完成单位：南昌航空大学，国能丰城发电有限公司，广州特种承压设备检测研究院，东方电气集团东方锅炉股份有限公司，国家能源集团科学技术研究院有限公司武汉分公司，北京赛亿科技有限公司，深圳优易材料科技有限公司

目前以煤炭为主要燃料的火力发电在我国能源结构中仍占据主要地位，然而燃煤中较高的硫、氯及碱金属含量导致燃煤锅炉水冷壁管发生热腐蚀，甚至引起管道表面结焦，严重影响锅炉的安全、稳定运行。在锅炉水冷壁管表面制备防护涂层是解决以上行业难题的有效途径，且具有良好经济效益。目前广泛采用的热喷涂涂层技术因其自身工艺原因，涂层中不可避免的存在孔隙和微裂纹等缺陷，不仅会降低涂层与基材的结合强度，还会为腐蚀介质在涂层中的快速扩散提供通道，加快涂层的腐蚀失效，降低涂层使用寿命，因此降低涂层孔隙率，阻止腐蚀介质扩散到涂层/基体界面腐蚀基体，对于保障燃煤锅炉安全稳定运行具有重要意义。

图1 长期服役后燃煤锅炉水冷壁管腐蚀严重

图2燃煤锅炉水冷壁管热喷涂PS45涂层截面图

对热喷涂涂层进行封孔可以堵住热喷涂涂层表面孔隙，有效降低涂层孔隙率，大幅提高涂层使用寿命。目前封孔剂主要分为有机封孔剂和无机封孔剂。有机封孔剂由于自身具有挥发性和高温分解性，即使采用无机组分对其进行改性，无法在高温环境中长期使用。无机封孔剂耐高温性好，但其脆性较大，粘结强度不高，在使用过程中易发生开裂或脱落，影响其高温使用寿命。因此，开发一种耐高温、耐腐蚀的封孔剂，延长锅炉水冷壁管热喷涂涂层寿命，对保证我国电力安全、稳定供应具有非常重要的意义。本项目创新地开发了一种热喷涂涂层新型磷酸盐+溶胶复合封孔剂及其施工工艺，通过燃烧调整改善腐蚀环境，提出了最优参数和调整建议。磷酸盐固化成膜温度低，高温下与金属底材的粘结强度高，溶胶在高温下分解为陶瓷，其耐高温性和耐腐蚀性能良好，同时施工是溶胶可提高封孔剂渗透性。从而显著提高了热喷涂涂层使用寿命和耐腐蚀性能。该技术使得热喷涂涂层使用寿命延长50%以上，减少了锅炉非计划停炉次数，具有显著的经济（3年合计经济学效益超1亿元）和社会效益。

本项目技术已成功应用于广州恒运热电（D）厂有限责任公司、国能丰城发电有限公司等单位的燃煤发电锅炉过热器管的防护处理。江西恒大高新技术股份有限公司等热喷涂单位已采用新型封孔剂进行施工，在热喷涂涂层防护上取得了良好的经济和社会效益。