专利名称：：一种脱硫循环泵的修复与表面防护工艺的制作方法
技术领域：
：本发明属于材料
技术领域：
，涉及一种脱硫循环泵的修复与表面防护工艺。
背景技术：
：脱硫循环泵是石灰石(石灰)/石膏湿法脱硫装置中的关键设备，被誉为“装置运行的心脏”，该泵是一种大型设备，价格昂贵。其作用是向喷淋装置不间断提供浆液，实现在吸收塔中吸收脱除烟气中的so2。循环泵输送介质为石膏固相物以及高含量Cl—等腐蚀性浆液，运行工况条件恶劣，泵壳易产生气蚀、腐蚀和磨损，从而导致脱硫循环泵损坏失效，对泵的长期可靠运行带来很大影响，严重威胁整个脱硫系统的安全经济运行，有效地修复这些缺陷是确保脱硫系统安全经济运行的重要技术措施，显得十分迫切和必要。
发明内容本发明的目的在于针对火力发电厂脱硫浆液循环泵存在的磨蚀损伤现象，提供了一种能在现场及时修复脱硫循环泵磨蚀损伤缺陷，制备脱硫循环泵防磨蚀涂层，从而提高脱硫循环泵泵壳耐气蚀、耐腐蚀、耐磨损性能，延长脱硫循环泵使用寿命，增强电站脱硫系统运行效率和安全性的脱硫循环泵的修复与表面防护工艺。为达到上述目的，本发明采用的技术方案是1)修复前采用直读式光谱仪现场鉴定脱硫循环泵泵壳材质，对泵壳修复区域型线进行测试，按照测试数据，制作型线样板；2)采用宏观检查、磁粉探伤或渗透探伤，检查磨蚀缺陷的分布状况及尺寸；3)清理磨蚀缺陷；4)宏观检查及无损探伤复检，确认待修复区域缺陷已完全消除；5)在待修复区域制备V形坡口，对V形坡口及其周围打磨干净，露出金属光泽，并用丙酮擦洗干净；6)焊接时采用多层多道堆焊修复，使焊道(层)均勻，薄窄，并采用接触式测温仪监控焊道(层)间温度；7)采用超声波去应力设备，消除焊缝残余应力，每道堆焊熔覆焊缝需进行12次去应力处理后自然冷却至室温；8)依照型线样板对修复区域进行泵壳壳体型线修磨；9)采用超音速火焰喷涂制备防磨蚀涂层，喷涂材料选用含质量分数为10%的Co、4%Cr和86%碳化钨构成的WC-Co-Cr合金粉末，粉末粒度为250300目，喷涂方法选用超音速火焰喷涂设备配以超音速火焰喷枪，以超音速火焰喷涂工艺将WC-Co-Cr粉末直接喷涂到脱硫循环泵泵壳表面，涂层厚度为0.501.Omm；10)最后采用喷射雾化器在涂层外表面喷涂一层0.010.02mm的聚氨酯或丙烯酸基的高分子封孔剂对涂层进行封闭处理。本发明步骤5)中的V形坡口的角度与堆焊熔覆厚度有关，坡口的角度要求是易于焊接操作，填充量少。本发明步骤6)采用手工电弧焊或手工钨极氩弧焊的逆变焊机；选用与泵壳同质的焊材。本发明步骤8)泵壳壳体型线修磨采用手工机械方式打磨修型，包括粗磨、细磨和精磨三个步骤1)粗磨采用角磨机对堆焊部位进行粗磨，打磨焊缝余高，修磨出泵壳壳体大致型线；2)细磨采用修磨工具，用旋转挫细磨堆焊区域，使泵壳型线接近与原始状态；3)精磨采用修磨工具，用细砂轮精磨堆焊区域，并不断对泵壳型进行测量，直至完全恢复泵壳壳体型线。本发明超音速火焰喷涂制备防磨蚀涂层前宏观检查循环泵泵壳表面是否存在缺陷并清洗泵壳内壁，除去表面污垢，并用高温遮蔽胶带对循环泵不喷涂区域进行遮蔽保护。本发明步骤10)超音速火焰喷涂制备防磨蚀涂层的具体过程为1)使用压力式喷砂法，采用粒度为1050目的棕刚玉砂，对循环泵泵壳喷涂区域进行粗糙、活化处理，使泵壳基体表面粗糙度达到Ra215um，彻底清除表面氧化物、油脂、污物附着物，均勻粗糙活化；2)使用氧_乙炔中性焰，将待喷涂表面预热至100300°C，采用超音速火焰喷涂方法，在经除油、除锈、喷砂活化处理后的泵壳内壁表面喷涂厚度为0.501.Omm的WC-Co-Cr涂层，超音速火焰喷涂工艺参数为氧气流量为530m3.h—1，丙烷流量为10003000L·1Γ1，氮气流量为10003000L·1Γ1，喷枪移动速度为200600mm·s"1,喷涂距离为100400mm；喷涂过程中应对喷涂部位，采用红外线测温仪进行跟踪测温，记录喷涂时实测温度，保证喷涂泵壳基体在喷涂过程中温度为100500°C；喷涂过程中应维持喷涂工艺参数稳定，控制每遍涂层厚度为0.020.06mm。本发明采用手工焊仿形堆焊修复脱硫循环泵泵壳型线，超音速火焰喷涂制备防磨蚀涂层，实现现场脱硫循环泵泵壳在线型线修复和大面积防护，可使脱硫循环泵得以高质量地修复与防护，提高设备的耐气蚀、腐蚀、磨损性能，延长脱硫循环泵使用寿命，提高电站脱硫系统运行安全性，在当前燃煤成本提高的条件下，采用该技术能够为达到显著的节能降耗目的，为电厂带来显著的经济效益。具体实施例方式本发明的整个过程如下1)修复前采用直读式光谱仪现场鉴定脱硫循环泵泵壳材质，对泵壳修复区域型线进行测试，按照测试数据，制作型线样板；2)采用宏观检查、磁粉探伤或渗透探伤，检查磨蚀缺陷的分布状况及尺寸；3)采用手工机械方式清理磨蚀缺陷；4)宏观检查及无损探伤复检，确认待修复区域缺陷已完全消除；5)采用机械方式在待修复区域制备V形坡口，坡口角度与堆焊熔覆厚度有关，坡口制备原则是易于焊接操作，填充量少。6)焊前应对坡口及其周围打磨干净，露出金属光泽，并用丙酮擦洗。7)焊接时采用多层多道堆焊修复，使焊道(层)均勻，薄窄，并采用接触式测温仪监控焊道(层)间温度；焊接方法手工电弧焊或手工钨极氩弧焊；焊接材料根据脱硫循环泵泵壳不同材质，选用与泵壳同质的焊材；焊接设备逆变焊机；焊接工艺参数见表1。表1焊接工艺参数<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>8)采用超声波去应力设备，消除焊缝残余应力，每道堆焊熔覆焊缝需进行12次去应力处理后自然冷却至室温；9)依照型线样板对修复区域进行泵壳壳体型线修磨，修磨采用手工机械方式打磨修型，主要包括粗磨、细磨、精磨三个步骤。粗磨采用角磨机对堆焊部位进行粗磨，打磨焊缝余高，修磨出泵壳壳体大致型线.一入，细磨采用修磨工具，用旋转挫细磨堆焊区域，使泵壳型线接近与原始状态；精磨采用修磨工具，用细砂轮精磨堆焊区域，并不断对泵壳型进行测量，直至完全恢复泵壳壳体型线；10)采用超音速火焰喷涂制备防磨蚀涂层，喷涂材料选用含质量分数为10%的Co、4%Cr和86%碳化钨构成的WC-Co-Cr合金粉末，粉末粒度为250300目，喷涂方法选用超音速火焰喷涂设备配以超音速火焰喷枪，以超音速火焰喷涂工艺将WC-Co-Cr粉末直接喷涂到脱硫循环泵泵壳表面，涂层厚度为0.501.Omm；喷涂的具体过程为具体包括以下步骤喷涂前宏观检查循环泵泵壳表面是否存在缺陷，并清洗泵壳内壁，除去表面污垢，并用高温遮蔽胶带对循环泵不喷涂区域进行遮蔽保护；使用压力式喷砂法，采用粒度为1050目的优质棕刚玉砂，对循环泵泵壳喷涂区域进行粗糙、活化处理，使基体表面粗糙度达到Ra215um，彻底清除表面氧化物、油脂、污物等附着物，均勻粗糙活化；使用氧-乙炔火把，将待喷涂表面预热至100300°C，采用超音速火焰喷涂方法，在经除油、除锈、喷砂活化处理后的泵壳内壁表面喷涂厚度为0.501.Omm的WC-Co-Cr涂层，超音速火焰喷涂工艺参数为氧气流量为530m3化―1，丙烷流量为10003000L化一1，氮气流量为10003000L'h"1，喷枪移动速度为200600mm·s"1，喷涂距离为100400mm；喷涂过程中应对喷涂部位，采用红外线测温仪进行跟踪测温，记录喷涂时实测温度，保证喷涂泵壳基体在喷涂过程中温度为100500°C；喷涂过程中应维持喷涂工艺参数稳定，控制每遍涂层厚度为0.020.06mm。11)最后采用喷射雾化器在涂层外表面喷涂一层0.010.02mm的聚氨酯或丙烯酸基的高分子封孔剂对涂层进行封闭处理。涂层质量检测1)对涂层进行外观检查，涂层表面应平整，色泽一致，不允许有起皮、鼓泡、脱落等缺陷；2)采用涂层测厚仪对涂层厚度进行检测，测得的涂层最小厚度不应小于涂层设计厚度，涂层厚度均勻；3)在现场环境下，制备超音速火焰喷涂挂片试样，对涂层挂片试样进行实验室检测，检测内容包括热震试验、显微硬度试验、孔隙率测试、结合强度试验、磨粒磨损试验、冲蚀磨损试验等。涂层性能指标为涂层厚度为0.501.0mm，涂层结合强度>70MPa，涂层显微硬度HVa3^1000，涂层孔隙率<1%，涂层具有优良的耐气蚀、耐磨损、耐腐蚀性能。本发明提供了“手工焊堆焊修复技术”和“超音速火焰喷涂制备耐磨蚀涂层技术”相结合地一种烟气脱硫循环泵修复与表面防护工艺，该工艺可使我国脱硫循环泵得以高质量地修复与防护，提高设备的耐气蚀、腐蚀、磨损性能，延长脱硫系统关键部件的使用寿命，修复与防护后脱硫循环泵型线恢复良好，制备的防磨蚀涂层结合强度高，孔隙率低，硬度较基体提高显著，涂层均勻致密，耐磨蚀性能优异，能大大延缓脱硫循环泵服役寿命。本发明技术具有现场可操控性强、耐磨蚀性提高明显、可靠性高等优点，可以现场解决和改善我国在役电站脱硫循环泵普遍存在的磨蚀损伤问题，提高电站脱硫系统运行安全性和效率，达到节能降耗的目的，增加电厂经济效益。权利要求一种脱硫循环泵的修复与表面防护工艺，其特征在于1)修复前采用直读式光谱仪现场鉴定脱硫循环泵泵壳材质，对泵壳修复区域型线进行测试，按照测试数据，制作型线样板；2)采用宏观检查、磁粉探伤或渗透探伤，检查磨蚀缺陷的分布状况及尺寸；3)清理磨蚀缺陷；4)宏观检查及无损探伤复检，确认待修复区域缺陷已完全消除；5)在待修复区域制备V形坡口，对V形坡口及其周围打磨干净，露出金属光泽，并用丙酮擦洗干净；6)采用多层多道堆焊修复，使焊道(层)均匀，薄窄，并采用接触式测温仪监控焊道(层)间温度；7)自然冷却至室温后采用超声波去应力设备，消除焊缝残余应力，每道堆焊熔覆焊缝需进行1～2次去应力处理后；8)依照型线样板对焊接修复区域进行泵壳壳体型线修磨；9)采用超音速火焰喷涂制备防磨蚀涂层，喷涂材料选用含质量分数为10％的Co、4％Cr和86％碳化钨构成的WC-Co-Cr合金粉末，粉末粒度为250～300目，选用超音速火焰喷涂设备，以超音速火焰喷涂工艺将WC-Co-Cr粉末直接喷涂到脱硫循环泵泵壳表面，涂层厚度为0.50～1.0mm；10)最后采用喷射雾化器在涂层外表面喷涂一层0.01～0.02mm的聚氨酯或丙烯酸基的高分子封孔剂对涂层进行封闭处理。2.根据权利要求1所述的脱硫循环泵的修复与表面防护工艺，其特征在于所述的步骤5)中的V形坡口的角度与堆焊熔覆厚度有关，坡口的角度要求是易于焊接操作，填充量少。3.根据权利要求1所述的脱硫循环泵的修复与表面防护工艺，其特征在于所述的步骤6)采用手工电弧焊或手工钨极氩弧焊的逆变焊机；选用与泵壳同质的焊材。4.根据权利要求1所述的脱硫循环泵的修复与表面防护工艺，其特征在于所述的步骤8)泵壳壳体型线修磨采用手工机械方式打磨修型，包括粗磨、细磨和精磨三个步骤1)粗磨采用角磨机对堆焊部位进行粗磨，打磨焊缝余高，修磨出泵壳壳体大致型线；2)细磨采用修磨工具，用旋转挫细磨堆焊区域，使泵壳型线接近与原始状态；3)精磨采用修磨工具，用细砂轮精磨堆焊区域，并不断对泵壳型进行测量，直至完全恢复泵壳壳体型线。5.根据权利要求1所述的脱硫循环泵的修复与表面防护工艺，其特征在于所述的超音速火焰喷涂制备防磨蚀涂层前宏观检查循环泵泵壳表面是否存在缺陷，并清洗泵壳内壁，除去表面污垢，并用高温遮蔽胶带对循环泵不喷涂区域进行遮蔽保护。6.根据权利要求1所述的脱硫循环泵的修复与表面防护工艺，其特征在于所述的步骤10)超音速火焰喷涂制备防磨蚀涂层的具体过程为1)使用压力式喷砂法，采用粒度为1050目的棕刚玉砂，对循环泵泵壳喷涂区域进行粗糙、活化处理，使泵壳基体表面粗糙度达到Ra215um，彻底清除表面氧化物、油脂、污物附着物，均勻粗糙活化；2)使用氧_乙炔中性焰，将待喷涂表面预热至100300°C，采用超音速火焰喷涂方法，在经除油、除锈、喷砂活化处理后的泵壳内壁表面喷涂厚度为0.501.Omm的WC-Co-Cr涂层，超音速火焰喷涂工艺参数为氧气流量为530m3.h—1，丙烷流量为10003000L·1Γ1，氮气流量为10003000L·1Γ1，喷枪移动速度为200600mm·s"1,喷涂距离为100400mm；喷涂过程中对喷涂部位，采用红外线测温仪进行跟踪测温，记录喷涂时实测温度，保证喷涂泵壳基体在喷涂过程中温度为100500°C；喷涂过程中应维持喷涂工艺参数稳定，控制每遍涂层厚度为0.020.06mm。全文摘要一种脱硫循环泵的修复与表面防护工艺，采用手工焊仿形堆焊修复脱硫循环泵泵壳型线，超音速火焰喷涂制备防磨蚀涂层，实现现场脱硫循环泵泵壳在线型线修复和大面积防护，可使脱硫循环泵得以高质量地修复与防护，提高设备的耐气蚀、腐蚀、磨损性能，延长脱硫循环泵使用寿命，提高电站脱硫系统运行安全性，制备的防磨蚀涂层结合强度高，孔隙率低，硬度较基体提高显著，涂层均匀致密，耐磨蚀性能优异，能大大延缓脱硫循环泵服役寿命。文档编号B23P6/00GK101797676SQ20101001359公开日2010年8月11日申请日期2010年1月13日优先权日2010年1月13日发明者刘立营,姚兵印,李太江,李巍,王博,王彩侠申请人:西安热工研究院有限公司