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电厂锅炉管壁高温耐磨功能涂料浅析
查看次数:    日期:2015/6/19 9:49:04

火力发电厂锅炉受热面的管子(即简称“四管”的水冷壁管、再热器管、过热器管和省煤器管)的爆裂泄漏是导致非计划停炉的重要原因之一。“四管”爆裂的原因很多,如材质不良、超温、磨损、腐蚀、焊接缺陷等,目前许多电厂的“四管”在材料的选择方面大都提高了强度等级,超温爆管的事故有所下降,而磨损爆管的事故所带来的问题则更为突出。

磨损的原因是由于受500-1200℃的高温、高速烟气冲过锅炉水冷管壁受热面,在烟气中又含有形状不规则的硬质固体颗粒,这些颗粒流经受热面时就会对受热面管壁产生撞击磨擦,管壁因磨损而变薄,直至造成爆管。在锅炉“四管”防磨措施当中,虽然方法很多,如加装防护瓦,管壁表面渗合金等处理。但终因价格昂贵或不易实施等原因而不能广泛推广应用。

北京泽马新技术有限公司专利技术研发生产的ZM99-01A24高温耐磨耐蚀陶瓷涂料因其物美价廉、施工方便、便于维护在该领域得到了较快的推广应用。该涂料具有良好的热膨胀系数,在高温下不易受金属管壁的膨胀而造成开裂和脱落的现象,ZM99-01A24高温耐磨耐蚀陶瓷涂料最终会在管壁形成一层致密的隔离层。该涂料为锅炉金属管壁表面罩上了一层防腐蚀、防冲刷的“外衣”,即耐高温耐磨涂层。ZM99-01A24高温耐磨耐蚀陶瓷涂料广泛应用于火力发电厂锅炉中的受热面金属管壁,也适用于石化炼油厂的加热炉炉管管壁。实践证明,金属炉管经过这种涂料涂刷后,其表面带有一层氧化膜,与管壁结合牢固,能在管壁温度600-1200℃的高温下长期工作,涂层具有良好的抗热冲击能力,并具有较高的耐磨性、耐腐蚀性,且不会给炉管造成任何损害,并显著延长了炉管的使用寿命。该涂料施工方便,属水溶性无毒、无味环保型涂料且价格低廉,是极具有发展前途和推广价值的新型耐高温耐磨涂料。

研究磨损和研究腐蚀已经成为两个独立的学科。磨损是研究两个物体之间作相对运动时材料表面磨损以致材料功能逐渐丧失或其使用价值逐渐递减直至失效的规律。在摩擦表面涂敷一层耐磨涂层可以起到减磨的作用。腐蚀是研究因环境因素对材料的物理化学作用而使材料功能逐渐丧失或其使用价值逐渐递减直至失效的规律。在材料表面涂覆一层耐蚀涂层可以降低材料的腐蚀速度。研究发现,材料的磨损和腐蚀有其内在的本质联系,研制既有耐磨作用又有耐蚀作用的涂膜,具有很大的难度。采用高新技术,特别是纳米技术,共混理论和互穿网络技术,以及高性能原材料是该涂料的研发关键。目前北京泽马新技术有限公司运用这项新技术研发的涂料已经广泛推广应用的还有以下系列:

ZM99-01A01无机多功能防腐涂料采用特殊工艺制成的鳞片状超细锌粉制成的涂膜具有阴极保护、自愈作用、屏蔽作用等到多重保护作用,抗潮湿大气、酸雨、海水和盐雾腐蚀,对石化产品和有机溶剂具有极高的稳定性。

ZM99-01A05耐高温防腐涂料;该涂料基料中含有大量OH活性基团,它与填料中的活性组分及钢铁活性表面快速反应,生成三维结构的无机聚合物,将涂层与钢铁基体连成一体,形成具有电化学保护和物理屏蔽作用的耐热防腐涂层,特别适用于工作在高温,腐蚀环境下的钢铁结构的长效防护。

ZM99-01A12高温节能远红外陶瓷涂料;工业窑炉、炉膛、锅炉,通常燃烧工作温度在1000℃以上的高温,炉体结构材料主要是各种耐火材料如高砖、粘土砖、浇注料、陶瓷纤维等,它们既是炉体的结构材料,又是耐磨抗冲刷材料,还参与辐射热交换过程,它们的热辐射性能和保温性能决定了窑炉的热效率,传统保温材料很难达到牢固结构性、和高辐射性要求。通过该涂料涂刷来增加红外辐射率,改善炉内热交换、提高炉膛内温度场强及均匀性、使燃料燃烧更充分,大大提高耐火材料热效率,减少能耗、节约能源和延长炉体内衬使用年限。

ZM99-01A13烟气管道防腐涂料;耐热800℃,采用IPN技术,用含硅无机聚合物对有机聚合物改性得到交替排列组成的多嵌段共聚物,使涂层表面呈现低的表面能和超低的摩擦系数,有效防止焦油附着。采用纳米微粉、陶瓷微珠、碳化硅、氮化硼、细晶氧化铝、超细氧化锌、氧化钛,以及利用特殊工艺制造的金属粉,制成金属陶瓷功能填料提高涂层的耐磨、防腐蚀性能。使用无机纤维,增强涂层的抗冲击性。