锅炉炉管Ni-P-PTFE化学复合镀层探究.pdfVIP

论文集 锅炉炉管Ni．P．PTFE化学复合镀层研究 马丈慧1 陈丽娜2夏舞艳3李咏梅3富阳2 (1广东省汕头市特种设备检验所，广东省汕头市，515100 2广东省特种设备检测院中山分院，广东省中山市，528400 3广州声华科技有限公司，广东省广州市，510220) 摘要：锅炉炉管的水垢或磨损不利于锅炉的安全节能，在炉管内外表面制备不同的Ni-P化学 镀层和Ni．P-PTFE化学复合镀层，具有耐磨且低表面自由能性能。防水垢防磨损，安全节能效果明 显。在化学镀Ni．P合金基础上加入PTFE粒子，采用镍盐和还原剂在同一溶液中进行的自催化氧化- 还碾反应，从而在工件表面沉积出的Ni-P-PTFE化学复合镀层．具有低表面自由能，且具有高的硬度、 镀层PTFE含量和PTFE粒子分散性有影响。 关键词：锅炉；炉管：Ni．P-PTFE：化学镀；复合镀 一、引言 中山市现有锅炉1827台，我们在内检时发现很多炉管有水垢或磨损。水垢一般附着在炉管的水 汽侧。磨损一般发生在炉管的烟气测。锅炉的水垢导热性很差，比碳钢差30～50倍，使锅炉蒸发量 下降，热损失增大。结lmm厚的垢，多耗煤5～8％，锅炉效率降低1～2％，易造成爆管。炉管磨 损不仅造成锅炉设备大修过早报废，直接导致经济损失，而且易发生各种事故，给安全生产带来隐患。 我们在炉管内外表面制备了不同的Ni．P化学镀层和Ni．P．PTFE化学复合镀层，具有耐磨且低表面自 由能性能，防水垢防磨损，安全节能效果明显，为解决锅炉结垢和磨损问题提供新的解决途径。 液中进行的自催化氧化．还原反应，从而在工件表面沉积出Ni。P．PⅡE化学复合镀层的表面处理技术。 Ni-P-PTFE化学复合镀层由于具有低表面自由能，且具有高的硬度、耐磨性、润滑性、优异的耐蚀 性和良好的钎焊性能，尤其是制备的高磷镀层具有非晶态结构，非晶态的高磷镀层具有低表面自由能、 非磁性、较低的电阻温度系数(TCR)、优良的耐蚀性等优点，因此在炉管表面镀上Ni—P-PTFE化学 复合镀层可以防止水垢产生，提高锅炉设备部件抗磨抗蚀，提高表面硬度，延长使用寿命，节能降耗。 二、防垢防磨原理 的空白部分表示化学镀镍与磷，黑点表示PTFE微粒。在表层磨掉以后．内层仍然储存有非常大量 的PTFE微粒可作为继续摩擦时的固体润滑剂，这些固体润滑剂微粒在纵横两向的分布都是均匀的， 301 201 1年特种设备安全与节能学术交流会 也就是在相继的摩擦过程中，仍然可以持续不断地起到润滑作用，PTFE具有低表面自由能和优异的 耐蚀性，Ni．P化学镀层具有高的硬度、耐磨性因此在炉管表面镀上Ni．P-PTFE化学复合镀层可以防 止水垢产生，提高锅炉抗磨性。 ，，r●●●● Z¨”¨一¨yPh．。” ，产¨¨¨。l： 黼 图一Ni．P-PTFE化学镀层 Ni—P-PTFE Fig．1 CompositeCoating 三、镀层制备 Ni．P-PTFE化学复合镀层的制各，可以通过把PTFE微粒分散到以硫酸镍为镍盐、次磷酸钠为还 原剂的化学镀镍溶液中，借助于缓慢的自催化还原反应把PTFE夹带进去而形成的。 在Ni．P-PTFE化学复合镀层的制各过程中，重力、机械搅拌力和静电引力等对制备过程起作用。 重力和机械搅拌力影响不大，而粒子的带电性却起重要作用。PTFE粒子非常小，以胶体形式均匀、 稳定的分散在溶液中，受重力和机械搅拌力影响不大，而通常金属基体表面在溶液中由于水合作用 会失去部分金属离子而带负电荷，因此通过静电引力吸附溶液中带正电荷的PTFE粒子，带负电荷 的PTFE粒子则不能发生吸附，不带电荷的PTFE粒子由于范德华引力的作用生产极少量吸附，不同 的吸附结果可以产生不同的复合镀层。 四、影响因素 4．1PTFE浓度 镀层中沉积下来的PTFE含量与镀液中PTFE的浓度有关。随着镀液中PTFE的增加，镀层中的 粒子含量也相应增加，当