电弧喷涂关键技术专项方案.doc
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1、水冷壁防磨喷涂技术方案1喷涂材料及重要技术指标:水冷壁防磨喷涂采用打底材料和耐磨合金材料分别为CL-302 和CP-302A,再用高温耐磨CCS专用封孔剂进行封孔。1、CP-302A涂层重要技术指标:结合强度:70Mpa 硬度:HRC55(5001000HV0.1) 内聚强度:260Mpa 喷涂距离:200-300mm喷涂粒子速度:400m/s 孔隙率: 1% 使用温度:1500 导热系数:60W/M*K抗冲蚀性:1.09104cm3/h (900400、1000g200目Al2O3、600s) 抗高温氧化性:1.6310-4 mg/(mm2.h) (800、100h)热膨胀系数:1210-6
2、 -1(0800) 耐介质性(H2SO4、HCl、NaOH、NaCl):优喷涂工件温度:100涂层总厚度:0.50.6mm 使用寿命:4年喷涂工作层丝材CP-302A化学成分序号喷涂种类喷涂材料牌号成分含量1超音速电弧喷涂CP-302ACr:15-20%;B:10-18;Ni:3-8%;稀土少量,Fe余量喷涂打底丝材CL-302化学成分序号喷涂种类喷涂材料牌号成分含量1超音速电弧喷涂CL-302AL:4-6%;Ti:0.3-1.0;Ni余量3、所用材料重要性能简介:1)、打底材料CL-302:我司采用增长结合强度办法是用我司自行生产CL-302作为打底材料,该材料特点是: a、CL-302为放
3、热性材料,喷涂时其到达管子表面时仍为熔融状态(因打底层仅喷0.1mm,因此不会导致明显温升),这可保证其与管子之间微冶金结合和机械咬合,结合强度可达70Mpa; b、CL-302具很高抗高温氧化腐蚀能力,因此在使用时不会因结合面氧化腐蚀而导致涂层脱落。2)、CP-302A:我司研发生产CP-302A粉芯材料由Cr、B、Si、Ni、Mn、Ti构成,该材料是专门设计用于锅炉管道防磨涂层材料,具备优秀抗高温冲蚀磨损性能,与炉管材料匹配性好,膨胀系数相近,结合力大,硬度高,可以起到非常突出防护效果,经多台锅炉使用效果明显。图(1)为CP-302A涂层截面金相组织照片,图(2)为CP-302A丝材,图(
4、3)为水冷壁管通过喷砂解决后表面形貌,图(4)为水冷壁管表面喷涂CP-302A后形貌,图(5)为水冷壁管表面涂层通过一种周期使用后表面形貌,图(6)为涂层与基体结合面金相照片。 (1)CP-302A,515m/s,截面,200 (2)CP-302A产品图片 (3)水冷壁管喷砂后表面形貌 (4)水冷壁管喷涂CP-302A后形貌 (5)水冷壁涂层通过一种周期使用后形貌 (6)涂层与基体结合面形貌,2003)、CCS封孔剂:高温耐磨抗蚀专用封孔剂是我司研究创造,已通过十近年几百台锅炉应用,性能稳定,效果良好。在常温下通过12小时即可固化,通过2448小时养护可投入使用。它具备耐磨性好、耐腐蚀能力强等
5、特点,与喷涂层有良好结合性能和抗热震稳定性能,绝对不会发生脱落现象。能有效渗入并浸润涂层孔隙,随着炉温升高逐渐形成陶瓷化效果,使涂层更致密,能有效制止介质中透过微小涂层孔隙进入涂层内部,从而获得优良封闭效果。2施工工艺1 、待喷涂表面预解决对待喷涂表面预解决可分两步进行。一方面,用1416目刚玉砂对表面进行喷砂清理,去除表面浮灰、硬灰、锈层,特别是小凹坑中粘附物,直至完全露出金属光泽,规定达到GB8923-88涂装前钢材表面锈蚀级别和除锈级别规定Sa3.0级,喷砂压力为0.6-0.8MPa;然后,对经除锈表面再次喷砂使表面粗糙化,以提高结合强度,表面粗糙度达到GB11373-89热喷涂金属表面
6、预解决通则规定Rz80120微米,规定粗糙小坑分布均匀,密度不能过大。粗糙化解决同步能使表面产生一定残存压应力,这对提高工件疲劳强度有利。粗糙化喷砂压力0.50.7MPa。喷砂解决用压缩空气源必要是无水无油,表面预解决后应当是干净。喷砂后表面活度最大,普通应在4小时内喷涂,否则表面很容易再次污染、锈蚀。(特别提示:若有老涂层做表面解决时应关注解决后水冷壁管管壁壁厚,如解决后关闭厚度少于2/3应更换壁管,再做防磨喷涂,以免防止爆管导致不必要损失。)2、喷涂工艺参数2.1超音速电弧喷涂第一层:喷涂打底层,CL-302,中速一遍,厚度约0.05-0.1mm,电弧电压3637V,气压0.50.7MPa
7、,喷涂颗粒宜稍粗,使结合面产生微冶金结合,提高结合力。第二层:工作层,CP-302A,电弧电压29-31V,喷涂电流由走丝速度决定,走丝越快电流越大,普通180-220A,气压0.6-0.9MPa,喷涂颗粒极细小,致密耐磨耐腐蚀层,厚度约为0.4-0.5mm。第三层:封闭层,CCS层,匀速二遍,起封孔保护作用,厚度约为0.1-0.15mm。3、注意事项1)喷涂过程中,喷枪与工件表面距离(喷涂距离)保持在300-400mm,以使喷涂效果最佳。2)喷涂移动速度也是影响喷涂效果核心,喷涂时喷涂移动速度保持在1m/min左右,以保证涂层均匀,并控制喷涂温升100如下。4、喷砂设备与技术阐明本项工程拟采
8、用气动控制喷砂设备进行喷砂解决,由5年以上操作经验高档喷砂技工进行喷砂作业。喷砂机如图(8)所示。5.1喷砂作用:5.1.1净化(活化)表面:去除被喷表面各种污染物,特别是油脂、污垢、氧化皮、锈层等,表面显示均匀金属光泽,以利于打底材料与基体活性表面粘附结合(机械咬合与冶金微扩散)。工作面清洁度达到Sa3级。5.1.2粗化表面:热喷涂涂层与基体结合以机械结合为主,这就规定基体前解决不但要除油除锈,还要粗化表面,使表面具备一定粗糙度。表面粗糙度达到GB10311995表面粗糙度参数及其数值中规定Rz60120um。5.2活化目:喷砂可提高工件表面活性,有助于增长喷涂粒子(Splat)与基体表面吸
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