Dans les systèmes de récupération de chaleur résiduelle des chaudières industrielles, des conduites de gaz résiduaires d'incinérateurs et des équipements de traitement des gaz de combustion à haute température, 316 tubes chauffants en acier inoxydable sont exposés à des environnements corrosifs mixtes caractérisés par une température élevée, une alternance de froid et de chaleur, des oxydes de soufre, des oxydes d'azote, des vapeurs de chlorure et un liquide acide condensé. À des températures de fonctionnement élevées, le film passif riche en chrome natif-sur l'acier inoxydable a tendance à s'oxyder et à se dégrader ; une fois que la température descend jusqu'au point de rosée, le condensat acide adhère à la surface du tube, déclenchant une corrosion rapide du point de rosée, une corrosion intergranulaire et une défaillance d'oxydation à haute température-. Les technologies conventionnelles de passivation et de renforcement des alliages ne peuvent améliorer la résistance inhérente à la corrosion du substrat que dans une mesure limitée et ne peuvent pas résister longtemps à l'érosion combinée de l'oxydation à haute température - et du liquide condensé acide. Les revêtements anticorrosion -résistants aux températures élevées-forment une couche protectrice d'isolation dense sur la surface extérieure des tubes chauffants, qui peut isoler physiquement les gaz corrosifs, les brouillards acides et les liquides condensés du contact direct avec le substrat métallique, et amortir efficacement les dommages dus aux contraintes thermiques alternées. De nombreuses entreprises s'appuient uniquement sur la mise à niveau des matériaux de substrat pour faire face à la corrosion des gaz de combustion à haute -température, ignorant la protection synergique des revêtements anticorrosion-haute performance-, ce qui entraîne de fréquentes perforations prématurées et des fuites des faisceaux de tubes chauffants dans les équipements de chaleur résiduelle. Par conséquent, la sélection scientifique de revêtements résistants aux températures élevées et d'une technologie de construction de pulvérisation standardisée constitue un moyen anticorrosion supplémentaire important pour les tubes chauffants utilisés dans des conditions de travail difficiles à haute température pour les gaz de combustion.
La protection des revêtements à haute -température produit des effets anti-corrosion principalement grâce à des mécanismes de barrière physique, de passivation chimique et de tamponnage des contraintes thermiques. La structure de revêtement compacte peut bloquer les canaux de pénétration des ions chlorure, des ions sulfure et de la vapeur d'eau acide, empêchant ainsi les milieux corrosifs d'entrer en contact et de détruire le film passif en acier inoxydable. Certains composants du revêtement peuvent former des oxydes inertes stables dans des conditions de température élevée-, améliorant encore la capacité anti-oxydation de la surface du tube et inhibant la diffusion vers l'extérieur des éléments métalliques et l'infiltration vers l'intérieur de gaz corrosifs. De plus, les matériaux de revêtement avec des coefficients de dilatation thermique adaptés peuvent atténuer la différence de contrainte thermique entre la paroi du tube et le milieu externe à haute température - lors de fréquentes fluctuations de température, réduisant ainsi le risque de fissuration du film passif de surface causée par la fatigue thermique. Une fois que le revêtement présente des défauts tels que des trous d'épingle, des bulles ou une mauvaise adhérence, les milieux corrosifs se rassemblent à l'emplacement du défaut pour former une corrosion concentrée locale, ce qui accélère la défaillance de la pénétration du substrat. Ainsi, la qualité du prétraitement et les paramètres de pulvérisation standardisés déterminent directement l'effet protecteur à long terme du système de revêtement.
Cette étude propose quatre stratégies d'application standardisées de base pour les revêtements anticorrosion-à haute température-sur 316 tubes chauffants en acier inoxydable.
Tout d'abord, sélectionnez les variétés de revêtement en fonction de la -température de service à long terme et de la composition corrosive des gaz de combustion. Pour les conditions de travail avec une température de fonctionnement continue inférieure à 400 degrés et une faible teneur en soufre et en chlore, des revêtements anticorrosion à haute température -de silicone organique -sont adoptés, offrant de bonnes performances de construction et une excellente résistance à l'acide hydrophobe. Pour les environnements à haute -température comprise entre 400 degrés et 650 degrés avec une concentration élevée de vapeurs d'oxyde de soufre et de chlorure, les revêtements en céramique inorganique ou les revêtements en flocons de verre résistants aux hautes-températures sont préférés, qui possèdent une résistance à l'oxydation à ultra-haute température et des performances de barrière dense pour résister à l'érosion des gaz de combustion acides à long-terme. Pour les conditions de travail alternées à point de rosée intermittent avec des cycles froids et chauds fréquents, les revêtements par pulvérisation thermique en alliage à base de nickel - sont sélectionnés pour garantir une force de liaison élevée et éviter la fissuration et le pelage du revêtement sous la circulation de contraintes thermiques. Il est strictement interdit d'utiliser des revêtements anticorrosion ordinaires à température ambiante pour les équipements de gaz de combustion à haute température afin d'éviter une décomposition thermique rapide et une défaillance de la protection.
Deuxièmement, appliquez strictement les spécifications de prétraitement de surface avant la construction du revêtement. Éliminez les taches d'huile, les calamines d'oxyde de soudage, les couches de rouille et les films polluants passifs sur la surface du tube chauffant par nettoyage par ultrasons et sablage. Contrôlez la rugosité de la surface dans la plage de 40 à 75 μm pour former des motifs d'ancrage uniformes, ce qui peut améliorer considérablement la force de liaison mécanique entre le revêtement et le substrat. Après le sablage, dépoussiérage complet et traitement de dégraissage dans un temps limité pour éviter l'oxydation secondaire et la contamination de surface ; construire l'amorce dans les 4 heures suivant le prétraitement. Pour les cordons de soudure, les sections pliées et les positions de serrage sujettes à un amincissement du revêtement, effectuez un traitement de meulage fin local pour éliminer les arêtes vives et les piqûres qui provoquent facilement des fissures sous contrainte du revêtement.
Troisièmement, optimisez les paramètres du processus de pulvérisation et mettez en œuvre une conception de structure de revêtement multicouche-. Adopter la combinaison d'un apprêt anti-corrosion, d'un revêtement barrière intermédiaire et d'un revêtement de finition supérieur pour former un système de protection composite ; chaque couche d'épaisseur de revêtement est contrôlée uniformément pour éviter les défauts locaux ultra-ultrafins ou affaissants. Réglez une distance de pulvérisation, une pression de pulvérisation et une épaisseur de revêtement monocouche raisonnables pour éviter les trous d'épingle, les bulles et les fissures du revêtement causés par une pulvérisation unique trop épaisse. Après chaque couche de construction, prévoir un temps de durcissement suffisant en fonction des exigences techniques du revêtement ; un durcissement forcé à haute-température est nécessaire pour les revêtements inorganiques à haute-température afin de garantir une réticulation complète-et une formation de film-. L'épaisseur totale du film sec doit être déterminée en fonction du degré de corrosion : les conditions de travail de corrosion douces à haute température adoptent une épaisseur totale de 120 à 160 μm, tandis que les environnements de gaz de combustion corrosifs sévères nécessitent une épaisseur totale de 200 à 300 μm.
Quatrièmement, établir un mécanisme régulier de gestion de l'inspection, de l'entretien et des réparations des revêtements. Effectuer une inspection de l'apparence du revêtement et un test d'échantillonnage d'épaisseur avant l'installation du tube chauffant ; utilisez un détecteur de sténopé pour détecter les micro-défauts tels que les trous d'épingle et les minuscules fissures, et réparez tous les défauts détectés avec un revêtement supplémentaire local. Au cours de l'exploitation quotidienne, inspectez régulièrement l'état du revêtement des zones exposées au vent et des positions sujettes au point de rosée-point de rosée-tous les six mois ; Réparez en temps opportun les pièces locales détachées, cloquées et vieillissantes du revêtement. Lorsque la protection du revêtement échoue partiellement, retirez soigneusement le revêtement défectueux et refaites -le prétraitement de surface et la réparation par pulvérisation multi-au lieu de simplement appliquer la couche de finition sur la couche endommagée d'origine. Combinez la détection de l'épaisseur de paroi pour surveiller la corrosion du substrat sous le revêtement et organisez une rénovation globale du revêtement lorsque la zone endommagée du revêtement dépasse 15 %.
Les données d'application sur le terrain-à long terme montrent que les tubes de chauffage protégés par des revêtements anticorrosion composites qualifiés-haute température-peuvent fonctionner de manière stable dans des gaz de combustion corrosifs à haute température-pendant plus de 32 mois sans échec de pénétration par corrosion au point de rosée. En revanche, les tubes chauffants en acier inoxydable 316 non revêtus subissent des fuites locales de corrosion acide au bout de 5 à 11 ans de service. En conclusion, la sélection du revêtement axée sur les-conditions de travail-, le prétraitement de surface standardisé, la construction de pulvérisation composite multicouche-et la réparation périodique de l'entretien du revêtement peuvent créer une barrière d'isolation fiable-à haute température. La technologie de revêtement anticorrosion à haute -température-compense efficacement la limitation du substrat en acier inoxydable dans la résistance à l'érosion des gaz de combustion acides à haute-température, prolongeant considérablement le cycle de service sûr de 316 tubes chauffants en acier inoxydable dans la récupération de chaleur des déchets industriels et les équipements de traitement des gaz résiduaires à haute-température.
