Pri zhodnocovaní zvyškového plynu pri spaľovaní priemyselného odpadu, pri vysokoteplotných{0}}systémoch ohrevu roztavenej soli a zariadení na výmenu tepla spalín z kotla sú vykurovacie rúrky z nehrdzavejúcej ocele 316 vystavené drsnému prevádzkovému prostrediu, ktoré kombinuje vysoko-teplotnú oxidáciu, pranie pevných častíc, koróziu kyslým plynom a striedavé studené-tepelné cykly. Hoci samotný substrát má strednú -odolnosť voči korózii pri vysokej teplote, dlhodobý- vplyv popolčeka, častíc oxidov kovov a korozívnych spalín so zmesou síry a chlóru nepretržite obrusuje a ničí natívny pasívny film bohatý na chróm-, čo spúšťa vysokoteplotnú oxidáciu, koróziu spôsobenú rosným bodom{10} a eroziu kyseliny{10}. Tradičné organické a anorganické antikorózne povlaky{12}}neodolajú dlhodobému-nárazu vysokorýchlostných častíc{14}}a častým tepelným šokom, ktoré sú náchylné na praskanie, odlupovanie a rýchle zlyhanie ochrany. Technológia povrchovej úpravy zliatiny tepelným nástrekom nanáša na povrch trubice vysokovýkonné ochranné vrstvy na báze niklu,{17}na báze kobaltu{18}alebo železa{19} pomocou{20}}vysokoteplotného tavenia a vysokej{21}}rýchlosti, čím sa vytvorí metalurgicky spojená kompaktná izolačná bariéra. Dokáže súčasne odolávať vysoko{23}}oxidácii pri vysokej teplote, erózii častíc a prenikaniu kyslého média a slúži ako pokročilá metóda spevnenia povrchu na ohrev rúr v podmienkach ultra-tvrdej vysoko{25}}erózie pri vysokej teplote-korózie. Mnohé podniky iba zväčšujú hrúbku steny rúrky alebo prijímajú jednoduchú povrchovú pasiváciu, ktorá v zásade nedokáže odolávať spojenému mechanickému opotrebovaniu a vysokoteplotnej chemickej korózii, čo vedie k častým predčasným poruchám perforácie zväzkov vykurovacích rúrok. Rozumný výber materiálov tepelného striekania a štandardizované riadenie procesu striekania sú preto rozhodujúce na predĺženie životnosti vykurovacích rúrok v prostredí so silnými-teplotami spalín a roztavenej soli.
Tepelne striekané zliatinové povlaky dosahujú anti{0}}ochranu proti korózii a{1}}opotrebeniu, pričom sa spoliehajú na kompozitné ochranné mechanizmy fyzikálnej bariéry, odolnosť proti oxidácii pri vysokých-teplotách a odolnosť proti mechanickému opotrebovaniu. Po prvé, hustý zliatinový povlak úplne izoluje substrát z nehrdzavejúcej ocele od vysokoteplotných spalín, pevných častíc a kyslého kondenzátu, čím blokuje difúzny kanál prvkov síry, chlóru a kyslíka, aby sa zabránilo vysokoteplotnej medzikryštalickej oxidácii a leptaniu matricou kyselinou. Po druhé, zliatinové komponenty bohaté na chróm, hliník a nikel spontánne vytvárajú stabilné husté ochranné oxidové filmy Cr₂O3 a Al₂O3 v prevádzkových podmienkach pri vysokých-teplotách, ktoré môžu samy-opravovať menšie defekty povlaku a obmedzovať ďalšiu oxidačnú expanziu. Po tretie, vysoká tvrdosť a kompaktná vrstvená štruktúra tepelne striekaných povlakov výrazne zlepšuje odolnosť povrchu proti opotrebeniu, účinne tlmí vplyv-vysokorýchlostných pevných častíc a zabraňuje pasívnemu odstraňovaniu filmu spôsobenému-dlhodobou eróziou tekutín. Okrem toho prispôsobením koeficientu tepelnej rozťažnosti medzi náterom a substrátom sa výrazne znižuje riziko praskania a odlupovania náteru pri častom tepelnom cyklovaní. Nesprávna predbežná úprava, neprimerané parametre striekania alebo nezhodné typy práškových zliatin povedú k defektom, ako je pórovitosť povlaku, slabá väzbová sila a zvyškové vnútorné napätie, ktoré sa stanú preferovanými kanálmi pre inváziu korozívnych médií a namiesto toho urýchlia lokalizovanú koróziu substrátu.
Táto štúdia navrhuje štyri štandardizované implementačné stratégie na ochranu tepelným striekaním zliatinového povlaku vykurovacích rúrok z nehrdzavejúcej ocele 316. Najprv vyberte materiály zliatiny tepelným nástrekom na základe prevádzkovej teploty a charakteristík korozívneho média. Pre pracovné podmienky s trvalou teplotou pod 550 stupňov a nízkou -koncentráciou síry-splodín chlóru sa uprednostňuje prášková zliatina niklu-chrómu s vynikajúcou odolnosťou proti oxidácii a miernou odolnosťou proti opotrebovaniu, vhodná pre konvenčné vykurovacie rúrky na rekuperáciu odpadového tepla z kotlov. Pre prostredia s vysokou-teplotou nad 550 stupňov s hustou eróziou častíc polietavého popolčeka a silnou kyslou koróziou sa používa kobaltový-samotavný{11}}zliatinový prášok na dosiahnutie mimoriadne-vysokej tvrdosti, odolnosti proti opotrebovaniu a odolnosti voči tepelným šokom. Pre vykurovacie systémy s roztavenou soľou so silným rizikom prieniku chloridov sa vyberá povlak z kompozitnej zliatiny hliníka-niklu, ktorý môže vytvoriť kompaktnú ochrannú vrstvu oxidu hlinitého na blokovanie infiltrácie chloridových iónov. Striekací prášok na báze uhlíkovej ocele-je prísne zakázaný pre vysoko{17}}korózne pracovné podmienky, aby sa zabránilo galvanickej korózii medzi defektmi povlaku a podkladom z nehrdzavejúcej ocele.
Po druhé, striktne implementujte odstupňovanú predúpravu povrchu, aby ste zaručili účinnosť lepenia náteru. Odstráňte povrchovú mastnotu, oxidy pri zváraní, vrstvy hrdze a zvyškové pasivačné nečistoty pomocou alkalického odmasťovania, ultrazvukového čistenia a vysokotlakového-oplachovania čistou vodou. Vykonajte pieskovanie s hranatým hnedým korundovým abrazívom, aby ste vytvorili rovnomernú textúru kotvy na povrchu rúrky a kontrolovali drsnosť povrchu v rozmedzí 60–100 μm, aby sa maximalizovalo mechanické spojenie medzi náterom a substrátom. Kompletný tepelný nástrek do 4 hodín po pieskovaní, aby sa zabránilo sekundárnej oxidácii a povrchovej kontaminácii; miestne jemné brúsenie je potrebné pre zvarové švy, ohnuté prechodové časti a upínacie polohy, aby sa eliminovali ostré hrany, ktoré ľahko spôsobujú praskanie povlaku. Akýkoľvek povrchový olej, prach alebo zvyšky oxidačného filmu spôsobia lokálne odlupovanie náteru a skryté korózne defekty.
Po tretie, optimalizujte{0}}parametre procesu vysokorýchlostného tepelného striekania a kontrolujte kvalitu štruktúry náteru. Využite technológiu vysokorýchlostného kyslíkového striekania- paliva na minimalizáciu pórovitosti náteru, pričom vzdialenosť striekania, tlak paliva a rýchlosť podávania prášku sú nastavené tak, aby sa zabezpečilo rovnomerné ukladanie častíc zliatiny. Nastavte viac{5}}prechodový recipročný striekací režim, aby ste zabránili nadmernej hrúbke jednej-vrstvy spôsobujúcej praskanie náteru tepelným napätím; kontrolovať celkovú hrúbku povlaku medzi 200 μm a 500 μm podľa stupňa korózie a opotrebovania. Po nástreku vykonajte tepelné spracovanie pri nízkej teplote{10}}odstránenia napätia, aby ste odstránili zvyškové tepelné napätie vo vnútri náteru a zabránili iniciácii trhlín pri striedavých teplotných cykloch. V prípade zložitých združených vykurovacích rúrok použite malé{12}}otočné rozprašovacie prípravky, aby ste zabezpečili úplné pokrytie nástrekom bez mŕtvych uhlov v medzerách rúrok a pevných kontaktných pozíciách.
Po štvrté, vykonajte po-ošetrenie utesnením postriekaním a vytvorte úplný-cyklus kontroly náteru a mechanizmu údržby. Utesnite malé vnútorné póry tepelne striekaných náterov pomocou anorganického tmelu odolného voči vysokým teplotám, aby ste ďalej zlepšili výkon bariéry proti prenikaniu korozívnych plynov a kondenzátu. Pred dodaním do továrne vykonajte kontrolu vzhľadu náteru, detekciu hrúbky, test pórovitosti a test pevnosti spojenia; použite detektor dierok na odhaľovanie mikro-defektov a opravte dierky a miestne tenké oblasti pomocou doplnkového tesnenia. Počas-prevádzky na mieste pravidelne každých šesť mesiacov kontrolujte neporušenosť náteru oblastí eróznej veternej erózie a miesta náchylné na rosný{8}bod; včas vykonajte lokálne pieskovanie a opravu tepelným nástrekom pre čiastočné odlupovanie, odieranie a poruchu náteru. Kombinujte pravidelnú ultrazvukovú detekciu hrúbky steny na monitorovanie korózie substrátu pod povlakom; keď oblasť zlyhania náteru presiahne 15 %, zaistite celkovú renováciu nového náteru, aby ste predišli veľkoplošným-únikom vysokoplošnej{12}}erózie substrátu-koróziou.
Priemyselné overenie v teréne ukazuje, že vykurovacie rúrky z nehrdzavejúcej ocele 316 potiahnuté tepelným nástrekom môžu nepretržite fungovať viac ako 35 mesiacov v prostredí s vysokou teplotou spalín a eróziou častíc bez zlyhania prieniku. Na rozdiel od toho nepotiahnuté vykurovacie rúrky trpia v priebehu 4 až 9 rokov silnou-teplotnou eróziou a lokálnym únikom kyslej korózie. Na záver, pracovný-prispôsobivý výber práškovej zliatiny, štandardizovaná predúprava povrchu, presné riadenie parametrov tepelného nástreku a po-údržba tesnenia po nátere môžu vytvoriť vysokovýkonnú{10}}ochrannú bariéru proti-opotrebeniu a{12}}vysokým{13}}teplotám-korózie. Technológia povrchovej úpravy zliatiny tepelným nástrekom účinne prekonáva obmedzenia substrátu z nehrdzavejúcej ocele tým, že odoláva spojovaciemu poškodeniu pri vysokoteplotnej chemickej korózii a mechanickej erózii častíc a poskytuje spoľahlivé riešenie s dlhou životnosťou-povrchovej antikoróznej ochrany- nehrdzavejúcej ocele 316, ktoré slúžia pri spaľovaní odpadov, v systémoch výmeny tepla z kotlov a spalín a roztavenej soli.
