金属陶瓷复合涂料、耐腐蚀焚烧炉过热器管及制备方法与流程

本申请属于表面防护，尤其涉及金属陶瓷复合涂料、耐腐蚀焚烧炉过热器管及制备方法。

背景技术：

1、垃圾焚烧发电技术是利用焚烧炉对垃圾中可燃物质进行焚烧处理，城市生活垃圾通过高温焚烧后生成较多高含量的碱金属(钠、钾)氯盐和硫酸盐的烟气，这些腐蚀性的烟气通过气体冷凝、粘附较大的颗粒，然后通过烧结和结渣等化学反应沉积在传热面上，给过热器表面带来严重的腐蚀问题，这一腐蚀问题给垃圾焚烧电厂的安全运行带来严重的威胁，极大的降低了垃圾发电厂的生产效率和经济性。

2、现阶段，垃圾焚烧发电厂过热器管材的服役温度都在450-600度，研究表明当过热器管材在450度以下时，管壁腐蚀基本可以忽略，在450-520度时，过热器管材的腐蚀速率开始加快，但是并不严重，在520度以上，过热器管的腐蚀速率将会突然提高。考虑到局部过热的问题，过热器管道的热交换面温度会达到650度以上。温度越高，垃圾焚烧过程中沉积物中熔融相的含量就会增高，从而加重过热器管道的腐蚀。

3、为了提高垃圾焚烧电厂的装机容量，提高发电效率，势必会提高垃圾电厂蒸汽的温度参数，所以未来电厂的腐蚀问题会进一步加剧。过热器管道一旦发生腐蚀问题，不仅会减少垃圾电厂的发电量，还会减小设备的使用寿命，增大机组的维修次数，降低生产效率，甚至带来严重的管道泄漏事故，给垃圾电厂的安全运行带来严重的威胁。因此，研发超强的高温耐蚀材料用于垃圾焚烧电厂，研究过热器管材及其高温耐蚀材料在高温熔融盐环境下的腐蚀机理是非常必要而且有重大意义的。

4、可以通过在焚烧炉过热器管表面涂覆涂料，涂料固化后形成耐腐蚀高温涂层，以提高焚烧炉过热器管耐腐蚀性能，然而目前焚烧炉过热器管表面涂层为先通过火焰热喷涂金属底层涂层+再喷涂陶瓷表面涂层双层涂层，由于金属合金和陶瓷热膨胀系数、导热系数和化学特性之间的差异，导致表面陶瓷层容易脱落，无法长时间发挥耐高温腐蚀的效果，耐高温腐蚀效果有待提高。

技术实现思路

1、有鉴于此，本申请提供了金属/陶瓷复合涂料、耐腐蚀焚烧炉过热器管及制备方法，用于解决现有技术中耐腐蚀焚烧炉过热器管表面涂层耐高温腐蚀效果有待提高的技术问题。

2、本申请第一方面提供了一种金属陶瓷复合涂料，金属/陶瓷复合涂料的组成包括含二氧化硅陶瓷纳米颗粒的硅溶胶和镍基合金微米颗粒；

3、所述镍基合金微米颗粒为ni68-73cr10-15b6si3mo3fe5微米颗粒。

4、优选的，所述含二氧化硅陶瓷纳米颗粒的硅溶胶中二氧化硅陶瓷纳米颗粒的质量分数为5～20％。

5、优选的，所述含二氧化硅陶瓷纳米颗粒的硅溶胶中二氧化硅陶瓷纳米颗粒的质量分数为10％。

6、优选的，所述含二氧化硅陶瓷纳米颗粒的硅溶胶和镍基合金微米颗粒的质量比为1:1～3。

7、本申请第二方面提供了耐腐蚀焚烧炉过热器管，所述耐腐蚀焚烧炉过热器管表面覆盖有金属/陶瓷复合涂层；

8、所述金属/陶瓷复合涂层由金属/陶瓷复合涂料烧结固化而成。

9、所述金属/陶瓷复合涂层的厚度为200～300微米。

10、本申请第三方面提供了一种耐腐蚀焚烧炉过热器管的制备方法，制备方法包括步骤：

11、步骤1、将金属/陶瓷复合涂料喷涂在预处理后的焚烧炉过热器管表面，得到待固化成膜焚烧炉过热器管；

12、步骤2、将所述待固化成膜焚烧炉过热器管置于高温下烧结固化，得到耐腐蚀焚烧炉过热器管。

13、优选的，步骤1中，所述喷涂的过程包括：将金属/陶瓷复合涂料通过压缩空气冷喷涂设备喷涂到焚烧炉过热器管表面。

14、优选的，所述压缩空气冷喷涂设备喷涂的速度为5-8cm/s，喷涂次数为1～5次。

15、优选的，步骤1中，所述预处理的步骤包括：将进行焚烧炉过热器管喷砂处理。

16、优选的，所述喷砂处理的砂料选自白刚玉砂料或/和石英砂。

17、综上所述，本申请提供了金属陶瓷复合涂料、耐腐蚀焚烧炉过热器管及制备方法，金属/陶瓷复合涂料的组成包括含二氧化硅陶瓷纳米颗粒的硅溶胶和镍基合金微米颗粒；金属/陶瓷复合涂料通过压缩后的高压空气冷喷涂覆在焚烧炉过热器管基底表面，利用焚烧炉烟气余热在高温烧结成膜后，可形成金属/陶瓷复合涂层，与底层镍基合金/表层二氧化硅陶瓷涂层之间的热膨胀系数大导致容易脱落相比，金属/陶瓷复合涂层能够减缓表面陶瓷涂层的脱落，提高了涂层的附着力，能够延长涂层耐高温腐蚀的时间，提高了防护效果，从而解决现有技术中耐腐蚀焚烧炉过热器管表面涂层耐高温腐蚀效果有待提高的技术问题。

技术特征：

1.一种金属陶瓷复合涂料，其特征在于，所述金属陶瓷复合涂料的组成包括含二氧化硅陶瓷纳米颗粒的硅溶胶和镍基合金微米颗粒；

2.根据权利要求1所述的一种金属陶瓷复合涂料，其特征在于，所述含二氧化硅陶瓷纳米颗粒的硅溶胶中二氧化硅陶瓷纳米颗粒的质量分数为5～20％。

3.根据权利要求1或2所述的一种金属陶瓷复合涂料，其特征在于，所述含二氧化硅陶瓷纳米颗粒的硅溶胶和镍基合金微米颗粒的质量比为1:1～3。

4.一种耐腐蚀焚烧炉过热器管，其特征在于，所述耐腐蚀焚烧炉过热器管表面覆盖有金属/陶瓷复合涂层；

5.根据权利要求4所述的一种耐腐蚀焚烧炉过热器管，其特征在于，所述金属陶瓷复合涂层的厚度为200～300微米。

6.权利要求4或5所述的一种耐腐蚀焚烧炉过热器管的制备方法，其特征在于，制备方法包括步骤：

7.根据权利要求6所述的一种耐腐蚀焚烧炉过热器管的制备方法，其特征在于，步骤1中，所述喷涂的过程包括：将金属/陶瓷复合涂料通过压缩空气冷喷涂设备喷涂到焚烧炉过热器管表面。

8.根据权利要求7所述的一种耐腐蚀焚烧炉过热器管的制备方法，其特征在于，所述压缩空气冷喷涂设备喷涂的速度为5-8cm/s，喷涂次数为1～5次。

9.根据权利要求6所述的一种耐腐蚀焚烧炉过热器管的制备方法，其特征在于，步骤1中，所述预处理的步骤包括：将进行焚烧炉过热器管喷砂处理；所述喷砂处理的砂料选自白刚玉砂料或/和石英砂。

10.权利要求1-3任一项所述的一种金属陶瓷复合涂料的制备方法，其特征在于，制备方法包括将镍基合金粉末与硅溶胶混合充分，得到金属陶瓷复合涂料。

技术总结
本申请属于表面防护技术领域，尤其涉及金属陶瓷复合涂料、耐腐蚀焚烧炉过热器管及制备方法。本申请提供的金属陶瓷复合涂料包括含二氧化硅陶瓷纳米颗粒的硅溶胶和镍基合金微米颗粒，涂料高温烧结成膜后，金属/陶瓷复合涂层不容易脱落，能够延长涂层的耐高温腐蚀时间，提高了防护效果，从而解决现有技术中耐腐蚀焚烧炉过热器管表面涂层耐高温腐蚀效果有待提高的技术问题。

技术研发人员：宋景慧,冯永新,陈刚,李德波,张宏亮,杨青山
受保护的技术使用者：南方电网电力科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16