提升效率与耐久性,中科煜宸激光熔覆在锅炉“四管”防护中的应用

在火力发电、生物质发电及各类工业锅炉中，水冷壁、过热器、再热器和省煤器，统称为锅炉“四管”，是热能交换的关键部件。它们长期处于高温、高压、烟气冲刷及可能存在的腐蚀性气氛（如硫、氯、钒等）环境中，失效模式复杂，包括高温氧化、硫腐蚀、氯腐蚀、飞灰磨损、吹灰器侵蚀以及热疲劳等。“四管”泄漏是导致电厂非计划停运的主要原因之一，维修更换工作量大，经济损失严重。因此，发展高效、长效的“四管”表面防护技术，是电力行业持续追求的目标。中科煜宸激光熔覆技术，作为一种能够制备高性能合金涂层的表面工程方法，在此领域展现出潜在的应用价值。

中科煜宸激光熔覆技术应用于锅炉“四管”防护，主要思路是在管材（通常为T91、TP347H、15CrMoG等耐热钢）的外表面（向火侧）制备一层兼具耐高温腐蚀和抗磨损特性的合金涂层。涂层充当屏障，将基体钢管与恶劣的烟气环境隔离。涂层材料体系可以根据锅炉燃料特性（如燃煤、燃生物质、掺烧）和具体的失效机理进行设计。例如，针对高硫煤产生的硫酸盐型高温腐蚀，可采用高铬含量的铁基或镍基合金；针对生物质燃料带来的氯腐蚀风险，涂层需要具备良好的抗氯蚀能力；同时，涂层还需有足够的硬度以抵抗飞灰颗粒的冲蚀。

技术实施面临的挑战包括：如何在薄壁管材上进行熔覆而不导致管子变形或烧穿；如何实现大规模、高效率的现场或车间作业以适应电站检修工期；以及如何确保涂层在长期高温服役下的组织稳定性，不与基体发生有害的扩散反应。中科煜宸的解决方案通常涉及精细的工艺参数控制（极低的热输入、快速的扫描速度），专门的小型化或自动化熔覆装备，以及经过验证的专门合金粉末。对于新管制造，可在出厂前进行预保护熔覆；对于在役管道，则可在停炉检修期间进行局部或整体的修复性熔覆。

与传统的方法相比，如热喷涂（超音速火焰喷涂、等离子喷涂）涂层，激光熔覆涂层的优势在于其冶金结合带来的更高结合强度和更低的孔隙率。冶金结合能更好地承受热应力，而低孔隙率则能更有效地阻隔腐蚀介质的渗透。虽然激光熔覆的单次成本可能高于某些喷涂工艺，但其更长的防护寿命可能带来更优的全生命周期成本。与整体更换为更高级别的合金钢管相比，熔覆防护则是一种成本相对较低的升级方案。

对于发电企业和锅炉设备供应商而言，延长“四管”寿命意味着更高的机组可用率、更低的维护成本和更好的经济效益。在评估各种“四管”延寿技术时，激光熔覆作为一种能够提供强度高、致密防护涂层的技术，其潜力值得关注。虽然其在电站锅炉领域的规模化应用仍需更多的长期运行数据支持和成本效益的进一步优化，但相关的研究、试验和初步应用已在进行中。中科煜宸在该技术方向的探索，为电力行业应对日益复杂的燃料条件和提升设备可靠性，提供了一个新的技术选项和合作研发的潜在伙伴。