Viršgarsiniu būdu purškiamų nikelio-chromo-chromo karbido dangų taikymas

Viršgarsiniu būdu purškiamos nikelio-chromo-chromo karbido (NiCr-Cr₃C₂) dangos, pasižyminčios puikiu atsparumu dilimui, korozijai ir erozijai aukštoje temperatūroje, atlieka svarbų vaidmenį apsaugant pagrindinius komponentus įvairiuose pramonės sektoriuose. Toliau pateikiama tipinių taikymo scenarijų ir faktinių rezultatų analizė:

I. Energetikos ir elektros įranga
1. Katilo „keturių vamzdžių“ apsauga
- Šiluminėse elektrinėse ir skystojo sluoksnio katiluose vandens sienelės vamzdžiai, perkaitintuvo vamzdžiai, pakartotinio šildytuvo vamzdžiai ir ekonomaizerio vamzdžiai yra ilgalaikės erozijos veikiami aukštos temperatūros dūmų dujų ir anglies pelenų, todėl per metus jie susidėvi iki 1,5–2,0 mm.
- Užpurškus NiCr-Cr₃C₂ dangas (storis 0,3–0,6 mm), dilimas sumažėja iki 0,03–0,2 mm per metus, todėl tarnavimo laikas pailgėja iki daugiau nei septynerių metų ir sutrumpėja neplanuotos prastovos dėl vamzdžių trūkimų. Tipinis procesas: viršgarsinis lankinis purškimas (HVOF), naudojant dengtus miltelius, kurių Cr₃C₂ kiekis yra 75–80 %, siekiant padidinti dangos homogeniškumą ir atsparumą dekarbiaracijai.

2. Turbinų ir dujų turbinų komponentai
- Smėlio prisotintame vandenyje pratekantys komponentai, tokie kaip turbinų mentės ir kreipiamosios mentės, yra jautrūs kavitacijai ir erozijos pažeidimams.
- Pridėjus tokių elementų kaip Nb ir Ta (1–5 %), danga pagerina atsparumą dilimui ir kavitacijai, todėl tinka hidroelektrinių ir dujų turbinų mentėms.

II. Aviacija ir aukščiausios klasės įranga
1. Variklio šepetėlių sandarinimo takai
- Kompresorių ir turbinų rotorių sandarikliuose danga turi pasižymėti dideliu sukibimo stiprumu (43–47,6 MPa) ir savaiminio sutepimo savybėmis.
- Pridėjus kietųjų tepalų, tokių kaip CaF₂/BaF₂ (likusi dalis), sukuriama aukštai temperatūrai atspari savaime tepanti danga, sumažinanti šepečių trinties nuostolius ir prisitaikanti prie darbo sąlygų žemesnėje nei 800 °C temperatūroje. - Pavyzdiniai proceso parametrai: purškimo atstumas 340–360 mm, deguonies srautas 1750–1800 l/h, žibalo srautas 5,3–5,5 gal/h.

2. Aukštos temperatūros lydinių komponentų apsauga
- Naudojamas kompresoriaus menčių kaiščiams, važiuoklės kaiščiams ir kt., kad būtų atsparūs trinties dilimui ir oksidacijai aukštoje temperatūroje.

III. Naftos chemijos ir sunkiosios mašinos

1. Gręžimo ir skysčių įranga
- Tokie komponentai kaip naftos gręžimo apykaklės, centralizatoriai ir purvo siurblių įdėklai susiduria su dviguba ataka – smėlio erozija ir korozine terpe.
- Dangos atsparumas korozijai yra 30 kartų didesnis nei nerūdijančio plieno (praskiestoje sieros rūgšties aplinkoje), todėl erozinio nusidėvėjimo tarnavimo laikas padidėja 3–5 kartus.
- Vožtuvų sandarinimo paviršiams ir cheminių siurblių sparnuotėms jis atsparus silpnai rūgštinės terpės ir dalelių dilimo sinerginiam poveikiui.

2. Kompresorių ir varžtų remontas
- Purškimas ant kompresoriaus varžtų ir hidraulinių cilindrų stūmoklių kotų sumažina trintį ir susidėvėjimą, pakeisdamas brangius nerūdijančio plieno komponentus.

IV. Popieriaus gamybos ir tekstilės mašinos
1. Džiovinimo cilindrai ir volelių komponentai
- Po purškimo popieriaus gamybos džiovyklės cilindrų paviršiaus kietumas pasiekia HRC35-46 (HB330-420), todėl sumažėja trinties koeficientas ir peilių dilimas. Tai sutrumpina šlifavimo ciklą nuo šešių mėnesių iki 3-4 metų, o popieriaus gamyba padidėja 30 %.
- Tekstilės mašinų voleliai ir godetiniai voleliai yra sutvirtinti dangomis, kurios žymiai pailgina jų tarnavimo laiką.

2. Plokštelinio šilumokaičio apsauga nuo korozijos
- Plačiakanalių šilumokaičių plokštės yra purškiamos 0,3–0,5 mm storio danga, siekiant išspręsti šarminių tirpalų sukeliamas korozijos problemas ir pailginti techninės priežiūros intervalus.

V. Svarbiausi proceso įgyvendinimo aspektai
1. Miltelių pasirinkimas
- Pageidaujami dengti milteliai (75–80 % Cr₃C₂ + 20–25 % NiCr), kurių dalelių dydis yra ≥70 % -325 mesh, o takumas

2. Paviršiaus išankstinis apdorojimas

- Smėliavimas iki Sa3 grynumo klasės, 50–80 μm šiurkštumo. Purškimas turi būti baigtas per 3–4 valandas po smėliavimo.

3. Purškimo parametrų valdymas
- HVOF liepsnos greitis 1500–2000 m/s, o temperatūra 2900–3100 °C, siekiant slopinti karbidų skaidymąsi (skilimo greitis

Santrauka
Nikelio ir chromo karbido dangos, dėl savo sinergetinio „kietosios fazės + rišiklio fazės“ dizaino (Cr₃C₂ atsparumui dilimui + NiCr atsparumui korozijai) ir naudojant viršgarsinę purškimo technologiją, idealiai tinka spręsti aukštų temperatūrų, korozijos ir dilimo sambūvio problemas. Jų taikymas jau apima pagrindinius sektorius, tokius kaip energetika, aviacija ir sunkioji pramonė. Būsimi pokyčiai apims nanokompozitus (pvz., B₄C priedą) ir išmanius procesus, siekiant dar labiau įveikti ilgalaikės apsaugos ekstremaliomis sąlygomis kliūtis.