一種強(qiáng)化鍋爐管的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于機(jī)械加工技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種鍋爐管的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鍋爐管暴漏問題長期以來一直是火電廠機(jī)組強(qiáng)迫停機(jī)的主要原因之一。過熱器、再熱器、水冷壁、省煤器等簡稱鍋爐四管，是鍋爐內(nèi)部的主要結(jié)構(gòu)件，長期在火焰、煙氣、飛塵等十分惡劣的使用環(huán)境介質(zhì)中運行，因而在服役過程中發(fā)生一系列材料組織與性能的變化，這些變化涉及蠕變、疲勞、腐蝕、沖蝕等復(fù)雜的老化與失效機(jī)理。鍋爐管在運行期間不可避免的火側(cè)腐蝕、沖蝕和氧化現(xiàn)象，導(dǎo)致鍋爐管的金屬壁厚隨運行時間而逐漸減薄，還容易形成氧化層，導(dǎo)致熱傳導(dǎo)性能惡化，使得管段的金屬實際使用溫度隨運行時間不斷升高，因此，如何提高鍋爐管的使用壽命，對于降低企業(yè)生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率，保證安全生產(chǎn)具有十分重要的意義。
[0003]—般鍋爐管使用溫度在450°C以下，國產(chǎn)管主要用10號、20號碳結(jié)鋼熱乳管或冷拔管制造；高壓鍋爐管常用20G、15MoG、20MoG和不銹耐熱鋼lCrl8Ni9、lCrl8NillNb等，使用時經(jīng)常處于高溫和高壓條件，要求鋼管具有高的持久強(qiáng)度，高的抗氧化腐蝕性能，并有良好的組織穩(wěn)定性。
[0004]目前，常用于提高鍋爐管使用壽命的方式有:一、對鍋爐四管采用防磨蓋板或防磨罩；二、采用耐高溫防磨涂料對易受磨損部位進(jìn)行噴涂處理。但是，第一種方法由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而且降低了鍋爐的熱效率，在實際中難以推廣使用；第二種方法，由于噴涂的耐磨硬質(zhì)材料與鍋爐管壁為機(jī)械結(jié)合，在壓力下極易脫落，實際生產(chǎn)中使用效果很差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供了一種工藝簡單、能夠成倍提高鍋爐管的使用壽命、降低企業(yè)生產(chǎn)成本的強(qiáng)化鍋爐管的制備方法。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0007](1)鍋爐管表面預(yù)處理，對鍋爐管表面進(jìn)行除銹去污處理，并用酒精清洗干凈；
[0008](2)對鍋爐管表面采用著色無損探傷進(jìn)行檢測，要求鍋爐管表面無裂紋、氣孔等缺陷；
[0009](3)配制金屬陶瓷合金粉末，采用重力預(yù)置送粉方式，調(diào)節(jié)送粉量60-160g/min，使得激光熔覆合金層厚度達(dá)到0.3-1.0mm ;
[0010](4)采用半導(dǎo)體光纖激光器、四軸聯(lián)動數(shù)控加工機(jī)床進(jìn)行熔覆，在鍋爐管表面形成均勻致密的激光熔覆合金層；
[0011 ] (5)采用著色無損探傷對熔覆后鍋爐管表面進(jìn)行檢測，要求無裂紋、氣孔等缺陷。
[0012]所述金屬陶瓷合金粉末各成分的質(zhì)量百分比為:C:9-11 %，Ni:10-16%, Cr:75-80%。
[0013]所述半導(dǎo)體光纖激光熔覆工藝參數(shù)為:激光器功率P = 1000-1750W、掃描速度V=1000-2400mm/min、圓形光斑直徑尺寸為2mm、搭接率為25%，熔覆層厚度0.3-1.0mm。
[0014]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點:
[0015]1、激光熔覆后得到的金屬陶瓷合金層，極大提高了其耐高溫、耐腐蝕和耐沖蝕性能，合金層與鍋爐管表面為冶金結(jié)合，制得的強(qiáng)化鍋爐管比較熱噴涂耐磨硬質(zhì)合金鍋爐管的使用壽命提高3倍以上。
[0016]2、可以用于高溫鍋爐，替代了傳統(tǒng)耐熱不銹鋼等價格昂貴的材料，降低了企業(yè)的生產(chǎn)成本；
【具體實施方式】
[0017]實施例1
[0018]對鍋爐管表面進(jìn)行除銹去污處理，并用酒精清洗干凈，再對鍋爐管表面采用著色無損探傷進(jìn)行檢測，鍋爐管表面無裂紋、氣孔等缺陷；按質(zhì)量百分比為:C:9%, Ni:11%,Cr:80%，配制金屬陶瓷合金粉末；采用半導(dǎo)體光纖激光器、四軸聯(lián)動數(shù)控加工機(jī)床進(jìn)行熔覆，采用重力預(yù)置送粉方式，調(diào)節(jié)送粉量60g/min，對上述鍋爐管進(jìn)行涂覆，激光器功率P =1000W、掃描速度V = 1000mm/min、圓形光斑直徑尺寸為2mm、搭接率為25%，使得鍋爐管表面形成均勻致密的0.3mm激光熔覆合金層；采用著色無損探傷對熔覆后鍋爐管表面進(jìn)行檢測，無裂紋、氣孔等缺陷。
[0019]實施例2
[0020]對鍋爐管表面進(jìn)行除銹去污處理，并用酒精清洗干凈，再對鍋爐管表面采用著色無損探傷進(jìn)行檢測，鍋爐管表面無裂紋、氣孔等缺陷；按質(zhì)量百分比為:c:11%, Ni:14%,Cr:75%，配制金屬陶瓷合金粉末；采用半導(dǎo)體光纖激光器、四軸聯(lián)動數(shù)控加工機(jī)床進(jìn)行熔覆，采用重力預(yù)置送粉方式，調(diào)節(jié)送粉量70g/min，對上述鍋爐管進(jìn)行涂覆，激光器功率P =1150W、掃描速度V = 1200mm/min、圓形光斑直徑尺寸為2mm、搭接率為25%，使得鍋爐管表面形成均勻致密的0.35mm激光熔覆合金層；采用著色無損探傷對熔覆后鍋爐管表面進(jìn)行檢測，無裂紋、氣孔等缺陷。
[0021]實施例3
[0022]對鍋爐管表面進(jìn)行除銹去污處理，并用酒精清洗干凈，再對鍋爐管表面采用著色無損探傷進(jìn)行檢測，鍋爐管表面無裂紋、氣孔等缺陷；按質(zhì)量百分比為:C:10%, Ni:12%,Cr:78%，配制金屬陶瓷合金粉末；采用半導(dǎo)體光纖激光器、四軸聯(lián)動數(shù)控加工機(jī)床進(jìn)行熔覆，采用重力預(yù)置送粉方式，調(diào)節(jié)送粉量90g/min，對上述鍋爐管進(jìn)行涂覆，激光器功率P =1550W、掃描速度V = 1400mm/min、圓形光斑直徑尺寸為2mm、搭接率為25%，使得鍋爐管表面形成均勻致密的0.45mm激光熔覆合金層；采用著色無損探傷對熔覆后鍋爐管表面進(jìn)行檢測，無裂紋、氣孔等缺陷。
[0023]實施例4
[0024]對鍋爐管表面進(jìn)行除銹去污處理，并用酒精清洗干凈，再對鍋爐管表面采用著色無損探傷進(jìn)行檢測，鍋爐管表面無裂紋、氣孔等缺陷；按質(zhì)量百分比為:C:11%, Ni:12%,Cr:77%，配制金屬陶瓷合金粉末；采用半導(dǎo)體光纖激光器、四軸聯(lián)動數(shù)控加工機(jī)床進(jìn)行熔覆，采用重力預(yù)置送粉方式，調(diào)節(jié)送粉量110g/min，對上述鍋爐管進(jìn)行涂覆，激光器功率P=1750W、掃描速度V = 2400mm/min,圓形光斑直徑尺寸為2mm、搭接率為25%，使得鍋爐管表面形成均勻致密的0.50mm激光熔覆合金層；采用著色無損探傷對熔覆后鍋爐管表面進(jìn)行檢測，無裂紋、氣孔等缺陷。
[0025]實施例5
[0026]對鍋爐管表面進(jìn)行除銹去污處理，并用酒精清洗干凈，再對鍋爐管表面采用著色無損探傷進(jìn)行檢測，鍋爐管表面無裂紋、氣孔等缺陷；按質(zhì)量百分比為:C:10%, Ni:15%,Cr:75%，配制金屬陶瓷合金粉末；采用半導(dǎo)體光纖激光器、四軸聯(lián)動數(shù)控加工機(jī)床進(jìn)行熔覆，采用重力預(yù)置送粉方式，調(diào)節(jié)送粉量135g/min，對上述鍋爐管進(jìn)行涂覆，激光器功率P=1750W、掃描速度V = 2000mm/min,圓形光斑直徑尺寸為2mm、搭接率為25%，使得鍋爐管表面形成均勻致密的0.80mm激光熔覆合金層；采用著色無損探傷對熔覆后鍋爐管表面進(jìn)行檢測，無裂紋、氣孔等缺陷。
[0027]實施例6
[0028]對鍋爐管表面進(jìn)行除銹去污處理，并用酒精清洗干凈，再對鍋爐管表面采用著色無損探傷進(jìn)行檢測，鍋爐管表面無裂紋、氣孔等缺陷；按質(zhì)量百分比為:C:11%, Ni:10%,Cr:79%，配制金屬陶瓷合金粉末；采用半導(dǎo)體光纖激光器、四軸聯(lián)動數(shù)控加工機(jī)床進(jìn)行熔覆，采用重力預(yù)置送粉方式，調(diào)節(jié)送粉量160g/min，對上述鍋爐管進(jìn)行涂覆，激光器功率P=1650W、掃描速度V = 1150mm/min、圓形光斑直徑尺寸為2mm、搭接率為25%，使得鍋爐管表面形成均勻致密的1.0mm激光熔覆合金層；采用著色無損探傷對熔覆后鍋爐管表面進(jìn)行檢測，無裂紋、氣孔等缺陷。
【主權(quán)項】
1.一種強(qiáng)化鍋爐管的制備方法，其特征是:它包括以下步驟: (1)鍋爐管表面預(yù)處理，對鍋爐管表面進(jìn)行除銹去污處理，并用酒精清洗干凈； (2)對鍋爐管表面采用著色無損探傷進(jìn)行檢測，要求鍋爐管表面無裂紋、氣孔等缺陷； (3)配制金屬陶瓷合金粉末，采用重力預(yù)置送粉方式，調(diào)節(jié)送粉量，60-160g/min，使得激光恪覆合金層厚度達(dá)到0.3-1.0mm ； (4)采用半導(dǎo)體光纖激光器、四軸聯(lián)動數(shù)控加工機(jī)床進(jìn)行熔覆，在鍋爐管表面形成均勻致密的激光熔覆合金層； (5)采用著色無損探傷對熔覆后鍋爐管表面進(jìn)行檢測，要求無裂紋、氣孔等缺陷。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種強(qiáng)化鍋爐管的制備方法，其特征是:所述金屬陶瓷合金粉末各成分的質(zhì)量百分比為:C:9-ll%, Ni:10-16%, Cr:75-80% 03.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種強(qiáng)化鍋爐管的制備方法，其特征是:所述半導(dǎo)體光纖激光熔覆工藝參數(shù)為:激光器功率P = 1000-1750W、掃描速度V = 1000-2400mm/min、圓形光斑直徑尺寸為2_、搭接率為25%，熔覆層厚度0.3-1.0_。
【專利摘要】一種強(qiáng)化鍋爐管的制備方法，它包括以下步驟：(1)鍋爐管表面的預(yù)處理；(2)對鍋爐管表面無損檢測，要求鍋爐管表面無裂紋、氣孔等缺陷；(3)按質(zhì)量百分比為：C：9-11％，Ni：10-16％，Cr：75-80％配制金屬陶瓷合金粉末；(4)半導(dǎo)體光纖激光熔覆，激光器功率P＝1000-1750W、掃描速度V＝1000-2400mm/min、圓形光斑直徑尺寸為2mm、搭接率為25％，在鍋爐管表面形成厚度為0.3-1.0mm均勻致密的激光熔覆耐高溫磨損合金層；(5)熔覆后鍋爐管表面無損檢測。本發(fā)明制得的強(qiáng)化鍋爐管，顯著提高了鍋爐管的耐高溫磨損性能和使用壽命，降低了企業(yè)的生產(chǎn)成本并提高了產(chǎn)品質(zhì)量。
【IPC分類】C23C24/10
【公開號】CN105420725
【申請?zhí)枴緾N201510997161
【發(fā)明人】付宇明, 李田, 尤宏, 鄭麗娟
【申請人】燕山大學(xué)
【公開日】2016年3月23日
【申請日】2015年12月25日