[發明專利]施用保護覆層特別是向能量鍋爐的氣密膜施用保護覆層的方法

在審

• 申請號: 201380028538.7
• 申請日: 2013-05-29
• 公開（公告）號: CN104428094A
• 公開（公告）日: 2015-03-18
• 發明（設計）人: 亞歷山大·博雷克;安杰伊·克利姆佩爾
• 申請（專利權）人: 等離子系統股份公司
• 主分類號: B23K9/04
• 分類號: B23K9/04;B23K9/095;B23K9/12;B23K9/235;B23K26/03;B23K26/34;B23K26/36;B23K26/60;C21D9/50;F22B37/10
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 蔡勝有;顧晉偉

本發明涉及一種向能量鍋爐(energy?boiler)的氣密膜施用保護覆層(protection?cladding)的方法。

環境法規(尤其是NOx減排方面的環境法規)使得在粉狀燃料(pulverized?fuel)鍋爐中必須使用新的煤燃燒方法。低排放燃燒、將氨注入燃燒室中、添加生物質用于燃燒導致了蒸發器壁(膜)的強烈腐蝕。一種替代方法是使用昂貴的尾氣(off-gas)催化劑。通過施用抗腐蝕保護涂層或者通過使用空氣罩(air?shroud)可保護膜免受腐蝕。

由波蘭專利說明書PL?200773獲知了一種向燃燒室的加熱壁施用抗腐蝕涂層的方法，其包括在對基底進行噴丸清潔(blast?cleaning)至清潔度為Sa?3并且粗糙度Rz為35μm至100μm，其中在第二階段中等離子噴涂粉狀鋁，以及在第三階段中對涂層的表面層進行熱加固直到獲得Al₂O₃。

使用空氣罩不能使膜與燃燒室內的侵蝕性氣氛完全分隔；此外，該溶液是昂貴的而且其維護成本很高。也難以控制用作罩的空氣的流速，并且同時難以控制燃燒過程的進氣。

通過常規焊接方法(TIG、MIG/MAG或埋弧焊)引入的大量熱量在覆層施用過程中導致了膜的顯著張力和變形，并且覆層的厚度遠大于1mm，導致了大量昂貴材料被消耗。

根據本發明的方法是為了消除已知解決方案的缺點，并且以這種方式可得到永久附接(通過冶金)至基底的薄的氣密保護覆層，其特征在于具有非常長的使用壽命，尤其是在低氧腐蝕的條件下。

根據本發明的方法包括：使兩個氣密膜耦接在一起，然后在300℃至800℃、有利地約700℃下均熱處理耦接在一起的一對氣密膜；隨后，清潔待施用覆層的膜表面，安裝在定位器上并預加熱到80℃至600℃、有利地約300℃至450℃，然后用保護覆層覆蓋耦接在一起的一對氣密膜的經清潔和預加熱的表面，其中保護覆層以0.1mm至3.00mm、有利地約0.6mm的厚度施用，然后最后將與覆層耦接在一起的整對氣密膜在300℃至800℃、有利地約700℃下均熱處理，并維持設定溫度10分鐘至600分鐘、有利地15分鐘至30分鐘，然后使具有覆層的氣密膜解耦接。

通過將金屬型材焊接至氣密膜的邊緣和/或凸緣來連接氣密膜。

氣密膜的表面是通過激光燒蝕進行清潔，其中激光束的輸出功率(exit?power)為100kW至600kW、有利地為300kW；光斑直徑為0.1mm至1.0mm、有利地約0.5mm；掃描寬度為30mm至80mm、有利地約60mm；激光脈沖頻率為10000脈沖/秒至50000脈沖/秒、有利地約20000脈沖/秒。

初步均熱處理通過將加熱器插在氣密膜的管與凸緣之間來進行。

初步均熱處理通過將加熱器插在氣密膜的管與凸緣之間和/或插入膜管中來進行。

對于氣密膜的覆層而言，使用粉末或線形式的材料，其具有以下組成：50％至80％、有利地約66％的鎳；8.0％至50.0％、有利地約20.0％的鉻；0.1％至5.0％、有利地約0.85％的硼；0.08％至6.0％、有利地約1.2％的硅；0.05％至1.8％、有利地約0.15％的錳；2.0％至12.0％、有利地約6.8％的鉬；1.2％至4.0％、有利地約2.7％的鈮；0.01％至4.0％、有利地約1.8％的鐵；0.03％至0.9％、有利地約0.25％的碳。

對于氣密膜的覆層而言，使用粉末或線形式的材料，其具有以下組成：50％至80％、有利地約64.0％的鎳；8.0％至50.0％、有利地約22.0％的鉻；0.08％至1.0％、有利地約0.25％的硅；0.05％至2.0％、有利地約0.20％的錳；2.0％至15.0％、有利地約9.0％的鉬；2.0％至5.0％、有利地約3.6％的鈮；0.01％至0.5％、有利地約0.03％的碳；有利地低于1.0％的鐵。

對于氣密膜的覆層而言，使用粉末或線形式的材料，其具有以下組成：60.0％至80.0％、有利地約70.4％的鎳；8.0％至20.0％、有利地約17.3％的鉻；2.0％至7.0％、有利地約4.0％的硅；2.0％至6.0％、有利地約3.43％的硼；0.4％至2.0％、有利地約0.89％的碳；2.5％至7.0％、有利地約4.0％的鐵。

為了向氣密膜施用保護覆層，使用激光束輻射能。

冷金屬過渡(CMT)技術用于向氣密膜施用保護覆層。