电弧喷涂技术处理方案

水冷壁防磨喷涂技术方案

1喷涂材料及主要技术指标：

水冷壁防磨喷涂采用打底材料和耐磨合金材料分别为CL-302 和CP-302A，再用高温耐磨CCS专用封孔剂进行封孔。

1、CP-302A涂层主要技术指标：

结合强度：70Mpa 硬度：≥HRC55（500～1000HV0.1）内聚强度：≥260Mpa 喷涂距离：200-300mm

喷涂粒子速度：≥400m/s 孔隙率：≤1%

使用温度：1500℃导热系数：60W/M*K

抗冲蚀性：1.09×10‾4cm3/h (900～400℃、1000g200目Al2O3、600s) 抗高温氧化性：1.63×10-4 mg/(mm2.h) (800℃、100h)

热膨胀系数：12×10-6 ℃-1（0～800℃）

耐介质性（H2SO4、HCl、NaOH、NaCl）:优

喷涂工件温度：≤100℃

涂层总厚度：0.5～0.6mm 使用寿命：≥4年

喷涂工作层丝材CP-302A化学成分

喷涂打底丝材CL-302化学成分

3、所用材料主要性能介绍：

1）、打底材料CL-302:

本公司采取增加结合强度的方法是用本公司自行生产的CL-302作为打底材料，该材料的特点是：a、CL-302为放热性材料，喷涂时其到达管子表面时仍为熔融状态（因打底层仅喷0.1mm，所以不会造成明显温升），这可保证其与管子之间的微冶金结合和机械咬合，结合强度可达70Mpa；b、CL-302具

很高的抗高温氧化腐蚀能力，所以在使用时不会因结合面氧化腐蚀而造成涂层脱落。

2）、CP-302A：本公司研发生产的CP-302A粉芯材料由Cr、B、Si、Ni、Mn、Ti组成，该材料是专门设计用于锅炉管道的防磨涂层材料，具有优异的抗高温冲蚀磨损性能，与炉管材料的匹配性好，膨胀系数相近，结合力大，硬度高，可以起到非常突出的防护效果，经多台锅炉使用效果显著。图（1）为CP-302A涂层截面金相组织照片，图（2）为CP-302A丝材，图（3）为水冷壁管经过喷砂处理后的表面形貌，图（4）为水冷壁管表面喷涂CP-302A后的形貌，图（5）为水冷壁管表面涂层经过一个周期使用后的表面形貌，图（6）为涂层与基体的结合面金相照片。

（1）CP-302A，515m/s，截面，×200 （2）CP-302A产品图片

（3）水冷壁管喷砂后表面形貌（4）水冷壁管喷涂CP-302A后形貌

（5）水冷壁涂层经过一个周期使用后的形貌（6）涂层与基体结合面形貌，×200

3）、CCS封孔剂：高温耐磨抗蚀专用封孔剂是本公司研究发明的，已经过十多年几百台锅炉的应用，性能稳定，效果良好。在常温下经过12小时即可固化，

经过24～48小时养护可投入使用。它具有耐磨性好、耐腐蚀能力强等特点，与喷涂层有良好的结合性能和抗热震稳定性能，绝对不会发生脱落现象。能有效渗透并浸润涂层孔隙，随着炉温的升高逐渐形成陶瓷化效果，使涂层更致密，能有效阻止介质中透过微小的涂层孔隙进入涂层内部，从而获得优良的封闭效果。2施工工艺

1 、待喷涂表面预处理

对待喷涂表面预处理可分两步进行。首先，用14~16目刚玉砂对表面进行喷砂清理，去除表面的浮灰、硬灰、锈层，特别是小凹坑中的粘附物，直至完全露出金属光泽，要求达到GB8923-88《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》规定的Sa3.0级，喷砂压力为0.6-0.8MPa；然后,对经除锈的表面再次喷砂使表面粗糙化，以提高结合强度，表面粗糙度达到GB11373-89《热喷涂金属表面预处理通则》规定的Rz80～120微米，要求粗糙小坑分布均匀，密度不能过大。粗糙化处理同时能使表面产生一定的残余压应力，这对提高工件疲劳强度有利。粗糙化喷砂压力0.5~0.7MPa。喷砂处理用的压缩空气源必须是无水无油的，表面预处理后应当是洁净的。喷砂后表面的活度最大，一般应在4小时内喷涂，否则表面很容易再次污染、锈蚀。（特别提醒：若有老涂层做表面处理时应关注处理后的水冷壁管管壁壁厚，如处理后关闭厚度少于2/3应更换壁管，再做防磨喷涂，以免防止爆管造成不必要的损失。）

2、喷涂工艺参数

2.1超音速电弧喷涂

第一层：喷涂打底层，CL-302，中速一遍，厚度约0.05-0.1mm，电弧电压36~37V，气压0.5~0.7MPa，喷涂颗粒宜稍粗，使结合面产生微冶金结合，提

高结合力。

第二层：工作层，CP-302A,电弧电压29-31V，喷涂电流由走丝速度

决定，走丝越快电流越大，一般180-220A，气压0.6-0.9MPa，喷涂颗粒极细小，致密耐磨耐腐蚀层，厚度约为0.4-0.5mm。

第三层：封闭层，CCS层，匀速二遍，起封孔保护作用，厚度约为0.1-0.15mm。

3、注意事项

1）喷涂过程中，喷枪与工件表面的距离（喷涂距离）保持在300-400mm，以使喷涂效果最佳。

2）喷涂移动速度也是影响喷涂效果的关键，喷涂时喷涂移动速度保持在1m/min左右，以保证涂层的均匀，并控制喷涂温升100℃以下。

4、喷砂设备与技术说明

本项工程拟采用气动控制的喷砂设备进行喷砂处理，由5年以上操作经验的高级喷砂技工进行喷砂作业。喷砂机如图（8）所示。

5.1喷砂作用：

5.1.1净化（活化）表面：去除被喷表面的各种污染物，特别是油脂、污垢、氧化皮、锈层等，表面显示均匀的金属光泽，以利于打底材料与基体活性表面的粘附结合（机械咬合与冶金微扩散）。工作面清洁度达到Sa3级。

5.1.2粗化表面：热喷涂涂层与基体的结合以机械结合为主，这就要求基体前处理不仅要除油除锈，还要粗化表面，使表面具有一定的粗糙度。表面粗糙度达到GB1031－1995《表面粗糙度参数及其数值》中规定的Rz60—120um。

5.2活化目的：