[发明专利]一种管及其制造方法

说明书

本发明的管包括：中空管体，在内部和外部流经具有不同温度的流体；以及涂层，设置在所述中空管体的外表面，并且具有包含非晶态相的合金，所述合金包含Fe，并且包含：第一组分，所述第一组分为选自Cr、Mo以及Co中的至少一种；以及第二组分，所述第二组分为选自B、C、Si以及Nb中的至少一种。

技术领域

本发明的一实施例涉及在表面形成有合金涂层的管及其制造方法，更详细地，涉及外表面具有在高温的外部条件环境下耐腐蚀性优异的涂层的管及其制造方法。

背景技术

火力发电厂不仅在韩国国内而且在世界各地都占电力生产的很大一部分，生产着世界电力的80％左右。在韩国，火力发电厂是重要的发电设施，占发电量的40％。

煤炭在燃烧过程中产生的温室气体占总产生量的25％，为解决温室气体排放导致的全球变暖问题，包括韩国在内的多个经合组织国家已经实施了可再生能源配额制(renewable energy portfolio)。

此外，火力发电厂作为义务执行可再生能源配额制的一部分，正在采用将煤炭燃料替代为生物质并燃烧的生物质混烧。使用生物质的混烧不仅解决了温室气体排放问题，而且作为一种可以解决废物造成的环境污染和化石燃料的枯竭问题的能源，得到了人们的关注。

在欧盟，废物发电在1960年代开始普及，但锅炉热回收管高温腐蚀问题频发。为此，在废物的燃烧方式、锅炉结构、锅炉余热管的保护方法、耐腐蚀材料等方面进行了各种改进。

与燃煤锅炉相比，生物质和废物焚烧锅炉处于腐蚀性很强的环境中，从而对蒸发管和过热发动机造成损坏的情况较多。为了防止水冷壁管的腐蚀，在欧盟很早就开始使用防火材料的内衬，最近在美国广泛应用高合金焊接(Overaying)。此外，为了防止过热发动机的腐蚀，采取降低过热发动机表面温度的措施，例如将蒸汽温度从500℃降低到450℃以下或将过热发动机入口气体温度降低到650℃以下。对于锅炉结构也采用了改进，典型的例子是采用耐久性高的尾端(Tai-end)式锅炉。

然而，将生物质等的混烧应用于以煤燃料为基础设计的发电设备时，由于生物质中含有的大量氯成分引起的高温腐蚀，存在设备的耐久性大大降低的问题。特别是，换热器外部发生的火焰边缘腐蚀在生物质混烧时相比于普通煤燃烧以大约快4,000倍的速率腐蚀。这可能会减小换热器的厚度并最终导致换热器破裂。

因此，焚烧锅炉运行中最大的问题是高温腐蚀，据了解，70％的设施停运原因都与高温腐蚀有关，而且估计每年有1/3的维护成本与腐蚀有关。

除发电厂之外，在飞机等中使用在高温下燃烧燃料的燃气轮机部件，并且由高温腐蚀形状而存在基材表面分解或发生裂纹的问题。

因此，为了确保如稳定地运营和降低运营成本等的使用经济性，在高温条件下使用的配管或管除了在其中流动的流体外，还需要在外表面具有优异的耐高温性和耐腐蚀性，并且为了提高耐高温性和寿命，之前使用了在金属基材的表面形成热障涂层(Thermalbarrier coating，TBC)的方法。

热障涂层主要由陶瓷材料或含有氧化铝、氧化钛、氧化锆或二氧化硅等的材料组成，但根据其组分，会出现氧化、劣化、开裂、剥落等损伤，从而实际寿命为2-3年，并且在延长寿命具有局限性。

发明内容

技术问题

本发明的一实施例的管为了解决现有技术的问题而被提出，其目的在于，提供一种在高温及酸性的苛刻腐蚀性环境下防止磨损或腐蚀以提高寿命的管。

此外，本发明提供一种管，其包括涂层，该涂层即使在腐蚀性环境下也具有优异的强度或机械性能，并且因高温条件或温度的急剧变化而发生在表面的剥离或裂缝少。

技术方案