技术领域
本发明涉及一种优化的锅炉水冷壁防高温硫腐蚀喷涂工艺。
背景技术：
为了有效降低烟气中的NoX浓度的，火力发电厂进入了低氮燃烧器改造的高峰期。低氮燃烧器的改造则导致了燃烧器附近水冷壁处的还原性气氛加强，从而加剧水冷壁的高温硫腐蚀。
目前，水冷壁防高温硫腐蚀最有效的途径之一，就是实施喷涂。但是由于当前水冷壁喷涂市场异常混乱，喷涂工艺五花八门，为产生良好的防腐效果，迫切需要寻找优化工艺。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是提供一种优化的锅炉水冷壁防高温硫腐蚀喷涂工艺。
为解决上述技术问题，本发明包括采用的技术方案为：
一种优化的锅炉水冷壁防高温硫腐蚀喷涂工艺，包括以下步骤：
1）根据锅炉工作条件下高温硫腐蚀类型，选择针对性的涂层材料；对于单质硫或H2S腐蚀情况，选择防腐蚀喷涂材料；对于复合硫酸盐腐蚀情况，选择防腐蚀、防结焦喷涂材料；
2）喷砂前采用露点仪进行测量，当待喷涂锅炉水冷壁管子表面温度高于露点温度3℃以上，且空气相对湿度小于85%时，进行喷砂操作；
3）喷砂处理时对锅炉水冷壁管子进行二次喷砂，第一次喷砂选用粒度8～10目的细砂；第二次喷砂选用粒度12～16目的粗砂，喷砂后管子的粗糙度达到75～130μm；
4）喷涂前采用露点仪进行测量，当待喷涂锅炉水冷壁管子表面温度高于露点温度3℃以上，且空气相对湿度小于85%时，进行喷涂操作；
5）喷砂后6小时内进行喷涂，喷涂分5～10次进行，涂层厚度控制在0.4～0.5mm。
本发明进一步设计在于：
步骤5）喷涂前用干净的压缩空气吹扫拟喷涂区域。
步骤1）中防腐蚀喷涂材料选用NiCrTi系喷涂材料。
步骤1）中当腐蚀类型为复合硫酸盐腐蚀情况，步骤5）中喷涂时，先喷涂防腐蚀材料，再喷涂防结焦喷涂材料，涂层总厚度控制在0.4～0.5mm。
防腐蚀采用NiCrTi系喷涂材料；防结焦喷涂材料采用高温纳米陶瓷（如 RSL高温纳米陶瓷）。
步骤1）中高温硫腐蚀类型判断，通过对发生高温硫腐蚀的水冷壁进行割管取样，对腐蚀产物和管子外表面进行进行X射线衍射分析后确定。
步骤3）中喷砂处理时，细砂采用石英砂或棕刚玉；粗砂选用一级棕刚玉。采用上述技术方案所产生的有益效果在于：
1、本发明的喷涂方法，设计新颖，科学合理，工艺优化，是喷涂涂层的综合性能有可靠保障。避免了因喷涂工艺混乱，引起涂层质量较差，短时间脱落。
2、采用本发明优化后的喷涂工艺，可形成标准工艺，为规范喷涂行业及喷涂市场的健康发展提供有效保障。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
实施例一：
1）根据高温硫腐蚀机理和类型，选择针对性的涂层材料。对发生高温硫腐蚀的水冷壁进行割管取样，对腐蚀产物和管子外表面进行进行X射线衍射分析，确认单质硫（或H2S）腐蚀、复合硫酸盐腐蚀。如为单质硫（或H2S）腐蚀则选择防腐蚀喷涂材料。如为复合硫酸盐腐蚀则应选择防腐蚀、防结焦喷涂材料。
2）对喷砂工艺进行优化。喷砂要喷2次。第一次喷砂时，应先选用细砂，一般用石英砂（粒度8～10目），也可选用较细棕刚玉，目的是将管子表面的氧化物、附着物去除；第二次喷砂时，应选用粗砂，一般采用一级棕刚玉(粒度12～16目)，目的是获得比较粗糙的表面质量，便于后续喷涂时涂层材料的粘附，确保喷涂质量。经喷砂后金属的粗糙度应使用粗糙度测试仪检测，达到75～130μm。
3）对喷砂、喷涂前的环境条件进行优化限定。喷砂、喷涂开始前之前，采用露点仪进行测量，只有当钢材表面温度高于露点3℃并且空气相对湿度小于85%时才可进行喷砂、喷涂操作。
4）对喷砂与喷涂的时间间隔进行优化。喷砂与喷涂的时间间隔不能超过6小时，并在喷涂开始前用干净的压缩空气100%吹扫拟喷涂区域。当间隔超过6小时应重新喷砂。
5）对涂层厚度进行优化。涂层厚度应控制在0.4～0.5mm。
实施例二：
某火力发电厂停炉检修时发现水冷壁产生了高温硫腐蚀麻坑。为了优化喷涂工艺，产生质量良好的涂层，采用本发明进行了水冷壁防高温硫腐蚀喷涂工艺优化。
1）对发生高温硫腐蚀的水冷壁进行割管取样，对腐蚀产物和管子外表面进行X射线衍射分析，发现大量FeS、Feo相而未见硫酸盐相，可以判定该炉发生的高温硫腐蚀为单质硫（或H2S）腐蚀。采用NiCrTi系喷涂材料PS45，选择超音速电弧喷涂进行施工。
2）对喷砂工艺进行优化。喷砂要喷2次。第一次喷砂时，选用石英砂（粒度8～10目）去除管子外表氧化物；第二次喷砂时，选用一级棕刚玉(粒度12～16目)，喷砂后使用粗糙度测试仪检测粗糙度，均在75～130μm范围内。
当全部选用石英砂，因石英砂较软，容易嵌入金属表面，喷涂完成后会破坏涂层完整性。如粗糙度太低，则影响涂层与管子基材的结合性能，如太过粗糙，则造成涂层太厚才能覆盖。
3）对喷砂、喷涂前的环境条件进行优化限定。喷砂、喷涂开始前之前，采用露点仪进行测量，只有当钢材表面温度高于露点3℃并且空气相对湿度小于85%时才可进行喷砂、喷涂操作。
当温度过低及相对湿度过大时，会造成管子表面潮湿，会在喷砂后立刻产生锈蚀。并且管子表面潮湿或有锈蚀，喷涂的涂层无法与管子牢固结合。
4）对喷砂与喷涂的时间间隔进行优化。喷砂6小时内完成喷涂。
当喷砂与防腐蚀涂层喷涂时间间隔较长时，喷砂后的管子表面会产生氧化，影响涂层与管子的结合性能。
5）对涂层厚度进行优化。防腐蚀涂层喷涂完成后，采用磁性涂层测厚仪测试涂层厚度，涂层厚度均在0.5mm左右。
涂层太薄不能有效覆盖管子基材的粗糙度，当涂层厚度低于0.3mm时便出现了测厚仪便出现磁性显示，即表示涂层未能覆盖管子基材的粗糙度。太厚又因为涂层热膨胀性与管子基材有差异，容易出现涂层表面开裂，并且增加喷涂用料成本。
对采用本发明的工艺优化方法完成的涂层和其他喷涂工艺完成的涂层进行了性能测定，测定方法采用《锅炉水冷壁防高温硫腐蚀涂层性能的测定方法》中规定的指标。结果显示采用本发明的优化工艺完成的涂层在化学成份、涂层厚度、涂层能谱分析及微观组织、涂层结合强度、涂层热震、涂层防高温硫腐蚀、涂层传热特性等7个指标方面均远远超过其他喷涂工艺完成的涂层。
实施例三：
当通过对发生高温硫腐蚀的水冷壁进行割管取样，对腐蚀产物和管子外表面进行进行X射线衍射分析，判定为复合硫酸盐腐蚀情况时，步骤5）中喷涂时，先喷涂防腐蚀材料3遍，再喷涂防结焦喷涂材料3遍，涂层总厚度控制在0.4～0.5mm。防腐蚀采用NiCrTi系喷涂材料；防结焦喷涂材料采用高温纳米陶瓷（如 RSL高温纳米陶瓷）。
其余条件和步骤同实施例二。