阅读说明：本技术 一种锅炉管道向火侧感应熔焊与堆焊分区强化防爆管的方法 (Method for reinforcing explosion-proof pipe in subarea by induction fusion welding and surfacing welding on fire facing side of boiler pipeline ) 是由 曲作鹏 田欣利 赵文博 于 2021-08-17 设计创作，主要内容包括：本发明涉及感应熔焊与堆焊分区强化防爆管的方法技术领域,具体为一种锅炉管道向火侧感应熔焊与堆焊分区强化防爆管的方法,分为以下步骤：自动喷砂机对管排管顶区表面进行喷砂粗化处理；等离子弧自动堆焊管顶部分,厚度约2.5mm；采用专用工装严格控制和矫正管排变形；自动喷砂机对管排除管顶已堆焊部分以外表面进行喷砂处理；在除堆焊表面以外的管排表面火焰喷涂制备镍基自熔合金涂层,厚度约0.5mm；对喷涂层进行高频感应重熔,确定高频感应重熔的电源频率、加热比功率、加热启动时间、管排移动速度等工艺参数；可免除厂家的“爆管”之忧,服役寿命与完全堆焊基本相当,既可实现“用得放心”,而且包括中小企业在内的大多数企业也都“用得起”。(The invention relates to the technical field of a method for reinforcing an explosion-proof pipe in a subarea by induction fusion welding and surfacing, in particular to a method for reinforcing an explosion-proof pipe in a subarea by induction fusion welding and surfacing on a fire side of a boiler pipeline, which comprises the following steps: carrying out sand blasting and coarsening treatment on the surface of the top area of the pipe arrangement pipe by an automatic sand blasting machine; the top part of the tube is automatically welded by plasma arc surfacing, and the thickness is about 2.5 mm; strictly controlling and correcting the deformation of the tube rows by adopting a special tool; carrying out sand blasting treatment on the surface of the pipe except the part of the pipe top subjected to surfacing welding by an automatic sand blasting machine; flame spraying is carried out on the surfaces of the tube rows except the surfacing surface to prepare a nickel-based self-fluxing alloy coating, and the thickness is about 0.5 mm; carrying out high-frequency induction remelting on the spray coating, and determining technological parameters of power frequency, heating specific power, heating starting time, tube bank moving speed and the like of the high-frequency induction remelting; the method can avoid the trouble of tube explosion of manufacturers, the service life of the method is basically equivalent to that of complete surfacing, the purpose of use can be guaranteed, and most enterprises including small and medium-sized enterprises can also be used.)

一种锅炉管道向火侧感应熔焊与堆焊分区强化防爆管的方法

技术领域

本发明涉及感应熔焊与堆焊分区强化防爆管的方法技术领域，具体为一种锅炉管道向火侧感应熔焊与堆焊分区强化防爆管的方法。

背景技术

随着国家发展新能源战略的加快实施，国内垃圾焚烧发电产业近年发展迅速。目前制约垃圾焚烧发电的技术发展的瓶颈问题就是锅炉四管受热面的高温腐蚀严重，腐蚀减薄造成爆管现象频发，事故不仅严重威胁到了人员与设备安全，而且使非计划性停产检修日益频繁，经济效益影响严重，从而大大影响了垃圾焚烧发电行业的发展。

涂层防护是应对高温腐蚀最为有效的防护方法。多年来涂层防护应用最多的是inconel625合金堆焊方法，该方法已被公认为是目前最可靠、防护寿命最长(可达到10年)的防护技术，但缺点是效率低、成本高，很多中、小锅炉厂家难以承受。2017江苏科环公司在国内率先采用火焰喷涂镍基自熔合金+高频感应重熔的复合方法在水冷壁受热面表面制备涂层，几年来在锅炉高温腐蚀环境下应用效果较好。不仅涂层性能、服役寿命高于除堆焊外的所有方法(>6年)，而且由于涂层厚度远小于堆焊(0.5mm、2.5mm)，所以制备效率和成本均优于堆焊，因此受到行业的普遍青睐，发展势头很好。

其次在对管排进行堆焊处理前和堆焊处理后，都需要自动喷砂机对管排堆焊处进行喷砂作业，现有的喷砂作业是：工人手持自动喷砂枪头对管排进行喷砂，由于管排堆焊区域大，工人手动喷砂无法做到对管排堆焊区域均匀喷砂，从而最终影响管排堆焊的质量，为此，本发明提出一种锅炉管道向火侧感应熔焊与堆焊分区强化防爆管的方法用于解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种锅炉管道向火侧感应熔焊与堆焊分区强化防爆管的方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种锅炉管道向火侧感应熔焊与堆焊分区强化防爆管的方法，分为以下步骤：

(1)准备堆焊与喷涂粉末材料，购置inconel625高温合金焊丝堆焊材料；购置镍基自熔合金粉末感应熔焊材料。

(2)自动喷砂机对管排管顶区表面进行喷砂粗化处理。

(3)等离子弧自动堆焊管顶部分，厚度约2.5mm。

(4)采用专用工装严格控制和矫正管排变形。

(5)自动喷砂机对管排除管顶已堆焊部分以外表面进行喷砂处理。

(6)在除堆焊表面以外的管排表面火焰喷涂制备镍基自熔合金涂层，厚度约0.5mm。

(7)对喷涂层进行高频感应重熔，确定高频感应重熔的电源频率、加热比功率、加热启动时间、管排移动速度等工艺参数。

(8)在感应重熔过程中采用专用工装严格控制管排变形。

(9)对堆焊和感应熔焊接缝处用inconel625进行合金补焊。

(10)检测管排表面覆层的质量，对局部缺陷进行手工修复；

优选的，自动喷砂机包括喷砂机本体和喷砂机喷砂辅助机构，喷砂机本体通过若干条管道与喷砂机喷砂辅助机构连接。

优选的，喷砂机喷砂辅助机构包括搬运机构，搬运机构一侧对称设置两组支座，支座上等距离设置若干弧形槽，弧形槽上放置排管，排管之间通过鳍片连接，搬运机构上设置具有摆动功能的喷砂机构。

优选的，喷砂机构包括支撑座，支撑座连接搬运机构，支撑座一侧设置滚轮，滚轮转动连接搬运机构侧壁，滚轮连接轴一，轴一上设置轴承，轴承嵌入支撑座一侧设置的支板，轴一一端连接圆盘，圆盘一侧设置拉杆，拉杆一端设置横板，横板上设置承接机构。

优选的，横板包括板体，板体一端连接支撑座，板体上等距离设置若干矩形孔一，矩形孔一内两侧对称设置两组弧形孔，板体上设置矩形孔二。

优选的，承接机构包括喷砂管，喷砂管设置若干，喷砂管位于矩形孔一内，喷砂管两侧对称连接两组轴二，轴二一端设置轴承，轴承转动连接弧形孔，喷砂管两端滑动连接两组板二，板二一端连接杆一，杆一一端连接滑板，滑板滑动连接导柱，喷砂管连接管道。

优选的，拉杆两端设置两组销轴，销轴一端设置轴承，一组轴承嵌入滑板，另一组轴承嵌入圆盘偏离轴线一侧。

优选的，板二上等距离设置若干通孔，通孔内嵌入直立轴承，直立轴承滑动连接喷砂管。

优选的，导柱位于矩形孔二内，导柱滑动连接直立轴承，直立轴承嵌入滑板。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.堆焊是目前所有涂层防护中最可靠和成熟的方法，遗憾的是成本偏高，其每平米超过1.4万元，如一台锅炉水冷壁受热面做防护涂层一般都在上千平米--几千平米，数千万的防护成本着实令很多中、小企业望而却步。而感应熔焊方法的防护效果相比堆焊可谓在伯仲之间，主要优势是成本仅为堆焊的60％，而且生产效率高数倍。该发明由于对管顶部分专门进行了强化，所以特别适宜应用于锅炉内工况最恶劣，爆管概率最高的部位，如第一烟道水冷壁的中上部和顶棚、第二烟道等。从成本来说，本发明制备的组合涂层比完全熔焊高约1/4，比完全堆焊低约1/3，介于二者之间。可免除厂家的“爆管”之忧，服役寿命与完全堆焊基本相当，既可实现“用得放心”，而且包括中小企业在内的大多数企业也都“用得起”。

2.采用先堆焊后制备熔焊涂层的工艺，是考虑到堆焊层的熔点为1350℃，高于重熔温度1050℃，也就是说重熔加热过程对堆焊层不会产生影响。而且重熔过程中，也不会出现原来重熔时经常发生的管顶涂层，由于加热时间较长熔化流淌的现象，从而保证了熔焊质量；

3.通过搬运机构与喷砂机构的配合设定，不仅使喷砂管对排管的管顶区喷砂更加均匀，同时有利于喷砂管对管顶区的喷砂处理，提高了对管顶区喷砂质量。

附图说明

图1为本发明结构水冷壁结构示意图；

图2为本发明结构水冷壁爆口示意图；

图3为本发明结构底水冷壁爆管横截面示意图；

图4为本发明结构管顶堆焊与其余熔焊组合示意图；

图5为本发明结构喷砂机喷砂辅助机构示意图；

图6为本发明结构喷砂机构示意图。

图中：1、支座；2、弧形槽；3、排管；4、搬运机构；5、喷砂机构；6、管道；7、鳍片；8、管顶区；9、爆破口；10、堆焊层；11、熔焊层；501、支撑座；502、滚轮；503、轴一；504、圆盘；505、拉杆；506、横板；507、承接机构；5061、板体；5062、矩形孔一；5063、弧形孔；5064、矩形孔二；5071、喷砂管；5072、轴二；5073、板二；5074、杆一；5075、导柱；5076、滑板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施列一

请参阅图1至图4，一种锅炉管道向火侧感应熔焊与堆焊分区强化防爆管的方法，分为以下步骤：

(1)准备堆焊与喷涂粉末材料，购置inconel625高温合金焊丝堆焊材料；购置镍基自熔合金粉末感应熔焊材料。

(2)自动喷砂机对管排管顶区8表面进行喷砂粗化处理。

(3)等离子弧自动堆焊管顶部分，厚度约2.5mm。

(4)采用专用工装严格控制和矫正管排变形。

(5)自动喷砂机对管排除管顶已堆焊部分以外表面进行喷砂处理。

(6)在除堆焊表面以外的管排表面火焰喷涂制备镍基自熔合金涂层，厚度约0.5mm。

(7)对喷涂层进行高频感应重熔，确定高频感应重熔的电源频率、加热比功率、加热启动时间、管排移动速度等工艺参数。

(8)在感应重熔过程中采用专用工装严格控制管排变形。

(9)对堆焊和感应熔焊接缝处用inconel625进行合金补焊。

(10)检测管排表面覆层的质量，对局部缺陷进行手工修复；

其中针对管道爆破口9位置多集中于水冷壁和过热器等管道顶部附近的特点，本发明提出了对管顶部区域重点防护的策略。即对管道向火侧的管顶部分进行堆焊，堆焊区域约为管顶到管根部的1/2以上部分，其余部分均采用感应熔焊防护。工艺路线为首先完成对管顶部分的堆焊，再对其余部分包括管下部和鳍片表面喷涂镍基自熔合金-感应重熔。为防止堆焊与感应熔焊过渡接缝处衔接不好的情况，最后在接缝处进行补焊。

实施列二

请参阅图5至图6，自动喷砂机包括喷砂机本体和喷砂机喷砂辅助机构，喷砂机本体通过若干条管道6与喷砂机喷砂辅助机构连接，喷砂机喷砂辅助机构包括搬运机构4(参考型号FSL80)，搬运机构4(参考型号FSL80)一侧对称设置两组支座1，支座1上等距离设置若干弧形槽2，弧形槽2上放置排管3，排管3之间通过鳍片7连接，搬运机构4(参考型号FSL80)上设置具有摆动功能的喷砂机构5，喷砂机构5包括支撑座501，支撑座501连接搬运机构4(参考型号FSL80)，支撑座501一侧设置滚轮502，滚轮502转动连接搬运机构4(参考型号FSL80)侧壁，滚轮502连接轴一503，轴一503上设置轴承，轴承嵌入支撑座501一侧设置的支板，轴一503一端连接圆盘504，圆盘504一侧设置拉杆505，拉杆505一端设置横板506，横板506上设置承接机构507，拉杆505两端设置两组销轴，销轴一端设置轴承，一组轴承嵌入滑板5076，另一组轴承嵌入圆盘504偏离轴线一侧，其中当需要对排管3进行堆焊时，将排管3放置在两组支座1上，同时将排管3的管顶区8朝上，使承接机构507上的喷砂管5071正对管顶区8，启动搬运机构4(参考型号FSL80)，搬运机构4(参考型号FSL80)带动承接机构507上的喷砂管5071沿着管顶区8移动，同时搬运机构4(参考型号FSL80)带动支撑座501移动，使滚轮502沿着搬运机构4(参考型号FSL80)侧壁转动，滚轮502通过轴一503使圆盘504转动，圆盘504通过拉杆505使滑板507来回移动，滑板507通过杆一5074使板二5073移动，板二5073带动喷砂管5071来回移动，从而喷砂管5071对排管3的管顶区8喷砂更加均匀。

实施列三

请参阅图6，横板506包括板体5061，板体5061一端连接支撑座501，板体5061上等距离设置若干矩形孔一5062，矩形孔一5062内两侧对称设置两组弧形孔5063，板体5061上设置矩形孔二5064，承接机构507包括喷砂管5071，喷砂管5071设置若干，喷砂管5071位于矩形孔一5062内，喷砂管5071两侧对称连接两组轴二5072，轴二5072一端设置轴承，轴承转动连接弧形孔5063，喷砂管5071两端滑动连接两组板二5073，板二5073一端连接杆一5074，杆一5074一端连接滑板5076，滑板5076滑动连接导柱5075，喷砂管5071连接管道6，板二5073上等距离设置若干通孔，通孔内嵌入直立轴承，直立轴承滑动连接喷砂管5071，导柱5075位于矩形孔二5064内，导柱5075滑动连接直立轴承，直立轴承嵌入滑板5076，其中弧形孔5063与管顶区8平行，当板二5073带动喷砂管5071沿着矩形孔一5062来回移动时，轴二5072将沿着弧形孔5063移动，使喷砂管5071横向移动的同时，在直立轴承的作用下来回沿着纵向移动，由于管顶区8为弧形面，通过轴二5072与弧形孔5063设定，使喷砂管5071喷口处与管顶区8间距不变，从而有利于喷砂管5071对管顶区8的喷砂处理，提高了对管顶区8喷砂质量。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。