ARMACOR（尔玛克）合金材料
一、CFB简介
电力工业是国民经济发展的基础产业，在我国，电力生产主要以燃煤火力发电为主，由于燃煤发电的直接污染较大，特别是SO2、NO X的排放。SO2的排放是造成酸雨的主要原因，为了通过炉内燃烧技术的改进，降低SO2、NO X排放量，我国从60年代开始对循环流化床锅炉进行研究，并在90年代以后和外国公司联合研究并取得了较大有发展。
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循环流化床锅炉(CFB)是继链条炉、煤粉炉之后发展起来的高效率、低污染的新炉型，因其燃烧效率高、煤种适应性广、负荷调节范围大、氮氧化物排放低、易于脱硫等优点而备受青睐，已在世界范围内得到了广泛的应用和推广。随着循环流化床燃烧技术的日益成熟，循环流化床锅炉也以其大量的运行实践被公认为极具发展前途的炉型之一。但磨损问题的突出严重制约了该炉型长期经济的运行。下表给出了各种锅炉典型的固体物料浓度和烟速的范围，从表中的数据可以看出，循环流化床锅炉炉内灰浓度高，通常为煤粉炉的几十倍、几百倍，甚至上千倍，因此循环流化床锅炉的磨损要比其它类型锅炉严重得多，受热面和耐火材料的防磨问题应特别重视。磨损问题解决得如何，直接关系到循环流化床锅炉设计的成败，也直接影响循环流化床锅炉机组的可用率。
各种锅炉典型的固体物料浓度和烟速
锅炉区域 固体物料浓度（kg/m3）烟气流速(m/s) 循环流化床燃烧室密相区 100～1000 4.5～7
循环流化床燃烧室稀相区 5～50 4.5～7
循环流化床对流烟道 ＜4 12～16
鼓泡流化床密相区 200～1000 1～3.5
煤粉炉对流烟道 ＜2 20～25
燃气炉对流烟道 0 30以上
水火箭制作方法二、磨损分析
循环流化床锅炉中受到严重磨损的区域通常都发生在有下降固体粒子回流的突变区域，这些突变区域包括膜式水冷壁的凸凹区域及焊接缺陷、测量仪器插入处、及使用耐火材料时
水冷壁与耐火材料的交界处、旋风分离器内表面等。
一般来说，循环流化床锅炉燃烧室管壁、燃烧室下部床层管壁、炉膛角落区域水冷壁、热电偶及压力元件插入处、炉膛内部屏式凝渣管及屏式过热器、埋管受热面、旋风分离器等部位的磨损比较严重，是必须重点关注的区域。
一次性雾化吸入器循环流化床锅炉中煤灰颗粒对锅炉的磨损属于颗粒流的冲蚀，既有颗粒对材料的撞击，又有高浓度含灰气流对材料表面的冲刷。冲蚀磨损是指由于颗粒流撞击或在表面滑动所引起的质量损失，在很大程度上取决于颗粒的尺寸、颗粒的形状、冲击速度、冲击角度、供料量、颗粒的强度及硬度等。同时，材料的磨损程度还与被冲击表面的材质有关，同等条件下，材质耐磨性能越好，磨损量愈小。此外，磨损程度还受燃料特性、运行参数等的影响。燃料特性是指燃料对受热面的影响程度可分为无磨损、低磨损、中磨损、高磨损、严重磨损等五个等级对磨损的影响程度由弱到强，运行参数的影响包括烟气速度、气流湍流强度、烟气温度及烟气成分等方面的影响。综上所知，循环流化床锅炉的磨损是一个受多种因素影响的复杂问题，应从多个角度着手解决。下面为不同原因导致的锅炉内壁不同位置的典型磨损图片：
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三、防护办法
CS CN
目前，防止管壁冲蚀磨损的较成功可行的方法是运行防磨和材料防磨。
运行防磨的主要措施包括降低一次风量、降低氧量、控制料层差压、严格控制入炉煤粒度及入炉量，该方法实施起来较为复杂。
材料防磨一是改变锅炉壁管材质，选用耐磨性更好的合金钢等材质，但是这将大大增加一次投入成本。二是在现有锅炉管壁上喷涂一层耐磨合金材料，该方法一次投入成本较低，且可多次重复进行喷涂而免去换管成本，因此近些年已得到大面积推广应用，目前主要工艺为超音速电弧喷涂耐磨合金。
超音速电弧喷涂是热喷涂的一种，它是指通过高速气流将被电弧熔融的喷涂材料雾化后喷射到零件表面上，形成喷涂层的一种金属表面加工方法。电弧喷涂防磨处理的特点是效率高，施工速度快，质量较稳定，管壁温度一般不超过150℃。
综合比较耐磨效果、质量控制的难易程度、现场施工效率、成本等方面，电弧喷涂是循环流化床受热面管较理想的防磨措施。喷涂耐磨合金材料增强水冷壁的抗磨能力，延长水冷壁的使用寿命。以下为电弧喷涂水冷壁图样：
但是，现有普通的电弧喷涂技术虽然部分解决了水冷壁磨损问题，却仍有几个方面需要注意：
1.喷涂材料的制约。传统的喷涂材料虽然种类繁多，却没有一种能真正实现对于壁管
的完美防护。尤其对于燃用劣质煤锅炉，防磨周期短，一般不超过三个月。
2.喷涂厂家的繁杂。现有喷涂厂家众多，良莠不齐，多数施工质量难以保证。
3.恶性竞争。由于恶性竞争存在，某些厂家的喷涂材料以次充好，压低价格。
下图为性能不良材料在使用后涂层脱落的照片：
因此，寻到一种可以完美解决循环流化床锅炉磨损的喷涂材料和一家严格控制喷涂质量的厂家成为保证电厂锅炉正常运行的关键。
四、美国科盾(天津)公司的AMC-0010W材料及工艺
疑难件（一）AMC-0010W的材料
美国LIQUIDMETAL科盾(天津)公司专为防腐蚀与耐磨损而研制的ARMACOR系列产品，采用特殊的金属材料合成工艺，使传统的晶体结构金属合金材料转变成非晶体结构的金属合金材料，也就是传统的金属合金材料从有序排列的体原子组织结构转变成非金属材料的无序排列单一原子组织结构。下图为传统晶体合金材料原子结构与非晶体合金材料原子结构对比分析:
这种全新的金属合金材料，不是通过单一的化学或物理的方式合成，而是从根本上改变了传统金属合金材料的分子结构。传统金属合金材料原本具有的晶格，通过特殊合成工艺在低温的环境下让晶格消失；由于晶格的消失，使得这种新型金属合金材料在抗腐蚀、抗磨减磨、弹性及柔韧性等方面具有卓越的表现：
1.耐磨性：由于晶格的消失，传统金属材料转变成单一原子结构，使得原子与原子之间的距离增大、
弹性及韧性提高。当在碾压磨损和冲击磨损工况环境下，ARMACOR产品的单一原子结构之间距离具备收缩的空间，通过摩擦金属表面形成高均匀度、高密度的非晶体结构，延长了磨损时间，同时真正实现了抗磨减磨；使得传统金属合金材料从硬碰硬的结构性能转变为以柔克刚及压缩型的金属合金材料性能，不容易脱落。
2.耐蚀性：由于晶格的消失，酸碱性液体、气体等腐蚀介质无法再通过晶格这个渠道进入分子结构内部，在腐蚀、磨损和高温工况环境下大大地的提高了ARMACOR 产品的抗腐蚀性能，确保ARMACOR金属合金材料原本设计的硬度和强度，从而也就提高了ARMACOR产品的耐磨性能。
3.非加工硬化特性：涂覆层内始终保持65%的非晶态结构，在使用过程中涂层表面会自动产生2–5微米厚度的保护层 (Transformed Layer: 高非晶态转化层)。此保护层可达到95%以上的非晶态结构，增加了涂层表面的密度和均匀度，使得涂层具有高抗磨损、高防腐蚀和高硬度等特性。在不断地损耗与磨损过程中涂层表面始终会自动产生2–5微米的保护层，无需任何机械加工来增强涂层表面层。(见下图)
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