1.本发明涉及城市源生活垃圾焚烧锅炉受热面防护领域，尤其涉及垃圾焚烧锅炉受热面的防腐合金涂层残余寿命的检测方法和评价方法。
背景技术：2.为了缓解垃圾焚烧余热锅炉受热面高温腐蚀引起的爆管，实现安全、稳定运行，需要对锅炉受热面进行防腐处理。目前主要的防腐技术有浇注料、合金涂层以及管材本身。其中，提高受热面防腐性能最重要的方式是在受热面金属与腐蚀介质之间加入保护性的合金涂层。相比于浇注料防腐，合金涂层几乎不存在换热效率降低的问题。但是，合金涂层在发挥保护受热面作用的同时，自身在不断地腐蚀。因此，合金涂层须具有强的基体结合力，高的抗热腐蚀、热疲劳功能，并且与基体材料具有相似的热膨胀系数。
3.为了获得价格便宜、防腐性能优越的合金涂层，目前国内外垃圾焚烧发电厂受热面防腐涂层的合金材料和熔覆工艺种类杂多。合金材料主要涉及镍基材料、钴基材料，但具体成分变化复杂，常见的材料有inconel625、inconel686等。对于熔覆工艺，主要有堆焊、激光熔覆、以及微熔焊。
4.随着垃圾焚烧锅炉高参数化发展，防腐涂层应用面积扩大，甚至达到上千平，因此针对垃圾焚烧锅炉受热面的防腐合金涂层残余寿命的测量是十分必要的。传统采用超声波测厚仪测量方式，该种测量方式存在如下缺点：1)存在测量区域没有代表性，不能找出易腐蚀区域；
5.2)每个测量点进行打磨去灰，表面抛光等工作，工作量大，造成停炉时间加长，停炉期间，生活垃圾得不到处理，加大了环保压力；3)传统残余壁厚直接测量方式存在测量值不准现象，因为测量过程需要探头与管壁紧密贴合，但是管壁为圆弧形，且停炉期间炉内含有大量的粉尘。
6.由于上述测量方法存在如上的缺点，因此针对垃圾焚烧锅炉受热面的防腐合金涂层残余寿命，需要一套快速检测及评价方法，既能快速的检测出易腐蚀区域的涂层表面硬度和成分，又能评价出该合金涂层残余寿命情况，全面了解了合金涂层在炉内应用性能，保障了锅炉长周期稳定运行。
技术实现要素：7.本发明解决的技术问题在于提供一种垃圾焚烧锅炉锅炉受热面的防腐合金涂层残余寿命的检测方法，该方法可快速检测出残余寿命。
8.有鉴于此，本技术提供了一种垃圾焚烧锅炉受热面的防腐合金涂层残余寿命的检测方法，包括以下步骤：
9.a)判断初始防腐合金涂层的材料和加工方式；
10.b)切割样品，分别得到防腐合金涂层的横截面硬度和成分与厚度的关系图；
11.c)停炉期间，对所述防腐合金涂层的应用区域进行网格化划分，设置若干个监测点并检测表面硬度和成分，得到所述防腐合金涂层应用后的表面硬度和成分；
12.d)根据步骤b)中的关系图和所述防腐合金涂层应用后的表面硬度和成分，确定所述防腐合金涂层应用后的残余壁厚。
13.本技术还提供了一种垃圾焚烧锅炉受热面的防腐合金涂层残余寿命的评价方法，包括以下步骤：
14.a)判断初始防腐合金涂层的材料和加工方式；
15.b)切割样品，分别得到防腐合金涂层的横截面硬度和成分与厚度的关系图；
16.c)停炉期间，对所述防腐合金涂层的应用区域进行网格化划分，设置若干个监测点并检测表面硬度和成分，得到所述防腐合金涂层应用后的表面硬度和成分；
17.d)根据步骤b)中的关系图和所述防腐合金涂层应用后的表面硬度和成分，确定所述防腐合金涂层应用后的残余壁厚；
18.e)判断所述残余壁厚是否小于安全壁厚，若是，则进行步骤f)，若否，则进入步骤g)；
19.f)对所述残余壁厚对应的涂层表面处理，采用超声波测厚仪复检；
20.g)判定为寿命正常；
21.h)对复检的残余壁厚再次评判是否小于安全壁厚，若是，则进入步骤j)，若否，则进行步骤g)；
22.j)对复检的残余壁厚对应的防腐合金涂层进行维修。
23.优选的，所述网格化划分具体为：
24.将所述防腐合金涂层的应用区域沿炉膛的宽度和深度方向每隔x根管，高度上每隔y米设置检测点；其中，x为3～5，y为2～4。
25.优选的，步骤c)中，所述检测为无损检测。
26.优选的，步骤b)中，所述关系图为防腐合金涂层的横截面成分与厚度的分布曲线图和防腐合金涂层的横截面硬度与厚度的分布曲线图。
27.优选的，所述防腐合金涂层为激光熔覆625合金。
28.优选的，步骤f)中，所述处理为除灰、打磨。
29.本技术提供了一种垃圾焚烧锅炉受热面的防腐合金涂层残余寿命的检测方法，其首先判断初始防腐合金涂层的材料、加工方式，并得到了横截面硬度-厚度、横截面成分-厚度的关系图，在防腐合金涂层应用后，对应用区域的若干点检测表面硬度和成分，将其与关系图对应即可得到残余壁厚。上述检测方法，可以快捷有效的检测出残余壁厚。
30.进一步的，本技术还可根据上述残余壁厚与安全壁厚比较，由此确定是否维修或继续使用。综上，本技术提供的检测方法和评价方法既能快速的检测出易腐蚀区域的涂层表面硬度和成分，又能评价出该合金涂层残余寿命情况，全面了解防腐合金涂层在炉内应用性能，保障了锅炉长周期稳定运行。
附图说明
31.图1为本发明实施例1防腐合金涂层横截面成分-厚度分布曲线图；
32.图2为本发明实施例1防腐合金涂层横截面硬度-厚度分布曲线图；
33.图3为本发明实施例1防腐合金涂层监测区域网格化示意图；
34.图4为本发明垃圾焚烧锅炉受热面的防腐合金涂层残余寿命的操作流程图。
具体实施方式
35.为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。
36.针对传统超声波测厚仪检测垃圾焚烧锅炉受热面的防腐合金涂层残余寿命的方法以及存在的缺点，需要一套快速检测及评价方法，既能快速的检测出易腐蚀区域的涂层表面硬度和成分，又能评价出该合金涂层残余寿命情况，全面了解合金涂层在炉内应用性能，保障了锅炉长周期稳定运行；由此，本技术提供了一种垃圾焚烧锅炉受热面的防腐合金涂层残余寿命快速检测及评价方法，其能够基于合金涂层横截面内硬度和成分随涂层厚度的分布关系，在停炉期间通过检测涂层表面硬度和成分对应残余涂层厚度，从而快速评判涂层残余寿命。本技术提供的检测方法和评价方法的流程具体如图4所示，具体的，本发明实施例公开了一种垃圾焚烧锅炉受热面的防腐合金涂层残余寿命的检测方法，包括以下步骤：
37.a)判断初始防腐合金涂层的材料和加工方式；
38.b)切割样品，分别得到防腐合金涂层的横截面硬度和成分与厚度的关系图；
39.c)停炉期间，对所述防腐合金涂层的应用区域进行网格化划分，设置若干个监测点并检测表面硬度和成分，得到所述防腐合金涂层应用后的表面硬度和成分；
40.d)根据步骤b)中的关系图，根据应用后的表面硬度和成分确定所述防腐合金涂层应用后的残余壁厚。
41.进一步的，本技术还提供了一种垃圾焚烧锅炉受热面的防腐合金涂层残余寿命的评价方法，包括以下步骤：
42.a)判断初始防腐合金涂层的材料和加工方式；
43.b)切割样品，分别得到防腐合金涂层的横截面硬度和成分与厚度的关系图；
44.c)停炉期间，对所述防腐合金涂层的应用区域进行网格化划分，设置若干个监测点并检测表面硬度和成分，得到所述防腐合金涂层应用后的表面硬度和成分；
45.d)根据步骤b)中的关系图，确定所述防腐合金涂层应用后的残余壁厚；
46.e)判断所述残余壁厚是否小于安全壁厚，若是，则进行步骤f)，若否，则进入步骤g)；
47.f)对所述残余壁厚对应的涂层表面处理，采用超声波测厚仪复检；
48.g)判定为寿命正常；
49.h)对复检的残余壁厚再次评判是否小于安全壁厚，若是，则进入步骤j)，若否，则进行步骤g)；
50.j)对复检的残余壁厚对应的防腐合金涂层进行维修。
51.在上述检测方法和评价方法中，本技术首先判断初始防腐合金涂层的材料和加工方式，以为后续的关系曲线打基础；所述判断的方法按照本领域技术人员熟知的方法进行。在本技术中，所述防腐合金涂层的材料和加工方式按照本领域技术人员熟知的材料和方法
选择即可，对此本技术没有特别的限制。在具体实施例中，所述防腐合金涂层为625镍合金材料经过激光熔覆加工工艺的涂层。
52.本技术然后切割样品，得到防腐合金涂层的横截面成分-厚度的关系曲线图和横截面硬度-厚度的关系曲线图；在本技术中，所述横截面是防腐合金涂层的剖面图，自涂层的最高点记为0，在硬度和成分对应下即可确定厚度，而此时的厚度即为涂层残余厚度。
53.在上述准备工作之后，则垃圾焚烧锅炉开始工作，工作一段时间后在停炉期间，对防腐合金涂层的应用区域进行网格化划分，设置若干个监测点并检测表面硬度和成分，得到防腐合金涂层应用后的表面硬度和成分。在上述过程中，为了使得检测全面，且减少检测工作量和停炉时间，上述防腐合金涂层的网格划分具体为：将所述防腐合金涂层的应用区域沿炉膛的宽度和深度方向每隔x根管，高度上每隔y米设置检测点；其中，x为3～5，y为2～4。上述检测采用本领域技术人员熟知的无损检测，以快速获得应用后的表面硬度和成分。
54.根据上述关系曲线图和上述表面硬度和成分，确定应用后的残余壁厚。
55.经过上述操作即可确定垃圾焚烧锅炉受热面的防腐合金涂层使用若干时间后涂层的残余厚度。
56.进一步的，为了全面评价防腐合金涂层的使用寿命，本技术还进一步进行了后续评价，具体为：
57.e)判断所述残余壁厚是否小于安全壁厚，若是，则进行步骤f)，若否，则进入步骤g)；
58.f)对所述残余壁厚对应的涂层表面处理，采用超声波测厚仪复检；
59.g)判定为寿命正常；
60.h)对复检的残余壁厚再次评判是否小于安全壁厚，若是，则进入步骤j)，若否，则进行步骤g)；
61.j)对复检的残余壁厚对应的防腐合金涂层进行维修。
62.对于不同的防腐合金涂层，为了保证锅炉安全生产，本领域技术人员都会设置防腐合金涂层的安全壁厚，小于安全壁厚则需要进行防腐合金涂层的维修。因此，本技术判断了上述残余壁厚是否小于安全壁厚，若是，则对涂层表面处理，采用超声波测厚仪复检，若否，则判定防腐合金涂层寿命正常，可继续使用；对上述复检得到的残余壁厚再次评判是否小于安全壁厚，若是，则进行维修，若否则表示防腐涂层寿命正常，可继续使用。
63.本发明针对垃圾焚烧锅炉受热面的防腐合金涂层种类杂多、且检测工作量大的问题，采取基于涂层表面硬度和成分随厚度变化的残余寿命快速检测及评价方法，实现了节省停炉时间、降低工作量以及减少检测偏差的优势，保障了锅炉长周期稳定安全运行。
64.为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的垃圾焚烧锅炉受热面的防腐合金涂层残余寿命的检测方法和评价方法进行详细说明，本发明的保护范围不受以下实施例的限制。
65.实施例1
66.防腐合金涂层采用激光熔覆625加工工艺，其中625为防腐合金粉末材料。需要对激光熔覆625防腐合金涂层进行垃圾焚烧炉受热面应用情况分析，评价其实际耐用性能，以及评价是否需要维修。对样品切割，获得涂层内横截面硬度和成分随着厚度的变化，如图1、图2所示，可以看出随着残余厚度的减少，涂层中fe含量逐渐增加，同时硬度也呈下降趋势，
当表面fe含量超过10％，且硬度明显小于hv266.9，则意味着防腐涂层残余厚度明显小于安全厚度，需要维修。
67.对垃圾焚烧炉一烟道、二烟道采用激光熔覆625防腐合金区域进行网格划分，如图3，沿炉膛宽度和深度方向每隔3根管，高度上每隔2米进行设置快速检测点。停炉期间，对设置检测点的合金涂层进行表面硬度和成分现场快速测定，检测结果中fe含量3％，硬度为hv280，则对应可以看出残余厚度800μm，总厚度1000μm，则残余寿命80％，可以快速评价出该防腐合金涂层仍处于正常寿命点，可以继续使用。由于省去了表面除灰、打磨等工作量，停炉时间可以减少60％，大大提高了设备的使用率。
68.以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
69.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
技术特征：1.一种垃圾焚烧锅炉受热面的防腐合金涂层残余寿命的检测方法，包括以下步骤：a)判断初始防腐合金涂层的材料和加工方式；b)切割样品，分别得到防腐合金涂层的横截面硬度和成分与厚度的关系图；c)停炉期间，对所述防腐合金涂层的应用区域进行网格化划分，设置若干个监测点并检测表面硬度和成分，得到所述防腐合金涂层应用后的表面硬度和成分；d)根据步骤b)中的关系图和所述防腐合金涂层应用后的表面硬度和成分，确定所述防腐合金涂层应用后的残余壁厚。2.一种垃圾焚烧锅炉受热面的防腐合金涂层残余寿命的评价方法，包括以下步骤：a)判断初始防腐合金涂层的材料和加工方式；b)切割样品，分别得到防腐合金涂层的横截面硬度和成分与厚度的关系图；c)停炉期间，对所述防腐合金涂层的应用区域进行网格化划分，设置若干个监测点并检测表面硬度和成分，得到所述防腐合金涂层应用后的表面硬度和成分；d)根据步骤b)中的关系图和所述防腐合金涂层应用后的表面硬度和成分，确定所述防腐合金涂层应用后的残余壁厚；e)判断所述残余壁厚是否小于安全壁厚，若是，则进行步骤f)，若否，则进入步骤g)；f)对所述残余壁厚对应的涂层表面处理，采用超声波测厚仪复检；g)判定为寿命正常；h)对复检的残余壁厚再次评判是否小于安全壁厚，若是，则进入步骤j)，若否，则进行步骤g)；j)对复检的残余壁厚对应的防腐合金涂层进行维修。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述网格化划分具体为：将所述防腐合金涂层的应用区域沿炉膛的宽度和深度方向每隔x根管，高度上每隔y米设置检测点；其中，x为3～5，y为2～4。4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤c)中，所述检测为无损检测。5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤b)中，所述关系图为防腐合金涂层的横截面成分与厚度的分布曲线图和防腐合金涂层的横截面硬度与厚度的分布曲线图。6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述防腐合金涂层为激光熔覆625合金。7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤f)中，所述处理为除灰、打磨。
技术总结本发明提供了一种垃圾焚烧锅炉受热面的防腐合金涂层残余寿命快速检测及评价方法，包括：检测合金涂层表面硬度和成分；所述的评价方法基于合金涂层横截面内硬度和成分随涂层厚度的分布关系，停炉期间通过检测涂层表面硬度和成分对应残余涂层厚度，从而快速评判涂层残余寿命。上述方法可快速评判防腐合金涂层在垃圾焚烧锅炉受热面中应用效果，保障锅炉长周期稳定运行；针对目前停炉期间防腐涂层残余厚度采用超声波测厚仪方式带来的工作量大、检测结果偏差大等问题，采取基于涂层表面硬度和成分随厚度变化的残余寿命快速检测及评价方法，实现了节省停炉时间、降低工作量以及减少检测偏差的效果，保障了锅炉长周期稳定安全运行。保障了锅炉长周期稳定安全运行。
技术研发人员：龙吉生 刘亚成 高峰 杜海亮 祖道华 张小林 刘建 季艳 黄秋焰 黄静颖
受保护的技术使用者：上海康恒环境股份有限公司
技术研发日：2022.03.30
技术公布日：2022/7/5
