论文部分内容阅读
二氧化硫的排放是导致我国大气污染以及酸雨加剧的主要原因。烟气脱硫技术是我国燃煤电厂所采取的控制二氧化硫排放的主要方式,在石灰石/石膏湿法脱硫工艺(FGD)中,吸收塔搅拌器叶轮是重要部件之一,同时价格昂贵、可靠性要求高,检修维护对整个脱硫系统影响较大。工作介质为石灰石浆液或石膏浆液以及高含量的氯离子,运行过程中对叶轮造成严重的腐蚀和汽蚀。如何针对实际工况修复已损坏叶轮,提高其使用寿命已受到广泛关注。本文针对搅拌器叶轮的结构、材质、实际工况以及失效机理,采用微弧仿形堆焊对叶轮进行尺寸及形状的恢复；采用氧乙炔火焰喷熔工艺,制备了五种镍基自熔性合金粉末材料喷熔层。对涂层进行抗腐蚀电化学试验,并对比基体材料,分析其抗腐蚀性能；进行抗汽蚀性能试验并采用SEM对汽蚀破坏试验后的涂层进行显微组织分析,探讨其抗汽蚀机理。试验研究表明：在叶轮再制造过程中,采用双向不锈钢焊条进行堆焊,使得堆焊合金与基体金属之间性能差异较小,堆焊质量高。微弧堆焊工艺热输入小、母材与基体结合力高,适合对叶轮进行尺寸及几何形状的修复。研究同时表明：对五种材料氧乙炔火焰喷熔层及奥氏体不锈钢、双相不锈钢进行电化学腐蚀试验,其中Ni55AMo和Ni45AMo与基体材料的电位差较小,形成原电池能力较弱,Ni55AMo的腐蚀电流密度相对较小,涂层耐蚀能力较强。在腐蚀介质环境下进行的抗汽蚀性能研究表明：Ni60、Ni46、Ni67汽蚀率较大,抗汽蚀性能较差；NiWC35涂层出现WC颗粒失去粘结相依托而剥落现象；Ni55AMo汽蚀形貌中,孔隙率较小,抗汽蚀性能最好。对比分析五种材料的喷熔层显微组织形貌,Ni60、Ni46、Ni67汽蚀坑穴较为明显,出现一定的剥落,合金中硼、硅元素含量的增加使得合金堆焊层的硬度增高,塑性和韧性显著下降；NiWC35涂层汽蚀坑较清晰,孔隙率较高,WC颗粒失去粘结相依托剥落深度较大；Ni55AMo汽蚀形貌表面未见汽蚀坑穴,孔隙率较小。晶粒分布较为均匀,存在大量细晶粒边界,涂层韧性较高。综合研究表明：Ni55AMo喷熔层的抗腐蚀能力、抗汽蚀性能优异,涂层显微组织结构细小且分布均匀,适合用于双相不锈钢搅拌器叶轮的防腐耐磨处理。