一、熱噴涂原理

●熱噴涂是采用各種熱源使無機涂層材料加熱熔化或半熔化;

●然后用高速氣體使無機涂層材料分散細化并高速撞擊到基體表面;

●形成無機涂層的工藝過程。

二、熱噴涂原理示意圖

三、現場準備：

為了作好施工準備工作，其施工需要具備以下條件：

⑴施工空間  足夠施施工操作空間，保證工作中粉塵和砂粒不傷及到人。

⑵通風條件  施工作業面后部保證抽風通暢良好，保證噴砂噴涂的煙塵及時被抽走。

⑶照明用電  在沒有足夠的照明設施前，保證爐內可采用36V安全電源，須做好漏電保

措施。

⑷工程用電  380V  80KW    三相交流電

⑸盡量避免交叉施工  保證施工過程中不存在較大交叉作業，以免影響正常施工進度。

⑹施工腳手架  施工作業面底部以下10厘米往上架設。層高1.8米，跳板寬少50厘米。層與層之間設置爬梯，各級不超過50厘米；腳手架與水冷壁之間留有100～200毫米距離。保證腳手架與水冷壁交接處的正常施工。

⑺噴砂高度  噴砂施工垂直高度不高于25米。如果超過高度，需將噴砂機吊裝至相應高度位置。

⑻噴涂主機  擺放位置與工件的位置距離不超過15米。

⑼施工用電供應  施工用電380V三相交流電由業主提供至本項目施工現場電源開關處，施工用電源線由我公司施工人員提供。

⑽臨時場地 

A施工設備和工具箱及材料堆放用場地可在鍋爐平整場地面進行布置，占場地面積約30平方米詳見（布置圖）。

B施工石英砂堆放場地約占15平方米，規劃在設備放置場地，方便施工。

C上述兩處用場地共約50平方米，均需由工程項目部進行防雨防水處理。

D噴砂設備2臺共占場地面積6平方米，需根據現場施工進行高度調整，并計劃約10平方米石英砂用場地。

E噴涂設備占場地2平方米，在施工中根據實際情況進行高度調整。

F需生活用水點1處，滿足日常衛生使用。

G上、下班解送車輛需臨時占場地12平方米。

附表：

四、施工準備：

①根據實際需要搭好腳手架。

②清除受熱面上的大塊焦、雜物等。

③對管壁需實施噴涂的部位進行全面的質量檢查，如發現需要修整補強的部位應及時向甲方提出。

④利用現場已有條件進行設備就位、電氣接線、氣源管線連接及磨料回收帆布鋪設工作。

五、施工流程：

1、表面噴砂：

1、噴砂對基體表面的作用

①表面清潔：去除被噴表面的各種污染物，特別是油脂、污垢、氧化皮、銹、腐蝕物。工作面清潔度達到GB8923-88《涂裝前鋼材表面銹蝕等級和除銹等級》中規定的Sa3.0級。

②表面粗糙：熱噴涂涂層與基體的結合以機械結合為主，這就要求基體前處理不僅要除油除銹，還要粗化表面，使用面具有一定的粗糙度。表面粗糙度達到GB11373-89《熱噴涂金屬件表面預處理通則》中規定的Rz60～90μm，對管壁厚度不會造成任何損傷。

噴砂處理的目的：

a、增大噴涂層與基體的接觸面積，提高涂層結合度。

b、增加涂層材料與基體表面的相互鑲嵌、咬合，起到“錨鉤”作用，提高涂層與基體的附著力。

2、活化表面：

噴砂給噴涂提供了活性表面能力：如晶格缺陷、塑性變形，產生一定的應力狀態，以利于增加噴涂粒子與基體表面附著力，提高噴涂顆粒與基體的微冶金結合能力。活化效果分析如下：

①噴砂使工件表面在經過砂粒的反復打擊后形成一定的殘余壓應力，盡管該應力數值極小，但對于松馳工件在噴涂過程中涂層熱應力，對提高涂層的結合強度有利，同時也可以提高工件的疲勞強度。

②噴涂可除去工件表面上的有機污染物和氧化層，并能增大金屬表面晶粒的塑性變形和造成晶格缺陷，使基體表面處于容易發生化學反應的狀態，有助于噴涂顆粒與基體表面間的物理化學結合強度。

3、噴砂對管壁厚度損傷說明：噴砂只是噴除表面的污雜物，其噴除管壁厚度≤15μm，此厚度薄，對整個管壁厚度不會產生影響，其次噴砂作業不會產生對管壁的拉裂和吹損，第三噴砂作業是均勻進行的，整個表面的厚度減損是一致的，綜上所述噴砂作業只是對爐管達到干燥、清潔、活化表面，提高涂層結合強度一種行之有效方法，不會損傷管壁厚度。

所以工件噴涂前進行噴砂處理是極為必要的。而且噴砂后的工件應盡快進行噴涂，時間越短表面活化效果越好，涂層質量越高。

A、噴砂要求：先選用16～18目棕剛玉對工件表面進行粗噴，使其表面清潔度達到Sa3.0級，然后用14～16目棕剛玉進行表面糙化處理，表面粗糙度達Rz60～90μm，所用砂粒必須清潔、干燥，噴砂區域設圍護及其它回收措施，確保不污染周圍環境，經現場工程師確認后方可進行噴砂。對達不到預處理要求的部位需進行重新噴砂，在進行重新噴砂時要注意對合格部位的保護。

B、噴砂機選用： TS9015型高效噴砂設備

C、壓縮空氣質量要求：自備空壓機，排氣流量≥6m3／min，工作壓力0.55～0.8Mpa。

D、操作方法：噴砂距離150～200毫米，噴砂角度與基體50～70℃。

E、操作順序及檢驗要求：先用棕剛玉噴2遍，完全去除鋼材表面的銹、氧化皮、結焦等，并露出灰白色金屬光澤，噴棕剛玉作用僅僅是糙化基材表面，達到噴涂要求的表面粗糙度，而不會對管壁厚度造成任何損傷，用粗糙度樣塊對照檢驗，噴砂后管壁表面應干燥，無灰塵、無油污、無氧化皮、無銹斑及其它雜物，基材表面呈現均質的灰白色金屬外觀。

F、在噴涂前應檢查預處理的表面：發現有銹蝕或部位不合格的應重新進行處理，。若發現有嚴重減薄或裂紋現象時，提請甲方換管或補強。噴砂完工后在2～4小時內必須進行噴涂作業。

3、超音速電弧噴涂：

TS500型超音速電弧噴涂系統由電源、送絲機、超音速電弧噴槍、空壓機、儲氣罐、油水分離器等設備組成，該技術是我公司通過引進先進設備和自行研發的熱噴涂新技術，被美國、日本等發達列為二十一世紀表面工程關鍵技術。該噴涂技術采用燃燒于絲材端部的電弧將均勻送進的絲材熔化，經拉瓦爾噴嘴加速后的超音速氣流將熔化的絲材霧化為粒度細小、分布均勻的粒子，噴向工件形成涂層。熔化粒子與基材主要以機械、物理和冶金等方式結合，其結合強度可達65MPa以上。與普通電弧噴涂和火焰噴涂相比，超音速電弧噴涂具有更高的粒子飛行速度、更強的結合強度、更低的孔隙率、涂層均勻度高、致密性好、且噴涂粒子到達工件表面時溫度不足80℃工件不會變形，可獲得高質量的涂層。

A絲材選用：φ2.0毫米 KM99超硬耐磨噴涂絲材   

涂層性能:現對我公司選用KM99超硬耐磨噴涂絲材采用超音速電弧噴涂所制備的涂層作出以下描述：

具體微觀結構為:Cr3C2及其在噴涂過程生成物的混合相作為硬質點，相當于涂層結構中的骨架；NiCrB具有良好的延展性及耐腐蝕性，作為硬質點的載體。硬質點鑲嵌在載體中，在載體中均勻分布。

耐磨性要求:Cr3C2及其在噴涂過程生成物的混合相作為硬質點，成為涂層結構中的骨架，受到沖蝕質點沖擊。眾所周知鉻的碳化物具有相當高的硬度，完全能夠滿足耐磨性的要求。

延展性要求:鉻的碳化物具有相當高的硬度，但熱脹系數與基體相差很大，這就要求載體應具有良好的延展性，也就是具有與基體相近的熱脹系數。NiCrB作為載體加上打底層（NiAl）的過渡保證了整個涂層的延展性，在溫度不斷變化過程中不開裂。

耐腐蝕要求:涂層在煙氣中具有腐蝕性介質的條件下工作，NiCrB具有良好的抗腐蝕性，保證不會因為載體的腐蝕而造成硬質點的失效脫落，從而直接影響涂層的耐磨性能。

B潔凈氣路：經油水分離器即可獲得干燥潔凈的壓縮空氣。

C噴涂設備選用：選用TS500型超音速電弧噴涂機、專用噴涂電源及配套送絲裝置等。

D噴槍選用：選用超音速電弧噴槍，其粒子速度達到470m/s以上，涂層孔隙率可控制在0.9%以內，同時涂層與基體的結合強度也得到了明顯的改善。

E、噴涂工藝參數：

a 電弧電壓：32～34V

b 電弧電流：160～200A

c 霧化空氣壓力：0.55Mpa

d 噴涂距離：150～200毫米

e KM99超硬耐磨噴涂絲材涂層厚度：0.6-0.8毫米

F、噴涂方式：為防止在噴涂過程中產生局部溫度過高，在實際操作中控制層間溫度不得高于800C。在每個施工區域或每天施工區域交界處應設計出過渡層，在過渡層處涂層厚度應由厚到薄并設明顯標記。在具體施工中我公司確定在夜間進行噴砂，白天進行噴涂工作。采用井字型噴涂方式，分層、分區作業，局部區域噴涂達到工藝設計厚度后再移換到其他區域，確保噴涂層的厚度均勻及結合力，防止出現漏噴現象。噴涂完畢后，應進行涂層質量檢驗，并測量厚度 δ2，若   δ2-δ1≥0. 6～0.8毫米，判定合格，可進入下一道工序，否則對不合格部位應進行補噴涂。

G、操作注意事項：

a 分塊作業，局部區域噴涂達到設計厚度后再移換到其他區域，搭接部位設置辯認標志。操作時，層間溫度不得高于80℃。

b 送絲盤及送絲情況設專人監護，以保證順利送絲，防止絲材“打結”，同時必須保證兩絲間絕緣，以免造成短路。

c 噴涂前應在試板上試噴，以便調節電壓、電流、送絲速度、壓縮空氣流量，檢查氣路的活接頭及軟管接頭，不得有漏氣現象。如發現送絲不穩、電弧不穩定燃燒、嚴重漏氣等特殊現場應及時檢查、調整。調節電壓時應斷開主回路，以免損傷噴涂電源。

注：噴涂過程中燒損的導電嘴磨損應及時更換，加工精度不合格的導電嘴禁止使用。

d 噴涂過程中若發現送絲不穩、熔絲爆斷、電弧時斷時續現象，應先檢查導電嘴使用狀況，再次檢查送絲管安裝是否牢固，松動時應及時擰緊。

施工前

5、質量說明

A、噴砂質量：

①選用16～20目優質石英砂去除管壁表面氧化皮，直至管子表面露出金屬光澤，使表面清潔度達到GB8923-88《涂裝前鋼材表面銹蝕等級和除銹等級》規定的Sa3.0等級。

②選用14～16目棕剛玉進行表面粗糙化處理，以增大表面積，提高結合強度，其表面粗糙度應達到GB11373-89《熱噴涂金屬表面預處理通則》規定的RZ60～90μm，且不傷及管壁厚度。

B、噴涂質量：

①涂層外觀：涂層表面必須是均勻的，不允許有起皮、鼓包、顆粒粗大、裂紋、掉塊、漏噴及其它影響涂層使用的缺陷。

②涂層厚度：使用的缺陷在涂層厚度的把握上有如下措施：一是要求監督施工人員在操作過程嚴格按操作規范施工；二是通過噴涂材料的消耗來控制涂層厚度；三是依照施工前預設參數操作，噴涂代樣或現場抽取實樣用卡尺測量檢驗；四是在對金屬表面進行了噴砂處理后，先用便攜式涂層測厚儀進行較大量的取點測厚δ1，而后再在熱噴涂完畢，封孔前對管壁取點測厚δ2，并對數字進行微量修正，兩平均數值之差即為涂層厚度。

鎳鉻碳化鉻超硬耐磨噴涂絲材涂層厚度：0.6～0.8毫米 

③涂層結合強度(涂層與基體)：采用拉刀檢驗，使用特制拉刀，在噴涂層上進行縱橫條狀況呈“#”字形拉痕，觀察其是否存在片屑狀剝落。安裝時與支架磨擦不得脫落、起皮。

④售后服務：發現問題48小時到達現場，中小修時隨時做好維護工作。

6、適用標準

GB／T11373—89《熱噴涂金屬件表面預處理通則》

GB11375—89《熱噴涂操作安全》

GB8642—2002《熱噴涂涂層結合強度的測定》

GB8641—88《熱噴涂涂層強度抗拉強度的測定》

GB8640—88《金屬熱噴涂層表面洛氏硬度試驗方法

施 工 組 織 設 計

主要施工機具及檢測設備清單

工程部

工程部是我公司在此項目上的代表，全面負責履行項目合同的實施。負責貫徹執行有關火力發電工程施工的相關法律法規和政策；執行本企業的各項管理制度；嚴格財務制度，加強財務管理；正確處理、企業和個人的利益關系；執行項目合同中由項目經理負責履行的各項條款；對工程項目施工進行有效控制，執行有關技術規范標準；確保工程質量和工期，實現安全、文明生產，努力提高經濟效益。

項目經理

是項目部的負責人，代表我公司向業主全面履行責任和義務，對內向我公司負責，樹立企業形象，創造經濟效益。

施工隊長

全面負責本工程項目施工的具體實施。

安全員工程師

負責工程質量的監督、評定和施工安全檢查，制訂現場安全施工管理辦法。

質檢工程師

主管技術和質量控制，負責工程測量、技術指導、辦理施工和變更手續以及工程技術資料的收集、填報、歸檔，編制竣工文件等。

施工進度計劃

噴砂進度安排  電站鍋爐普遍存在燃氣二氧化硫高溫腐蝕和煤粉沖刷磨損，根據我公司在各電廠的施工經驗，每臺噴砂設備每天（12小時）能對水冷壁表面噴砂處理完成M12，所以決定噴砂施工時用一套噴砂設備。按這個進度在二天（二個夜班）時間內就可以足夠完成噴砂施工任務，即使發生影響工程施工的其它情況也有足夠的時間處理，從而保證按工期完成施工任務。

噴涂封孔進度安排  根據循環流化床鍋爐水冷壁耐磨噴涂技術要求，本公司決定采用超音速電弧噴涂鎳鉻碳化鉻超硬耐磨噴涂絲材，在實際施工中沉積率較低，當噴涂厚度在1～1.5毫米時，平均每套噴涂設備每天（十二小時）可以噴涂20M12左右，在噴涂施工時安排一套噴涂設備同時施工，除留出邊界處的過渡區域外所有經過噴砂預處理的管束全部噴涂完畢并進行封孔處理。按這個進度在四天時間（四個白班）內就可以完成噴涂任務。為保證噴涂的正常進行，我公司計劃準備兩套噴涂設備，保證有兩套噴涂設備能同時正常工作，即使設備出現臨時故障也不會影響噴涂施工。

工程部

工程部是我公司在此項目上的代表，全面負責履行項目合同的實施。負責貫徹執行有關火力發電工程施工的相關法律法規和政策；執行本企業的各項管理制度；嚴格財務制度，加強財務管理；正確處理、企業和個人的利益關系；執行項目合同中由項目經理負責履行的各項條款；對工程項目施工進行有效控制，執行有關技術規范標準；確保工程質量和工期，實現安全、文明生產，努力提高經濟效益。

項目經理

是項目部的負責人，代表我公司向業主全面履行責任和義務，對內向我公司負責，樹立企業形象，創造經濟效益。

施工隊長

全面負責本工程項目施工的具體實施。

安全員工程師

負責工程質量的監督、評定和施工安全檢查，制訂現場安全施工管理辦法。

質檢工程師

主管技術和質量控制，負責工程測量、技術指導、辦理施工和變更手續以及工程技術資料的收集、填報、歸檔，編制竣工文件等。

質 量 保 證 措 施

噴涂施工應嚴格按工藝流程、分步進行質量控制，同時對材料、設備、人員素質等方面也提出相應要求，以確保工程質量的全面控制。

工期保證措施

A 科學的施工方案為本工程質量和工期提供了技術的保證。

B 先進的施工組織和管理為按期完工提供了管理保證。

C 切實可行的工程進度安排為按期完工提供了計劃保證。

D 根據項目情況調配性能先進、足夠的施工設備和零配件、材料，完善的物流保障體系，為工程保質保量按期完工提供了物質保證。

E 經驗豐富的施工人員，包括技術專家、項目經理和各工種的操作人員為項目的按時開工順利完工提供了人員保證。

F 施工組織能力：本公司施工隊伍擁有五十余名技術熟練富有經驗的操作工人,另有專業技術人員二十余人,電弧噴涂機13余套,噴砂機13套,空壓機8臺,各類汽車5輛,可在全國多數地點同時施工。        

安全保證措施及文明施工措施

1、執行電力行業規范，奉行“安全為天”的方針。

2、通過鼓勵和培訓，建立全員安全、健康、環保的意識。

3、構建安全工作環境，關愛員工身心健康。

4、遵守甲方有關廠規章制度和甲乙雙方簽訂的安全協議，發現違紀現象對有關人員從嚴從重處理。

5、現場設專職安全員二人，每天開工前召開班前會進行安全教育。

6、所有施工人員在進場前必須經過安全培訓，考試合格后參加施工。

7、施工人員進入現場應配帶安全帽，穿絕緣鞋，高空作業時應配帶安全帶。現場設置明顯安全標志。

8、在施工過程中安全員每小時進行一次現場巡視，發現違規現象及時予以糾正。開工前對現場腳后架進行檢查；發現問題及時解決。

9、現場照明選用36V防爆燈，噴砂時應穿保護衣，噴涂時帶保護鏡。

10、交叉作業時注意工作區域內是否有其他人員，并與其他施工人員協調好關系，做好有關安全措施。

11、與甲方保持良好的聯系，并處理好與其他施工單位的工作關系，確保文明施工。

12、電氣設備的維修須由專業電工操作。場不得私自接拉電源，電源應可靠接地。

13、必須在甲方技術人員的指導下進行，未經許可嚴禁私自動用甲方設備。

14、須作到文明施工，在施工期間作到“三無” 、“三齊” 、“三不落地” 和“三不亂”。

15、天施工結束后清理現場，做到“工完、料凈、場地清”。