1 概述 　　熱噴涂技術(shù)是材料表面強(qiáng)化、保護(hù)和尺寸恢復(fù)的新技術(shù)，是我國政府在“六五”、“七五”、“八五”連續(xù)3個(gè)五年計(jì)劃期間重點(diǎn)推廣的新技術(shù)。該項(xiàng)新技術(shù)在中國始于20世紀(jì)50年代，至70年代末初步形成我國自己的設(shè)備、材料、工藝技術(shù)完整體系，并在全國各行各業(yè)開始廣泛應(yīng)用，為我國國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)作出了較大貢獻(xiàn)。經(jīng)過最近20多年的發(fā)展，我國熱噴涂技術(shù)無論在設(shè)備、材料還是工藝技術(shù)方面均取得了長足的進(jìn)步，目前不僅可以生產(chǎn)世界上最先進(jìn)的爆炸噴涂、超音速火焰噴涂、大功率等離子噴涂等熱噴涂設(shè)備，也可向用戶供應(yīng)門類齊全、品種配套、性能可與國外產(chǎn)品媲美的各種先進(jìn)的熱噴涂材料，經(jīng)過數(shù)十年鍛煉的技術(shù)隊(duì)伍使得該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用更加成熟和可靠。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國僅在“八五”計(jì)劃期間推廣熱噴涂技術(shù)就取得了直接經(jīng)濟(jì)效益35億元。 　　我國電站鍋爐和工業(yè)鍋爐以燃煤為主。據(jù)統(tǒng)計(jì)，1998年我國由煤生產(chǎn)電力的份額為75%。而動(dòng)力用煤質(zhì)量偏劣，含灰量和含硫量均較高，這就使燃煤電廠和工業(yè)鍋爐的煤粉生產(chǎn)系統(tǒng)、輸送系統(tǒng)及鍋爐“四管”（即水冷壁管、過熱器管、再熱器管、省煤器管）容易受到磨損和腐蝕，造成設(shè)備損壞并可能導(dǎo)致事故發(fā)生；電廠的引風(fēng)機(jī)、汽缸等有高速流體通過的設(shè)備表面，也因磨損、汽蝕等原因而可能發(fā)生失效，造成重大損失；許多運(yùn)轉(zhuǎn)部件（如各種軸類），也因常發(fā)生機(jī)械性磨損而報(bào)廢。此外，電廠的送變電設(shè)施，各種鋼結(jié)構(gòu)常因處于露天環(huán)境而遭受嚴(yán)重的工業(yè)大氣腐蝕。凡此種種，均可采用熱噴涂技術(shù)來進(jìn)行防護(hù)、強(qiáng)化而大大提高其使用壽命，或進(jìn)行修復(fù)而恢復(fù)其可使用性，從而提高電廠的生產(chǎn)安全性和經(jīng)濟(jì)效益。 [b]2 熱噴涂技術(shù)在電站鍋爐“四管”上的應(yīng)用 [/b]　　鍋爐“四管”工作在高溫、高壓及受煙氣腐蝕、磨粒沖蝕的惡劣環(huán)境中，極易產(chǎn)生高溫腐蝕及磨損，使管壁減薄，一般而言，這種減薄速度約在1mm/年左右，嚴(yán)重者可達(dá)2mm/年以上。鍋爐“四管”減薄后的直接危害是發(fā)生泄漏爆管事故。據(jù)調(diào)查，我國火電廠100MW以上機(jī)組由于“四管”爆漏事故而造成的停機(jī)搶修時(shí)間約占整個(gè)機(jī)組非計(jì)劃停產(chǎn)時(shí)間的40%左右，占鍋爐設(shè)備本身非計(jì)劃停產(chǎn)時(shí)間的70%以上。而根據(jù)1992年我國火電事故的統(tǒng)計(jì)表明，當(dāng)年鍋爐事故占全部發(fā)電事故的56%。如漢川電廠1號(hào)爐300MW發(fā)電機(jī)組1990年開始運(yùn)行，其鍋爐僅1996年就發(fā)生爆管事故11起，直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)2000萬元。由此可見，鍋爐“四管”的高溫腐蝕和磨損不僅嚴(yán)重影響鍋爐的安全運(yùn)行，同時(shí)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，已成為鍋爐安全運(yùn)行中一個(gè)亟待解決的問題。 　　對鍋爐“四管”防護(hù)技術(shù)的研究，國外始于20世紀(jì)80年代初。經(jīng)過數(shù)年的研究、試驗(yàn)，幾個(gè)主要工業(yè)國家找到了各自認(rèn)為較好的防護(hù)手段。如美國TAFA公司采用電弧噴涂45CT涂層，瑞典采用電弧噴涂KANTHALM合金，英國中央電力部采用等離子噴涂Ni-Cr合金粉，美國METCO公司則采用等離子噴涂METCO465合金粉，日本采用超音速火焰噴涂Cr3C2-NiCr合金粉，均取得了很好的效果。 　　國內(nèi)在鍋爐“四管”防護(hù)技術(shù)方面也進(jìn)行了許多研究和嘗試。如20世紀(jì)70年代研開發(fā)的水冷壁管熱浸滲鋁技術(shù)，80年代進(jìn)行的水冷壁管噴熔Ni-W合金技術(shù)等，均取得了一定的效果。自20世紀(jì)90年代以來，逐漸找到了較理想的技術(shù)手段，如用電弧噴涂高鉻NiCr絲材。我國北方已有30多個(gè)火電廠采用熱噴涂技術(shù)來防護(hù)鍋爐“四管”，噴涂面積已達(dá)數(shù)千平方米。 　　值得一提的是美國TAFA公司的45CT合金。該合金采用電弧噴涂方法，從1984年7月起到1986年9月共在世界各地30多臺(tái)鍋爐的“四管”上噴涂1200余m2，經(jīng)測定，涂層的平均磨蝕損失小于0.025mm/年。因此這種材料已得到國際上的承認(rèn)，被許多國家所采用。 [b]3 熱噴涂技術(shù)在引排風(fēng)機(jī)、煤粉風(fēng)機(jī)上的應(yīng)用 [/b]　　火力發(fā)電廠燃煤鍋爐所需燃料和塵、渣的排出均通過各類風(fēng)機(jī)來完成，在送風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)、排粉風(fēng)機(jī)和一次風(fēng)機(jī)中，尤以排粉機(jī)、引風(fēng)機(jī)的工作環(huán)境為惡劣。 　　葉輪是風(fēng)機(jī)的主要部件，在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)將粉、塵排出。懸浮的粉、塵與葉輪葉片之間存在較高速度的相對運(yùn)動(dòng)，從而對葉輪產(chǎn)生沖刷、磨損；葉輪的工作環(huán)境還會(huì)有大量煙氣、水蒸汽，與溫度等因素共同作用，還會(huì)對葉輪產(chǎn)生腐蝕。我國電廠用煤含硫較高，因此煙氣中硫化合物含量也很高，使風(fēng)機(jī)葉輪遭受更為嚴(yán)重的腐蝕。因此我國電廠的引風(fēng)機(jī)壽命一般只2000～3000h，有些甚至只數(shù)百小時(shí)；我國排粉風(fēng)機(jī)一般壽命則為4000h。 　　風(fēng)機(jī)的快速損壞不僅造成備件耗量加大和巨大的停機(jī)損失，也因灰粒進(jìn)入葉片機(jī)翼內(nèi)腔而頻頻引起強(qiáng)烈振動(dòng)，造成風(fēng)機(jī)損壞事故，直接影響鍋爐的安全生產(chǎn)。 　　目前強(qiáng)化風(fēng)機(jī)葉輪的主要工藝方法有堆焊、鑲塊、氧乙炔火焰噴涂、電弧噴涂、等離子噴涂及氧乙炔火焰噴熔等。堆焊法對工件熱輸入量大，葉輪變形問題難克服；鑲陶瓷塊法易產(chǎn)生局部脫塊，因而造成該局部磨損特別快及引起風(fēng)機(jī)振動(dòng)加劇；氧乙炔火焰噴涂涂層結(jié)合強(qiáng)度低，涂層因致密度不夠而耐磨性差。因此上述3法目前均使用很少，而電弧噴涂、等離子噴涂和氧乙炔火焰噴熔工藝是目前較好的風(fēng)機(jī)葉輪強(qiáng)化方法，前2者產(chǎn)生的結(jié)合強(qiáng)度與致密度、耐磨性不及后者，但從熱輸入量的多少及葉輪的變形程度看，前2者又優(yōu)于后者。 　　湖北青山熱電廠排粉機(jī)葉輪采用氧乙炔火焰噴熔FNi-15和FNiWC-35后，使用壽命由原來的0.5年提高到2.5年以上；香港HOPEWELL電力公司沙角B廠日本產(chǎn)引風(fēng)機(jī)在運(yùn)行6年后的大修中，亦采用氧乙炔火焰噴熔FNi-15B材料來強(qiáng)化，效果很好；韓城電廠、楊樹蒲電廠、豐山電廠等許多電廠的引風(fēng)機(jī)葉輪、集流器、調(diào)節(jié)器等均采用氧乙炔火焰噴熔的辦法進(jìn)行預(yù)保護(hù)，使運(yùn)行壽命提高了3～5倍。中淮電力公司采用電弧噴涂鉻合金對徐州熱電廠、大屯電廠等的排粉機(jī)、引風(fēng)機(jī)葉輪進(jìn)行防護(hù)，使用壽命也在3年以上。 [b]4 熱噴涂技術(shù)在煤粉生產(chǎn)、輸送系統(tǒng)中的應(yīng)用 [/b]　　磨煤機(jī)械和煤輸送機(jī)械受煤塊、煤粉的直接磨損，屬典型的磨粒磨損。這些易磨損部件的防護(hù)問題、用堆焊法和熱噴熔法較好。如磨煤輥目前多采用堆焊法，但輥道和輸送板等部件因堆焊易造成變形而多采用熱噴熔法，如秦嶺電廠的輸送板采用熱噴熔方法使壽命提高了5～7倍。 [b]5 熱噴涂技術(shù)在電廠軸類工件上的應(yīng)用 [/b]　　電廠軸類工件一般因軸頸處磨損超差而報(bào)廢。汽輪機(jī)主軸的軸承油檔位置、發(fā)電機(jī)主軸的軸瓦部位因震動(dòng)和供油問題容易產(chǎn)生主軸的拉槽磨損。采用熱噴涂方法對超差的軸類進(jìn)行修復(fù)，不僅可以恢復(fù)其使用性能，而且因噴涂層的高耐磨性而使噴涂件的使用壽命超過新件3～5倍〔3〕，從而使電廠獲得可觀的安全和經(jīng)濟(jì)效益。 　　吉林熱電廠500t/h磨煤機(jī)主軸，軸長3.5m，直徑300mm，投產(chǎn)5年后，磨煤機(jī)隔板與主軸之間磨損嚴(yán)重而產(chǎn)生強(qiáng)烈振動(dòng)，被迫停止運(yùn)行。該廠采用熱噴熔辦法，花費(fèi)不到1萬元即將這根價(jià)值12萬元的軸修復(fù)，且比原新軸的年磨損量小了3倍。武漢鋼電股份有限公司火電站2臺(tái)水泵軸軸承位置處單邊磨損深度在0.5mm以上，該軸長4m，每根軸2個(gè)軸承位，軸承位的尺寸為φ200×150mm。若換新軸不僅費(fèi)用大，且制造周期長，滿足不了維修的時(shí)間要求，采用氧乙炔火焰線材噴涂方法很快便將2軸修復(fù)好，經(jīng)裝機(jī)使用，效果良好。 [b]6 熱噴涂技術(shù)在火電廠其他設(shè)備、設(shè)施上的應(yīng)用 [/b]　　電廠汽缸缸體與缸蓋因變形常發(fā)生蒸汽泄漏，而一旦發(fā)生蒸汽泄漏，其接合處便會(huì)加快沖蝕損壞，使汽輪機(jī)無法正常運(yùn)行。國內(nèi)外多數(shù)電廠目前均采用熱噴涂技術(shù)或電刷鍍技術(shù)來恢復(fù)汽缸密封面，其中熱噴涂法是恢復(fù)汽缸密封面行之有效的方法。 　　電廠許多室外鋼結(jié)構(gòu)件，如室外管道、送變電設(shè)施等，長期暴露在工業(yè)大氣中，日曬雨淋。傳統(tǒng)的油漆防護(hù)法和熱浸鍍鋅雖一次投資較省，但防護(hù)周期短（特別是油漆防護(hù)），涂層維護(hù)和更新頻繁，從長期防護(hù)成本角度看，反而不及長效的熱噴涂鋅、鋁涂層。熱噴涂鋅涂層的防護(hù)周期可達(dá)30年，熱噴涂鋁涂層的防護(hù)期可達(dá)50年。 　　國外從20世紀(jì)20～30年代開始就將熱噴涂技術(shù)用于室外鋼結(jié)構(gòu)件的長效防腐。如美國格蘭維奇市天然氣化工廠的一座鋼結(jié)構(gòu)凈化裝置，在表面熱噴涂0.13mm厚的鋁涂層，投入使用30年后仍完好無損。大量的工程應(yīng)用表明，熱噴涂鋅、鋁防護(hù)涂層與重防蝕涂裝、常規(guī)防蝕涂裝投資比例為3.1∶1.9∶1.2，但壽命比為10∶4∶2.9，按20年期計(jì)算，其總投資比為5∶7∶10，因此，對室外鍋結(jié)構(gòu)件的防護(hù)，最理想的方案應(yīng)是熱噴涂長效鋅、鋁涂層。 [b]7 結(jié)語 [/b]　　磨損和腐蝕是造成火電廠設(shè)備失效的主要原因，而熱噴涂技術(shù)恰是對付工件表面磨損與腐蝕的卓有成效的表面修復(fù)與防護(hù)、強(qiáng)化的新型技術(shù)。隨著熱噴涂技術(shù)在火電行業(yè)的進(jìn)一步推廣應(yīng)用，必將為火力發(fā)電行業(yè)帶來越來越大的安全、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。 　　 參考文獻(xiàn) 　　1 丁彰雄等.鍋爐管道熱噴涂涂層腐蝕及磨損性能研究.第十五屆全國熱噴涂技術(shù)經(jīng)驗(yàn)交流會(huì)論文集，2001 　　2 張恒祥.電站鍋爐“四管”表面預(yù)保護(hù)技術(shù)的應(yīng)用及其發(fā)展趨勢.全國熱噴涂技術(shù)經(jīng)驗(yàn)交流會(huì)論文集，1982