【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于焊接材料，特别涉及一种抗高温冲蚀磨损的梯度堆焊层及其制备方法与应用。
技术介绍
1、电力已经成为人类生产和生活中不可或缺的能量利用形式。在我国火力发电是最主要的电力生产方式。2018年我国火力发电装机容量为11.4亿千瓦，约占总发电装机容量的61％。可见火力发电在我国的电力生产中具有极其重要的地位。锅炉是火力电站一种重要的能量转换设备之一，可以将煤、生物质或生活垃圾等燃料中的化学能转化为锅炉水或蒸汽等工质的热能，进而推动汽轮机做功带动发电机进行电力生产。煤、生物质及生活垃圾等固体燃料燃烧时，除可燃组分燃烧放出热量之外，不可燃组分及未燃尽部分仍会以底部灰渣或飞灰等固体颗粒的形式存在，并对锅炉受热面造成冲蚀磨损。
2、冲蚀磨损是指固体小颗粒以一定速度和角度对材料表面进行冲击后造成的材料损耗现象。电站锅炉受热面的冲蚀磨损破坏主要发生在向火面。在燃烧产生的高温烟气携带下，飞灰颗粒会冲刷受热面，引起表面材质的损耗，造成换热管壁减薄。长期的冲刷甚至可能引起管壁破损，工质泄漏，重则发生爆管现象，从而影响锅炉的安全稳定运行。由冲蚀磨损导致工质泄漏及爆管而停炉维修占据总停炉时间的40％以上。停炉不仅会影响人们生活的电力供应，还给电站造成巨大经济损失，单次停炉便会给电站造成数十万元甚至百万元的经济损失。
3、申请号为cn202310697983.8的中国专利公开了一种耐高温硫化氢腐蚀的ni-cr焊丝及其制备方法，涉及焊接材料
，为解决炉管易受到硫化氢腐蚀的问题而设计。耐高温硫化氢腐蚀的ni-cr焊丝，包括
技术实现思路
1、为了解决上述问题，本专利技术提供了一种抗高温冲蚀磨损的梯度堆焊层及其制备方法与应用，适用于电厂锅炉中易发生冲蚀磨损的受热面区域的表面防护，可有效减少其冲蚀减薄率，从而保证管道的服役安全。
2、本专利技术的技术方案如下：
3、本专利技术的目的之一在于提供一种抗高温冲蚀磨损的梯度堆焊层，包括打底层和盖面层，所述盖面层设置于打底层上方，所述打底层由打底层焊丝堆焊制得，所述盖面层由盖面层焊丝堆焊制得；
4、所述打底层焊丝包括药粉a和包裹在药粉a外的焊皮，所述药粉a由以下质量百分比的组分组成：ni 70.0-80.0％、nb 6-8％、ti 1.0-1.5％、ceo2 0.5-1.0％、余量为fe、以上组分的质量百分比之和为100％；
5、所述盖面层焊丝包括药粉b和包裹在药粉b外的焊皮，所述药粉b由以下质量百分比的组分组成：cr 40.0-50.0％、ni 20.0-25.0％、c 2-4％、ti 2-4％、al 5-8％、la2o3 3-5％，其余为fe，以上组分质量百分比之和为100％。
6、进一步地，所述药粉a与药粉b的粒度均为100-200目。
7、进一步地，所述打底层焊丝与盖面层焊丝中的焊皮的材质均为430钢带。
8、进一步地，所述打底层焊丝与盖面层焊丝中的焊皮的厚度均为0.4mm，宽度均为7mm。
9、进一步地，所述药粉a在打底层焊丝中的填充率为20-22％。
10、进一步地，所述药粉b在盖面层焊丝中的填充率为18-20％。
11、进一步地，所述打底层焊丝的制备方法包括以下步骤：
12、s11：按设定比例分别称取ni、nb、ti、ceo2和fe，置于200-220℃的真空加热炉内加热，以去除原料中的结晶水，加热时间为1-4h，并将加热后的原料置于混粉机中混合1-4h，得到药粉a；
13、s12：用酒精去除焊皮表面的油脂，通过药芯焊丝拉丝设备将步骤s11制得的药粉a包裹在焊皮内，进行第一道拉拔工序，所述第一道拉拔工序采用的模具孔径为2.6mm；
14、s13：第一道工序拉拔完毕后，依次设置若干道拉拔工序，每道拉拔工序所对应的拉拔模具的孔径依次减小，并使最终获得的打底层焊丝的直径为1.0-1.2mm。
15、进一步地，所述盖面层焊丝的制备方法包括以下步骤：
16、s21：按设定比例分别称取cr、ni、c、ti、al、la2o3和fe，置于220-230℃的真空加热炉内加热，以去除药粉中的结晶水，加热时间为2-4h，并将加热后的原料置于混粉机混合1-2h，得到药粉b；
17、s22：用酒精去除焊皮表面的油脂，通过药芯焊丝拉丝设备将步骤s11制得的药粉a包裹在焊皮内，进行第一道拉拔工序，所述第一道拉拔工序采用的模具孔径为2.6mm；
18、s23：第一道工序拉拔完毕后，依次设置若干道拉拔工序，每道拉拔工序所对应的拉拔模具的孔径依次减小，并使最终获得的盖面层焊丝的直径为1.0-1.2mm。
19、本专利技术的目的之二在于提供一种抗高温冲蚀磨损的梯度堆焊层的制备方法，包括以下步骤：
20、s31：用打底层焊丝在基体进行堆焊，得到打底层，其中，堆焊电流为140-160a，堆焊层厚度为1.5-2.0mm，摆动宽度10-15mm，搭接量为2-3mm，堆焊1层，保护气体为98％ar+2％o2；
21、s32：用盖面层焊丝在步骤s31制得的打底层上进行堆焊，得到盖面层，其中，堆焊电流为160-180a，堆焊层厚度为1.5-2.0mm，摆动宽度15-20mm，搭接量为3-4mm，堆焊1层，保护气体为98％ar+2％o2。
22、本专利技术的目的之三在于提供上述任一一种梯度堆焊层或根据上述制备方法制得的梯度堆焊层在电厂锅炉受热面中的应用。
23、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
24、1、本专利技术提供的一种抗高温冲蚀磨损的梯度堆焊层，针对锅炉内部恶劣的服役工况，设计了梯度堆焊层，其中，打底层以fe-ni-nb合金系为主，韧性好，能够保证与受热面管之间优异的冶金结合强度和优异的塑韧性；盖面层以fe-cr-ni-al合金系为主，可以有效降低高温下的灰飞冲蚀减薄速度，保证耐高温冲蚀性能。本专利技术采用这种梯度结构，相比于单一堆焊层结构具有更优异的高温服役性能。
25、2、本专利技术的打底层焊丝中，添加了大量的ni元素，在保证打底层具有高温性能的前提下，还可以保证打底层与管道基体之间的结合强度，并辅以nb元素，进一步提高了打底层在高温下的稳定性。打底本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种抗高温冲蚀磨损的梯度堆焊层，其特征在于，包括打底层和盖面层，所述盖面层设置于打底层上方，所述打底层由打底层焊丝堆焊制得，所述盖面层由盖面层焊丝堆焊制得；
2.根据权利要求1所述的一种抗高温冲蚀磨损的梯度堆焊层，其特征在于，所述药粉A与药粉B的粒度均为100-200目。
3.根据权利要求1所述的一种抗高温冲蚀磨损的梯度堆焊层，其特征在于，所述打底层焊丝与盖面层焊丝中的焊皮的材质均为430钢带。
4.根据权利要求1所述的一种抗高温冲蚀磨损的梯度堆焊层，其特征在于，所述打底层焊丝与盖面层焊丝中的焊皮的厚度均为0.4mm，宽度均为7mm。
5.根据权利要求1所述的一种抗高温冲蚀磨损的梯度堆焊层，其特征在于，所述药粉A在打底层焊丝中的填充率为20-22％。
6.根据权利要求1所述的一种抗高温冲蚀磨损的梯度堆焊层，其特征在于，所述药粉B在盖面层焊丝中的填充率为18-20％。
7.根据权利要求1-6任一所述的一种抗高温冲蚀磨损的梯度堆焊层，其特征在于，所述打底层焊丝的制备方法包括以下步骤：
8.根据权利
9.根据权利要求1-8任一所述的一种抗高温冲蚀磨损的梯度堆焊层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
10.根据权利要求1-8任一所述的一种抗高温冲蚀磨损的梯度堆焊层或根据权利要求9所述制备方法制得的梯度堆焊层在电厂锅炉受热面中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种抗高温冲蚀磨损的梯度堆焊层，其特征在于，包括打底层和盖面层，所述盖面层设置于打底层上方，所述打底层由打底层焊丝堆焊制得，所述盖面层由盖面层焊丝堆焊制得；
2.根据权利要求1所述的一种抗高温冲蚀磨损的梯度堆焊层，其特征在于，所述药粉a与药粉b的粒度均为100-200目。
3.根据权利要求1所述的一种抗高温冲蚀磨损的梯度堆焊层，其特征在于，所述打底层焊丝与盖面层焊丝中的焊皮的材质均为430钢带。
4.根据权利要求1所述的一种抗高温冲蚀磨损的梯度堆焊层，其特征在于，所述打底层焊丝与盖面层焊丝中的焊皮的厚度均为0.4mm，宽度均为7mm。
5.根据权利要求1所述的一种抗高温冲蚀磨损的梯度堆焊层，其特征在于，所述药粉a在打底层...
【专利技术属性】
技术研发人员：王亮，常哲，王玲，伊朝品，陆遥，林能云，
申请(专利权)人：华能海南发电股份有限公司东方电厂，
类型：发明
国别省市：
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