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摘要:循环流化床锅炉在运行过程中水冷壁磨损严重,为减缓水冷壁磨损,提高锅炉的运行周期,对重点磨损部位采取防磨梁加金属喷涂的措施,保证锅炉的运行安全。
关键词:水冷壁磨损 检查 喷砂处理 喷涂 防磨梁
中图分类号:TK22 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2012)06(c)-0083-01
我公司2×490t/h循环流化床锅炉在运行过程中水冷壁磨损严重,多次出现爆管问题,严重影响锅炉的运行安全,为降低水冷壁磨损,延长锅炉运行周期,在检修期间对炉膛水冷壁磨损区域采取防磨梁加金属喷涂的措施延长水冷壁的使用寿命,本文介绍我公司2×490t/h锅炉在喷涂过程中的质量控制措施。
1 锅炉简介
锅炉型号:SG-490/13.8-M572
锅炉型式:超高压中间再热,单锅筒自然循环、循环流化床锅炉
炉膛简介:炉膛的高度×宽度×深度为35400mm×14795.5mm×7683.4mm,炉膛水冷壁管子全部采用φ63.5×6.5、材料为SA210-C,膜式水冷壁。
2 喷涂前磨损情况检查
检查方法:在机组检修期间,在炉膛内部搭设检修平台,对检查部位水冷壁进行标号,采取肉眼察看、手模、使用测厚仪测量壁厚的方法对水冷壁的磨损情况进行检查,作好记录。
重点检查部位:
密相区水冷壁让管处浇注料末端向上至下部水冷壁与中部水冷壁焊口的磨损主要原因是:一是在过渡区由于沿壁面下流的固体物料与炉内向上的固体物料运动方向相反,因而在局部产生涡流;二是沿炉膛壁面下流的固体物料在交界区域产生流动方向的改变,因而对水冷壁管产生冲刷
锅炉安装时水冷壁现场焊口:现场焊口未打磨或打磨程度未达到锅炉厂要求的焊缝高度不超过1mm,在焊口处形成凸台,物料下流过程中在根部产生涡流,加速了水冷壁的磨损。
炉膛四角部位:四角区域沿壁面向下流动的固体物料浓度比较高,如果安装过程中水冷壁管在锅炉炉角处衔接时,由于鳍片局部缝隙过大而添充钢筋焊补,结果焊补钢筋突出,导致沿壁面向下流动的固体物料撞击突出部位产生扰动,扰流加速磨损相邻两管侧壁。
炉膛出口四周部位:炉膛出口四周全部用浇注料覆盖,浇注料四周的边缘不光滑,有突出部位,致使物流流动方向发生变化,加剧对管子的冲刷。
不规则区域管壁:不规则区域导致物料的运动状态发生变化,局部地区产生涡流,加剧水冷壁管的磨损。
3 磨损部位的补焊处理
经过检查,水冷壁管已存在磨损时,根据磨损情况,进行补焊或换管处理。
补焊时采取小规范焊接方法。要选用小的焊条直径,小的焊接电流,断弧焊接;选择技术过硬的焊工施焊,对高出管壁的焊肉打磨,使焊接部位管壁同其它管壁保持同一平面,在补焊余高需磨平。补焊结束之后需对焊面做表面着色探伤检验合格后转入喷涂前的喷少处理。
密相区水冷壁让管处浇注料末端向上至下部水冷壁与中部水冷壁焊口之间的管段采用喷涂加防磨梁的措施进行处理,在喷砂前焊接防磨梁所需的抓钉。
4 喷涂前的喷砂处理
基体表面粗糙度程度的大小,直接影响喷涂层与基体的结合强度,因此喷砂处理非常关键。用砂选用金刚砂,颗粒度选用14～18目,其表面粗糙度应达到GB11373-89《热喷涂金属预处理通则》规定的Rz50-80um,表面清洁度达到GB8923-88《涂装前表面锈蚀等级和除锈等级》规定的Sa3.0级,采用2次喷砂工艺。喷砂完应进行质量检查,被喷砂的基体表面粗糙度要适当而均匀。表面粗糙处理后的管壁不超过8h进行喷涂,以防出现氧化而影响喷涂质量。
5 炉内水冷壁管金属喷涂
喷涂涂层应有下列要求:
1)涂层对基体必须有良好的结合,防止在运行条件下因物理和化学的作用而脱落。
2)涂层应与基体有大体一致的热膨胀系数。
3)涂层不应是严重隔热的,喷涂后的涂层要不影响水冷壁管正常的热交换功能。
4)涂层不能损害基体,尤其工件加热到高温时。
5)涂层在运行条件下,要有良好的耐磨性,耐热性和抗氧化能力。
喷涂过程中的质量控制:
1)涂层厚度:0.6～0.8mm
2)喷涂粒子速度≥386m/s。
3)涂层结合强度≥50Mpa;涂层硬度HRc≥65;涂层孔隙率≤0.9%。
4)抗氧化性+12.16mg/cm2。
5)电弧电压:32-34V电弧电流:160～200A
6)雾化空气压力:0.5～0.6Mpa。
7)喷涂距离:150～200mm;
8)喷涂角度:〈450。喷涂涂层每层厚度不大于0.1mm。
9)喷涂每5～6m2间循环进行,喷涂采用#式操作法,喷涂过渡区域宽度为500mm,边缘平滑过渡,无凹凸台阶。
10)丝材选用HDS88A,该丝材是金属复合丝材,主要成份为硼化物、金属复合陶瓷、Ni、Cr、Mo、AI、稀土等。
11)喷涂结束之后涂层采用KM型高温耐磨防腐专用封孔剂。
6 密相区的防磨梁
喷涂结束之后,在离水冷壁让管处浇注料的根部往上0.6m(即标高16.65m处)制作第一道横梁,再在第一道横梁往上0.8m(即标高17.60m处)制作第二道横梁,再在第二道横梁往上0.8m(即标高18.55m处)制作第三道横梁,再在第三道横梁往上1.0m(即标高19.70m处)制作第四道横梁,即可满足防护要求。
炉膛四角用浇注料覆盖,角部各覆盖2根水冷壁管。
由于梁宽仅150mm,只打四道且四角处覆盖管子较少,基本不会影响受热面的整体传热效果,能很好地保护局部磨损特别严重部位。虽然在横梁上部形成了新的台阶,由于其远离密相区,粒子浓度大为减小,对受热面的飞溅切割及磨粒磨损大为减轻。
7 喷涂质量检查验收
循环流化床锅炉水冷壁管炉膛内喷涂目前还缺少现场检验测试的仪器条件,所以在喷涂施工现场质量检查验收受到了一定限制。
我公司在喷涂后质量验收的做法是:
(1)查看喷涂材料生产厂家提供的材料性能检验单。
(2)涂层喷涂厚度检查:在喷涂现场加试样管,喷涂后抽取样管断面,确定涂层厚度。
(3)检查表面涂层,喷涂后外观表面光滑、平整、致密,不得有塌陷、麻面、起皮、开裂、脱落等现象。
8 结语
我公司两台锅炉炉膛内做金属喷涂加防磨梁后,极大的降低了水冷壁管的磨损,延长了水冷壁管的寿命,保证了锅炉安全运行。
关键词:水冷壁磨损 检查 喷砂处理 喷涂 防磨梁
中图分类号:TK22 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2012)06(c)-0083-01
我公司2×490t/h循环流化床锅炉在运行过程中水冷壁磨损严重,多次出现爆管问题,严重影响锅炉的运行安全,为降低水冷壁磨损,延长锅炉运行周期,在检修期间对炉膛水冷壁磨损区域采取防磨梁加金属喷涂的措施延长水冷壁的使用寿命,本文介绍我公司2×490t/h锅炉在喷涂过程中的质量控制措施。
1 锅炉简介
锅炉型号:SG-490/13.8-M572
锅炉型式:超高压中间再热,单锅筒自然循环、循环流化床锅炉
炉膛简介:炉膛的高度×宽度×深度为35400mm×14795.5mm×7683.4mm,炉膛水冷壁管子全部采用φ63.5×6.5、材料为SA210-C,膜式水冷壁。
2 喷涂前磨损情况检查
检查方法:在机组检修期间,在炉膛内部搭设检修平台,对检查部位水冷壁进行标号,采取肉眼察看、手模、使用测厚仪测量壁厚的方法对水冷壁的磨损情况进行检查,作好记录。
重点检查部位:
密相区水冷壁让管处浇注料末端向上至下部水冷壁与中部水冷壁焊口的磨损主要原因是:一是在过渡区由于沿壁面下流的固体物料与炉内向上的固体物料运动方向相反,因而在局部产生涡流;二是沿炉膛壁面下流的固体物料在交界区域产生流动方向的改变,因而对水冷壁管产生冲刷
锅炉安装时水冷壁现场焊口:现场焊口未打磨或打磨程度未达到锅炉厂要求的焊缝高度不超过1mm,在焊口处形成凸台,物料下流过程中在根部产生涡流,加速了水冷壁的磨损。
炉膛四角部位:四角区域沿壁面向下流动的固体物料浓度比较高,如果安装过程中水冷壁管在锅炉炉角处衔接时,由于鳍片局部缝隙过大而添充钢筋焊补,结果焊补钢筋突出,导致沿壁面向下流动的固体物料撞击突出部位产生扰动,扰流加速磨损相邻两管侧壁。
炉膛出口四周部位:炉膛出口四周全部用浇注料覆盖,浇注料四周的边缘不光滑,有突出部位,致使物流流动方向发生变化,加剧对管子的冲刷。
不规则区域管壁:不规则区域导致物料的运动状态发生变化,局部地区产生涡流,加剧水冷壁管的磨损。
3 磨损部位的补焊处理
经过检查,水冷壁管已存在磨损时,根据磨损情况,进行补焊或换管处理。
补焊时采取小规范焊接方法。要选用小的焊条直径,小的焊接电流,断弧焊接;选择技术过硬的焊工施焊,对高出管壁的焊肉打磨,使焊接部位管壁同其它管壁保持同一平面,在补焊余高需磨平。补焊结束之后需对焊面做表面着色探伤检验合格后转入喷涂前的喷少处理。
密相区水冷壁让管处浇注料末端向上至下部水冷壁与中部水冷壁焊口之间的管段采用喷涂加防磨梁的措施进行处理,在喷砂前焊接防磨梁所需的抓钉。
4 喷涂前的喷砂处理
基体表面粗糙度程度的大小,直接影响喷涂层与基体的结合强度,因此喷砂处理非常关键。用砂选用金刚砂,颗粒度选用14～18目,其表面粗糙度应达到GB11373-89《热喷涂金属预处理通则》规定的Rz50-80um,表面清洁度达到GB8923-88《涂装前表面锈蚀等级和除锈等级》规定的Sa3.0级,采用2次喷砂工艺。喷砂完应进行质量检查,被喷砂的基体表面粗糙度要适当而均匀。表面粗糙处理后的管壁不超过8h进行喷涂,以防出现氧化而影响喷涂质量。
5 炉内水冷壁管金属喷涂
喷涂涂层应有下列要求:
1)涂层对基体必须有良好的结合,防止在运行条件下因物理和化学的作用而脱落。
2)涂层应与基体有大体一致的热膨胀系数。
3)涂层不应是严重隔热的,喷涂后的涂层要不影响水冷壁管正常的热交换功能。
4)涂层不能损害基体,尤其工件加热到高温时。
5)涂层在运行条件下,要有良好的耐磨性,耐热性和抗氧化能力。
喷涂过程中的质量控制:
1)涂层厚度:0.6～0.8mm
2)喷涂粒子速度≥386m/s。
3)涂层结合强度≥50Mpa;涂层硬度HRc≥65;涂层孔隙率≤0.9%。
4)抗氧化性+12.16mg/cm2。
5)电弧电压:32-34V电弧电流:160～200A
6)雾化空气压力:0.5～0.6Mpa。
7)喷涂距离:150～200mm;
8)喷涂角度:〈450。喷涂涂层每层厚度不大于0.1mm。
9)喷涂每5～6m2间循环进行,喷涂采用#式操作法,喷涂过渡区域宽度为500mm,边缘平滑过渡,无凹凸台阶。
10)丝材选用HDS88A,该丝材是金属复合丝材,主要成份为硼化物、金属复合陶瓷、Ni、Cr、Mo、AI、稀土等。
11)喷涂结束之后涂层采用KM型高温耐磨防腐专用封孔剂。
6 密相区的防磨梁
喷涂结束之后,在离水冷壁让管处浇注料的根部往上0.6m(即标高16.65m处)制作第一道横梁,再在第一道横梁往上0.8m(即标高17.60m处)制作第二道横梁,再在第二道横梁往上0.8m(即标高18.55m处)制作第三道横梁,再在第三道横梁往上1.0m(即标高19.70m处)制作第四道横梁,即可满足防护要求。
炉膛四角用浇注料覆盖,角部各覆盖2根水冷壁管。
由于梁宽仅150mm,只打四道且四角处覆盖管子较少,基本不会影响受热面的整体传热效果,能很好地保护局部磨损特别严重部位。虽然在横梁上部形成了新的台阶,由于其远离密相区,粒子浓度大为减小,对受热面的飞溅切割及磨粒磨损大为减轻。
7 喷涂质量检查验收
循环流化床锅炉水冷壁管炉膛内喷涂目前还缺少现场检验测试的仪器条件,所以在喷涂施工现场质量检查验收受到了一定限制。
我公司在喷涂后质量验收的做法是:
(1)查看喷涂材料生产厂家提供的材料性能检验单。
(2)涂层喷涂厚度检查:在喷涂现场加试样管,喷涂后抽取样管断面,确定涂层厚度。
(3)检查表面涂层,喷涂后外观表面光滑、平整、致密,不得有塌陷、麻面、起皮、开裂、脱落等现象。
8 结语
我公司两台锅炉炉膛内做金属喷涂加防磨梁后,极大的降低了水冷壁管的磨损,延长了水冷壁管的寿命,保证了锅炉安全运行。