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等離子噴涂用于煙氣輪機葉片防腐

發(fā)布時間:2017-09-13T11:09:30

煙氣輪機利用催化裂化過程中產(chǎn)生的高溫?zé)煔庠俅巫龉?,將熱能轉(zhuǎn)化成電能,產(chǎn)生的電能帶動整個煉化裝置運行,既充分利用了能源,又減少了廢氣的排放,是煉油企業(yè)中的關(guān)鍵設(shè)備,對企業(yè)實現(xiàn)節(jié)能減排的目標發(fā)揮著十分重要的作用。煙氣輪機運行狀況的好壞直接關(guān)系到石油煉油企業(yè)各裝置能否長期、安全地運行,并影響企業(yè)的經(jīng)濟效益。

然而,煙氣輪機工作狀況十分惡劣:高溫、高壓、腐蝕以及固體顆粒沖擊,造成葉片腐蝕嚴重。煙氣輪機服役溫度為600~800℃,煙氣輪機中的煙氣是焦(渣)油(經(jīng)常摻雜有瀝青)的燃燒產(chǎn)物,含有大量有害元素或介質(zhì),如:S,K,Ca,Mg,Na,V,F(xiàn)e,SO2,SO3等,這些元素或介質(zhì)通過反應(yīng)會產(chǎn)生一系列低熔點化合物或共晶物沉積在葉片表面,具有很強的腐蝕性。此外,煙氣中帶有一定濃度的高速運動的催化劑硬質(zhì)顆粒(如硅酸鋁等),對葉片表面造成沖蝕,葉片在無涂層保護的情況下,一般使用周期僅為2~6個月,整個葉片會全部腐蝕磨損掉。為此,必須解決煙氣輪機葉片的防腐問題。

熱噴涂技術(shù)是一門表面防護和表面強化的技術(shù),近些年發(fā)展十分迅速,其涂層具有耐腐蝕、耐磨損或隔熱等優(yōu)良性能,在航空航天、機械制造、石油化工、汽車等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。等離子噴涂技術(shù)是熱噴涂技術(shù)之一,它是以等離子弧為熱源的熱噴涂技術(shù)。等離子弧是一種高密度熱源,電弧在等離子噴槍中受到壓縮、能量集中。等離子噴涂有以下三個主要特點:一是工件無變形,不改變基體金屬熱處理后的性質(zhì);二是涂層種類多,由于焰流溫度高,可以將各種噴涂材料加熱到熔融狀態(tài),從而可以得到各種性能的涂層;三是工藝穩(wěn)定,涂層質(zhì)量高。應(yīng)用等離子噴涂技術(shù)在煙氣輪機葉片上制備防腐涂層是解決其防腐問題的一種有效方法。

等離子噴涂制備煙氣輪機葉片涂層的工藝流程為:基體除油除銹→噴砂→制備過渡層→噴涂工作層。煙機葉片涂層的主要成分為:Co35~60%,Cr25~40%,Ni8~15%。該涂層抗高溫?zé)岣g性能強,高溫硬度高,防護性能優(yōu)異,完全能滿足各種功率煙機葉片的工作要求。

等離子噴涂技術(shù)在煙氣輪機葉片耐高溫腐蝕方面取得了很好的應(yīng)用。實踐證明,熱噴涂技術(shù)是解決煉油裝備中腐蝕和磨損的有效技術(shù)。例如:上海石化引進美國煙機,該煙機運行572天后,葉片全部磨損報廢;后改用國產(chǎn)GH864材料并涂覆涂層后,連續(xù)運行52570h,創(chuàng)造煙機連續(xù)工作最長的紀錄。廣州石化煉油廠采用煙機葉片涂覆涂層后,連續(xù)運行18288h后,葉片涂層情況良好。濟南煉油廠對煙機采用涂層防護后,平均每小時節(jié)電5000kW,效益十分顯著。在含高灰塵(平均濃度345.3mg/m3)及嚴重硫腐蝕(硫含量達30~44.5kg/h)環(huán)境下工作的煙機,連續(xù)運行8424h后停機檢查,葉片完好無損。

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