CFB锅炉水冷壁耐磨涂层磨损性能试验研究

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1、维普资讯http://www.cqvip.com东北电力技术2008年第7期CFB锅炉水冷壁耐磨涂层磨损性能试验研究TestResearchonWearBehaviorsofWear—resistantCoatingforCFBBoilerWaterwallTube张小辉(沈阳工程学院，辽宁沈阳110136)摘要：采用正交设计方法，通过极差分析研究电弧喷涂工艺参数对CFB锅炉水冷壁涂层耐磨性的影响。结果表明，影响涂层性能的工艺参数主要是电弧电流，其次是喷涂距离，而电弧电压和雾化空气压力的影响很小。通过涂层耐磨性试验，进一步验证最佳喷涂工艺参数组合可以获得良好耐磨性能的涂层。关

2、键词：CFB锅炉；水冷壁；电弧喷涂；磨损性能[中图分类号]TK223．31[文献标识码]B[文章编号]1004—7913(2008)07—0020—04循环流化床燃烧技术是近年来发展起来的一种LX88A合金粉芯丝材，丝材内芯包含有多种元素高效、低污染的清洁煤燃烧技术。循环流化床锅炉复合粉末，是一种高硬耐磨涂层材料，涂层具有很以其燃料适应面广、脱硫和燃烧效率高、负荷调节高的耐冲蚀磨损和磨粒磨损性能，并且空隙度较性能好、灰渣易于综合利用等优点卫，成为首选低。的燃烧设备。然而由于该炉型的水冷壁管工作在高b．试验方案设计温、固体物料冲蚀、烟气腐蚀的恶劣环境中，极易在电弧喷涂过程中有多

3、个因素影响涂层性能。产生磨损和高温腐蚀，使管壁减薄甚至磨穿，为得到最佳喷涂参数以获得优质涂层，选定考察的不仅严重影响锅炉的安全运行，而且造成巨大的经工艺参数：电弧电流，、电弧电压、喷涂距离济损失，已成为目前亟待解决的一个技术难题。和雾化空气压力P为试验因素，具体数值见表1。工业上一般采用热喷涂、堆焊等表面防护方法采用正交试验设计原理设计四因数三水平L9(34)来延长水冷壁管的使用寿命。其中电弧喷涂具有占正交表，建立正交设计方案，如表2所示。地面积小、易于施工、成本低、工作效率高、涂层表1电弧喷涂涂层工艺参数因数水平质量好等特点J，一直受到广大技术人员的青睐。电弧喷涂工艺参数的

4、变化对涂层质量有较大影响，而涂层质量直接影响涂层的使用寿命，因此如何保证涂层制备工艺参数的稳定性是获得优质涂层的关键，也是本试验的主要目的。l试验方法表2电弧喷涂工艺参数正交试验设计方案1．1电弧喷涂参数优化试验a．试验设备和材料电弧喷涂设备：XDP一3型电弧喷涂设备。该设备工作时2根带有不同极性的金属丝经送丝机构驱动，送到电弧喷涂枪，在电弧喷涂枪前端相遇，产生电弧；电弧熔化金属丝的尖端，同时压缩空气将熔滴雾化，吹向前方，沉积在工作表面形成涂层。试验材料：基本材料为45钢(表面经喷砂粗化)，喷涂材料为北京某公司生产的mm的维普资讯http://www.cqvip.com200

5、8年第7期东北电力技术2l1．2涂层磨料磨损性能试验情况，本试验采用自制的箱式喷砂试验装置。试样评价涂层质量最重要的指标之一是涂层耐磨损尺寸为40mm×35mm×6lain长方形试块。性能。根据循环流化床锅炉炉内流场特点，炉内水b．试验过程冷壁管的耐磨损性能是通过试样磨损试验来测定试验前先对试件进行预处理，以保证试验精的。不同的电弧喷涂工艺参数所制备出的试样其涂度。对2个试件分别采用30。和90。冲蚀角度进行层耐磨损性能也不同。本试验就是对每种喷涂工艺试验，试验中每隔5min测量一次试块重量，每个参数所制备的涂层进行3次磨损试验，取其平均值试块在每种冲蚀角度下总的冲蚀时间为2

6、0min。采作为该喷涂工艺参数制备涂层的磨损失重值，以确用TG328A型全机械加码分析天平测量试件的冲蚀定其耐磨性。磨损失重，精度为0．1mg。试验主要参数见表3。a．试验设备和试样表3试验主要参数本试验采用MLS一225型湿砂橡胶轮式磨损试验机。试验机为湿砂半自由磨料磨粒磨损试验机，主要利用橡胶轮带动与水混合的磨料与各种金属或非金属材料产生磨擦，对材料进行耐磨性试验。试样尺寸为57mm×25mill×6mm长方形试块。2试验结果与分析b．试验过程2．1磨料磨损试验结果与分析采用MLS一225型湿砂橡胶轮式磨损试验机对a．试验结果几种涂层的耐磨性进行了测试，长方形试样涂层厚对

7、制备的涂层测定磨损失重，试验结果见表度约为2mm，磨擦速度为240r／min，载荷为404，并采用极差分析法对试验结果进行分析，其结N，磨擦时间为15min。根据磨损前后试样失重果见表5。AW来评价涂层的耐磨性。AW值越小，说明涂层表4涂层性能试验结果的耐磨性越好。采用DTG一160型分析天平称重。1．3涂层冲蚀磨损性能试验固体颗粒以一定的速度和角度对材料表面进行的冲击所造成的磨损称为冲蚀。若颗粒以平行于固体表面或者与固体表面冲击角较小时形成的冲蚀称为冲刷磨损；若接近垂直或冲击角较小时称为撞击磨损，撞击