锅炉管束烟气的主要腐蚀机制有硫化、氯化、氧化及其协同作用。解决锅炉管束腐蚀问题比较经济有效的方法是采用热喷涂技术制备防腐耐磨涂层,目前热喷涂防护涂层有金属涂层、陶瓷涂层、金属陶瓷复合涂层和金属间化合物涂层。非晶合金材料具有较高的强度、韧性和优异的耐蚀、耐磨等性能,采用热喷涂技术能够经济、可靠且大面积制备较好的非晶涂层。目前研究主要集中在Fe,Ni,Mo,Al基等非晶合金涂层。由于Fe基非晶涂层所表现出的高硬度、强度和优异的耐腐蚀、抗磨损性能及良好的经济性而受到广泛的关注。Kobayashi等利用等离子喷涂制备Fe基非晶涂层显微硬度达到1100HV,其涂层耐磨性高于SUS基体。Cherigui等利用超音速火焰喷涂和大气等离子喷涂制备了Fe基非晶涂层,研究了喷涂材料成分对涂层组织结构的影响。程江波等利用高速电弧喷涂制备了Fe基非晶纳米晶涂层,涂层的显微硬度为900~1050HV,涂层耐磨性是3Cr13不锈钢涂层的3倍,具有良好的耐冲蚀性能。周正等利用超音速火焰喷涂技术制备的Fe基非晶涂层表现出优异的抗腐蚀性能。Peng等采用HVOF制备了Fe基非晶涂层,研究了表面基体粗糙度和涂层厚度对涂层与基体结合力的影响。非晶涂层具有优异的耐蚀耐磨等性能,能够满足严苛环境下的工作要求,研究非晶涂层性能并将其工程应用具有十分重要的意义。
本文以经济型的Fe基非晶合金粉末为研究对象,采用等离子喷涂技术在锅炉管束用钢T91上制备了非晶涂层,研究喷涂功率和喷涂时间对非晶涂层组织结构和耐蚀性能的影响。
结论
1)不同喷涂参数下制备的涂层主要成分相均是非晶相。随喷涂功率和时间的增加,涂层非晶相含量降低,涂层组织致密,孔隙率降低。
2)非晶涂层在0.5mol/LH2SO4溶液和在3.5%NaCl溶液中均表现出优异的抗腐蚀性能,在H2SO4溶液中钝化区较宽,在NaCl溶液中腐蚀电流密度较低。随喷涂功率和时间的增加,钝化区增宽,腐蚀电位趋于正向移动,腐蚀电流密度降低,涂层抗腐蚀性能提高。非晶成分含量轻微的变化对涂层耐蚀性能影响不大。本文制备的非晶涂层可以满足锅炉管束烟气侧工作环境要求,在硫化和氯化环境中能够表现出良好的抗腐蚀性能。
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