熱噴涂(簡稱噴涂)是利用熱源將噴涂材料加熱熔化或軟化，靠熱源自身的動力或外加的壓縮氣流，將熔滴霧化或推動熔粒成噴射的粒束，并以一定速度噴射到基體表面形成涂層的工藝方法。

在噴涂過程中或涂層形成后，對金屬基體和涂層加熱，使涂層在基體表面熔融，并和基體產(chǎn)生擴(kuò)散或互熔，形成與基材冶金結(jié)合的噴焊層，這也是熱噴涂的方法之一，稱為熱噴焊(簡稱噴焊)。

腐蝕從表面開始，磨損在表面進(jìn)行，疲勞因表面損傷而顯著加速。作為表面工程技術(shù)重要分支之一的熱噴涂技術(shù)，在鍋爐防護(hù)領(lǐng)域的應(yīng)用是科技發(fā)展的必然結(jié)果。

目前，在我國燃煤電廠鍋爐防護(hù)領(lǐng)域中應(yīng)用最為廣泛的是電弧噴涂技術(shù)。此外，超音速火焰噴涂技術(shù)以及火焰噴涂(焊)技術(shù)也有一定程度的應(yīng)用。

1．電弧噴涂技術(shù)

電弧噴涂是利用兩根被噴涂的絲材作白耗電極，當(dāng)兩絲材短接將電弧引燃后，只要絲材連續(xù)送進(jìn)，不斷補(bǔ)充熔化并被壓縮空氣吹向工件，就能維持電弧燃燒即噴涂過程。與其他熱噴涂工藝相比，電弧噴涂設(shè)備簡單，噴涂成本較低但效率很高，且對操作人員的要求較低，現(xiàn)場施工時可重復(fù)性較強(qiáng)。因此，在電廠鍋爐“四管”的現(xiàn)場噴涂防護(hù)中，一般均采用電弧噴涂工藝。

目前，用于電廠鍋爐“四管”防護(hù)的材料主要分為合金絲材和粉芯絲材兩類。前者以鎳鉻型材料為典型代表。其中,由北京有色金屬研究總院研制成功的Cr含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))在40%～45%之間的高鉻鎳基合金絲材PS45，在國內(nèi)獲得廣泛應(yīng)用(見圖1a)。非常高的鉻含量使得由該種合金絲材制備的涂層在高溫環(huán)境下能發(fā)生選擇性氧化，在涂層表面形成一層連續(xù)而致密的Cr2O3保護(hù)膜，從而有利于阻止外界腐蝕介質(zhì)的侵入和涂層內(nèi)金屬離子的向外擴(kuò)散。同時，試驗表明，該種涂層材料還具有十分優(yōu)異的抗硫化物(包括SO2、H2S以及硫酸鹽等)腐蝕性能，使其非常適于燃燒高硫煤的煤粉鍋爐以及有著類似工況的零部件的預(yù)防護(hù)。

粉芯絲材(見圖1b)的出現(xiàn)是對實芯合金絲材的有力補(bǔ)充，解決了部分材料不能采用傳統(tǒng)的塑性加工工藝制備成絲材的難題。目前，用于電廠鍋爐防護(hù)的粉芯卷絲材一股采用低碳鋼或不銹鋼作為外皮，以陶瓷、金屬陶瓷(如TiB2/AI2O3、NiCr-Cr3C2和Fe(Cr)3B)等硬質(zhì)耐磨粉末為填料，同時添加少量的有利于提高結(jié)合強(qiáng)度的元素(如Ni、Al等)。由于這類絲材制備的涂層呈軟基體中包含硬質(zhì)相的結(jié)構(gòu)，因而具有較好的耐磨粒磨損性能，適合耐沖刷涂層使用。在燃煤電廠循環(huán)流化床鍋爐受熱面管道，風(fēng)機(jī)葉輪等部件的耐磨防護(hù)上得到了廣泛的應(yīng)用（見圖2、圖3）。

2．超音速火焰噴涂技術(shù)

超音速火焰噴涂技術(shù)是使助燃?xì)怏w與燃燒氣體在燃燒室內(nèi)燃燒產(chǎn)生高壓火焰，再經(jīng)特制的噴嘴射出高速焰流，從而將送入其中的粉體材料加熱、加速噴射到基體表面形成涂層的方法。可使用丙烷、丙烯、氫氣和乙炔等作為燃?xì)猓部墒褂貌裼突蛎河偷纫后w燃料。

采用超音速噴涂工藝制備的涂層非常致密，結(jié)合強(qiáng)度高(可達(dá)到70MPa以上)，具有極低的孔隙率(1%～3%右)。NiCr- Cr3C2是使用超音速火焰噴涂工藝對電廠鍋爐管壁進(jìn)行防護(hù)時最常使用的粉體材料，由其制備的涂層顯微硬度可達(dá)到1400HV左右，具有很好的耐磨粒磨損性能(見圖4)。

但是，由于超音速噴涂系統(tǒng)構(gòu)成復(fù)雜，運行成本和材料成本均遠(yuǎn)高于電弧噴涂工藝，因此目前在國內(nèi)電廠鍋爐防護(hù)領(lǐng)域中的應(yīng)用受到了一定程度的限制。

3．粉末火焰噴涂(焊)工藝

粉末火焰噴涂是采用氧乙炔火焰為熱源，使用粉末作為噴涂材料的熱噴涂方法。在噴涂過程中或涂層形成后，對基體和涂層加熱，使涂層在基體表面熔融，并和基體產(chǎn)生擴(kuò)散或互熔，形成與基材冶金結(jié)合的噴焊層，稱為熱噴焊(簡稱噴焊)。

高速(亞音速)火焰粉末噴涂制備碳化物涂層和火焰噴焊制備NiCrBSi系列噴焊層是兩種在一定范圍內(nèi)得到應(yīng)用的電廠鍋爐防護(hù)工藝。