耐冲蚀耐腐蚀高温雾化喷嘴及其制备方法
成果类型:: 发明专利
发布时间: 2024-11-25 16:11:36
本发明公开了一种耐冲蚀耐腐蚀高温雾化喷嘴,包括喷嘴本体,喷嘴本体内部从左到右依次设置有相连通的内管道接口、锥形流体通道和柱形喷孔,喷嘴本体外表面从左到右依次为外管道螺纹连接面和外工作面,喷嘴本体采用TiNb高温合金制造而成,外工作面、柱形喷孔外端面、锥形流体通道和柱形喷孔的内表面具有原位生成的层状(TiNb)C强化层,本发明还公开了耐冲蚀耐腐蚀高温雾化喷嘴的制备方法,包括将果壳木炭、高纯石墨粉、高纯Na2CO3和高纯BaCO3混合,将TiNb高温合金块加工成喷嘴工件,将混合粉剂与喷嘴工件放一起进行高温渗碳处理,在喷嘴工件工作面原位生成层状(TiNb)C强化层,获得耐冲蚀耐腐蚀高温雾化喷嘴。
本发明的一个目的是提供一种耐冲蚀耐腐蚀高温雾化喷嘴,解决了现有高温雾化喷嘴不能同时兼顾耐高温性、耐冲蚀性和良好韧性的问题。本发明的另一个目的是提供一种耐冲蚀耐腐蚀高温雾化喷嘴的制备方法。本发明所采用的第一技术方案是,耐冲蚀耐腐蚀高温雾化喷嘴,包括喷嘴本体,喷嘴本体内部从左到右依次设置有相连通的内管道接口、锥形流体通道和柱形喷孔,喷嘴本体外表面从左到右依次为外管道螺纹连接面和外工作面,喷嘴本体采用TiNb高温合金制造而成,外工作面、柱形喷孔外端面、锥形流体通道和柱形喷孔的内表面具有原位生成的层状(TiNb)C强化层。层状(TiNb)C强化层包括内层、中间层和外层,内层由亚微米级的(TiNb)C颗粒组成,中间层由微米级的(TiNb)C颗粒组成,外层由准纳米级的(TiNb)C颗粒组成。层状(TiNb)C强化层中(TiNb)C相的体积分数大于97%,其余为Fe、Si和SiC相。
雾化喷嘴是一种能通过自身独特的结构设计和对流体加压,将流体雾化成微小的颗粒的设备。随着工业的发展,雾化喷嘴的应用范围越来越广泛,同时,特殊的高温、高压和腐蚀环境中需要雾化喷嘴具有耐高温、耐冲蚀、耐腐蚀等性能,因此就有了高温雾化喷嘴的需求。由于喷嘴运行时的苛刻工况,对喷嘴的制造材质就提出了极高的要求,不仅需要耐高温,而且需要优异的耐冲蚀和耐腐蚀性能。普通高温雾化喷嘴的只制造材质主要有310和316L不锈钢,但是不锈钢材质的喷嘴虽然具有较好的抗腐蚀性能,但在像化工类的高温脱硫塔中,温度时常能达到上千摄氏度。在此工况下,不锈钢喷嘴将发生软化,导致喷嘴耐冲蚀性大大降低,导致喷嘴结构发现变化,引发雾化效果变差,甚至发生喷嘴部件快速失效,导致生产中断,造成巨大的直接经济损失和间接损失。而陶瓷类的高温喷嘴具有优异的耐冲蚀、耐腐蚀和耐高温性能,可以满足高温苛刻工况的要求。但陶瓷材质脆性大,加工难度高,成本较高,而且其对喷射过程中的震动比较敏感,易发生震动性脆断。因此需寻求更为优异的材质制造耐冲蚀、耐腐蚀、耐高温喷嘴。
咸阳职业技术学院创始于1937年,2004年经陕西省人民政府批准,教育部备案,由原陕西省乾县师范学校、彬县师范学校、仪祉农业学校和咸阳市体育运动学校、卫生学校、技工学校等6所学校合并而成,是咸阳市人民政府直属的唯一一所全日制公办普通高等学校。学院为省级示范高职院校、省级“双高计划”建设单位、全国文明单位、全国绿化模范单位、国家节约型公共机构示范单位和中国特色“双高计划”高水平专业群建设单位。全日制在校学生20000多名。
本发明的有益效果是,利用固体渗碳工艺,在TiNb高温合金制备的喷嘴工件既定工作面上原位生成高致密的层状(TiNb)C强化层,该强化层耐高温,具有良好的耐腐蚀性,强化层硬度不小于HV2000,大幅提高了雾化喷嘴表面的耐冲蚀性;层状(TiNb)C强化层由不同粒径的三层(TiNb)C颗粒组成,具有改善表面强化层硬而脆性的问题,其次,原位生成的层状(TiNb)C强化层具有优异的异质界面结合强度,改善了强化层易于剥落的问题,可满足耐冲蚀、耐腐蚀耐高温雾化喷嘴的苛刻工况需求,同时TiNb合金易加工,其材料成本与加工成本总和不高于陶瓷类喷嘴,经济成本相对较低。
技术转让,许可,合作所需资金需双方协商,希望具备此项技术研发的技术方,能够承接此项目。