[发明专利]一种抗腐蚀锅炉管及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及金属材料渡覆领域，具体涉及一种抗腐蚀锅炉管及其制备方法。

背景技术

目前，锅炉管主要用来制造水冷壁管、沸水管、过热蒸汽管、烟管及拱砖管等，使用温度一般在350℃以下。锅炉管使用时经常处于高温和高压条件，锅炉管在高温烟气和水蒸气的作用下，易发生氧化和腐蚀。为了提高锅炉管的耐高温、抗腐蚀性能，常用的方法是在锅炉管外表面涂覆一层保护层，保护层的材料主要有：有机高分子材料、合金材料和无机材料。其中，有机高分子材料在高温环境下长期使用容易分化，失去原有性能，降低锅炉管的持久性；合金材料耐磨、耐氧化、和管体具有很强的结合力，是应用较多的保护层；无机材料虽然耐高温抗腐蚀，但是同时也具有高隔热性能，降低了锅炉管传递热量的性能。

中国专利CN201610681551.8公开了一种锅炉管及其制作工艺，该涂层材料由下列组分组成，钡，钼，铯，锂，铅，铝，硼，碳，铁，镍，镁为余量。但是该专利采用重金属铅污染环境、降低锅炉管的安全性，活泼金属镁的添加增加了锅炉管制造过程的难度。

因此，为解决上述问题，需要一种工艺简单、耐高温、抗腐蚀、管体和外涂层结合力强的锅炉管。

发明内容

本发明针对上述问题，提供一种抗腐蚀锅炉管及其制备方法。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种抗腐蚀锅炉管，包括管体和外涂层，制备外涂层的原料及其质量百分数为：硅酸铝、40％～50％，磷酸二氢铝溶液、20％～30％，C、10％～18％，Ti、7％～14％，Nb、0.5％～1.5％，Pd、0.5％～1.5％；其中，硅酸铝的粒径为100μm～150μm；C的粒径为50μm～100μm；Ti的粒径为50μm～100μm；Nb的粒径为2μm～4μm；Pd的粒径为2μm～4μm；

其中，本发明中超细硅酸铝具有网格结构，应用在涂料中，使涂料具有很好的悬浮性，防止了涂料出现固体成分沉底及涂料分层现象；硅酸铝能缩短涂料的表面干燥时间，同时具有优良的耐高温性能和抗腐蚀性能，但是硅酸铝的低导热系数阻碍了其传递热量；C和Ti具有较好的导热性能，添加在硅酸铝中，提高外涂层的耐高温性能，同时提高外涂层的导热性能；Nb和Pd的添加，增强了外涂层的强度；磷酸二氢铝溶液作为粘结剂，增加了外涂层的原料之间的相容性，同时增强外涂层与管体之间的结合力。

进一步地，管体的材料为碳素结构钢或合金结构钢。

进一步地，磷酸二氢铝溶液的比重为：1.35～1.45。

本发明的另一个目的，在于提供一种上述抗腐蚀锅炉管的制备方法，包括以下步骤：

步骤S1，管体表面处理：采用有机溶剂将管体表面清洗，去掉附着物，继续用钢丝对管体表面进行打磨，使管体表面无锈、裂纹和气孔，清洁度达到Sa2级；

步骤S2，涂料制备：将所述质量百分数的硅酸铝、C、Ti、Nb和Pd放入球磨罐中，在100r/min～120r/min转速下球磨混合4h～6h，再加入所述质量百分数的磷酸二氢铝溶液，搅拌混合，得到涂料；

步骤S3，淋涂：在喷淋压力为0.2MPa～0.3Mpa的条件下，将涂料在步骤S1处理后的管体表面喷淋2min～4min，滞留10min～15min，干燥后得到涂层管体；

步骤S4，熔覆：采用激光熔覆技术，在激光器功率为500W～1000W的条件下，以300mm/min～600mm/min的速度扫描步骤S2得到的涂层管体的表面6min～10min，使涂层管体的涂层与管体表面的薄层同时熔融、紧密结合，快速冷却凝固后，即得抗腐蚀锅炉管。

进一步地，步骤S1中，有机溶剂为：浓度为1mol/L～3mol/L的丙酮溶液。

进一步地，步骤S3中，喷淋的喷嘴直径为：1.5mm～2mm。

进一步地，步骤S3中，涂层管体的涂层厚度为：1mm～2mm。

进一步地，步骤S4中，薄层的厚度为：0.5mm～1mm。

进一步地，步骤S4中，激光器的光斑直径为：2mm～4mm。

进一步地，步骤S4中，快速冷却凝固为：在1min～3min内将经激光熔覆的涂层管体的温度下降至室温。

本发明的优点是：