Дуговая металлизация покрытий из порошковых проволок для защиты оборудования энергетики от высокотемпературных воздействий

Статус

Активен

Аннотация

Компания из Екатеринбурга, специализирующаяся в области нанесения газотермических покрытий, разработала технологию активированной дуговой металлизации в цеховых и монтажных условиях, применяемых для защиты оборудования энергетики от высокотемпературных воздействий. Компания ищет партнеров для заключения производственного соглашения и технической кооперации.

Описание предложения

Малое предприятие из Сверловской области является частной компанией, которая занимается инжинирингом в области газотермического напыления покрытий (ГТН), предлагает технологию получения защитных покрытий, основанную на распылении порошковых проволок (ПП) методом активированной дуговой металлизации (АДМ). В электроэнергетике существует проблема коррозии и износа узлов оборудования, эксплуатирующихся при температурах до 600°C и контактирующих с твердыми фракциями летучей золы. По оценке в абсолютных цифрах годовые затраты на восстановление деталей на тепловых электростанциях, работающих на угле и вырабатывающих около трети потребляемой электроэнергии составляют 1,2 млрд. дол. Анализ методов повышения стойкости узлов оборудования ТЭС (тепловых электростанций) к коррозии и износу показывает, что в сравнении с альтернативами в повышении ресурса оборудования газотермическое напыление (ГТН) защитных покрытий выделяется по надежности, технологичности и экологичности. Применяемые способы ГТН, плазменное и высокоскоростное газопламенное напыление (ПН и HVOF) не устраивают потребителей по причине высоких затрат на получение покрытий, вытекающих из низкой производительности и высокой стоимости порошковых материалов для напыления. АДМ представляет разновидность способа дуговой металлизации (ДМ), где проволоки расплавляются в дуге, горящей между ним, и распыляются транспортирующим газом, а образующиеся частицы ускоряются и при попадании на поверхность формируют покрытие. АДМ-оборудование отличается от типового оборудования для ДМ использованием в качестве транспортирующего газа продуктов сгорания пропано-воздушной смеси. Для формирования струи продуктов сгорания пропано-воздушной смеси непосредственно перед зоной плавления проволок установлена камера сгорания. Сжигаемая в камере сгорания топливно-воздушная смесь, истекающая через распылительное сопло, распыляет жидкий металл плавящихся электродов, на которые через токоподводы подается напряжение. Прямая передача энергии от дуги к проволокам обуславливает высокую тепловую эффективность ДМ. Здесь доля вводимой тепловой энергии от дуги, идущей непосредственно на расплавление распыляемого материала, составляет 60-70 %, что в 7-10 раз больше, чем для других способов ГТН. Это обуславливает высокую производительность АДМ: до 18 кг/ч (распыление стали), 50 кг/ч (распыление цинка). Кроме того, проволоки в 2-3 раза дешевле порошков, применяемых для других способов напыления. Сочетание высокой производительности с использованием проволок приводит к снижению в 3-10 раз затрат на получение АДМ-покрытий в сравнении с другими методами напыления. В АДМ-аппаратах угол распыления уменьшен до 10˚, коэффициент использования материала достигает 85 %, скорость частиц 140-500 м/с, степень окисления стального покрытия 2,1-2,9 %, пористость 2 %. В среднем уровень параметров на 40 % выше по сравнению, как с российскими, так и с зарубежными ДМ-установками. Эффективность использования АДМ составляет 2-6 млн. руб. на аппарат. Указанные разработки позволили за последние 10 лет получить эффект от их применения свыше 150 млн. руб. применительно к областям защиты от износа и коррозии. В рамках сотрудничества по производственному соглашению компания предлагает Партнеру металлизаторы и порошковые проволоки для нанесения высокоэффективных защитных покрытий на узлы оборудования энергетических предприятий, что позволит ему обеспечить увеличение ресурса работы оборудования при снижении затрат на выполнение защитных работ. Техническая кооперация требуется для совместной доработки оборудования и порошковых проволок.

Инновационные аспекты и преимущества

Для нанесения износостойких металлизационных покрытий была разработана и запатентована экономнолегированная порошковая проволока системы легирования Fe-C-Cr-Ti-Al, марки ППМ-6. Покрытия из этой проволоки имеют структуру метастабильного аустенита. В них энергия внешней нагрузки затрачивается на образование мартенситной фазы, что обуславливает повышение их твердости и износостойкости. Микротвердость покрытия составляет 500-700 HV100, это обеспечивает его износостойкость при абразивном изнашивании в 1,5-2 раза выше, чем при использовании сплошной проволоки 20Х13. При этом за счет легирования алюминием и титаном адгезионная прочность покрытий выше, чем у нихрома на 10-15 %, и в 3 раза выше по сравнению с проволокой 08Г2С. Для нанесения металлизационных покрытий, стойких к коррозии при температурах до 700˚С разработана и запатентована порошковая проволока Fe-Cr-Al, дополнительно легированная кремнием и титаном. Результаты испытаний показали, что покрытия из этой проволоки имеют жаростойкость одного уровня с аустенитными сталями, такими как 1Х18Н12Т, и на порядок выше, у перлитных и мартенситно-ферритных сталей, таких как 12Х1МФ и 1Х12В2МФ. Сплошные проволоки для нанесения защитных покрытий ДМ (дуговая металлизация) сложны в изготовлении, а имеющиеся порошковые отличаются высокой стоимостью. Для дуговой металлизации фирмами США, Германии и других стран разработана гамма порошковых проволок на никелевой основе с введением в состав шихты карбидов вольфрама, бора, хрома. Они обеспечивают необходимые свойства защитных покрытий, однако наличие в их составе большого количества дефицитных и дорогих компонентов приводит к высокой стоимости распыляемых материалов и в результате к удорожанию покрытия. Стоимость предлагаемых порошковых проволок для дуговой металлизации покрытий ниже в 3-5 раз в сравнении с зарубежными аналогами (Sulzer Metco, TAFA Praxair), вследствие экономной системы легирования, не содержащей дорогостоящих элементов, таких как Ni, Mo, W, Nb, при сопоставимой стойкости покрытий из них к износу и коррозии.

Текущая стадия развития

Разработаны: 1) аппарат для напыления покрытий из проволок; 2) экономнолегированные проволоки для нанесения износостойких (до 200˚C) и жаростойких покрытий (до 700˚C); 3) типовые технологии нанесения покрытий (реализованы на 20+ участках).

Технологические ключевые слова

02002015 Обработка поверхностей (окраска, гальваника, полировка, химическое и физическое осаждение из газовой фазы)
02002 Промышленное производство
02 ПРОМЫШЛЕННОЕ ПРОИЗВОДСТВО, ТЕХНОЛОГИИ МАТЕРИАЛОВ И ТРАНСПОРТА

Коды рыночных применений

06007 Прочие области, связанные с энергетикой
06 ЭНЕРГЕТИКА
08001012 Специальные металлы (вкл. процессы для работы с металлами)
08001 Материалы и химикаты
08 ПРОМЫШЛЕННЫЕ ИЗДЕЛИЯ

Права интеллектуальной собственности

Патент получен

Комментарии, дата и номер патента

Патент РФ от 19.01.2012 г., патент РФ от 25.10.2012 г.

Предпочитаемые страны

Армения, Белоруссия, Молдавия, Украина, Австрия, Бельгия, Босния и Герцеговина, Болгария, Чили, Китай, Египет, Исландия, Израиль, Япония, Македония, Мексика, Черногория, Норвегия, Южная Корея, Швейцария, Сирия, Тунис, Турция, США, Албания, Аргентина, Бразилия, Канада, Грузия, Индия, Индонезия, Иордания, Новая Зеландия, Парагвай, Перу, Российская Федерация, Сербия, Сингапур, Китайская Республика Тайвань, Страны ЕС, Хорватия, Кипр, Чехия, Дания, Эстония, Финляндия, Франция, Германия, Греция, Венгрия, Ирландия, Италия, Латвия, Литва, Люксембург, Мальта, Нидерланды, Польша, Португалия, Румыния, Словакия, Словения, Испания, Швеция, Великобритания

Дата профиля

11.11.2015