材料的使用環(huán)境決定了其腐蝕是在低溫還是高溫條件下發(fā)生?,F(xiàn)代工業(yè)鍋爐水冷壁工作環(huán)境中,爐溫可高達1600℃以上,這種較高的溫度不可避免地造成水冷壁(管)件的高溫腐蝕,從而明顯降低其使用壽命。高溫熱腐蝕和磨損是決定水冷壁使用壽命的兩個重要因素,在熱腐蝕條件下,失效速度明顯加快,如果沒有使用合適的材料和涂層,必然會導致嚴重性故障。為了提高水冷壁安全高效的使用壽命,必須高度重視水冷壁的熱腐蝕問題及現(xiàn)狀,選用先進耐磨耐腐蝕涂料和涂層。
鍋爐水冷壁管高溫腐蝕和磨損的直接危害主要體現(xiàn)在兩個方面,一是水冷壁(管)厚度減薄,據(jù)統(tǒng)計一般每年減薄量約為lmm左右,嚴重的每年可達1.7mm,形成安全運行的嚴重隱患,增加了臨時性檢修和大修工作量,給電廠等工業(yè)生產(chǎn)企業(yè)造成很大的經(jīng)濟損失;二是發(fā)生水冷壁突發(fā)性爆管事故,造成緊急停爐搶修,不僅打亂了電廠等工業(yè)生產(chǎn)的正常秩序,而且增加了工人勞動強度和額外的檢修費用,直接影響企業(yè)效益。
一、工業(yè)鍋爐水冷壁(管)高溫熱腐蝕、磨蝕的機理
水冷壁(管)高溫腐蝕和磨損的機理相對較復雜,主要受以下因素綜合導致:
1.爐膛高溫,鍋爐運行過程中,爐溫可高達1600℃以上;
2.燃煤的含硫量;
3.煙氣與灰分顆的沖蝕。
熱腐蝕是由于燃燒環(huán)境中某些侵蝕性成分的作用對金屬基體產(chǎn)生加速侵蝕的過程。熱腐蝕主要是因為燃料燃燒中硫及其他有害雜質(zhì)的存在,導致水冷壁普遍遭受高溫腐蝕。參與高溫腐蝕的危害物有燃燒過程中產(chǎn)生的SO、SO2、SO3、HC1、硫化物、堿金屬鹽及釩鹽類,是多種化合物在各種溫度下共同對管壁進行的復雜的動態(tài)腐蝕過程。其中,硫化物是鍋爐高溫腐蝕的主要因素,腐蝕機理如下:
1.煙氣中的硫化氫與管壁金屬作用產(chǎn)生的腐蝕,含硫物在金屬高溫下產(chǎn)生單原子硫,硫與管道中的鐵反應生成硫化鐵;
2.由不可燃硫在高溫作用下生成硫酸鹽混入灰分熔敷于管壁表面,但不再具有水冷壁管所要求的各種良好的高溫機械性能,實際上導致水冷壁管有用壁厚的減薄,從而其有效承載能力不斷下降,由此形成腐蝕。
另外,高溫煙氣流動速度可以高達8.7m/s,高速沖擊管壁,導致煙氣的腐蝕和灰分顆粒的沖刷在金屬表面交替進行,造成管壁減薄。
二、工業(yè)鍋爐水冷壁(管)表面涂層防護解決方案
工業(yè)鍋爐水冷壁(管)的安全可靠性,決定著工業(yè)生產(chǎn)企業(yè)是否能夠安全有效運行,但鍋爐運行過程中會不可避免地對水冷壁管造成腐蝕、沖蝕(磨損),使其有效承載能力下降、安全性降低。選擇合適的耐磨防腐表面涂層,對水冷壁(管)表面實施有效保護,使其外表面基本不受損傷,可大量節(jié)省材料更換費用及維修費,減少或避免非計劃停爐,降低運行成本,直接經(jīng)濟效益和間接經(jīng)濟效益都很高,有極大的開發(fā)利用價值。
鐵立仕特種涂料(上海)有限公司專注特種涂料研發(fā)、生產(chǎn)、銷售并提供一站式涂裝服務,可提供復雜工況特殊定制及應用服務解決方案。鐵立仕公司,對基體在不同環(huán)境中的腐蝕機理及物體間的磨損原理進行了深入的研究,從表面腐蝕、磨損到材料功能的減弱和規(guī)律曲線,針對腐蝕、磨蝕的內(nèi)在防護機理,從產(chǎn)品基料到填料均進行了創(chuàng)新基數(shù)和新材料研發(fā)應用,做到了術(shù)業(yè)專攻,在涂層市場上實現(xiàn)了涂層防護、環(huán)保、節(jié)能的多方面的主導。
TN60是鐵立仕公司耐高溫耐磨重防腐涂層系列產(chǎn)品,其中TN60-12陶瓷基高溫耐磨耐腐蝕涂料,是一種以高硬質(zhì)陶瓷基自固化改性樹脂為基料,納米陶瓷微粉、金屬-陶瓷合成高耐磨功能新材料、硅氧化物超細微粉、鈍化金屬氧化物微粉、復合雜化纖維體等功能性新材料為填料,集耐磨、沖刷、抗沖擊、耐磨蝕、耐高溫、耐腐蝕、防水耐磨等功能于一體的特種涂料;TN60-15高溫耐腐蝕耐磨防粘涂料,是一種以氟-硅改性、交替復合樹脂為基料,表面活性調(diào)節(jié)劑,表面活性添加劑,細晶氧化物,超細金屬氧化物,復合片層屏蔽組件,陶瓷基功能新材料,特殊功能增強材料等功能新材料為輔料,集防腐蝕、耐氯、耐硫、耐氟、耐化學品、耐水、耐磨、耐沖蝕、防粘、減阻、耐濕熱。耐高溫等功能于一體的特種涂料。上述兩款涂料涂層技術(shù),不僅能夠有效地用于工業(yè)鍋爐水冷壁高溫熱腐蝕和磨蝕防護,還適用于礦山設備、冶金設備、浮選磁選設備、水泥設備、各種鍋爐窯爐、熱噴涂、環(huán)保設備、除塵、脫硫設備、煙道、各種輸送管道、能源機械、機械制造、化工設備、風機、泵、洗煤設備、流體設備、各種金屬、混凝土、電站設備、環(huán)保設備、海工設備、污水設備、化工儲運等領域設備的防護,具體技術(shù)參數(shù)及應用工況詳見鐵立仕公司官網(wǎng)(http://101212.cn/)。
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