石化工业应用实例举例

2023-06-18 理论教育版权反馈

【摘要】：石油化工机械零部件在腐蚀环境条件下服役，承受着腐蚀介质和机械磨损的共同作用。该涂层比Ni60涂层具有更优秀的耐磨性，但制备成本也相应增加。

石油化工机械零部件在腐蚀环境条件下服役，承受着腐蚀介质和机械磨损的共同作用。它们的共同存在将加速机械零部件表面的腐蚀磨损，对零部件的表面性能提出了特殊的要求。例如：油田原油抽油泵柱塞、泥浆泵缸套、石油钻杆接头存在磨粒磨损为主的破坏形式；石化冶炼中的各类泵柱塞、烟气轮机动力设备部件主要是腐蚀磨损或高温燃气冲蚀为主的破坏形式；各类化工容器则是以化工介质腐蚀为主的腐蚀破坏形式。应根据工况条件的不同，选用相应涂层材料和涂层制备工艺技术。

1.抽油泵柱塞

1）基体材料为45钢。

2）涂层材料为Ni60系列自熔性合金，工艺方法氧-乙炔火焰两步法喷焊或氧-乙炔火焰喷涂+中频感应重熔技术，涂层厚度一般为1mm，与基体材料冶金结合。

3）涂层材料为WC-Co系列粉末材料，工艺方法为高速火焰喷涂技术，涂层厚度≥0.25mm，结合强度≥70MPa。该涂层比Ni60涂层具有更优秀的耐磨性，但制备成本也相应增加。

2.泥浆泵缸套

原采用耐磨合金（经热处理）或高铬铸铁离心铸造，但耐磨合金使用寿命不理想，而离心铸造材料消耗大，成品率不高。改用45钢为基体材料，采用氧-乙炔火焰喷焊Ni-WC或等离子喷焊高铬铸铁型材料，可显著提高使用寿命，特别是等离子喷焊高铬铸铁型涂层，其组织中形成大量的Cr₇C₃，具有十分优异的耐磨粒磨损性能。

3.石油钻杆接头

采用等离子喷焊高铬铸铁型材料，涂层厚度≥2mm，宽度约25mm，使用寿命提高8倍以上。

4.储油罐及化工容器

涂层材料为Al-Mg稀土合金，工艺方法为线材火焰喷涂或电弧喷涂，涂层厚度为230μm，加封闭涂层和面层，防护寿命可达15年以上。

5.地面烟气轮机

地面烟气轮机是石化工业十分重要的能源设备，其部件在极其苛刻的条件下承受高温、高压、巨大的离心力、气流激振力、腐蚀和振动的共同作用，因此极易受到损伤和损坏。应用无损检测、缺陷判断、故障诊断、失效分析、强度计算和寿命评估，采用激光熔覆和热喷涂复合技术对其部件进行再制造，效果十分理想，经济效益十分显著。

1）国产YLⅡ-6000D烟气轮机Ⅰ、Ⅱ级动叶片承受双向气流冲蚀，叶片严重损伤，如图6-11a所示。采用激光熔覆Ni基高温合金恢复尺寸，经精加工后满足叶片几何尺寸，再采用等离子喷涂技术喷涂CoCrW高温合金涂层，涂层总厚度为150～200μm，使用效果十分理想。恢复后的叶片如图6-11b所示。

2）地面燃机高温热端部件热障涂层如图6-12所示。

3）2MCL-806乙烯裂解压缩机Ⅱ、Ⅲ级进气叶片，由于进气口被异物撞击，造成叶片进气边缘严重损伤。伤痕长度约75mm，深度为5～8mm，最深处为11mm，如图6-13a所示。采用激光熔覆Ni基合金恢复尺寸，如图6-13b所示。修复装机后，机组正常运行，满足各项性能指标。

图6-11 YLⅡ-6000D烟气轮机动叶片

a）损伤状态 b）修复后状态

图6-12 地面燃机高温热端部件热障涂层

图6-13 2MCL-806乙烯裂解压缩机进气叶片

a）损伤状态 b）修复后状态

6.高温气体反应罐

工作温度为180～250℃，尺寸为ϕ2000mm×3200mm，外表面等离子喷涂ZrO₂热障涂层，涂层总厚度≥0.3mm，热效率提高约8%。图6-14所示为喷涂后的高温气体反应罐。

图6-14 喷涂后的高温气体反应罐

石化工业应用实例举例

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