专利名称：一种煤直接液化装置易冲蚀部位的耐磨结构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种煤直接液化装置易冲蚀部位的耐磨结构。
背景技术：
神华集团鄂尔多斯煤制油分公司拥有世界上第一套大型工业化煤直接液化生产油品的设备。煤直接液化工艺是通过高温高压加氢，将固体煤直接转化成清洁的便于运输和使用的液体燃料(汽油、柴油、航空煤油等)或化工原料的一种先进的洁净煤技术。煤直接液化技术近几年在世界范围内备受关注。在煤液化工艺中，煤浆、氢气等在催化剂作用下经高温、高压条件反应后的气、液、固三相物料共存，对阀门、管道、机泵等冲蚀比较严重，同时许多易冲蚀部位现场不易拆卸、且体积较大，因此提供一种煤直接液化装置易冲蚀部位的耐磨结构就显得特别重要。
实用新型内容针对现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种煤直接液化装置易冲蚀部位的耐磨结构。本实用新型的煤直接液化装置易冲蚀部位的耐磨结构，其中，所述耐磨结构包括母材、所述母材上的融合层，以及最外侧的至少一层硬化层。优选地，所述融合层上具有过渡层。优选地,所述融合层的厚度为1.0 2.0mm ;所述过渡层的厚度为0.8 1.2mm ;所述硬化层的单层厚度为0.2 1.5mm。优选地,所述融合层的厚度为1.4 1.6mm ;所述过渡层的厚度为1.0mm ;所述硬化层的总厚度为1.0 5.0mm。更优选地，所述硬化层的总厚度为1.0 3.0mm。优选地，所述母材由碳钢或不锈钢制成。优选地，所述过渡层的材质为不锈钢。优选地，所述硬化层的材质为硬质合金。优选地，所述易冲蚀部位包括管道、阀门、浆液泵壳和叶轮。本实用新型的煤直接液化装置易冲蚀部位的耐磨结构可以避免因高温氧化、磨损、冲刷、点蚀、气蚀等造成损坏而制约装置长周期运行的难题；有效增强易冲蚀部位表面的耐磨蚀性能，有效延长部件的使用寿命。
图1为本实用新型的煤直接液化装置易冲蚀部位的一种耐磨结构的示意图；其中，所述硬化层为I层。图2为本实用新型的煤直接液化装置易冲蚀部位的另一种耐磨结构的示意图；其中，所述硬化层为3层。[0016]图3为本实用新型的煤直接液化装置易冲蚀部位的另一种耐磨结构的示意图；其中，所述融合层和所述硬化层之间具有所述过渡层，所述硬化层为I层。图4为本实用新型的煤直接液化装置易冲蚀部位的另一种耐磨结构的示意图；其中，所述融合层和所述硬化层之间具有所述过渡层，所述硬化层为2层。附图标记:1、母材2、过渡层3、硬化层4、融合层
具体实施方式
下面的实施例仅用于解释本实用新型，而非限制本实用新型。由图1 4可以看出，本实用新型的煤直接液化装置易冲蚀部位的耐磨结构包括母材1、所述母材上的融合层4、所述融合层4上的非必需的过渡层2，以及最外侧的至少一层硬化层3。优选地，所述母材I由碳钢或不锈钢制成。所述不锈钢包括奥氏体不锈钢或马氏体不锈钢。优选地，所述融合层4为所述母材I与相同的堆焊材料受热熔化并凝固形成的合金层。优选地，所述过渡层2的材质为不锈钢，更优选为奥氏体不锈钢。本实用新型煤直接液化装置易冲蚀部位的耐磨结构在装置现场采用堆焊技术进行。具体步骤包括:1、在装置零部件现场，对所述母材I的易冲蚀部位及周边进行清理、清除和清洗，去除油污，去除表面的氧化层和易脱落的硬化层；2、对所述母材I的原硬化层和结合层的缺损状况进行检测、取样、化验分析，找出此前所采用的硬化工艺和所用材料的不足之处，为本次(硬化)提供可靠性和科学性参数；3、根据缺损状况，选用与所述母材I的材质相同的焊接材料和脉冲低温堆焊技术将较大的缺损部位堆焊至接近原设计要求的几何尺寸并经过切削加工、修磨成型，然后进行回火、保温去除应力形成所述融合层4 ；4、如有需要，在所述融合层4上焊接过渡层2，然后根据部件的具体结构形状运用激光熔融或新型精密等离子堆焊序列技术，在需要硬化的部位表面堆焊一层或多层所述硬化层3，然后进行相应的保养、加工处理成型，直至达到原设计和实际运行需求标准。本实用新型煤直接液化装置易冲蚀部位的耐磨结构的上述工艺只需把需要修复和硬化的部位暴露至焊枪可触及的程度即可，避免了常规工艺必须将大型管道、阀门、机泵进行拆解、吊装和运输的繁杂工序，可节省大量的时间和经费。此外，本实用新型煤直接液化装置易冲蚀部位的耐磨结构的母材I还可以为:化工行业中的高温高压阀门、法兰、管道、弯头等被冲蚀部位的修复与耐磨强化处理；发电机、汽轮机、水轮机的大轴轴颈和油当、油封位的在线耐磨修复与强化；轧辊、磨辊的的在线和离线强化与修复，液压支架活塞杆、外圆柱、内圆孔工件表面的修复和耐冲击、耐挤压硬化处理；煤矿刮板、输送机中部槽、机头、机尾，采煤机、掘进机滚筒、截齿等的修复和强化；各种模具修复和强化；各种搅拌机搅刀，大型低速破碎机锤头的修复和强化。实施例1现场对煤直接液化装置的变径管道进行堆焊的基本步骤为:对变径管道内口的冲刷、腐蚀、气蚀等造成的缺损部位及周边进行清理、清除和清洗，去除表面的氧化层和油污，根据缺损状况进行检验分析后选择最佳材质配方和相应的堆焊工艺参数；根据缺损状况，选用与母材I材质相同的焊接材料进行脉冲低温堆焊技术将较深的缺损部位堆焊至接近原设计要求的几何尺寸并经过切削加工、修磨成型，然后进行回火、保温去除应力形成所述融合层4 ;经检验确认上述工序符合要求后，在需要硬化的部位表面进行精密堆焊形成所述硬化层3，堆焊完成后，对堆焊部位进行回火保温，去除残余应力，保养成活；对配合面、结合面进行机械切削加工至设计要求的尺寸精度和光洁度要求。所述耐磨结构的母材I变径管道的材质为奥氏体不锈钢；所述融合层4的厚度为
1.5mm ;所述硬化层3的厚度为1.5mm,材质为硬质合金,其为I层。通过对缺损部位的修复使损伤的管道恢复到原来的性能，从而保证损坏部位的正
常使用。实施例2操作步骤与实施例1相同，只是所述硬化层3为3层；所述耐磨结构的母材I变径管道的材质为碳钢；所述融合层4的厚度为1.2mm ;所述硬化层3的总厚度为3mm，材质为硬质合金，其为3层。通过多层硬化层3的实施保证冲蚀磨损部位的硬度达到HRC50以上，从而增强碳钢管道抵抗冲蚀磨损的能力，保证管道的长周期稳定使用。实施例3现场对煤直接液化装置的化学浆液输送泵的叶轮进行堆焊的基本步骤为:按照装置的技术参数要求，结合之前运行中出现的问题、缺损状况进行检查、取样、化验分析，为表面堆焊处理完整方案的制定，提供可靠性和科学指导；测绘叶轮各部位尺寸并制图；除污垢、蚀斑、氧化层以及微小的裂纹等，去除叶轮表面所有的杂质，显示出金属光泽。选用与母材I材质相同的焊接材料采用冷熔堆焊工艺将较深的缺损部位堆焊至接近原设计要求的几何尺寸；该工艺可以防止叶片变形、断裂；加工成型后，其外形尺寸、间隙值必须符合原设计要求，达到所需之配合精度，形成所述融合层4 ;在所述融合层4的基础上进行过渡层2堆焊，堆焊过程中要确保所述过渡层2均匀、平整，同时严格控制堆焊电流、电压和堆焊速度，为硬化层3的堆焊铺垫；经检验确认上述工序符合要求后，进行耐磨硬化层的精密堆焊形成所述硬化层3，堆焊完成后，对堆焊部位进行回火保温，去除残余应力，保养成活。按该设备的转速要求进行动、静平衡检测校正；按装配技术规范、按顺序进行现场组装并调试至技术标准要求。所述耐磨结构的母材I叶轮的材质为马氏体不锈钢；所述融合层4的厚度为
2.0mm ;所述过渡层2的厚度为1.2mm,材质为不锈钢；所述硬化层3的厚度为Imm,材质为硬质合金，其为I层。堆焊硬化后叶轮耐冲蚀、汽蚀、磨损能力明显增强，同时由于采用冷溶堆焊工艺防止叶轮堆焊变形保证几何尺寸满足使用要求，堆焊硬化使易损伤部位整体力学性能显著提高从而延长整个叶轮的使用寿命。实施例4操作步骤与实施例3相同，只是所述硬化层3为2层；所述耐磨结构的母材I变径管道的材质为马氏体不锈钢；所述融合层4的厚度为1.6mm ;所述过渡层2的厚度为1.2mm,材质为奥氏体不锈钢；所述硬化层3的总厚度为2mm，材质为硬质合金，其为2层。耐磨结构使叶轮耐冲蚀、汽蚀、磨损的有效厚度明显增加，从而进一步显著延长了叶轮的使用寿命。本领域技术人员可以理解,对本实用新型做出一些修改或变化也应当在本实用新型权利要求所限定的范围之内。
权利要求1.一种煤直接液化装置易冲蚀部位的耐磨结构，其特征在于，所述耐磨结构包括母材、所述母材上的融合层，以及最外侧的至少一层硬化层。
2.根据权利要求1所述的煤直接液化装置易冲蚀部位的耐磨结构，其特征在于，所述融合层上具有过渡层。
3.根据权利要求2所述的煤直接液化装置易冲蚀部位的耐磨结构，其特征在于，所述融合层的厚度为1.0 2.0mm ;所述过渡层的厚度为0.8 1.2mm ;所述硬化层的单层厚度为 0.2 1.5mmο
4.根据权利要求3所述的煤直接液化装置易冲蚀部位的耐磨结构，其特征在于，所述融合层的厚度为1.4 1.6mm ;所述过渡层的厚度为1.0mm ;所述硬化层的总厚度为1.0 5.0mnin
5.根据权利要求4所述的煤直接液化装置易冲蚀部位的耐磨结构，其特征在于，所述硬化层的总厚度为1.0 3.0mm。
6.根据权利要求1 5中任一项所述的煤直接液化装置易冲蚀部位的耐磨结构，其特征在于，所述母材由碳钢或不锈钢制成。
7.根据权利要求1 5中任一项所述的煤直接液化装置易冲蚀部位的耐磨结构，其特征在于，所述过渡层的材质为不锈钢。
8.根据权利要求1 5中任一项所述的煤直接液化装置易冲蚀部位的耐磨结构，其特征在于，所述硬化层的材质为硬质合金。
9.根据权利要求1 5中任一项所述的煤直接液化装置易冲蚀部位的耐磨结构，其特征在于，所述易冲蚀部位包括管道、阀门、浆液泵壳和叶轮。
专利摘要本实用新型涉及一种煤直接液化装置易冲蚀部位的耐磨结构。所述耐磨结构包括母材、所述母材上的融合层，以及最外侧的至少一层硬化层。本实用新型的煤直接液化装置易冲蚀部位的耐磨结构可以避免因高温氧化、磨损、冲刷、点蚀、气蚀等造成损坏而制约装置长周期运行的难题；有效增强易冲蚀部位表面的耐磨蚀性能，有效延长部件的使用寿命。
文档编号B32B15/01GK203159543SQ20132007288
公开日2013年8月28日 申请日期2013年2月8日 优先权日2013年2月8日
发明者胡庆斌, 李胜亭, 闫象葵, 杨世全 申请人:神华集团有限责任公司, 中国神华煤制油化工有限公司, 中国神华煤制油化工有限公司鄂尔多斯煤制油分公司