热喷涂技术在石油化工中的应用
腐蚀和磨损是危害石油石化工业生产的严重问题。据调查,我国石油石化工业每年因磨损和腐蚀所造成的直接经济损失达数亿元。我国石油工业中的管道、储罐、油井套管等设施的腐蚀和磨损情况,随着我国油气田开发年限和设备使用年限的增长越来越严重;而我国石化工业中,随着进口高含硫原.油的炼制,设备的腐蚀问题同样日益严重。所以,因腐蚀和磨损对设备安全稳定运行带来的不利影响会越来越突出,迫切需要提高石油石化工业中开采和加工设备的耐磨性和耐蚀性。
对磨损、腐蚀造成零件失效的研究表明,这些失效大都发生在材料表面3-4。利用表面工程的技术手段对材料表面进行处理,改善材料的表面性能,会有效地延长零件使用寿命,因此,表面工程在石油石化工业中具有重要地位。
热喷涂技术是表面工程中重要的表面处理技术,它是指在保持零件本体材料原有性能的基础上,通过在其表面制备一层具有优越性能的覆盖层,赋予零件表面耐磨损、耐腐蚀、耐高温、抗氧化、抗疲劳等多种性能。采用热喷涂技术的最.大优势是能够以多种方法制备出优于本体材料性能的表面功能薄层,其厚度仅为结构尺寸的几十分之一,却使零件具有了比本体材料更高的耐磨性、抗腐蚀性和耐高温等性能。即使采用性能优异的贵重、稀有元素,也不会显著增加成本。此外,热喷涂技术还能直接针对许多贵重零部件的失效原因,实行局部表面强化、修复、预保护,以达到延长使用寿命或重新恢复使用价值的目的。所以,采用热喷涂技术的经济效益和社会效益是十分巨大的。
涂层的残余应力
一般情况下,热喷涂涂层存在着明显的残余应力。当熔融颗粒高速碰撞碰撞基体表面,在产生形变的同时快速冷却凝固,这时会在颗粒内部产生张应力,而在基体表面产生压应力。
㈢热喷涂的分类和特点
⒈热喷涂的分类
热喷涂根据不同的标准有不同的分类:
(1)按喷涂材料的性质不同,热喷涂可分为金属喷涂、陶瓷喷涂、塑料喷涂等
(2)按喷涂材料的形状不同,热喷涂可分为粉末喷涂、丝材喷涂、棒材喷涂等
(3)按喷涂热源的性质不同,热喷涂可分为气体燃烧火焰喷涂、电弧喷涂、等离子喷涂、激光喷涂等
热喷涂
热喷涂是指一系列过程,在这些过程中,细微而分散的金属或非金属的涂层材料,以一种熔化或半熔化状态,沉积到一种经过制备的基体表面,形成某种喷涂沉积层。它是利用某种热源(如电弧、等离子喷涂或燃烧火焰等)将粉末状或丝状的金属或非金属材料加热到熔融或半熔融状态,然后借助焰留本身或压缩空气以一定速度喷射到预处理过的基体表面,沉积而形成具有各种功能的表面涂层的一种技术。利用由燃料气或电弧等提供的能量。