一种空冷凝汽器表面抗积灰镀层的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种空冷凝汽器表面抗积灰镀层的制备方法，属于技术表面工程技术领域。包括以下步骤：在空冷凝汽器基底上施镀Ni

【技术实现步骤摘要】
一种空冷凝汽器表面抗积灰镀层的制备方法


[0001]本专利技术属于金属表面工程
，具体涉及一种空冷凝汽器表面抗积灰镀层的制备方法。

技术介绍

[0002]空冷凝汽器是我国“三北”地区燃煤、光热发电机组直接空冷系统的主要环节，直冷系统优异的节水率缓解了当地发电机组水资源高消耗的难题。然而，多扬尘、大风沙的气候环境也导致空冷凝气器积灰、堵塞严重，可使同环境条件下机组排汽压力升高，从而导致发电煤耗增大，迫使空冷凝气器每年清洗数次，既消耗稀缺的水资源、又易引发钢基铝翅片管腐蚀泄露。为此，研究具有防积灰、耐腐蚀的换热表面，减少空冷凝气器表面灰尘沉积，是降低机组发电煤耗、节约水资源的重要措施，也是本领域亟待解决的难题。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是提供一种空冷凝汽器表面抗积灰镀层的制备方法，使空冷凝汽器具有防积灰、耐腐蚀的换热表面，减少空冷凝汽器表面灰尘沉积，进而降低机组发电煤耗，节约水资源。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供如下的技术方案：
[0005]本专利技术的技术方案之一，一种空冷凝汽器表面抗积灰镀层的制备方法，包括以下步骤：在空冷凝汽器基底上施镀Ni
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P镀层作为底层，然后在Ni
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P镀层上施镀Ni
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P
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FEP镀层作为表层，得到纳米复合镀层，即为所述空冷凝汽器表面抗积灰镀层。
[0006]进一步地，在空冷凝汽器基底上施镀Ni
‑
P镀层前对空冷凝汽器进行预处理，所述预处理的具体操作为：将空冷凝汽器表面抛光、碱洗、酸洗。
[0007]进一步地，表面抛光、碱洗、酸洗每个步骤之间用去离子水冲洗。
[0008]进一步地，所述抛光的具体操作为：空冷凝汽器翅片管表面依次经过400#、800#、1200#的SiC砂纸打磨，直到肉眼无法看见明显锈迹为止，将砂纸打磨过的样品用去离子水冲洗掉表面污垢，然后使用Φ200mm的鹿皮抛光盘和氧化铝粉末(80～150nm)对样品进行反复抛光，直至达到镜面(Ra0.005)。将抛光后的样品用去离子水冲洗，紧接着在无水乙醇溶液中超声清洗10min(超声频率为40kHz，单位面积功率为450～600W/m2)，能够有效去除基体表面油性物质，最后冷风吹干或室温晾干。
[0009]进一步地，所述碱洗的温度为60～75℃，时间为7～10min，碱洗过程中通过皂化反应和乳化作用除去基体表面的油污。碱洗前，碱洗液必须达到预定温度，将待镀样品浸在碱洗液之中浸泡，去除样品表面氧化膜，样品不碰壁，7～10min取出样品。将其在60～75℃的除盐水中进行漂洗，洗去样品表面残留碱洗液，漂洗两次后完成碱洗除油。
[0010]进一步地，碱洗所用碱洗液为混合碱液，包括以下组分：NaOH 20～30g/L、Na2CO
3 20～30g/L、Na3PO
4 20～40g/L、Na2SiO
3 5～12g/L。
[0011]进一步地，所述酸洗的时间为10～30s，酸洗所用酸洗液为稀盐酸溶液，所述稀盐
酸溶液是将质量浓度为30％的HCl与H2O按照体积比为1:1混合而成，使样品完全浸入酸洗液中，直至表面无明显锈迹与杂质，然后用去离子水洗，酸洗能有效除去细微的锈迹，同时能活化表面，因为化学镀的前提是基体表面必须具有催化活性，这样才能引发化学沉积反应，使后期施镀更加有效，另外为了清除碱洗后残留的表面氧化物、膜层或残留的吸附物质。
[0012]进一步地，所述酸洗在常温下进行。
[0013]进一步地，在空冷凝汽器基底上施镀Ni
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P镀层的温度为80～90℃，时间为1h。
[0014]进一步地，在空冷凝汽器基底上施镀Ni
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P镀层时的镀液中包括以下组分：硫酸镍25g/L、次亚磷酸钠30/L、柠檬酸钠15g/L、无水乙酸钠13g/L、甘氨酸0.5～1g/L，乳酸5～10mL/L，所述镀液的pH值为4.8。
[0015]进一步地，在Ni
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P镀层上施镀Ni
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P
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FEP镀层的温度为80～90℃，时间为0.1～2h。
[0016]进一步地，在Ni
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P镀层上施镀Ni
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P
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FEP镀层的镀液中包括以下组分：硫酸镍25g/L、次亚磷酸钠30/L、柠檬酸钠15g/L、无水乙酸钠13g/L，甘氨酸0.5～1g/L，乳酸5～10mL/L，FC
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4活性剂0.1～0.4g/L，FEP乳液5～10mL/L，所述FEP乳液的固含量为60wt％，所述镀液的pH值为4.8。
[0017]进一步地，所述镀液用乳酸和氨水调节pH值。
[0018]进一步地，每次施镀结束后用80～90℃的去离子水冲洗。
[0019]进一步地，在Ni
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P镀层上施镀Ni
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P
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FEP镀层后还包括对镀层的后处理过程，所述后处理的温度为150～200℃，时间为0.2～1h。
[0020]进一步地，所述空冷凝汽器表面抗积灰镀层的整体的制备流程如图1所示；所述空冷凝汽器表面抗积灰镀层的结构示意图如图2所示，其中1为基体，2为Ni
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P底层，3为Ni
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P
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FEP表层。
[0021]进一步地，所述抗积灰镀层的厚度为0～30μm，其中厚度不为0。
[0022]进一步地，所述Ni
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P镀层的厚度为10μm，所述Ni
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P
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FEP镀层的厚度为2～20μm。
[0023]本专利技术的技术方案之二，一种空冷凝汽器表面抗积灰的方法，在空冷凝汽器表面镀覆抗积灰镀层，所述抗积灰镀层的制备方法为上述空冷凝汽器表面抗积灰镀层的制备方法。
[0024]进一步地，镀覆抗积灰镀层后，空冷凝汽器的清洗间隔为20～90天。
[0025]进一步地，所述清洗间隔根据由空冷凝汽器年积灰费用、1μm表层Ni
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P
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FEP镀层的制备成本、底层Ni
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P镀层的制备成本、冗余面积费用、积灰损失费用、清洗维护费、表层Ni
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P
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FEP镀层厚度、镀层抗积灰能效、清洗间隔组成的数学模型C确定。
[0026]进一步地，所述空冷凝汽器表面抗积灰镀层的表层Ni
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P
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FEP镀层的厚度与清洗间隔之间具有一定的关系，二者又影响着空冷凝汽器年积灰费用，建立空冷凝汽器镀层防治积灰的经济型分析的数学模型，即全生命周期内空冷凝汽器积灰费用数学模型C，可以通过所述数学模型C得知表层Ni
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P
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FEP镀层厚度不同时对应的清洗间隔及生命周期内空冷凝汽器的积灰费用，进而选择积灰费用较低的表本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种空冷凝汽器表面抗积灰镀层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：在空冷凝汽器基底上施镀Ni
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P镀层作为底层，然后在Ni
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P镀层上施镀Ni
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P
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FEP镀层作为表层，得到纳米复合镀层，即为所述空冷凝汽器表面抗积灰镀层。2.根据权利要求1所述的空冷凝汽器表面抗积灰镀层的制备方法，其特征在于，在空冷凝汽器基底上施镀Ni
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P镀层前对空冷凝汽器进行预处理，所述预处理的具体操作为：将空冷凝汽器表面抛光、碱洗、酸洗。3.根据权利要求1所述的空冷凝汽器表面抗积灰镀层的制备方法，其特征在于，在空冷凝汽器基底上施镀Ni
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P镀层的温度为80～90℃，时间为1h。4.根据权利要求1所述的空冷凝汽器表面抗积灰镀层的制备方法，其特征在于，在空冷凝汽器基底上施镀Ni
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P镀层时的镀液中包括以下组分：硫酸镍25g/L、次亚磷酸钠30/L、柠檬酸钠15g/L、无水乙酸钠13g/L、甘氨酸0.5～1g/L，乳酸5～10mL/L，所述镀液的pH值为4.8。5.根据权利要求1所述的空冷凝汽器表面抗积灰镀层的制备方法，其特征在于，在Ni
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P镀层上施镀Ni
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P
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FEP镀层的温度为80～90℃，时...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵波，高涵，王志慧，曹生现，王恭，吕昌旗，孙天一，范思远，沙浩，邹明衡，
申请(专利权)人：东北电力大学，
类型：发明
国别省市：