ТЕПЛООБМЕННАЯ ТРУБА

Полезная модель относится к области теплоэнергетики, в частности к устройствам теплообменных труб узлов и деталей паровых котлов, например пароперегревателя.
Теплообменные трубы котлоагрегатов, например трубных пакетов пароперегревателя, функционируют в условиях высокотемпературного абразивного и коррозионного износа продуктами сгорания топлива.
Известна теплообменная труба пароперегревателя, наружная поверхность которой выполнена с защитным антикоррозионным покрытием (патент РФ №2120082, 1998 г.). Однако, не любое антикоррозионное покрытие может обеспечить надежную защиту поверхности от высокотемпературного коррозионного износа.
Известна теплообменная труба, наружная поверхность которой выполнена с износостойким и коррозионностойким покрытием, имеющим два слоя, верхний из которых - металлокерамический слой, образованный газотермическим напылением порошка карбида хрома на никель-хромовой связке, а нижний выполнен из сплава, включающего такие элементы, как хром, тантал, иттрий, никель и кобальт (JP 7018320, 1995 г.).
Недостатком известного решения является высокая стоимость покрытия. Высокая стоимость обусловлена, как высокой стоимостью редкоземельных металлов, используемых в первом слое покрытия, так и стоимостью самого карбида хрома на никель-хромовой связке.
Технический результат, на решение которого направлена заявленная полезная модель, является снижение стоимости и повышение технологичности изготовления защитного покрытия для теплообменных труб, обладающего высокой устойчивостью к коррозионному и газоабразивному износу.
2
3
Технический результат достигается тем, что у теплообменной трубы, выполненной с коррозионностойким и износостойким покрытием на ее наружной поверхности, покрытие выполнено посредством напыления газотермичеким, преимущественно высокоскоростным методом, порошковой смеси, включающей металлокерамический порошок СrС/NiCr и порошок сплава, выбранного из следующего числа: FeCrSi, FeCrBSi, NiFeCrSi, NiFeCrBSi, при этом содержание порошка сплава в порошковой смеси составляет от 20 до 80%.
Использование в качестве материала для нанесения покрытия смеси порошков карбида хрома на связке никель-хром и одного из следующих сплавов: FeCrSi, FeCrBSi, NiFeCrSi, NiFeCrBSi, позволяет сформировать на поверхности теплообменной трубы защитный слой с высоким уровнем коррозионностойких и износостойких свойств, практически не уступающим слою, сформированному с использованием порошка чистого карбида хрома на связке никель-хром, что позволяет существенно снизить затраты на изготовление покрытия. Кроме того, покрытие на основе данной порошковой смеси способствует снижению эффекта гальванопары, что исключает необходимость нанесения подслоя.
Нанесение покрытия методом газотермического, преимущественно высокоскоростного, напыления также способствует повышению противокоррозионных свойств, обеспечивая высокую адгезию к стали, низкую пористость покрытия, а также, из-за низкой температуры газовой струи и отсутствию свободного кислорода, низкое содержание оксидов в покрытии.
3
2
Теплообменная труба трубного пакета пароперегревателя выполнена из конструкционной стали с покрытием, нанесенным на ее наружную поверхность газотермическим напылением, преимущественно методом высокоскоростного напыления. Материалом покрытия является смесь порошка карбида хрома на связке из сплава никель-хром (СrС/NiСr) с порошком одного из следующих сплавов: FeCrSi, FeCrBSi, NiFeCrSi,
NiFeCrBSi. В напыляемом порошке содержание сплава по отношению к металлокерамике в процентном соотношении может составлять от 20:80 до 80:20.
В качестве сплава используется материал, включающий в себя железо, хром и кремний (высокое содержание хрома обеспечивает аустенизацию сплавов железа, что дает возможность его использования для формирования коррозионностойкого покрытия) или никель, железо, хром и кремний. Перечисленные сплавы могут также включать в себя и бор, выполняющий роль раскислителя и способствующий при напылении образованию боридов, что также повышает коррозионную стойкость покрытия.
Полезная модель позволяет обеспечить надежную защиту наружной поверхности труб узлов и деталей паровых котлов, например пароперегревателя, от высокотемпературного абразивного и коррозионного износа при снижении стоимости защитного покрытия.