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超音速電弧噴塗原理、施工設備、施工流程及材料選擇

發布時間:2019-05-05 20:11  信息來源:蝶恋花直播APP下载地址新材料(蘇州)有限公司

  超音速電弧噴塗是使用固體和粉芯絲材噴塗致密或細膩的塗層,這種技術的優點與偶很多,要了解超音速電弧噴塗工藝就要先了解超音速電弧噴塗的原理。
 
超音速電弧噴塗原理、施工設備、施工流程及材料選擇
 

  一、超音速電弧噴塗原理

 
  燃燒於絲材端部的電弧將均勻送進的絲材融化,經拉伐爾噴嘴加速後的超音速氣流將融化的絲材霧化為粒度細小、分布均勻地的粒子,噴向工件形成塗層。超音速電弧噴塗和普通電弧噴塗的區別就在於噴槍,前者噴槍具有拉伐爾裝置,其可將壓縮空氣加速至超音速狀態(實際速度可達380m/s以上),將熔化的金屬粒子以超音速噴射到基體表麵,而普通電弧噴塗噴槍則沒有拉伐爾裝置,其射流速度最多隻相當於亞音速。表現在塗層質量上,超音速電弧噴塗設備使金屬粒子沉積率更高、霧化效果更好、塗層更均勻細膩(孔隙率≤0.9)、結合強度更高。
 
  但其缺點是噴槍造價高,導電嘴損耗快,因此,為降耗增效,大多數噴塗施工廠家采用的都是亞音速噴塗設備。從超音速電弧噴塗設備使用情況來看,國內在用超音速設備不超過20%。如下圖:超音速電弧噴塗塗層均勻細膩孔隙率低。
 

  二、超音速電弧噴塗施工設備、施工流程

 
  1、啟動空氣壓縮機(容量須達到6立方以上),會持續產生六至八公斤壓縮空氣;
 
  2、壓縮空氣經儲氣罐(穩定氣壓、冷卻排水作用);
 
  3、壓縮空氣經油水分離器過濾掉壓縮氣體中的油分和部分水分;
 
  4、壓縮空氣經冷凍幹燥機,使高溫的壓縮空氣降低溫度、排除剩餘水分;
 
  5、清潔、冷卻的壓縮空氣分兵兩路,一路進入噴砂機,另一路進入噴塗機(嚴格來說,還有一小路氣體通入施工人員保護服,使之保持正壓,防止粉塵進入保護服內);
 
  6、施工開始,第一步先進行噴砂除鏽施工,目的是去除基體上的氧化層,使基體完全露出金屬光澤並具備一定的粗糙度;
 
  7、控製啟動噴塗機和送絲機,進行超音速電弧噴塗施工。
 
超音速電弧噴塗原理、施工設備、施工流程及材料選擇
 

  三、材料選擇

 

  1、噴砂材料:

 
  循環流化床鍋爐噴塗施工中最重要的步驟之一就是噴砂除鏽工藝,如果這一步做不好,會直接影響噴塗的質量,導致塗層起皮、脫落的原因大多與之相關。
 
  在GB/T17850.1中,關於噴砂材料的種類有九種之多,但在流化床鍋爐噴砂施工中通常選擇石英砂、金剛砂或銅礦砂等材料進行,由於近幾年國家對礦產資源和環保的控製,應用石英砂情況正逐漸減少,優質的銅礦砂和金剛砂也是很好的選擇。
 
  根據經驗噴砂材料的選擇一般掌握下列幾點;a、硬度高(莫氏硬度7H以上),b、棱角分明,c、顆粒均勻(一般1-3mm)、d、粉塵少。現場對a材料硬度的判斷比較困難,有經驗的施工人員用榔頭輕輕敲擊砂粒便能大體判斷材料硬度,再有,噴砂過後如果爐膛砂子都呈粉末狀,則證明砂子硬度不高,如果水冷壁是二次以上噴塗,塗層質量則不能保證。而對於b、c、d的檢驗,目測既能直觀的判斷。
 

  2、噴塗絲材:

 
  循環流化床鍋爐噴塗的目的就是為了防止床料對管壁的衝刷,這就要求所用的噴塗材料必須要具有優異的防磨性能和高結合強度,因很難在一種材料上兼具上述兩種性能,所以常用噴塗絲材可分為兩種,一種是打底絲(噴打底層),一種是防磨絲(噴工作層),即通常所說的底絲和麵絲,如果爐管是新管,則隻需噴麵絲即可,如果是二次以上噴塗,則必須先噴塗打底絲,再噴塗麵絲。目前效果最好的打底絲是鎳鋁合金絲(鎳含量95%以上),但因其成本高昂,目前噴塗工程大多采用普通鐵基打底絲施工。防磨絲材大體分為實芯絲和粉心絲兩種,實芯絲大多是3Cr13、7Cr13之類不鏽鋼材質,空芯絲中間為空心,以金屬或非金屬化合物粉末等耐磨材質填充,其大體又分為碳鋼外皮和不鏽鋼外皮絲,目前循環流化床鍋爐噴塗項目大都使用這兩種絲材,這兩種絲材噴塗完工後從表麵目測不易分別,但運行一個周期後,前者塗層和水冷壁管顏色差別不大,後者則能很容易的分辨。
 
超音速電弧噴塗原理、施工設備、施工流程及材料選擇
 

  四、確保超音速電弧噴塗工程質量、效率的條件

 
  一次完美的循環流化床鍋爐噴塗工程,必須具備下列條件:
 
  1、首先要確保施工作業區通風良好,施工作業中人員視線清晰,施工平台或腳手架安全可靠,設備移動方便。
 
  2、施工前應由專業水平的項目經理對鍋爐施工麵進行全麵的檢查。
 
  這一點是保證工程防磨周期的最重要的一點,但大部分施工單位恰恰忽略掉這點,往往都是簡單的廠方指定噴塗區域,施工單位最後交出多少噴塗麵積了事,從這方麵也能判斷施工隊伍的優劣。在噴塗施工過程中,噴塗火花在管壁上是呈球麵在均勻移動,其並不能像電焊一樣修補細小的點,如下圖這樣,這種嚴重磨損的溝槽式衝刷,如果發現不了和不經過細致的焊補和打磨就直接噴砂、噴塗,則將很快就會發生爆管。可以說鍋爐噴塗要達到理想的效果,麵積和部位不在於多,而在於精。
 
  3、要保證空壓機油、油濾、油分等在正常檢修期內,啟動空壓機,空氣壓力保持在在0.6-0.8兆帕之間,每次開機要檢查儲氣罐排汙口水氣中不含油分。
 
  4、噴塗絲材應選用正規廠家的產品,絲材粗細一致,接頭順滑,無開裂(空芯絲材),材料霧化效果好、沉積率高(即所謂“上絲”好),如有條件可現場抽檢絲材樣品進行檢測。
 
  5、噴砂工序必須幹淨、徹底,尤其是二次以上噴塗,必須保證噴砂麵的粗糙度。噴砂材料除按前述條件選擇材料之外,噴砂材料還必須保持幹燥,單位麵積用量足夠,按經驗一般每噴砂10平方米用砂量≥1噸。
 
  6、噴塗機根據絲材不同選擇合適的噴塗電壓,噴塗開始前調整送絲機速度,根據火花判斷是否達到最好的霧化效果。噴塗槍具有拉伐爾超音速裝置(可目測判斷較短小的槍頭基本不具有超音速功能),從而使熔化的金屬粒子均勻細膩的沉積的基體表麵。及時更換導電嘴、噴嘴和送絲管。
 
  7、二次以上噴塗施工必須按照先打底層、後工作層順序進行,禁止隻噴底絲(驗收時不易分辨)和麵絲搭配底絲噴塗施工。塗層上部留有足夠的過度區,以免塗層過厚導致上部出現溝槽式磨損。
 
  8、噴塗施工必須根據空氣濕度情況,按時對儲氣罐、分離器、冷幹機手動排汙閥排水、排汙。
 
  9、冷幹機製冷效果正常,排汙間隔正常。
 
  10、封孔材料或防磨塗料必須按比例充分攪拌,噴塗或塗刷厚度均勻,無漏拉。