??大，中，次級二次爐。風量④加強燃料煤的摻混，降低煤的硫含量。由于各種原因，上述措施在減少水冷壁的高溫腐蝕方面不是很有效。因此，XX公司以＃3鍋爐作為試驗爐，并對XX＃3爐的燃燒區(qū)進行電弧超音速噴涂。
