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高速电弧喷涂技术在电站重磨蚀件中的应用
2006年7月28日 9:4   作者:华能石家庄分公司 郭立峰 李素芳
摘 要:阐述了高速电弧喷涂技术的原理和工艺特点,指出应用高速电弧喷涂技术解决电站重磨蚀部件的延寿修复问题,具有重要的实际意义。
关键词:电弧喷涂;磨蚀部件;延寿修复

Abstract:This paper explains the principle and features of highspeed arcspray technology, and points out the important practical significance of its application to restore the heavily abraded parts in a power station.
Keywords:arcspray;abraded parts;restore life prolongation

由于电力行业的生产特点及系统运行的方式,金属部件的腐蚀与防腐蚀、磨损与防磨损已成为十分突出的矛盾。从某种意义上讲,发电系统可靠性的高低取决于机组关键部件的抗腐蚀和抗磨损程度,防腐、抗磨问题解决得如何对电力系统的安全性、可靠性及经济效益都具有举足轻重的作用。长期以来,广大科技工作者就此进行了不懈地努力,将不同的表面强化技术应用于电站设备的重磨蚀部件。表面强化技术对金属部件表面进行改性?强化或修复其尺寸,不仅能使整机的寿命得以延长,降低整机的检修费用,有时还能提高机组的功能。大量的实践证明,电弧喷涂技术作为表面强化技术之一,是解决电站重磨蚀部件延寿修复的一种有效而经济的先进技术,已引起电力经营部门的大力关注。所以,在对表面涂层性能没有特殊要求的情况下,可以采用高速电弧喷涂技术,修复、强化电站重磨蚀金属部件,延长其使用寿命,降低发电成本,对解决电站重磨蚀金属部件的早期失效问题,具有重要的实际意义。

1 高速电弧喷涂技术原理及其特点

1.1技术原理

电弧喷涂是利用2根连续送进的金属丝作为自耗电极,在其端部产生电弧作为热源,用压缩空气将熔化了的金属丝雾化,高速喷射到工件表面形成涂层的一种热喷涂工艺[1]。高速电弧喷涂在普通电弧喷涂的基础上采用拉伐尔喷嘴和计算机辅助设计,优化了喷枪的设计,将喷涂粒子的速度提高到超音速,并改变了粒子的雾化效果,提高了涂层质量。

1.2技术特点

高速电弧喷涂改善了雾化效果,增强了气流对粒子的加速作用,产生了高温?高速?均匀细小的喷射粒子射流,由此所得的涂层结合强度高?孔隙率低?表面粗糙度低,比普通电弧喷涂的涂层质量和喷涂效率高,使电弧喷涂技术上升到一个新阶段。

与常规电弧喷涂、亚音速火焰喷涂相比,高速电弧喷涂涂层具有以下特点[2]:

a. 结合强度高喷涂不锈钢丝时,其涂层与基体的结合强度高达60 MPa。普通电弧喷涂结合强度一般为20~40 MPa,一般火焰喷涂的结合强度小于20 MPa。
b. 孔隙率低普通电弧喷涂的孔隙率为8%~15%,亚音速火焰喷涂的孔隙率一般大于6%,而高速电弧喷涂的孔隙率仅为1%~2%。
c. 粒子细小高速电弧喷涂时,其雾化粒子直径一般为5μm(不锈钢),比常规电弧喷涂的粒子直径(一般为20~40μm)小3~7倍。
d. 涂层组织均匀致密由于采用高速气流雾化,产生了高温?高速?均匀细小的喷涂粒子,沉积到基体表面上形成致密、均匀的涂层。

2高速电弧喷涂技术在电站重磨蚀部件中的应用

电站设备在高温、高压、高转速的恶劣条件下工作,其腐蚀和磨损损耗极为可观,其中大部分又是昂贵的合金金属材料。长期的统计数据表明,热力设备在运行期间,由于腐蚀和磨损而损失的金属约占设备原金属质量的8%。此外,由于电力行业的生产特点及系统运行方式,除了造成设备损坏的直接损失外,给社会带来的间接损失更是难以计算,因而电站设备的零部件的延寿修复工作显得极为重要。

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