锅炉“四管”工作在高温、高压及受烟气腐蚀、磨粒冲蚀的恶劣环境中,极易产生高温腐蚀及磨损,使管壁减薄,一般而言,这种减薄速度约在1mm/年左右〔1〕,严重者可达2mm/年以上〔2〕。锅炉“四管”减薄后的直接危害是发生泄漏爆管事故。据调查,我国火电厂100MW以上机组由于“四管”爆漏事故而造成的停机抢修时间约占整个机组非计划停产时间的40%左右,占锅炉设备本身非计划停产时间的70%以上。而根据1992年我国火电事故的统计表明,当年锅炉事故占全部发电事故的56%。如汉川电厂1号炉300MW发电机组1990年开始运行,其锅炉仅1996年就发生爆管事故11起,直接经济损失达2000万元。由此可见,锅炉“四管”的高温腐蚀和磨损不仅严重影响锅炉的安全运行,同时造成巨大的经济损失,已成为锅炉安全运行中一个亟待解决的问题。

对锅炉“四管”防护技术的研究,国外始于20世纪80年代初。经过数年的研究、试验,几个主要工业国家找到了各自认为较好的防护手段。如美国TAFA公司采用电弧喷涂45CT涂层,瑞典采用电弧喷涂KANTHALM合金,英国中央电力部采用等离子喷涂Ni-Cr合金粉,美国METCO公司则采用等离子喷涂METCO465合金粉,日本采用超音速火焰喷涂Cr3C2-NiCr合金粉,均取得了很好的效果。

国内在锅炉“四管”防护技术方面也进行了许多研究和尝试。如20世纪70年代研究开发的水冷壁管热浸渗铝技术,80年代进行的水冷壁管喷熔Ni-W合金技术等,均取得了一定的效果。自20世纪90年代以来,逐渐找到了较理想的技术手段,如用电弧喷涂高铬NiCr丝材。我国北方已有30多个火电厂采用热喷涂技术来防护锅炉“四管”,喷涂面积已达数千平方米。

值得一提的是美国TAFA公司的45CT合金。该合金采用电弧喷涂方法,从1984年7月起到1986年9月共在世界各地30多台锅炉的“四管”上喷涂1200余m2,经测定,涂层的平均磨蚀损失小于0.025mm/年。因此这种材料已得到国际上的承认,被许多国家所采用。