CFB dolaşımlı sıvı yatak kazanının su duvarı için aşınma karşıtı teknoloji ve püskürtme işlemi

Mevcut piyasada, metal yüzeylerde korozyon önleyici ve aşınmaya dirençli termal püskürtme işlemi için süpersonik elektrik arklı termal püskürtmenin yaygın olarak benimsendiği çok sayıda termal püskürtme üreticisi bulunmaktadır.

Tarafımızca geliştirilen aşınma önleyici kirişler, mavi çamur, yüzey kaynağı ve akış kılavuzu plakası aşınma önleyici teknolojisinin yanı sıra, termal püskürtme bir zamanlar CFB sirkülasyonlu akışkan yataklı kazanların su duvarları için oldukça popüler bir aşınma önleme işlemiydi.

Yaygın olarak uygulanan termal püskürtme yöntemleri arasında alev püskürtme, elektrik ark püskürtme, plazma püskürtme, patlatma püskürtme ve süpersonik püskürtme yer alır. Teknik özellikleri ve uygulama kapsamları şu şekilde detaylandırılmıştır:

Alev püskürtme tabancaları ile uygulanır. Oksi-asetilen yanması tarafından üretilen yüksek sıcaklıktaki alev, püskürtme malzemelerini eritir ve çevredeki basınçlı hava, erimiş malzemeleri veya parçacıkları alt tabaka yüzeyine yapışmaları için püskürtür. Basit çalıştırma ve karmaşık olmayan ekipmanlara sahip bu teknoloji, tel alev püskürtme ve toz alev püskürtme dahil olmak üzere endüstride yaygın olarak kullanılmaktadır.

Püskürtme malzemesi görevi gören iki tüketilebilir metal tel, kısa devre oluşturacak ve tel uçlarını eriten sürekli elektrik arkı oluşturacak şekilde elektriklendirilir. Yüksek hızlı soğuk hava jeti erimiş metali atomize eder ve alt tabakanın yüzeyine püskürtür. Kaplama telleri tel besleme çarkları ile otomatik olarak beslenir. İki tel arasından ağır akım geçtiğinde, elektrik arkı telleri hızlı bir şekilde eritmek için oluşur ve basınçlı hava, erimiş metali küçük damlacıklara bölerek taban malzemesinin yüzeyinde kaplamalar oluşturur.

Doğru akım ark deşarjı, yüksek sıcaklıktaki argonu, nitrojeni, helyumu ve diğer gazları kısmen iyon ışınlarına iyonize eder. Düşük sıcaklıktaki gaz, termal büzülme etkisi oluşturmak, ark bölümünü daraltmak ve enerji yoğunluğunu ve akım yoğunluğunu arttırmak için ark bölgesinin etrafından akar ve maksimum sıcaklık 20.000 ° C'ye ulaşır. Toz kaplama malzemelerine uygulanabilir. Plazma püskürtme tabancası, tüm püskürtme malzemelerini eritebilen, 50.000°C'ye kadar sıcaklıkta yüksek sıcaklık ve yüksek hızlı plazma jeti üretmek için elektrik enerjisini termal enerjiye dönüştürür.

Ultra yüksek sıcaklık ve kontrol edilebilir atmosfer sayesinde, erime noktası yüksek çeşitli metalleri, oksitleri ve diğer malzemeleri püskürtebilir. Son on yılda geliştirilen vakumlu plazma püskürtme ekipmanı, kaplama kategorilerini genişletmiş, kaplama kalitesini geliştirmiş ve yeni malzeme sentezi ve yüzey modifikasyonunu gerçekleştirmiştir.

Karışık yanıcı gaz ve oksijenin patlamasıyla açığa çıkan enerjiyi kullanır. Yanma ve patlama, ısı enerjisi ve şok dalgaları üretir; ısı, püskürtme tozunu eritir, şok dalgaları ise erimiş tozu saniyede 700-800 metre hızla iş parçaları üzerine püskürterek kaplamalar oluşturur.

Temel avantajı, metallerin, sermetlerin ve seramik malzemelerin püskürtülmesi için uygun, ultra yüksek parçacık uçuş hızı ve güçlü kinetik enerjisinde yatmaktadır. Ancak ekipman maliyetinin yüksek olması, gürültü ve oksitleyici çalışma ortamı nedeniyle yurt içi ve yurt dışında yaygın olarak kullanılmamaktadır.

Yüksek Hızlı Oksijen Yakıt püskürtmenin kısaltmasıdır. Hidrojen, propan ve propilen gibi gaz veya sıvı yakıtlar, yüksek basınçlı oksijenle karıştırılır ve belirli yanma odalarında veya nozullarda yakılarak yüksek sıcaklıkta ve yüksek hızlı alev akışı oluşturulur; bu, toz malzemeleri eritip hızlandırarak iş parçası yüzeylerinde kaplamalar oluşturur.

Yakıt olarak oksi-propan veya oksi-propilenin kullanıldığı püskürtme hızı, ses hızını iki katına çıkarır ve erimiş toz parçacıklarının hızı, alev püskürtmenin 4 katı ve plazma püskürtmenin 2 katı olmak üzere saniyede 400 metreye ulaşabilir. Oluşturulan kaplamalar daha yoğundur ve daha yüksek bağlanma mukavemetine sahiptir, karbür kaplama püskürtme için idealdir. Ultra yüksek parçacık darbe hızı, kaplamaların bağlanma gücünü, sertliğini, kompaktlığını ve aşınma direncini büyük ölçüde artırır.

1. Malzeme yüzeyine ön işlem uygulayın: temizleme, kumlama ve kurutma
2. HVOF ekipmanı ile yüzeye çok elementli kompozit alaşım tozu püskürtün (tabanca-iş parçası mesafesi: 17-23 cm, tabanca hareket hızı: 27-35 m/dak, metan akışı: 35-45 L/dak, oksijen akışı: 35-45 L/dak, nitrojen akışı: 24-34 L/dak, alaşım tozu akışı: 35-45 g/dak)
3. Lazer ışınlaması yapın

Bu işlem, lazer kaplama katmanlarının mikro yapısını iyileştirebilir ve homojenleştirebilir, çatlakları, gözenekleri ve diğer kusurları ortadan kaldırabilir ve kaplama katmanlarının genel kalitesini büyük ölçüde artırabilir.

Elektrik arkı, tel uçlarından sürekli beslenen tel malzemeleri eritir. Laval nozul tarafından hızlandırılan süpersonik hava akışı, iş parçaları üzerinde kaplamalar oluşturmak için erimiş telleri ince ve eşit şekilde dağılmış parçacıklara atomize eder. Erimiş parçacıklar, 60 MPa'nın üzerinde bağlanma mukavemeti ile mekanik, fiziksel ve metalurjik bağlanma yoluyla temel malzeme ile birleşir.

Sıradan elektrik ark püskürtme ve alev püskürtme ile karşılaştırıldığında, daha hızlı parçacık uçuş hızı, daha yüksek bağlanma mukavemeti, daha düşük gözeneklilik, düzgün ve yoğun kaplamalar sunar. Yüksek kaliteli kaplamalar hazırlamak için iş parçalarının yüzey sıcaklığı, iş parçası deformasyonu olmadan inşaat sırasında 100 ° C'nin altında tutulur. Erimeyi, atomizasyonu ve biriktirmeyi bütünleştiren sürekli bir süreçtir.

Termal püskürtmeli kaplamalarda kaçınılmaz olarak gözenekler bulunur; HVOF aşınmaya dirençli kaplamalar bile %0,1~%0,9 gözenekliliğe sahiptir. Nemli ortamlarda, taban malzemesi korozyona eğilimlidir, bu da kaplamanın soyulmasına ve ekipmanın arızalanmasına neden olur. Termal püskürtmeli aşınmaya dayanıklı kaplamalar için özel sızdırmazlık maddesi, aşınmaya dayanıklı kaplamaların korozyon direncini ve kayganlığını etkili bir şekilde artırabilir.