便于状态识别的用于燃煤锅炉的防腐、防结焦陶瓷涂料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及陶瓷涂层技术领域，具体涉及一种便于状态识别的用于燃煤锅炉的防腐、防结焦陶瓷涂料及其制备方法，该陶瓷涂料由底层涂料层、面层涂料层复合所得；其中：底层涂料层由以下重量份的原料制备所得：硅酸钠、氧化镧、五氧化二铌、氧化铝、氧化铋、氧化硼、氧化锌、氧化硅、二氧化钛、纳米晶须、氮化钛、氟化石墨；面层涂料层由以下重量份的原料制备所得：硅酸钠、氧化镧、五氧化二铌、氧化铬、氧化铝、氧化铋、氧化硼、氧化锌、氧化硅、氟化石墨、氮化钛、碳化硅、纳米晶须、钴绿。本发明专利技术通过底层与面层的颜色区别来达到对涂层运行状态的快速辨识，有利于检修过程对涂层进行高效维护。于检修过程对涂层进行高效维护。于检修过程对涂层进行高效维护。

【技术实现步骤摘要】
便于状态识别的用于燃煤锅炉的防腐、防结焦陶瓷涂料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及陶瓷涂层
，具体涉及一种便于状态识别的用于燃煤锅炉的防腐、防结焦陶瓷涂料及其制备方法。

技术介绍

[0002]低氮燃烧方式的普及导致燃煤锅炉受热面相比以往，更易出现严重的高温腐蚀与结焦结渣，此外迫于煤价上涨的压力，发电企业不得不掺烧大量非设计煤种，进一步加剧锅炉的腐蚀与结焦。
[0003]NiCrTi等传统锅炉受热面用金属涂层防腐效果难以长期应对当前锅炉运行环境，且无法解决结焦结渣问题。
[0004]在燃煤锅炉受热面表面制备特殊的陶瓷涂层，为同时解决受热面高温腐蚀与结焦结渣提供了可行的方向，但由于陶瓷材料与受热面基体金属存在较大的物理差异，同时陶瓷材料本身存在的脆性大等问题，导致涂层在使用过程中易出现开裂、脱落等问题，影响涂层的使用效果。
[0005]此外由于锅炉内环境复杂恶劣，涂层运行状态检查工作开展较困难，导致发电企业在进行涂层维护时，常出现过度维护或维护不到位的情况，所以便于状态识别的涂层更具使用价值。

技术实现思路

[0006]为解决上述问题，本专利技术提供了一种便于状态识别的用于燃煤锅炉的防腐、防结焦陶瓷涂料及其制备方法。
[0007]为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：一种便于状态识别的用于燃煤锅炉的防腐、防结焦陶瓷涂料，该陶瓷涂料由底层涂料层、面层涂料层复合所得；其中：底层涂料层由以下重量份的原料制备所得：硅酸钠20
‑
30份、氧化镧1<br/>‑
4份、五氧化二铌1
‑
4份、氧化铝10
‑
20份、氧化铋7
‑
12份、氧化硼1
‑
3份、氧化锌1
‑
3份、氧化硅1
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3份、二氧化钛5
‑
10份、纳米晶须2
‑
6份、氮化钛1
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5份、氟化石墨10
‑
15份；面层涂料层由以下重量份的原料制备所得：硅酸钠20
‑
30份、氧化镧1
‑
4份、五氧化二铌1
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4份、氧化铬5
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10份、氧化铝5
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10份、氧化铋7
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12份、氧化硼1
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3份、氧化锌1
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3份、氧化硅1
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3份、氟化石墨10
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15份、氮化钛1
‑
5份、碳化硅5
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10份、纳米晶须2
‑
6份、钴绿2
‑
6份。
[0008]上述涂料中纳米晶须为纳米碳化硅晶须、纳米氧化锆晶须的一种。
[0009]本专利技术还提供了上述用于燃煤锅炉的防腐、防结焦陶瓷涂料的制备方法，包括以下步骤：S1、按重量份称取：硅酸钠20
‑
30份、氧化镧1
‑
4份、五氧化二铌1
‑
4份、氧化铝10
‑
20份、氧化铋7
‑
12份、氧化硼1
‑
3份、氧化锌1
‑
3份、氧化硅1
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3份、二氧化钛5
‑
10份、纳米晶须2
‑
6份、氮化钛1
‑
5份、氟化石墨10
‑
15份；；
S2、向称取的硅酸钠中加入上述原料松装总体积的1.5
‑
2倍量的去离子水，搅拌均匀，备用；S3、将称取氧化镧、五氧化二铌、氧化铝、氧化铋、氧化硼、氧化锌、氧化硅、二氧化钛、氮化钛，放入高能球磨机中混合球磨4
‑
6h，得粉末混合物；S4、将称取的氟化石墨、纳米晶须与步骤S3中所得的粉末混合物，置于搅拌机搅拌0.5
‑
1h，获得混合物；S5、向步骤S4的混合物中加入步骤S2的混合物，搅拌机搅拌0.5
‑
1h，得底层涂料，备用；S6、按重量份称取：硅酸钠20
‑
30份、氧化镧1
‑
4份、五氧化二铌1
‑
4份、氧化铬5
‑
10份、氧化铝5
‑
10份、氧化铋7
‑
12份、氧化硼1
‑
3份、氧化锌1
‑
3份、氧化硅1
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3份、氟化石墨10
‑
15份、氮化钛1
‑
5份、碳化硅5
‑
10份、纳米晶须2
‑
6份、钴绿2
‑
6份；S7、向称取的硅酸钠中加入上述原料松装总体积的1.5
‑
2倍量的去离子水，搅拌均匀，备用；S8、将称取的氧化镧、五氧化二铌、氧化铬、氧化铝、氧化铋、氧化硼、氧化锌、氧化硅氮化钛、碳化硅、钴绿，放入高能球磨机中混合球磨4
‑
6h，得粉末混合物；S9、将称取的氟化石墨、纳米晶须与步骤S8中所得的粉末混合物，置于搅拌机搅拌0.5
‑
1h，获得混合物；S10、向步骤S9的混合物中加入步骤S7的混合物，使用搅拌机搅拌0.5
‑
1h，得面层涂料；S11、采用喷砂工艺对基体表面进行预处理，至清洁度达到Sa3.0等级，粗糙度达到25
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75μm；S12、将底层涂料喷涂至所述基体表面，待底层涂料干燥后，将面层涂料喷涂至底层涂料上，干燥后，400℃烧结30min获得便于状态识别的防腐、防结焦涂层。
[0010]本专利技术通过高能球磨对原料粉末进行细化，制备后的涂层表面可形成低表面能的微米
‑
纳米级粗糙结构；本专利技术利用氟化石墨与氮化钛的低润湿性以及涂层表面微米
‑
纳米级粗糙结构，降低焦渣在涂层表面的附着能力，此外氟化石墨的自润滑性进一步促使涂层表面焦渣的脱落，从而形成优异的抗结焦结渣特性。本专利技术通过纳米晶须的添加来提高涂层的韧性，从而提升涂层在运行过程中的可靠性。本专利技术通过底层与面层的颜色区别来达到对涂层运行状态的快速辨识，有利于检修过程对涂层进行高效维护。通过添加氧化铝、氧化铋、氧化硼、氧化锌、氧化硅实现低温烧结，同时提升涂层的致密度。
附图说明
[0011]图1为本专利技术实施例1的涂层断面结构，涂层致密且与基体结合紧密；图2为本专利技术实施例1的涂层表面形貌；图3为哈密某发电企业锅炉燃烧器区域水冷壁使用本涂层进行改造前的运行情况；图4为图2所述的区域水冷壁使用本专利技术的涂层改造后，运行14000小时后的情况；图5为昌吉某发电企业锅炉水冷壁使用本涂层进行改造后，运行8000小时后的检查情况。
具体实施方式
[0012]为了使本专利技术的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种便于状态识别的用于燃煤锅炉的防腐、防结焦陶瓷涂料，其特征在于，该陶瓷涂料由底层涂料层、面层涂料层复合所得；其中：底层涂料层由以下重量份的原料制备所得：硅酸钠20
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30份、氧化镧1
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4份、五氧化二铌1
‑
4份、氧化铝10
‑
20份、氧化铋7
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12份、氧化硼1
‑
3份、氧化锌1
‑
3份、氧化硅1
‑
3份、二氧化钛5
‑
10份、纳米晶须2
‑
6份、氮化钛1
‑
5份、氟化石墨10
‑
15份；面层涂料层由以下重量份的原料制备所得：硅酸钠20
‑
30份、氧化镧1
‑
4份、五氧化二铌1
‑
4份、氧化铬5
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10份、氧化铝5
‑
10份、氧化铋7
‑
12份、氧化硼1
‑
3份、氧化锌1
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3份、氧化硅1
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3份、氟化石墨10
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15份、氮化钛1
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5份、碳化硅5
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10份、纳米晶须2
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6份、钴绿2
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6份。2.如权利1要求所述的便于状态识别的用于燃煤锅炉的防腐、防结焦陶瓷涂料，其特征在于，纳米晶须为纳米碳化硅晶须、纳米氧化锆晶须的一种。3.如权利1要求所述的用于燃煤锅炉的防腐、防结焦陶瓷涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、按重量份称取：硅酸钠20
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30份、氧化镧1
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4份、五氧化二铌1
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4份、氧化铝10
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20份、氧化铋7
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12份、氧化硼1
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3份、氧化锌1
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3份、氧化硅1
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3份、二氧化钛5
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10份、纳米晶须2
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6份、氮化钛1...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱静，孙洪飞，雒晓涛，李和发，祝显伟，
申请(专利权)人：旭贞新能源科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：