Метод выполнения антикоррозийного слоя щита тепловой печной камеры

007044 Предметом изобретения является метод выполнения антикоррозийного слоя щита тепловой печной камеры. Внедрение нового поколения пылеугольных печных камер приведет к радикальному снижению выделения вредных оксидов азота. Низкая концентрация оксидов азота достигается путем частичного снижения NOx в низкоэмиссионных форсунках и постепенного увеличения подачи воздуха к пылеугольной топке. Отрицательным результатом этого процесса является постоянное восстановление атмосферы в области экрана топочной камеры, что приводит к ускоренному протеканию коррозионных процессов экранных трубок, и, в свою очередь, - к аварийным задержкам в работе котлов. Скорость коррозии, измеряемая скоростью истончения стенки, достигает примерно 1 мм/105 ч. Известные до настоящего времени способы предотвращения коррозии щитов печных камер состоят в подготовке сжигаемого угля в плане чистоты и ассортимента за счет впрыскивания в продукты сгорания горючих добавок, которые предотвращают обрастание труб осадком, в улучшении состава воздушно-топливной смеси с целью минимизации сжигания побочных продуктов, во внедрении системы воздушной оболочки, защищающей экраны котла от окислительной атмосферы, или в термическом напылении покрытий, защищающих поверхность щитов камер от газовой и осадочной коррозии. Такие меры лишь частично решали проблему коррозии и, кроме того, были ограничены экономическими и техническими условиями. Термическое напыление защитных покрытий не нашло широкого применения из-за высокой стоимости материалов для покрытий, составляющей около 100 долларов США за килограмм. К примеру, использовались покрытия на основе таких элементов, как хром, никель, кобальт, титан, вольфрам, ванадий, иттрий или гафний. Известны также предложения по созданию алюминиевых защитных покрытий деталей устройств,работающих в экстремальных условиях. Например, из заявленного американцами патентного описания 60141659 известен способ создания диффузионного алюминиевого покрытия на детали, к примеру на части газотурбинного двигателя, который состоит в помещении детали в соответствующую камеру покрытия в атмосфере инертного газа или в вакууме. Такой способ не может быть использован для имеющих большие размеры щитов печных камер пылеугольных котлов, при этом наносимое покрытие не обеспечивает требуемой степени защиты от газовой и высокотемпературной коррозии, которая наблюдается в печных топках, работающих на угольной пыли. Задачей настоящего изобретения является создание метода выполнения антикоррозийного слоя на новых элементах щита, размещающихся после их монтажа на котле в непосредственной близости от сферы действия топки, работающей на угольной пыли. Предмет настоящего изобретения решает эту задачу. Суть способа согласно изобретению состоит в том, что на первой стадии производится струйно-абразивная очистка основы до чистоты Sa 3 и шероховатости Rz от 35 до 100 мкм при давлении сжатого воздуха от 5 до 12 МПа, во второй фазе в процессе плазменного напыления применяется алюминиевый порошок с чистотой минимум 99,5 Аl и грануляцией от 40 до 200 мкм, эффективно 120 мкм, при расстоянии напыления от 5 до 20 мм, наиболее эффективно 10 мм, напряжении U от 45 до 70 В, наиболее эффективно 58 В, силе тока I от 350 до 420 А в атмосфере аргона от 2000 до 3000 л/ч и при давлении плазмообразующих газов Р от 1,5 до 4 МПа, наиболее эффективно 3 МПа, а на третьей стадии производится придание стойкости верхнему слою нанесенного покрытия по отношению к газовой высокотемпературной коррозии до получения оксида алюминия (Аl2 О 3), а также инициирование диффузии Аl к основе путeм дополнительного нагрева при температуре от 350 до 650 С в течение от 4 до 8 ч. Нанесенное таким образом антикоррозийное покрытие на щитах тепловых камер топочных котлов,работающих на угольной пыли, позволяет достичь хорошей адгезии к основе, то есть стальному щиту котла, с силой сцепления минимум 40 МПа. Такое покрытие может иметь толщину от 50 до 400 мкм и характеризуется низкой пористостью. Существенной чертой и одновременно преимуществом этого способа согласно изобретению является применение дешевого материала покрытия, которым является алюминий, подбор соответствующих параметров для трехстадийной обработки плазменного покрытия, а также третья двухслойная форма покрытия, верхний слой которой представляет собой дополнительную защитную алюминиевую оболочку в виде оксида алюминия (Аl2 О 3) с высокими антикоррозионными характеристиками, защищающую в экстремальных условиях, имеющих место в топке котла, отапливаемого угольной пылью. Пример. На первой стадии применяется очистка основы, или стальных труб щита, путeм струйно-абразивной обработки до чистоты Sa 3 и средней шероховатости Rz 80 мкм. Для такой обработки можно использовать шлак, дробь из чугунного и стального лома, корунд, электрокорунд с размером частиц 0,9 мм. Давление сжатого воздуха при струйно-абразивной обработке составляет 10 МПа. На второй стадии процесса плазменного напыления в качестве материала оболочки используется алюминиевый порошок с чистотой 99,5% Аl и размером частиц 120 мкм. Характеристики процесса плазменного напыления следующие: расстояние напыления L=10 мм напряжение U=58 В-1 007044 ток I=от 350 до 480 А аргон=2500 л/ч давление потока плазмообразующих газов Р=3 МПа На третьей стадии путeм дополнительного нагрева при температуре 450 С в течение 5 ч осуществляется придание стойкости верхнему слою нанесенного алюминиевого покрытия от высокотемпературной газовой коррозии, а также достижение максимальной диффузии Аl к основе. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ формирования антикоррозийного покрытия на основе, представляющей собой щит тепловой печной камеры, посредством плазменного напыления, в котором на первой стадии осуществляют струйно-абразивную очистку основы до чистоты Sa 3 и шероховатости Rz от 35 до 100 мкм при давлении сжатого воздуха от 5 до 12 МПа, на второй стадии осуществляют плазменное напыление алюминиевого порошка с чистотой по меньшей мере 99,5 Аl и размером частиц от 40 до 200 мкм, при этом расстояние напыления составляет от 5 до 20 мм, напряжение U - от 45 до 70 В и ток I - от 350 до 420 А, причем напыление ведут в атмосфере аргона при его расходе от 2000 до 3000 л/ч и давлении плазмообразующих газов Р, составляющем от 1,5 до 4 МПа, а на третьей стадии осуществляют термообработку основы с покрытием при температуре от 350 до 650 С в течение 4-8 ч для инициирования диффузии Аl к основе, а также для придания нанесенному покрытию стойкости к высокотемпературной газовой коррозии за счет образования в покрытии слоя оксида алюминия (Аl2 О 3). 2. Способ по п.1, в котором размер частиц алюминиевого порошка составляет 120 мкм, расстояние напыления - 10 мм, напряжение - 58 В, а давление плазмообразующих газов - 3 МПа.