完成單位：南昌航空大學，國能豐城發電有限公司，廣州特種承壓設備檢測研究院，東方電氣集團東方鍋爐股份有限公司，國家能源集團科學技術研究院有限公司武漢分公司，北京賽億科技有限公司，深圳優易材料科技有限公司

目前以煤炭為主要燃料的火力發電在我國能源結構中仍占據主要地位，然而燃煤中較高的硫、氯及堿金屬含量導致燃煤鍋爐水冷壁管發生熱腐蝕，甚至引起管道表面結焦，嚴重影響鍋爐的安全、穩定運行。在鍋爐水冷壁管表面制備防護涂層是解決以上行業難題的有效途徑，且具有良好經濟效益。目前廣泛采用的熱噴涂涂層技術因其自身工藝原因，涂層中不可避免的存在孔隙和微裂紋等缺陷，不僅會降低涂層與基材的結合強度，還會為腐蝕介質在涂層中的快速擴散提供通道，加快涂層的腐蝕失效，降低涂層使用壽命，因此降低涂層孔隙率，阻止腐蝕介質擴散到涂層/基體界面腐蝕基體，對于保障燃煤鍋爐安全穩定運行具有重要意義。

圖1 長期服役后燃煤鍋爐水冷壁管腐蝕嚴重

圖2燃煤鍋爐水冷壁管熱噴涂PS45涂層截面圖

對熱噴涂涂層進行封孔可以堵住熱噴涂涂層表面孔隙，有效降低涂層孔隙率，大幅提高涂層使用壽命。目前封孔劑主要分為有機封孔劑和無機封孔劑。有機封孔劑由于自身具有揮發性和高溫分解性，即使采用無機組分對其進行改性，無法在高溫環境中長期使用。無機封孔劑耐高溫性好，但其脆性較大，粘結強度不高，在使用過程中易發生開裂或脫落，影響其高溫使用壽命。因此，開發一種耐高溫、耐腐蝕的封孔劑，延長鍋爐水冷壁管熱噴涂涂層壽命，對保證我國電力安全、穩定供應具有非常重要的意義。本項目創新地開發了一種熱噴涂涂層新型磷酸鹽+溶膠復合封孔劑及其施工工藝，通過燃燒調整改善腐蝕環境，提出了最優參數和調整建議。磷酸鹽固化成膜溫度低，高溫下與金屬底材的粘結強度高，溶膠在高溫下分解為陶瓷，其耐高溫性和耐腐蝕性能良好，同時施工是溶膠可提高封孔劑滲透性。從而顯著提高了熱噴涂涂層使用壽命和耐腐蝕性能。該技術使得熱噴涂涂層使用壽命延長50%以上，減少了鍋爐非計劃停爐次數，具有顯著的經濟（3年合計經濟學效益超1億元）和社會效益。

本項目技術已成功應用于廣州恒運熱電（D）廠有限責任公司、國能豐城發電有限公司等單位的燃煤發電鍋爐過熱器管的防護處理。江西恒大高新技術股份有限公司等熱噴涂單位已采用新型封孔劑進行施工，在熱噴涂涂層防護上取得了良好的經濟和社會效益。