火电站锅炉水冷壁管的激光表面相变强化方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108676970A(43)申请公布日2018.10.19(21)申请号201810506759.5(22)申请日2018.05.24(71)申请人上海业识科技有限公司地址200336上海市长宁区仙霞路350号1幢1楼216室(72)发明人张光钧马春印(74)专利代理机构上海天协和诚知识产权代理事务所31216代理人吴立斐(51)Int.Cl.C21D1/09(2006.01)C21D1/70(2006.01)权利要求书1页说明书3页(54)发明名称火电站锅炉水冷壁管的激光表面相变强化方法(57)摘要本发明具体是一种火电站锅炉水冷壁管的激光表面相变强化方法；其特征是：该方法包括：步骤1、清洗待处理表面步骤2、在清洗过的待处理表面涂覆专用于激光相变强化的吸光凃料，所述吸光涂料的涂覆厚度为0.1~0.5mm；步骤3、在氩气保护的情况下，采用二氧化碳激光加工机或采用半导体激光机完成对待处理表面的激光淬火作业。实验表明，本方法有效减弱相变强化层中组织高温老化及开裂倾向，从而使激光表面改性技术能够应用于用于锅炉水冷壁管的制造、修复、维护作业上。CN108676970ACN108676970A权利要求书1/1页1.一种火电站锅炉水冷壁管的激光相变强化方法，其特征是：该方法包括下述步骤：步骤1、清洗待处理表面；步骤2、在清洗过的待处理表面涂覆专用于激光相变强化的吸光凃料，所述吸光涂料的涂覆厚度为0.1~0.5mm；步骤3、在氩气保护的情况下，采用二氧化碳激光加工机或采用半导体激光机、光纤激光设备完成对待处理表面的激光淬火作业。2.根据权利要求1所述的火电站锅炉水冷壁管的激光相变强化方法，其特征是：步骤3中，采用二氧化碳激光加工机在扫描速度500mm/min～1500mm/min、入射激光功率密度10000w/cm2~18000w/cm2的情况下完成对待处理表面的激光淬火作业。3.根据权利要求1所述的火电站锅炉水冷壁管的激光相变强化方法，其特征是：步骤3中，采用半导体激光机或光纤激光机（设备）在扫描速度500mm/min～1500mm/min、入射激光功率密度9000w/cm2～15000w/cm2的情况下完成对待处理表面的激光淬火作业。4.根据权利要求1所述的火电站锅炉水冷壁管的激光相变强化方法，其特征是：步骤2中所述吸光涂料的成分包括：纳米氧化物5～40wt%、聚乙烯醇5～8wt%、聚乙二醇0.5～5wt%、亚硝酸钠2.0～4.0wt%、乳化剂OP-100.5～1.0wt%、分散剂P-192～5wt%，其余为去离子水。5.根据权利要求4所述的火电站锅炉水冷壁管的激光相变强化方法，其特征是：吸光涂料中，纳米氧化物的粒度＜100nm。6.根据权利要求5所述的火电站锅炉水冷壁管的激光相变强化方法，其特征是：吸光涂料中，纳米氧化物的粒度＜80nm。7.根据权利要求4所述的火电站锅炉水冷壁管的激光相变强化方法，其特征是：可添加普通氧化物，所述普通氧化物的比例为纳米氧化物重量的0%~25%。8.根据权利要求4所述的火电站锅炉水冷壁管的激光相变强化方法，其特征是：配置吸光涂料时，物料以去离子水、分散剂P-19、乳化剂OP-10、亚硝酸钠、聚乙烯醇、纳米氧化物和聚乙二醇的顺序依次先后添加。2CN108676970A说明书1/3页火电站锅炉水冷壁管的激光表面相变强化方法技术领域[0001]本发明涉及过电站锅炉水冷系统，具体是一种火电站锅炉水冷壁管的激光表面相变强化方法。背景技术[0002]火电站锅炉是关系到国计民生的关键能源装备，其中重要部件--水冷壁管是由一定数量的管件并联组编而成的蒸发受热面。主要用来吸收炉膛中高温火焰和烟气的辐射热量，将水部分变成饱和蒸汽，使炉墙温度大大下降，防止或减少炉膛结渣。在使用过程中，水冷壁管损坏给锅炉的正常运行造成很大的影响，目前水冷壁损坏方式有以下几种：1、水冷壁向火侧的“还原气氛”腐蚀。发生在不完全燃烧形成的CO还原气氛中。。[0003]2、管壁外表面的冲刷磨损，主要是煤粉及飞灰的冲刷致使管壁向火侧外表面减薄，直至爆管；3、管子内部塞梗，冷却工质循环破坏、或水位低等造成应力断裂损坏；4、由材质高温蠕变导致长时间加热爆管；由于上述原因，水冷壁管承受很大损坏应力。尤其是高温回火抗力下降导致高温下使用寿命明显下降。[0004]目前对于上述问题的解决方案是采用热喷涂来提高水冷壁管向火侧表面的服役性能，但热喷涂层与基体不呈冶金结合，因而容易剥落、使用寿命较低，近年来激光熔覆技术正在迅速发展，可以将多种合金元素以及碳化物氧化物等多组元，通过激光熔覆技术产生的涂层与基体呈冶金结合，具有明显的发展前景，但目前尚有熔覆层开裂敏感性较大的问题从而导致无法将激光熔覆