一种让水冷壁管排涂层高频重熔结构受热均匀的方法与流程

本发明涉及涂层制备技术领域，具体为一种让水冷壁管排高频重熔过程中结构受热均匀的方法。

背景技术：

近年来，随着国家循环经济重大方针政策的贯彻执行，我国垃圾焚烧发电进入快速发展轨道，垃圾焚烧发电装机规模、发电量井喷式高速发展，目前居世界第一。膜式水冷壁是锅炉的主要受热部分，是由管子和鳍片焊成的气密式管排，敷设在锅炉炉膛内壁组成的蒸发受热面。膜式水冷壁管排的作用是吸收炉膛中高温火焰或烟气的辐射热量,在管内产生水蒸气用于发电，同时降低炉墙温度,保护炉墙。炉内火焰温度最高接近900℃。锅炉中有超过50％的热量由膜式水冷壁所吸收。多年来锅炉厂家多数都是通过在膜式水冷壁管排表面堆焊不锈钢或高温合金如625合金来提高其耐腐蚀性，延长使用寿命。普通不锈钢的耐温低于500℃，625合金的最大问题是温度到达450℃将出现敏化现象，即只要超过此温度，该材料的耐腐蚀性能急剧下降。

重熔时离线圈上表面最近(约5-10mm)的管顶部位最先开始熔，而管顶与管根部相距约为25mm，持续加热等到管根和鳍片开始熔时，管顶部由于加热时间较长已开始熔化甚至局部呈液相逐渐向两边流淌。由此带来的结果一是涂层厚度不均上薄下厚；二是对重熔质量影响很大，比如管上部由于加热时间长晶粒粗大涂层表面性能变差；而管根部则可能由于重熔不够充分导致服役寿命受到影响。为此，我们提出一种让水冷壁管排高频重熔过程中结构受热均匀的方法。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种让水冷壁管排高频重熔结构受热均匀的方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

一种让水冷壁管排涂层高频重熔结构受热均匀的方法，包括以下步骤：

第一步：准备工作，将器械进行清理，对排管的受热面进行喷砂处理。

第二步：排管固定，将准备好的排管放置于传送链上，对排管的受热面火焰喷涂自熔合金。

第三步：将喷枪支架固定于感应线圈入口处，并将喷嘴固定于管排上方的喷气支架表面，确保每个管顶上方对应一个喷嘴，喷嘴的高度恰好在高频线圈和管排之间的间隙处，喷口对着管排移动方向。

第四步：在管排下方传动链的牵引下，管排开始向前移动的同时，启动气压为0.4-0.7mpa的气泵，直径2-4mm内孔的喷嘴开始对排管喷气，具体实施时要注意两个问题，一是由于高频线圈与管顶间距离约为10mm以内，在此狭窄的区间内温度高达上千度，压力肯定也比外部高，所以必须使喷气压力大于高温区压力才会有效；但另一方面喷气压力又不可过高，否则有可能会造成冷却过度，管顶未到预期温度，使重熔达不到预期效果；因此喷嘴压力和流量要根据试验确定。二是喷嘴喷出的空气有可能会造成管顶部分出现高温氧化性气氛，使管顶表面涂层材料产生氧化产物，以致影响重熔质量。如果出现此情况，可以将空气改为氮气，但相应成本也会有所上升。具体采用哪种气体，需根据试验效果和成本综合而定。

第五步：重熔开始，重熔温度约为1000℃-1100℃，当管排进入高频线圈时，管顶部分在被高频感应线圈辐射加热的同时，喷嘴喷出的高压气流带走一部分热量实现快速散热，使管顶的实际加热温度有所下降。具体喷气压力取值要依据试验结果而定，试验时应以管顶、管根及鳍片同时出现镜面(重熔完成的典型特征)效果为依据。

第六步：管排受热面从重熔区移出后，继续向前移动自然冷却到室温。后续管排不断投入到重熔过程中，直至管排全部重熔完毕停止。

第七步：对管排在重熔过程中出现的热变形进行矫正，保证排管自身的物理形态不发生改变。

第八步：对管排的涂层质量进行综合测试，以保证其在高温状态下的耐腐蚀性和服役寿命。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)该一种让水冷壁管排高频重熔结构受热均匀的方法，通过向管排的每个管顶部喷射高压空气使局部温度适当下降，从而提高整个管排涂层表面重熔的一致性，可有效改善高频感应重熔的质量，使水冷壁管排的服役寿命和工作可靠性得到保障。

(2)该一种让水冷壁管排高频重熔结构受热均匀的方法，此冷却方案只需增加一台空压机或消耗一定量的氮气，与在管根-鳍片部提前预热方案相比，后者预热系统的一次性设备投入和相应的能耗均较大，因此方案更简单易行，且效果更好。

具体实施方式

显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

一种让水冷壁管排涂层高频重熔结构受热均匀的方法，包括以下步骤：

第一步：准备工作，将器械进行清理，确保器械表面干净，无杂物，对管排的受热面进行喷砂处理。

第二步：管排固定，将准备好的管排固定于传送装置表面，确保管排前后移动的方向与矩形感应线圈垂直，对管排的受热面火焰喷涂镍基自熔合金。

第三步：将喷嘴固定于管排上方的喷气支架表面，确保每个管顶上方对应一个喷嘴，喷嘴的高度恰好在高频线圈和管排之间的间隙处，喷口对着管排移动方向。

第四步：在管排下方传动链的牵引下，管排向前移动的同时，启动气压为0.4-0.7mpa的气泵，直径2-4mm内孔的喷嘴开始对管排喷气，具体实施时要注意两个问题，一是由于高频线圈与管顶间距离约为10mm以内，在此狭窄的区间内温度高达上千度，压力肯定也比外部高，所以必须使喷气压力大于高温区压力才会有效；但另一方面喷气压力又不可过高，否则有可能会造成冷却过度，管顶未到预期温度，反而重熔达不到预期效果；因此喷嘴压力和流量要根据试验确定。二是喷嘴喷出的空气有可能会造成管顶部分出现高温氧化性气氛，使管顶表面涂层材料产生氧化产物，以致影响重熔质量。如果出现此情况，可以将空气改为氮气，但相应成本也会有所上升。具体采用哪种气体，需根据试验效果和成本综合而定。

第五步：重熔开始，重熔温度约为1000℃-1100℃，当管排进入高频线圈时，管顶部分在被高频感应线圈辐射加热的同时，喷嘴喷出的高压气流带走一部分热量实现快速散热，使管顶的实际加热温度有所下降。具体喷气压力取值要依据试验结果而定，试验时应以管顶、管根及鳍片同时出现镜面(重熔完成的典型特征)效果为依据。

第六步：管排受热面从重熔区移出后，继续向前移动自然冷却到室温。后续管排不断投入到重熔过程中，直至管排全部重熔完毕停止。

第七步：对管排在重熔过程中出现的热变形进行矫正，保证管排自身的物理形态不发生改变。

第八步：对管排的涂层质量进行综合测试，以保证其在高温状态下的耐腐蚀性和服役寿命。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

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