锅炉烟道等寿命高温防腐蚀用涂层组合材料及其应用的制作方法

本发明属于锅炉烟道防腐蚀技术领域，涉及一种锅炉烟道等寿命高温防腐蚀用涂层组合材料及其应用。

背景技术：

垃圾焚烧过程中，锅炉在高温条件下通常会发生由氯化物、硫化物、碱金属等引起严重的高温腐蚀。表面涂层防护是目前应用最普遍的防护方法，主要是针对余热锅炉膜式水冷壁和过热器、再热器、省煤器等锅炉“四管”受热面，采用堆焊、热喷涂、重熔及表面熔敷等防护方法抑制或延缓腐蚀。其中热喷涂由于孔隙率高、结合强度低难以满足要求；一直以来堆焊技术应用较广泛，也取得了不错的效果，但因其成本高、效率低、稀释率高等问题正在受到挑战。近年来江苏科环公司在国内率先采用火焰喷涂自熔合金+高频感应重熔的方法在锅炉四管受热面制备涂层，应用效果受到了业界的普遍好评。水冷壁管排(见图1)重熔过程如图2所示。应用结果表明，该涂层在综合性能、服役寿命等方面均优于堆焊，而制备成本又远低于堆焊，应该说是代表锅炉四管高温防腐涂层的发展方向。该公司2019年针对高参数锅炉，又进一步发展出火焰喷涂自熔合金+高频感应重熔+超音速等离子喷涂技术，即在管排涂层经过高频感应重熔后，管排从高频感应线圈刚出来仍处于红热状态时，在原镍基自熔合金底层的基础上，采用超音速等离子喷涂制备金属陶瓷面层，从而提高底层与面层间的结合强度。试验表明，该复合涂层的防腐效果更加显著。

另一方面，国内垃圾电站的余热锅炉在应用各种涂层技术进行防腐时，几乎千篇一律地采取同一种方法对整个锅炉内的所有金属结构进行防护。如对某台锅炉水冷壁受热面进行涂层防护时，管道所有受热面不论烟道、不论部位等均采用堆焊inconel625这一种方法制备防护层。堆焊材料为镍基高温合金，成本每平米单价过万元。一般锅炉内“四管”的受热面面积可达近千乃至几千平米，且一般电站至少两台锅炉，由此可知即使一座小型电站的防腐费用也需数千万，从而给企业带来了沉重的经济负担。而实际上，锅炉内部分为四个烟道，每个烟道温度差别都较大，高温烟气随温度变化腐蚀速率差别也较大；此外，根据管道服役寿命统计结果可知，管道腐蚀减薄乃至最后爆管的发生率往往主要集中在高温腐蚀速率最高的一些局部，对这些部位常需停炉检修或切割换掉局部发生爆管的管道，但管道其它大部分仍可安全使用多年，有些甚至当所有管道整体报废后都还基本完好，从而造成各部分服役寿命差别很大。因此，这种将锅炉使用一种方法进行统一防护的模式，不仅使企业负担沉重，同时也造成了自然资源和能源的极大浪费。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的问题提供一种锅炉烟道等寿命高温防腐蚀用涂层组合材料，该涂层材料中的各涂层材料能够单独或组合用于锅炉烟道的不同腐蚀区域制备高温防腐蚀涂层，并获得等寿命高温防腐蚀锅炉烟道。

本发明还提供了一种等寿命防腐蚀锅炉烟道的制备方法，该方法利用上述涂层组合材料能够针对具体锅炉炉型精准施策，在服役寿命不降低的条件下，提供高性价比的等寿命腐蚀防护方法，同时保持工艺的可实现性。

为此，本发明第一方面提供了一种锅炉烟道等寿命高温防腐蚀用涂层组合材料，其包括第ⅰ镍基自熔合金涂层材料、第ⅱ镍基自熔合金涂层材料、第ⅲ镍基自熔合金涂层材料、中温中压复合涂层材料、中温次高压或次高温次高压复合涂层材料、高温高压复合涂层材料、冷喷玻璃钢涂料和聚氨酯高分子涂料，各涂层材料能够单独或组合用于锅炉烟道的不同腐蚀区域制备高温防腐蚀涂层，并获得等寿命高温防腐蚀锅炉烟道；其中，

第ⅰ镍基自熔合金涂层材料包含：cr30wt％～35wt％、ti0.3wt％～0.5wt％、nb1wt％～3wt％、fe<1wt％、b2.5wt％～4.5wt％、si3wt％～4.5wt％、碳0.6wt％～1.0wt％，和余量的ni；

第ⅱ镍基自熔合金涂层材料包含：cr14wt％～16wt％、fe4wt％～6wt％、cu2wt％～3wt％、mo2wt％～4wt％、c0.5wt％～0.7wt％、b2.5wt％～4.5wt％、si3wt％～4.5wt％，和余量的ni；

第ⅲ镍基自熔合金涂层材料包含：cr14wt％～18wt％、fe10wt％～14wt％、al3wt％～5wt％、cu2wt％～3wt％、c0.5wt％～0.7wt％、b2.5wt％～4.5wt％、si3wt％～4.5wt％，和余量的ni；

中温中压复合涂层材料包含：30wt％-43.5wt％al2o3+13wt％-40wt％tio2+30wt％-43.5wt％nicr-cr3c2；

中温次高压或次高温次高压复合涂层材料包含：40wt％-50wt％al2o3+50wt％-60wt％nicr-cr3c2；

高温高压复合涂层材料包含：40wt％-50wt％zro2+50wt％-60wt％nicr-cr3c2。

根据本发明的一些优选的实施方式，所述锅炉烟道等寿命高温防腐蚀用涂层组合材料包括：

涂层材料a，用于高温气相腐蚀区域，第ⅰ镍基自熔合金涂层材料：cr30wt％～35wt％、ti0.3wt％～0.5wt％、nb1wt％～3wt％、fe<1wt％、b2.5wt％～4.5wt％、si3wt％～4.5wt％、碳0.6wt％～1.0wt％，和余量的ni；

涂层材料b，用于温度高且腐蚀介质的浓度高、腐蚀速度最快的区域，其包括：

底层涂层材料：第ⅱ镍基自熔合金涂层材料：cr14wt％～16wt％、fe4wt％～6wt％、cu2wt％～3wt％、mo2wt％～4wt％、c0.5wt％～0.7wt％、b2.5wt％～4.5wt％、si3wt％～4.5wt％，和余量的ni；

面层涂层材料：其包括：

a.中温中压复合涂层材料：30wt％-43.5wt％al2o3+13wt％-40wt％tio2+30wt％-43.5wt％nicr-cr3c2；

b.中温次高压或次高温次高压复合涂层材料：40wt％-50wt％al2o3+50wt％-60wt％nicr-cr3c2；

c.高温高压复合涂层材料：40wt％-50wt％zro2+50wt％-60wt％nicr-cr3c2；

涂层材料c，用于腐蚀速率较低的区域，第ⅲ镍基自熔合金涂层材料：cr14wt％～18wt％、fe10wt％～14wt％、al3wt％～5wt％、cu2wt％～3wt％、c0.5wt％～0.7wt％、b2.5wt％～4.5wt％、si3wt％～4.5wt％，和余量的ni；

涂层材料d，用于低温电化学强腐蚀或中温电化学弱腐蚀区，其包括冷喷玻璃钢涂料和/或聚氨酯高分子涂料。

在本发明的一些实施例中，所述涂层材料a采用火焰喷涂+高频重熔的方式在烟道内的金属构件受热面制备相应的涂层；优选地，所述涂层的厚度为0.5±0.02mm；

所述涂层材料b采用火焰喷涂+高频重熔+超音速等离子喷涂的方式在烟道内的金属构件受热面制备相应的涂层；优选地，底层的涂层的厚度为0.5±0.02mm，面层的涂层的厚度为0.2±0.02mm；

所述涂层材料c采用火焰喷涂+高频重熔的方式在烟道内的金属构件受热面制备相应的涂层；优选地，所述涂层的厚度为0.3±0.02mm；

所述涂层材料d采用冷喷的方式在烟道内的金属构件受热面制备相应的涂层；优选地，所述涂层的厚度为0.1±0.02mm或0.2±0.02mm。

本发明第二方面提供了一种等寿命高温防腐蚀锅炉烟道的制备方法，其包括：

步骤t1，将锅炉烟道内部区域及其被腐蚀的金属部件与锅炉烟道内部受热面的表面温度相关联，并依据锅炉烟道内部受热面的表面温度由小到大的顺序对锅炉烟道内部区域及其所含被腐蚀的金属部件进行分区；

步骤t2，对锅炉烟道各分区内部及其所含的金属部件的表面腐蚀情况进行分析，并对锅炉烟道各分区内部及其所含的金属部件的表面划分腐蚀等级；

步骤t3，根据锅炉烟道各分区内部及其所含的金属部件的表面所划分腐蚀等级选择并确定相对应的涂层组合材料及其对应的涂层的制备方法和厚度；

步骤t4，利用步骤t3中确定相对应的涂层组合材料，通过各涂层组合材料所对应的涂层的制备方法在锅炉烟道内部区域及其被腐蚀的金属部件受热面制备相应的防腐涂层，获得等寿命高温防腐蚀锅炉烟道；

其中，在步骤t3中，基于锅炉烟道各分区内部及其所含的金属部件的表面所划分腐蚀等级，根据权利要求1-3中任意一项所述的锅炉烟道等寿命高温防腐蚀用涂层组合材料选择并确定相应的涂层材料。

根据本发明方法，在步骤t1中，依据锅炉烟道内部受热面的表面温度由小到大的顺序对锅炉烟道内部区域及其所含被腐蚀的金属部件进行分区包括：尾部烟道，低温区，50-150℃；中温区，150-200℃；第四烟道，300-400℃；第三烟道400-500℃；第二烟道，500-550℃；第一烟道，上部与顶棚：550-600℃；中、下部：600-650℃；各烟道分区中的金属部件包括：尾部烟道，低温区和中温区，换热器、引风机；第四烟道，省煤器、对流器管束；第三烟道，膜式壁、过热器、再热器；第二烟道、第一烟道，上部与顶棚，中、下部：膜式壁。

本发明中，在步骤t2中，根据表面腐蚀速率和/或表面腐蚀状况划分对锅炉烟道各分区内部及其所含的金属部件的表面划分腐蚀等级。

在本发明的一些实施例中，根据表面腐蚀速率将锅炉烟道各分区内部及其所含的金属部件的表面划分为ⅰ～ⅳ级腐蚀，其中，ⅰ级腐蚀的腐蚀速率≤1×10^-5mm/h，1×10^-5mm/h＜ⅱ级腐蚀的腐蚀速率≤3.5×10^-5mm/h，3.5×10^-5mm/h＜ⅲ级腐蚀的腐蚀速率≤5×10^-5mm/h，ⅳ级腐蚀的腐蚀速率＞5×10^-5mm/h。

在本发明的另一些实施例中，根据表面腐蚀状况将锅炉烟道各分区内部及其所含的金属部件的表面划分为高温化学腐蚀/高温气相腐蚀、中高温化学腐蚀、电化学腐蚀/强腐蚀、电化学腐蚀/弱腐蚀等四个等级，其中，所述腐蚀状况包括腐蚀种类、腐蚀减薄规律、爆管次数、局部胀粗、腐蚀介质的浓度、积灰粘附情况中的一种或几种；进一步优选地，根据表面腐蚀状况将锅炉烟道各分区内部及其所含的金属部件的表面的腐蚀等级划分为：尾部烟道，低温区，电化学腐蚀/强腐蚀；中温区，电化学腐蚀/弱腐蚀；第四烟道，中高温化学腐蚀；第三烟道，中高温化学腐蚀；第二烟道，高温化学腐蚀；第一烟道，上部与顶棚：高温化学腐蚀；中、下部：高温气相腐蚀。

在本发明的一些具体的实施例中，在步骤t3中，所选择并确定相对应的涂层组合材料及其对应的涂层的制备方法和厚度包括：

尾部烟道：采用冷喷防腐涂料；d涂层材料：冷喷玻璃钢涂料和/或聚氨酯高分子涂料；涂层厚度为0.1±0.02mm或0.2±0.02mm；

第四烟道：采用火焰喷涂+高频重熔；c涂层材料：第ⅲ镍基自熔合金涂层材料：cr14wt％～18wt％、fe10wt％～14wt％、al3wt％～5wt％、cu2wt％～3wt％、c0.5wt％～0.7wt％、b2.5wt％～4.5wt％、si3wt％～4.5wt％，和余量的ni；涂层厚度为0.3±0.02mm；

第三烟道：采用火焰喷涂+高频重熔；a涂层材料：第ⅰ镍基自熔合金涂层材料：cr30wt％～35wt％、ti0.3wt％～0.5wt％、nb1wt％～3wt％、fe<1wt％、b2.5wt％～4.5wt％、si3wt％～4.5wt％、碳0.6wt％～1.0wt％，和余量的ni；涂层厚度为0.5±0.02mm；

第二烟道：火焰喷涂+高频重熔+超音速等离子喷涂；b涂层材料：

底层，第ⅱ镍基自熔合金涂层材料：cr14wt％～16wt％、fe4wt％～6wt％、cu2wt％～3wt％、mo2wt％～4wt％、c0.5wt％～0.7wt％、b2.5wt％～4.5wt％、si3wt％～4.5wt％，和余量的ni；涂层厚度为0.5±0.02mm；

面层，包括：

a.中温中压复合涂层材料：30wt％-43.5wt％al2o3+13wt％-40wt％tio2+30wt％-43.5wt％nicr-cr3c2；

b.中温次高压或次高温次高压复合涂层材料：40wt％-50wt％al2o3+50wt％-60wt％nicr-cr3c2；

c.高温高压复合涂层材料：40wt％-50wt％zro2+50wt％-60wt％nicr-cr3c2；

涂层厚度为0.2±0.02mm；

第一烟道：

上部与顶棚：采用火焰喷涂+高频重熔+超音速等离子喷涂；b涂层材料：

底层，第ⅱ镍基自熔合金涂层材料：cr14wt％～16wt％、fe4wt％～6wt％、cu2wt％～3wt％、mo2wt％～4wt％、c0.5wt％～0.7wt％、b2.5wt％～4.5wt％、si3wt％～4.5wt％，和余量的ni；涂层厚度为0.5±0.02mm；

面层，包括：

a.中温中压复合涂层材料：30wt％-43.5wt％al2o3+13wt％-40wt％tio2+30wt％-43.5wt％nicr-cr3c2；

b.中温次高压或次高温次高压复合涂层材料：40wt％-50wt％al2o3+50wt％-60wt％nicr-cr3c2；

c.高温高压复合涂层材料：40wt％-50wt％zro2+50wt％-60wt％nicr-cr3c2；

涂层厚度为0.2±0.02mm；

中、下部：采用火焰喷涂+高频重熔；a涂层材料：第ⅰ镍基自熔合金涂层材料：其包含cr30wt％～35wt％、ti0.3wt％～0.5wt％、nb1wt％～3wt％、fe<1wt％、b2.5wt％～4.5wt％、si3wt％～4.5wt％、碳0.6wt％～1.0wt％，和余量的ni；涂层厚度为0.5±0.02mm。

本发明第三方面提供了一种等寿命高温防腐蚀锅炉烟道，其包括尾部烟道，以及第一到第四烟道；其中，

尾部烟道：采用冷喷防腐涂料制成；冷喷玻璃钢涂层或聚氨酯高分子涂层；涂层厚度为0.1±0.02mm或0.2±0.02mm；

第四烟道：采用火焰喷涂+高频重熔制成；第ⅲ镍基自熔合金涂层：cr14wt％～18wt％、fe10wt％～14wt％、al3wt％～5wt％、cu2wt％～3wt％、c0.5wt％～0.7wt％、b2.5wt％～4.5wt％、si3wt％～4.5wt％，和余量的ni；涂层厚度为0.3±0.02mm；

第三烟道：采用火焰喷涂+高频重熔制成；第ⅰ镍基自熔合金涂层：cr30wt％～35wt％、ti0.3wt％～0.5wt％、nb1wt％～3wt％、fe<1wt％、b2.5wt％～4.5wt％、si3wt％～4.5wt％、碳0.6wt％～1.0wt％，和余量的ni；涂层厚度为0.5±0.02mm；

第二烟道：由火焰喷涂+高频重熔+超音速等离子喷涂制成；

复合涂层，包括：

底层，第ⅱ镍基自熔合金涂层：cr14wt％～16wt％、fe4wt％～6wt％、cu2wt％～3wt％、mo2wt％～4wt％、c0.5wt％～0.7wt％、b2.5wt％～4.5wt％、si3wt％～4.5wt％，和余量的ni；涂层厚度为0.5±0.02mm；

面层，其包括：

中温中压复合涂层：30wt％-43.5wt％al2o3+13wt％-40wt％tio2+30wt％-43.5wt％nicr-cr3c2；

或者，中温次高压或次高温次高压复合涂层材料：40wt％-50wt％al2o3+50wt％-60wt％nicr-cr3c2；

或者，高温高压复合涂层材料：40wt％-50wt％zro2+50wt％-60wt％nicr-cr3c2；

涂层厚度为0.2±0.02mm；

第一烟道：

上部与顶棚：由火焰喷涂+高频重熔+超音速等离子喷涂制成；复合涂层，其包括：

底层，第ⅱ镍基自熔合金涂层材料：cr14wt％～16wt％、fe4wt％～6wt％、cu2wt％～3wt％、mo2wt％～4wt％、c0.5wt％～0.7wt％、b2.5wt％～4.5wt％、si3wt％～4.5wt％，和余量的ni；涂层厚度为0.5±0.02mm；

面层，其包括：

中温中压复合涂层：30wt％-43.5wt％al2o3+13wt％-40wt％tio2+30wt％-43.5wt％nicr-cr3c2；

或者，中温次高压或次高温次高压复合涂层材料：40wt％-50wt％al2o3+50wt％-60wt％nicr-cr3c2；

或者，高温高压复合涂层材料：40wt％-50wt％zro2+50wt％-60wt％nicr-cr3c2；

涂层厚度为0.2±0.02mm；

中、下部：由火焰喷涂+高频重熔制成；第ⅰ镍基自熔合金涂层：cr30wt％～35wt％、ti0.3wt％～0.5wt％、nb1wt％～3wt％、fe<1wt％、b2.5wt％～4.5wt％、si3wt％～4.5wt％、碳0.6wt％～1.0wt％，和余量的ni；涂层厚度为0.5±0.02mm。

本发明创造的优点：

(1)高性价比的等寿命腐蚀防护策略

由于不同烟道的烟气温度和腐蚀速率均不相同，所以设计防腐材料方案(包括防腐涂层组合材料及其对应的涂层的制备方法和厚度等)时，以锅炉内所有四管的服役寿命基本均等为依据，在位于锅炉壁温高、腐蚀速率高的区域和部位管壁尽量选择高性能的涂层材料；反之对腐蚀较轻微之处则选择经济型的涂层防护材料。这种“一道一材”的高综合性价比的等寿命策略，在保证了锅炉“四管”服役寿命和经济性的前提下，实现为国家节能、节材、减少资源浪费的目的。

(2)在统计跟踪检测锅炉“四管”涂层失效数据的基础上，划分出受热面表面腐蚀为超高温化学腐蚀、中/高温化学腐蚀、电化学腐蚀/强腐蚀、电化学腐蚀/弱腐蚀等四级区域及其分布规律，从而可针对各烟道的环境条件，精准采用相对应的涂层材料进行防护，可大大减少非计划停机的次数和时间，最大限度地降低企业的运行成本，经粗略计算，对一般锅炉而言，应用该发明的防护费用可节省上百万，经济效益相当显著。

(3)精准施策的同时保持工艺的可实现性

在制定防护方案时，还注意到确定涂层制备方法不应由于精细化设计而变得过于“琐碎”，确定所有烟道(尾部烟道除外)均统一采用高频感应重熔这一种涂层制备方法，且涂层材料尽量趋于一致，以保持工艺的一致性和可实现性。

(4)本发明提出的防护策略比较适合规模较大的锅炉表面防护企业，试想如果生产批量到一定程度，可以把相同炉型“四管”表面涂层集中起来按“一道一材”的原则分别生产，比如一条生产线专门制备针对某一个烟道的涂层，则四条生产线完成全台锅炉的涂层制备。这种规模化、专业化分类生产模式对提高生产效率和质量，使企业具备行业竞争力和发展后劲，具有重要意义，并具有广阔的发展前景。

附图说明

为使本发明容易理解，下面结合附图来说明本发明。附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，不构成对本发明的限制。

图1为水冷壁管排结构示意图；其中，1水冷壁(管排)；12基体；13鳍片；14外壁；15内壁。

图2示出对水冷壁管排进行高频感应重熔处理过程。

图3为本发明中垃圾焚烧余热锅炉结构示意图；

图4为本发明中典型锅炉受热面管壁温度与金属腐蚀速度关系曲线；

图5为本发明中“一道一策”防腐策略示意图；

具体实施方式

为使本发明容易理解，下面将结合附图和具体实施方式来详细说明本发明。但在详细描述本发明前，应当理解本发明不限于描述的具体实施方式。还应当理解，本文中使用的术语仅为了描述具体实施方式，而并不表示限制性的。

在提供了数值范围的情况下，应当理解所述范围的上限和下限和所述规定范围中的任何其他规定或居间数值之间的每个居间数值均涵盖在本发明内。这些较小范围的上限和下限可以独立包括在较小的范围中，并且也涵盖在本发明内，服从规定范围中任何明确排除的限度。在规定的范围包含一个或两个限度的情况下，排除那些包括的限度之任一或两者的范围也包含在本发明中。

除非另有定义，本文中使用的所有术语与本发明所属领域的普通技术人员的通常理解具有相同的意义。虽然与本文中描述的方法和材料类似或等同的任何方法和材料也可以在本发明的实施或测试中使用，但是现在描述了优选的方法和材料。

ⅰ、实施方案

如前所述，国内垃圾电站的余热锅炉在应用各种涂层技术进行防腐时，均采取同一种方法对整个锅炉内的所有金属结构进行防护；而实际上，锅炉内部分为四个烟道，各烟道温度差别及腐蚀速率差别较大，由此造成烟道内各部分服役寿命差别很大。这种将锅炉使用一种方法进行统一防护的模式，不仅使企业负担沉重，同时也造成了自然资源和能源的极大浪费。针对上述问题，本发明人对锅炉烟道防腐蚀技术进行了大量的研究。

本发明人研究设计并提出“锅炉烟道防腐高频感应重熔涂层材料等寿命设计”的概念，就是在统计跟踪检测锅炉“四管”涂层失效数据的基础上，以锅炉四管受热面涂层服役等寿命原则为依据，确定锅炉受热面表面腐蚀相对严重(即超高温化学腐蚀，第一、二烟道)、较严重(即高温化学腐蚀，第三烟道)、一般(即中温化学腐蚀，第四烟道)、较轻(即电化学强腐蚀/电化学弱腐蚀，尾部烟道)等四级区域和部位及其分布规律，根据锅炉内每个通道实际温度和腐蚀速率的变化规律，以高频感应重熔镍基自熔合金涂层为腐蚀防护的基本方法，对镍基自熔合金材料元素组成及比例进行优选，精准制定腐蚀防护策略和方案，实现“一道一材”。简而言之就是对位于锅炉烟温高、腐蚀速率高的区域和部位，尽量选择高性能的涂层材料；反之对腐蚀较轻之处选择相对经济型的材料。这样不仅大大减少了非规停机(非计划停机)检修的次数，更重要的是按照这种等寿命防护新理念，经精准防护后腐蚀严重与轻微的部位最终服役寿命接近，从而在锅炉“四管”服役寿命大于传统方法的前提下，大大降低了企业的负担，最大限度地节能、节材，减少资源浪费。同时，在制定防护方案时，本发明人还注意到在确定涂层材料及其相应涂层的制备方法时，尽量避免由于考虑过于精细而变得“琐碎”，以保证工艺的一致性和易实现性。

基于上述，本发明的锅炉烟道等寿命防腐蚀技术方案具体实施如下：

在本发明第一方面，本发明人在统计跟踪检测锅炉“四管”涂层失效数据的基础上，根据锅炉内每个通道实际温度和腐蚀速率的变化规律，设计并提供了一种锅炉烟道等寿命高温防腐蚀用涂层组合材料，其包括：

第ⅰ镍基自熔合金涂层材料、第ⅱ镍基自熔合金涂层材料、第ⅲ镍基自熔合金涂层材料、中温中压复合涂层材料、中温次高压或次高温次高压复合涂层材料、高温高压复合涂层材料、冷喷玻璃钢涂料和聚氨酯高分子涂料，各涂层材料能够单独或组合用于锅炉烟道的不同腐蚀区域制备高温防腐蚀涂层，并获得等寿命高温防腐蚀锅炉烟道；其中，

第ⅰ镍基自熔合金涂层材料，包含以下粉末材料：cr30wt％～35wt％、ti0.3wt％～0.5wt％、nb1wt％～3wt％、fe<1wt％、b2.5wt％～4.5wt％、si3wt％～4.5wt％、碳0.6wt％～1.0wt％，和余量的ni；

第ⅱ镍基自熔合金涂层材料，包含以下粉末材料：cr14wt％～16wt％、fe4wt％～6wt％、cu2wt％～3wt％、mo2wt％～4wt％、c0.5wt％～0.7wt％、b2.5wt％～4.5wt％、si3wt％～4.5wt％，和余量的ni；

第ⅲ镍基自熔合金涂层材料，包含以下粉末材料：cr14wt％～18wt％、fe10wt％～14wt％、al3wt％～5wt％、cu2wt％～3wt％、c0.5wt％～0.7wt％、b2.5wt％～4.5wt％、si3wt％～4.5wt％，和余量的ni；

中温中压复合涂层材料，包含以下陶瓷粉末材料：30wt％-43.5wt％al2o3+13wt％-40wt％tio2+30wt％-43.5wt％nicr-cr3c2；该涂层材料中，al2o3为纯陶瓷材料，tio2也是纯陶瓷材料，用于替代部分al2o3，以降低成本，nicr-cr3c2为金属陶瓷材料，其能够与锅炉烟道金属部件受热面和al2o3陶瓷表面分别形成合金结合，从而在锅炉烟道金属部件受热面形成合金结合的复合陶瓷涂层。

中温次高压或次高温次高压复合涂层材料，包含以下陶瓷粉末材料：40wt％-50wt％al2o3+50wt％-60wt％nicr-cr3c2；该涂层材料中，al2o3为纯陶瓷材料，nicr-cr3c2为金属陶瓷材料，其能够与锅炉烟道金属部件受热面和al2o3陶瓷表面分别形成合金结合，从而在锅炉烟道金属部件受热面形成合金结合的复合陶瓷涂层。

高温高压复合涂层材料，包含以下陶瓷粉末材料：40wt％-50wt％zro2+50wt％-60wt％nicr-cr3c2；该涂层材料中，zro2为纯陶瓷材料，nicr-cr3c2为金属陶瓷材料，其能够与锅炉烟道金属部件受热面和zro2陶瓷表面分别形成合金结合，从而在锅炉烟道金属部件受热面形成合金结合的复合陶瓷涂层。

在本发明的一些具体的实施例中，本发明人根据锅炉内每个通道实际温度和腐蚀速率的变化规律，进一步具体设计并提供了用于锅炉烟道等寿命高温防腐蚀方案的具体涂层组合材料，其包括：

涂层材料a，用于高温气相腐蚀区域，第ⅰ镍基自熔合金涂层材料：cr30wt％～35wt％、ti0.3wt％～0.5wt％、nb1wt％～3wt％、fe<1wt％、b2.5wt％～4.5wt％、si3wt％～4.5wt％、碳0.6wt％～1.0wt％，和余量的ni；

涂层材料b，用于温度高且腐蚀介质的浓度高、腐蚀速度最快的区域，其包括：

底层涂层材料：第ⅱ镍基自熔合金涂层材料：cr14wt％～16wt％、fe4wt％～6wt％、cu2wt％～3wt％、mo2wt％～4wt％、c0.5wt％～0.7wt％、b2.5wt％～4.5wt％、si3wt％～4.5wt％，和余量的ni；

面层涂层材料：其包括：

a.中温中压复合涂层材料：30wt％-43.5wt％al2o3+13wt％-40wt％tio2+30wt％-43.5wt％nicr-cr3c2；

或者，b.中温次高压或次高温次高压复合涂层材料：40wt％-50wt％al2o3+50wt％-60wt％nicr-cr3c2；

或者，c.高温高压复合涂层材料：40wt％-50wt％zro2+50wt％-60wt％nicr-cr3c2；

涂层材料c，用于腐蚀速率较低的区域，第ⅲ镍基自熔合金涂层材料：cr14wt％～18wt％、fe10wt％～14wt％、al3wt％～5wt％、cu2wt％～3wt％、c0.5wt％～0.7wt％、b2.5wt％～4.5wt％、si3wt％～4.5wt％，和余量的ni；

涂层材料d，用于低温电化学强腐蚀或中温电化学弱腐蚀区，其包括冷喷玻璃钢涂料和/或聚氨酯高分子涂料。

上述涂层组合材料中：

(1)所述涂层材料a采用火焰喷涂+高频重熔的方式在烟道内的金属构件受热面制备相应的涂层；优选地，所述涂层的厚度为0.5±0.02mm。

具体地，所述涂层材料a先采用火焰喷涂的方式在烟道内的金属构件受热面制成预制涂层，再以高频重熔的方式对在烟道内的金属构件受热面的预制涂层进行高频感应熔覆处理，制成相应的涂层。

(2)所述涂层材料b采用火焰喷涂+高频重熔+超音速等离子喷涂的方式在烟道内的金属构件受热面制备相应的涂层；优选地，底层的涂层的厚度为0.5±0.02mm，面层的涂层的厚度为0.2±0.02mm。

具体地，所述涂层材料b先采用火焰喷涂的方式在烟道内的金属构件受热面制成预制涂层，再以高频重熔的方式对在烟道内的金属构件受热面的预制涂层进行高频感应熔覆处理，并在烟道内的金属构件受热面及预制涂层处于高热状态时，以超音速等离子喷涂的方式在烟道内的金属构件受热面喷涂涂层材料b，制成相应的涂层。

(3)所述涂层材料c采用火焰喷涂+高频重熔的方式在烟道内的金属构件受热面制备相应的涂层；优选地，所述涂层的厚度为0.3±0.02mm。

具体地，所述涂层材料c采用火焰喷涂的方式在烟道内的金属构件受热面制成预制涂层，再以高频重熔的方式对在烟道内的金属构件受热面的预制涂层进行高频感应熔覆处理，制成相应的涂层。

(4)所述涂层材料d采用冷喷的方式在烟道内的金属构件受热面制备相应的涂层；优选地，所述涂层的厚度为0.1±0.02mm或0.2±0.02mm。

本发明第二方面所涉及的等寿命高温防腐蚀锅炉烟道的制备方法可以理解为本发明第一方面所述的锅炉烟道等寿命高温防腐蚀用涂层组合材料在制备等寿命高温防腐蚀锅炉烟道中的应用，也可以理解为基于本发明第一方面所述的锅炉烟道等寿命高温防腐蚀用涂层组合材料的锅炉烟道等寿命高温防腐蚀方法，其具体实施方式如下：

一、对锅炉烟道内部区域及其所含被腐蚀的金属部件进行分区：

对一般垃圾焚烧余热锅炉的结构特点进行分析，图3为国内垃圾焚烧发电应用较普遍的典型余热锅炉内部结构示意图(参见“论生活垃圾焚烧余热锅炉设计”，赵颖，能源研究与管理，2011(3)，45-47)，锅炉为单锅筒自然循环、立式布置的结构型式。吸热系统的主要构成是四条垂直烟道立式布置的结构型式，其中第一、二、三烟道都安装了膜式水冷壁；第三烟道除膜式壁外，内部还装有过热器、再热器和蒸发管束等；第四烟道一般为护板结构而无膜式壁，内部装有省煤器管束。第一烟道从焚烧炉出口开始，为保护水冷壁和为保持垃圾焚烧过程的高温，大多仅在膜式水冷壁中下部敷设浇注料(少数锅炉第一烟道上部和顶棚也有)。图3中未示出尾部烟道，尾部烟道在第三或第四烟道的后部为横向布置，一般在尾部烟道内放置有换热器、预热器、引风机等金属结构，壁温在300℃以下。

本发明中，将锅炉烟道内部区域及其被腐蚀的金属部件与锅炉烟道内部受热面的表面温度相关联，并依据锅炉烟道内部受热面的表面温度由小到大的顺序对锅炉烟道内部区域及其所含被腐蚀的金属部件进行分区，如表1所示。

从表1可以看出，依据锅炉烟道内部受热面的表面温度由小到大的顺序对锅炉烟道内部区域及其所含被腐蚀的金属部件进行分区包括：尾部烟道，低温区，50-150℃；中温区，150-200℃；第四烟道，300-400℃；第三烟道400-500℃；第二烟道，500-550℃；第一烟道，上部与顶棚：550-600℃；中、下部：600-650℃。

各烟道分区中的金属部件包括：尾部烟道，低温区和中温区，换热器、引风机；第四烟道，省煤器、对流器管束；第三烟道，膜式壁、过热器、再热器；第二烟道、第一烟道，上部与顶棚，中、下部：膜式壁。

本发明中所述“锅炉烟道内部受热面的表面温度”是指锅炉烟道内部区域所含被腐蚀的金属部件外壁表面的温度。

二、对锅炉烟道各分区内部及其所含的金属部件的表面划分腐蚀等级

对锅炉烟道各分区内部及其所含的金属部件的表面腐蚀情况进行分析，并对锅炉烟道各分区内部及其所含的金属部件的表面划分腐蚀等级；

(1)根据表面腐蚀速率将锅炉烟道各分区内部及其所含的金属部件的表面划分为ⅰ～ⅳ级腐蚀，其中，ⅰ级腐蚀的腐蚀速率≤1×10^-5mm/h，1×10^-5mm/h＜ⅱ级腐蚀的腐蚀速率≤3.5×10^-5mm/h，3.5×10^-5mm/h＜ⅲ级腐蚀的腐蚀速率≤5×10^-5mm/h，ⅳ级腐蚀的腐蚀速率＞5×10^-5mm/h；

(2)根据表面腐蚀状况将锅炉烟道各分区内部及其所含的金属部件的表面划分为高温化学腐蚀/高温气相腐蚀、中高温化学腐蚀、电化学腐蚀/强腐蚀、电化学腐蚀/弱腐蚀等四个等级，其中，所述腐蚀状况包括腐蚀种类、腐蚀减薄规律、爆管次数、局部胀粗、腐蚀介质的浓度、积灰粘附情况中的一种或几种。

本发明中所述“高温化学腐蚀/高温气相腐蚀”也称为高温腐蚀。

本发明中所述“中高温化学腐蚀”是指温度范围在300-500℃的中温至高温范围内的化学腐蚀，其中，所述中温至高温是指中温以上(含中温)至高温以下(不含高温)的范围内。

按照腐蚀等级对于锅炉烟道各分区及其所含的金属部件进行排序的结果如表1所示，从表1可以看出，根据表面腐蚀状况将锅炉烟道各分区内部及其所含的金属部件的表面的腐蚀等级划分为：尾部烟道，低温区(50≤温度＜150℃)，电化学腐蚀/强腐蚀；中温区(150≤温度＜200℃)，电化学腐蚀/弱腐蚀；第四烟道(300≤温度＜400℃)，中高温化学腐蚀；第三烟道(400≤温度＜500℃)，中高温化学腐蚀；第二烟道(500≤温度＜550℃)，高温化学腐蚀；第一烟道，上部与顶棚(550≤温度＜600℃)：高温化学腐蚀；中、下部(600≤温度≤650℃)：高温气相腐蚀。

本发明中所述腐蚀介质是指垃圾焚烧过程中所产生的腐蚀性气体或物质，其包括氯化氢和/或氯气、硫化物和微量的盐类等；由于与氯化氢和/或氯气相比，硫化物的腐蚀速度相对较慢，而盐类含量更低，因此，本发明中在评价腐蚀状况时，主要考虑垃圾焚烧过程中所产生的氯化氢和/或氯气，一般是在其浓度几百ppm时开始腐蚀，其最高浓度一般可达几千ppm，实际生产过程中，通常是在氯化氢和/或氯气的浓度为300ppm时开始腐蚀，其最高浓度通常为4000ppm，腐蚀介质浓度越大腐蚀速度越快，腐蚀等级也越高，亦即一般在300到4000ppm范围内对腐蚀状况进行评价分级(参见“城市生活垃圾焚烧烟气的中高温脱氯研究”曹俊，d，东南大学，2016)；优选地，同时考虑含氯化氢和/或氯气以及硫化物对锅炉烟道的影响对腐蚀状况进行评价分级。

本领域技术人员应该了解的是，在按照腐蚀等级对锅炉烟道各分区及其所含的金属部件进行排序时，对应于相同的腐蚀等级的不同区域的腐蚀情况根据具体的结构、温度和腐蚀性物质可以存在一定差异，例如，第四烟道(300-400℃)和第三烟道(400-500℃)，虽然同属于中高温化学腐蚀，但是因为温度有一定的差异，其具体腐蚀情况也有一定的差异；又例如，第一烟道的上部与顶棚(550-600℃)和中、下部(600-650℃)虽然同属于高温腐蚀，但是由于具体的腐蚀性物质不同，又分为高温化学腐蚀和高温气相腐蚀。

三、确定相对应的涂层组合材料及其对应的涂层的制备方法和厚度。

根据锅炉烟道各分区内部及其所含的金属部件的表面所划分腐蚀等级选择并确定相对应的涂层组合材料及其对应的涂层的制备方法和厚度，由此获得锅炉烟道等寿命高温防腐蚀技术方案。

参考现有文献中的垃圾焚烧发电锅炉受热面管壁温度与金属腐蚀速度关系曲线和以及各烟道管壁的腐蚀速度对锅炉烟道各分区腐蚀状况进行分析。图4示出垃圾焚烧发电锅炉受热面管壁温度与金属腐蚀速度关系曲线(参见“生活垃圾焚烧厂余热锅炉水冷壁高温腐蚀治理研究”，白贤祥，张玉刚，环境卫生工程2018年6月第26卷第3期，p68-74)，将该曲线横坐标各温度区间与图3中的各烟道(参见“论生活垃圾焚烧余热锅炉设计”，赵颖，能源研究与管理，2011(3)，45-47)相对应，可知各烟道管壁的腐蚀速度均不同，以下按典型的中温中压锅炉选择确定高温防腐涂层材料，除尾部烟道外，防护方法统一为火焰喷涂+高频重熔，按烟道分述如下：

1)第一烟道

该烟道膜式水冷壁总体壁温在550℃-650℃区间。分为上、下两部分：

①由于该烟道的中、下部膜式水冷壁与明火最近，环境温度相对是最高的(>900℃)，管壁温度600℃-650℃。但由于有浇注料阻隔，所以大量高浓度的腐蚀性气体随高温烟气快速向上流动，实际传到中下部膜式壁的腐蚀性气体浓度较低，因此管壁主要为高温气相腐蚀。图4中右下方的虚线表示如果没有垃圾焚烧产生的高浓度腐蚀性气体，仅为高温烟气在氧化性气氛条件下的腐蚀，腐蚀速率比高浓度腐蚀性气体明显偏低，最高仅3×10^-5mm/h。针对这种情况，这部分水冷壁选择采用高铬镍基自熔合金涂层材料a。

涂层材料a，采用火焰喷涂+高频重熔；第ⅰ镍基自熔合金涂层材料：其包含cr30wt％～35wt％、ti0.3wt％～0.5wt％、nb1wt％～3wt％、fe<1wt％、b2.5wt％～4.5wt％、si3wt％～4.5wt％、碳0.6wt％～1.0wt％，和余量的ni；涂层厚度为0.5±0.02mm。

②烟道的上部和顶棚膜式壁直接暴露于高温烟气和高浓度的腐蚀性气体中，尽管壁温为550℃-600℃低于中、下部，但腐蚀水平如图2所示却非常高，甚至有可能达到峰值(>5×10^-5mm/h)，所以应按照最高等级进行防护，选择采用火焰喷涂+高频重熔+超音速等离子喷涂制备涂层，并选择采用以镍基自熔合金为底层并金属陶瓷(a、b、c)为面层的涂层材料b。

涂层材料b，采用火焰喷涂+高频重熔+超音速等离子喷涂；

底层，第ⅱ镍基自熔合金涂层材料：cr14wt％～16wt％、fe4wt％～6wt％、cu2wt％～3wt％、mo2wt％～4wt％、c0.5wt％～0.7wt％、b2.5wt％～4.5wt％、si3wt％～4.5wt％，和余量的ni；涂层厚度为0.5±0.02mm；

面层，包括：

a.中温中压复合涂层材料：30wt％-43.5wt％al2o3+13wt％-40wt％tio2+30wt％-43.5wt％nicr-cr3c2；

b.中温次高压或次高温次高压复合涂层材料：40wt％-50wt％al2o3+50wt％-60wt％nicr-cr3c2；

c.高温高压复合涂层材料：40wt％-50wt％zro2+50wt％-60wt％nicr-cr3c2；

涂层厚度为0.2±0.02mm。

2)第二烟道

该烟道对流式水冷膜式壁的壁温500℃-550℃，由图4中曲线可知腐蚀速率从5×10^-5mm/h下降至3.5×10^-5mm/h，虽然腐蚀速率有所降低，但考虑到工艺的一致性，防护方法不变，仍选择采用火焰喷涂+高频重熔+超音速等离子喷涂制备涂层，只是相应的涂层材料有所改变，为以镍基自熔合金为底层并金属陶瓷(a、b、c)为面层的涂层材料b，同时涂层厚度也略有降低。

涂层材料b，采用火焰喷涂+高频重熔+超音速等离子喷涂；

底层，第ⅱ镍基自熔合金涂层材料：cr14wt％～16wt％、fe4wt％～6wt％、cu2wt％～3wt％、mo2wt％～4wt％、c0.5wt％～0.7wt％、b2.5wt％～4.5wt％、si3wt％～4.5wt％，和余量的ni；涂层厚度为0.5±0.02mm；

面层，包括：

a.中温中压复合涂层材料：30wt％-43.5wt％al2o3+13wt％-40wt％tio2+30wt％-43.5wt％nicr-cr3c2；

b.中温次高压或次高温次高压复合涂层材料：40wt％-50wt％al2o3+50wt％-60wt％nicr-cr3c2；

c.高温高压复合涂层材料：40wt％-50wt％zro2+50wt％-60wt％nicr-cr3c2；

涂层厚度为0.2±0.02mm。

3)第三烟道

在该烟道内布置有对流式膜式水冷壁、高温过热器、再热器等，这些金属管道壁温400℃-500℃。水冷壁材料为20g，高温过热器、再热器材料多为tp347h、15crmog、12cr1movg等，从500℃降到400℃腐蚀速度变化从3.5×10^-5mm/h降到2×10^-5mm/h。防护方法仍为火焰喷涂+高频重熔，相应的涂层材料为镍基自熔合金涂层材料a。

涂层材料a：采用火焰喷涂+高频重熔；第ⅰ镍基自熔合金涂层材料：其包含cr30wt％～35wt％、ti0.3wt％～0.5wt％、nb1wt％～3wt％、fe<1wt％、b2.5wt％～4.5wt％、si3wt％～4.5wt％、碳0.6wt％～1.0wt％，和余量的ni；涂层厚度为0.5±0.02mm。

4)第四烟道

该烟道有竖向也有横向，也有些锅炉不设此烟道。此烟道内一般放置省煤器管束、对流管束、中低温过热器等。壁温300℃-400℃，腐蚀速度也从2×10^-5mm/h降到1×10^-5mm/h以下。由于腐蚀速率较低，故仍为火焰喷涂+高频重熔，相应的涂层材料为低成本高铁镍基自熔合金涂层材料c。

涂层材料c：采用火焰喷涂+高频重熔；第ⅲ镍基自熔合金涂层材料：cr14wt％～18wt％、fe10wt％～14wt％、al3wt％～5wt％、cu2wt％～3wt％、c0.5wt％～0.7wt％、b2.5wt％～4.5wt％、si3wt％～4.5wt％，和余量的ni；涂层厚度为0.3±0.02mm。

5)尾部烟道

尾部烟道设置的换热器、预热器、引风机等金属结构，壁温在300℃以下，按温度高低又分为两部分：一是150-300℃这个温度区间内化学腐蚀较慢；二是在150℃以下，低温氯、硫腐蚀常发生在空气预热器的冷端中，特别是在受热面的温度低于烟气露点时，烟气中的水蒸气和硫化物在高温下生成的三氧化硫结合成的硫酸会凝结在受热面上，形成高硫积灰进一步腐蚀受热面。在此区间内由于低于露点温度腐蚀机理则以电化学腐蚀为主，因此腐蚀速率骤升。虽然这两部分腐蚀程度有一定差别，考虑到工艺的连续性，选择两部分都同样采用防腐涂层材料d，且两部分均采用冷喷防腐涂料，冷喷玻璃钢涂料和/或聚氨酯高分子涂料，仅是涂层厚度有所区别，例如，涂层厚度为0.1±0.02mm或0.2±0.02mm。

本发明中的等寿命高温防腐蚀涂层制备方案如表1所示。

表1锅炉各烟道金属管件防腐材料

从表1可以看出，虽然大部分的涂层材料都是镍基自熔合金，但本发明人针对各烟道的环境工况，对镍基自熔合金的配方有所调整，并结合金属陶瓷复合涂层材料以及玻璃钢涂料和聚氨酯高分子涂料，形成了以下包括防腐涂层材料、涂层制备方法和涂层厚度的方案：

1)在第一烟道中、下部，主要是高温气相腐蚀，也就是说涂层要以抗高温氧化为主，而镍基自熔合金中的铬元素就是以抗高温氧化能力强著称，所以采用高铬含量方案，即镍基自熔合金a涂层材料，其配方为：cr30wt％～35wt％、ti0.3wt％～0.5wt％、nb1wt％～3wt％、fe<1wt％、b2.5wt％～4.5wt％、si3wt％～4.5wt％、碳0.6wt％～1.0wt％，和余量的ni。

2)在第一烟道上部与顶棚和第二烟道，在高温烟气的作用下，不仅温度高且腐蚀介质的浓度也最高，腐蚀速度最快，所以要采取最强的高温防腐方法，即采用火焰喷涂+高频重熔+超音速等离子喷涂制备复合涂层以及b涂层材料，分述如下：

①对底层来说，采用高温防腐综合性能最佳材料，选择采用ni-cr-b-si涂层材料，其包括：cr14wt％～16wt％、fe4wt％～6wt％、cu2wt％～3wt％、mo2wt％～4wt％、c0.5wt％～0.7wt％、b2.5wt％～4.5wt％、si3wt％～4.5wt％，和余量的ni。

②对面层来说，采用金属陶瓷材料，可选择采用以下三种面层材料：

a，针对中温中压锅炉：30wt％-43.5wt％al2o3+13wt％-40wt％tio2+30wt％-43.5wt％nicr-cr3c2；

b，针对中温次高压或次高温次高压锅炉：40wt％-50wt％al2o3+50wt％-60wt％nicr-cr3c2；

c，针对高温高压锅炉：40wt％-50wt％zro2+50wt％-60wt％nicr-cr3c2。

3)在第三烟道，由于烟气温度有所下降，而腐蚀速度属中等水平，同时考虑到工艺的一致性，所以防护方法与第一烟道中下部相同，工艺方法仍采用火焰喷涂+高频重熔，相应的涂层材料也为镍基自熔合金a涂层材料。

4)在第四烟道，虽然烟气温度和腐蚀速度已降为中下水平，但考虑到工艺的一致性，所以工艺方法不变，涂层材料采用经济型低镍高铁方案，即c涂层材料，其配方为：cr14wt％～18wt％、fe10wt％～14wt％、al3wt％～5wt％、cu2wt％～3wt％、c0.5wt％～0.7wt％、b2.5wt％～4.5wt％、si3wt％～4.5wt％，和余量的ni。

5)在尾部烟道，采用冷喷的方法，以d涂层材料，即玻璃钢、聚氨酯等高分子材料制备的涂料，以实现尾部烟道中金属结构表面耐电化学腐蚀、具有高附着力的功能需求。

优选地，在选择锅炉烟道等寿命高温防腐蚀用涂层材料、涂层制备方法及其厚度的过程中，对涂层制备成本核算，包括效率、材料、能耗、人工成本等，按性价比对各种方法进行排序，从而形成性价比较高的技术方案。

四、制备等寿命高温防腐蚀锅炉烟道

利用表1中所确定相对应的涂层组合材料，通过各涂层组合材料所对应的涂层的制备方法在锅炉烟道内部区域及其被腐蚀的金属部件受热面制备相应的防腐涂层，获得等寿命高温防腐蚀锅炉烟道。

本发明第三方面涉及一种等寿命高温防腐蚀锅炉烟道，其包括尾部烟道，以及第一到第四烟道；其中：

尾部烟道：采用冷喷防腐涂料制成；冷喷玻璃钢涂层或聚氨酯高分子涂层；涂层厚度为0.1±0.02mm或0.2±0.02mm；

第四烟道：采用火焰喷涂+高频重熔制成；第ⅲ镍基自熔合金涂层：cr14wt％～18wt％、fe10wt％～14wt％、al3wt％～5wt％、cu2wt％～3wt％、c0.5wt％～0.7wt％、b2.5wt％～4.5wt％、si3wt％～4.5wt％，和余量的ni；涂层厚度为0.3±0.02mm；

第三烟道：采用火焰喷涂+高频重熔制成；第ⅰ镍基自熔合金涂层：cr30wt％～35wt％、ti0.3wt％～0.5wt％、nb1wt％～3wt％、fe<1wt％、b2.5wt％～4.5wt％、si3wt％～4.5wt％、碳0.6wt％～1.0wt％，和余量的ni；涂层厚度为0.5±0.02mm；

第二烟道：由火焰喷涂+高频重熔+超音速等离子喷涂制成；

复合涂层，包括：

底层，第ⅱ镍基自熔合金涂层：cr14wt％～16wt％、fe4wt％～6wt％、cu2wt％～3wt％、mo2wt％～4wt％、c0.5wt％～0.7wt％、b2.5wt％～4.5wt％、si3wt％～4.5wt％，和余量的ni；涂层厚度为0.5±0.02mm；

面层，其包括：

中温中压复合涂层：30wt％-43.5wt％al2o3+13wt％-40wt％tio2+30wt％-43.5wt％nicr-cr3c2；

或者，中温次高压或次高温次高压复合涂层材料：40wt％-50wt％al2o3+50wt％-60wt％nicr-cr3c2；

或者，高温高压复合涂层材料：40wt％-50wt％zro2+50wt％-60wt％nicr-cr3c2；

涂层厚度为0.2±0.02mm；

第一烟道：

上部与顶棚：由火焰喷涂+高频重熔+超音速等离子喷涂制成；复合涂层，其包括：

底层，第ⅱ镍基自熔合金涂层材料：cr14wt％～16wt％、fe4wt％～6wt％、cu2wt％～3wt％、mo2wt％～4wt％、c0.5wt％～0.7wt％、b2.5wt％～4.5wt％、si3wt％～4.5wt％，和余量的ni；涂层厚度为0.5±0.02mm；

面层，其包括：

中温中压复合涂层材料：30wt％-43.5wt％al2o3+13wt％-40wt％tio2+30wt％-43.5wt％nicr-cr3c2；

或者，中温次高压或次高温次高压复合涂层材料：40wt％-50wt％al2o3+50wt％-60wt％nicr-cr3c2；

或者，高温高压复合涂层材料：40wt％-50wt％zro2+50wt％-60wt％nicr-cr3c2；

涂层厚度为0.2±0.02mm；

中、下部：由火焰喷涂+高频重熔制成；第ⅰ镍基自熔合金涂层：cr30wt％～35wt％、ti0.3wt％～0.5wt％、nb1wt％～3wt％、fe<1wt％、b2.5wt％～4.5wt％、si3wt％～4.5wt％、碳0.6wt％～1.0wt％，和余量的ni；涂层厚度为0.5±0.02mm。

容易理解，上述等寿命高温防腐蚀锅炉烟道是利用本发明第一方面所述的一种锅炉烟道等寿命高温防腐蚀用涂层组合材料，通过本发明第二方面所述的炉烟道等寿命高温防腐蚀方法制成。

ⅱ、检测方法

本发明中锅炉烟道金属部件受热面防腐涂层孔隙率根据gb/tl7721-1999(金属覆盖层孔隙率试验)进行监测。

本发明中锅炉烟道金属部件或其涂层的防腐蚀性能直接利用生产中的实际消耗率来进行检测。

ⅲ、实施例

为使本发明更加容易理解，下面将结合附图和实施例来进一步详细说明本发明，这些实施例仅起说明性作用，并不局限于本发明的应用范围。本发明中所使用的原料或组分若无特殊说明均可以通过商业途径或常规方法获得。

实施例1：

(1)以实际锅炉为研究对象，统计分析该型锅炉“四管”涂层沿烟道和空间位置的失效规律数据，包括腐蚀减薄规律、爆管等内容，根据这些数据确定各烟道管道受热面表面腐蚀分为超高温化学腐蚀、中/高温化学腐蚀、电化学腐蚀/强腐蚀、电化学腐蚀/弱腐蚀等四级区域和部位及其分布规律。

(2)针对实际锅炉的工况，设计“一道一材”的防腐方案。

总体原则是在各烟道管道等寿命的原则下，对于锅炉壁温高、腐蚀速率高的区域和部位管壁尽量选择高性能的涂层防护方法和涂层材料，反之对腐蚀较轻微之处选择经济型的涂层防护方法和材料，见表1。

(3)将按烟道设计完成的腐蚀防护材料的解决方案用图形象地表达出来，见图5。

图5中：

涂层材料a，高铬镍基自熔合金涂层材料

采用火焰喷涂+高频重熔；第ⅰ镍基自熔合金涂层材料：其包含cr30wt％～35wt％、ti0.3wt％～0.5wt％、nb1wt％～3wt％、fe<1wt％、b2.5wt％～4.5wt％、si3wt％～4.5wt％、碳0.6wt％～1.0wt％，和余量的ni；涂层厚度为0.5±0.02mm。

涂层材料b，复合涂层材料

采用火焰喷涂+高频重熔+超音速等离子喷涂；

底层，第ⅱ镍基自熔合金涂层材料：cr14wt％～16wt％、fe4wt％～6wt％、cu2wt％～3wt％、mo2wt％～4wt％、c0.5wt％～0.7wt％、b2.5wt％～4.5wt％、si3wt％～4.5wt％，和余量的ni；涂层厚度为0.5±0.02mm；

面层，根据普通锅炉即中温中压锅炉、高参数锅炉即中温次高压或次高温次高压、高温高压锅炉分别选择采用以下三种面层材料，包括：

a.中温中压复合涂层材料：30wt％-43.5wt％al2o3+13wt％-40wt％tio2+30wt％-43.5wt％nicr-cr3c2；

b.中温次高压或次高温次高压复合涂层材料：40wt％-50wt％al2o3+50wt％-60wt％nicr-cr3c2；

c.高温高压复合涂层材料：40wt％-50wt％zro2+50wt％-60wt％nicr-cr3c2；

涂层厚度为0.2±0.02mm。

涂层材料c，镍基自熔合金涂层材料

采用火焰喷涂+高频重熔；第ⅲ镍基自熔合金涂层材料：cr14wt％～18wt％、fe10wt％～14wt％、al3wt％～5wt％、cu2wt％～3wt％、c0.5wt％～0.7wt％、b2.5wt％～4.5wt％、si3wt％～4.5wt％，和余量的ni；涂层厚度为0.3±0.02mm。

涂层材料d，采用冷喷防腐涂料，冷喷玻璃钢涂料和/或聚氨酯高分子涂料，涂层厚度为0.1±0.02mm或0.2±0.02mm。

(4)按照步骤(3)中的方案进行施工，制备等寿命高温防腐蚀锅炉烟道。

(5)对等寿命高温防腐蚀锅炉烟道进行试验验证。

基于上述方案制成的防腐蚀锅炉烟道如下：

尾部烟道：采用冷喷防腐涂料制成；冷喷玻璃钢涂层或聚氨酯高分子涂层；涂层厚度为0.1±0.02mm或0.2±0.02mm；

第四烟道：采用火焰喷涂+高频重熔制成；第ⅲ镍基自熔合金涂层：cr14wt％～18wt％、fe10wt％～14wt％、al3wt％～5wt％、cu2wt％～3wt％、c0.5wt％～0.7wt％、b2.5wt％～4.5wt％、si3wt％～4.5wt％，和余量的ni；涂层厚度为0.3±0.02mm；

第三烟道：采用火焰喷涂+高频重熔制成；第ⅰ镍基自熔合金涂层：cr30wt％～35wt％、ti0.3wt％～0.5wt％、nb1wt％～3wt％、fe<1wt％、b2.5wt％～4.5wt％、si3wt％～4.5wt％、碳0.6wt％～1.0wt％，和余量的ni；涂层厚度为0.5±0.02mm；

第二烟道：由火焰喷涂+高频重熔+超音速等离子喷涂制成；

复合涂层，包括：

底层，第ⅱ镍基自熔合金涂层：cr14wt％～16wt％、fe4wt％～6wt％、cu2wt％～3wt％、mo2wt％～4wt％、c0.5wt％～0.7wt％、b2.5wt％～4.5wt％、si3wt％～4.5wt％，和余量的ni；涂层厚度为0.5±0.02mm；

面层，其包括：

中温中压复合涂层材料：30wt％-43.5wt％al2o3+13wt％-40wt％tio2+30wt％-43.5wt％nicr-cr3c2；

或者，中温次高压或次高温次高压复合涂层材料：40wt％-50wt％al2o3+50wt％-60wt％nicr-cr3c2；

或者，高温高压复合涂层材料：40wt％-50wt％zro2+50wt％-60wt％nicr-cr3c2；

涂层厚度为0.2±0.02mm；

第一烟道：

上部与顶棚：由火焰喷涂+高频重熔+超音速等离子喷涂制成；复合涂层，其包括：

底层，第ⅱ镍基自熔合金涂层材料：cr14wt％～16wt％、fe4wt％～6wt％、cu2wt％～3wt％、mo2wt％～4wt％、c0.5wt％～0.7wt％、b2.5wt％～4.5wt％、si3wt％～4.5wt％，和余量的ni；涂层厚度为0.5±0.02mm；

面层，其包括：

中温中压复合涂层材料：30wt％-43.5wt％al2o3+13wt％-40wt％tio2+30wt％-43.5wt％nicr-cr3c2；

或者，中温次高压或次高温次高压复合涂层材料：40wt％-50wt％al2o3+50wt％-60wt％nicr-cr3c2；

或者，高温高压复合涂层材料：40wt％-50wt％zro2+50wt％-60wt％nicr-cr3c2；

涂层厚度为0.2±0.02mm；

中、下部：由火焰喷涂+高频重熔制成；第ⅰ镍基自熔合金涂层：cr30wt％～35wt％、ti0.3wt％～0.5wt％、nb1wt％～3wt％、fe<1wt％、b2.5wt％～4.5wt％、si3wt％～4.5wt％、碳0.6wt％～1.0wt％，和余量的ni；涂层厚度为0.5±0.02mm。

根据gb/tl7721-1999(金属覆盖层孔隙率试验)对本实施例中锅炉烟道金属部件受热面涂层的孔隙率进行监测，检测表明上述防腐涂层内部孔隙很小，基本可以忽略。

直接利用生产中的实际消耗率来检测本实施例中内部金属部件受热面具有上述防腐涂层的锅炉烟道的防腐蚀性，并与具有原涂层的锅炉烟道的防腐蚀性进行对比，结果表明本实施例中内部金属部件受热面具有上述防腐涂层的锅炉烟道的防腐蚀性，其服役寿命在中温中压(450℃，4mpa)条件下可达到6年以上，相较于具有原涂层的锅炉烟道提高了3-5年，且锅炉烟道内各区服役寿命几近相等。

应当注意的是，以上所述的实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明的任何限制。通过参照典型实施例对本发明进行了描述，但应当理解为其中所用的词语为描述性和解释性词汇，而不是限定性词汇。可以按规定在本发明权利要求的范围内对本发明做出修改，以及在不背离本发明的范围和精神内对本发明进行修订。尽管其中描述的本发明涉及特定的方法、材料和实施例，但是并不意味着本发明限于其中公开的特定例，相反，本发明可扩展至其他(如火电锅炉等)所有具有相同功能的方法和应用。