问题：

一、基本概念

1. 热喷涂和喷焊的区别？
   答：喷焊多了一步，即喷涂完再做（1~3次）重熔过程，将喷上去的金属涂层再次用熔合（比如用激光重熔），一方面彻底消除孔隙率，一方面和基材形成冶金连接。
2. 热喷涂有电弧喷涂，但是没有电弧喷焊？有，热喷涂基础上增加重熔。
3. 等离子喷涂和等离子喷焊都是使用金属粉末作为原料，不支持金属丝
   答：等离子是针对金属粉末。
4. 重熔是必须的吗？
   答：我认为可以通过试验来确定，对于淡水环境，不进行重熔或许也是可以接受的。

二、防腐性能和工艺试验

5. 致密性的测试采用什么标准？
   答：用孔隙率大小来衡量。
   重熔后就不存在致密性问题了，下同。
6. 致密性的定量值与水压渗透之间的关系怎样？即压力下水分子能够穿透的金属涂层的致密性指标是多少？
   淡水中的电化学腐蚀性，能否形成电回路？
7. 如何检测漏点？——通过工艺试验稳定参数，对工件不再进行检测。
   答：利用金相显微镜（ＯＭ）、扫描电镜（ＳＥＭ）和 Ｘ 射线衍射仪（ＸＲＤ）分析，得到显微组织和相组成，并进行了显微硬度和耐磨性测定

三、成本和效率

8. 一次喷涂的宽度多少？
   400μm多少时间行走一延米？400μm的1平方米喷涂，算上损耗，约4kg丝材，根据喷涂机效率，约0.1小时；即1小时10m2的400μm。
   可以多喷头一排吗？有无影响？
   喷完冷却时间？温场分析
   可以多喷头排布，像熔结环氧粉末。
   答：通过喷射距离和喷射角度来确定一次喷涂宽度。
   电弧喷涂系统效率：40kg/h，电弧喷涂机喷不锈钢丝主机耗电量13千瓦时/h。空压机耗电量18.5kWh/h。冷冻干燥机耗电量1千瓦时/h。

喷头的寿命？
答：不存在喷头寿命问题，因为金属丝的电弧熔化在喷嘴外形成。

9. 损耗率多少？
   答：10%-25%，即平均80%以上都能成形喷涂层，相对金属粉末，使用率较高，节约成本，在工件要求不是特别精密的情况下，金属丝喷焊相对简单和低成本。
   能耗计算公式？焊机一般一个小时耗电6 ~ 7度，根据喷焊机效率，每小时10m2，消耗电量约32度，大工业高峰期电价在1元左右。
   一平方米每100μm的耗电量？

四、结构受力和疲劳

10. 铜合金的毒性如何
    答：一般是铜合金，不是氧化铜，从合金的角度讲，毒性几乎不存在。
11. 拉伸后的孔隙率；反复拉伸的疲劳性；
    答：因为是重熔后的合金，理论上和母材差不多？
    答：反复拉伸的开列情况要测试
12. 老化试验的思路；用试验得到参数，对比已经在使用的类似工艺的参数，当优于后者，从而间接证明在实际场景中，该工艺能满是100年要求。
    答：通过“金属表面极化”来计算金属防腐的耐久性。
13. 成本方面
    答：受金属材料的价格影响。
14. 自动化设备方面
    答：基于堆焊、焊接机器人，规划线路，进行大面积施工。注意，将钢管内弧面分成4个圆弧段，由4台机器人各负责一段，采用往复式，而非螺旋式一整圈。

五、涂层重熔技术

15. 激光重熔是使材料表面经历了一个快速熔化—凝固过程，所得到的熔凝层为铸态组织，也称其为液相淬火法。
16. 激光熔覆是通过激光照射材料表面，同时添加合金粉末，将合金粉末快速熔化，再快速凝固形成致密、均匀并且厚度可控的冶金结合层，从而达到修复工件表面尺寸、强化延长寿命的效果。

六、管道爬壁机器人

永磁轮式管外攀爬机器人结构设计与力学分析

七、能谱分析

SEM扫描电镜能谱（EDS）分析中必须要明白的几个重要问题

如果要分析材料微区成分元素种类与含量，往往有多种方法，打能谱就是我们最常用的手段。
能谱具有操作简单、分析速度快以及结果直观等特点，最重要的是其价格相比于高大上的电镜来说更为低廉，因此能谱也成为了目前电镜的标配。
今天这篇文章集齐了有关能谱（EDS）的各种问题，希望能给大家带来帮助。
Q1:能谱的缩写是EDS还是EDX？
开始的时候能谱的缩写有很多，比如EDS，EDX，EDAX等，大家对此也都心照不宣，知道ED就是Energy Dispersive，后面因为X-ray Analysis和Spectrum这几个词的不同用法，导致了缩写的不同。而且相应的汉译也有很多，比如能量色散谱，能量散射谱等等。
不过，到了2004年左右，相关协会规定，EDS就是能谱或者能谱仪，EDX就是能谱学，Dispersive就不去翻译。
这样EDS就应该是文章里的正规用法，而现在有很多文章仍然使用其他说法，有约定俗成的味道，大家知道怎么回事就行了。
Q3: EDS的谱峰有很多峰位对应于一个元素，是不是说明这个元素含量很高？
看了EDS的原理这个问题就会明白。
EDS是一个电子壳层的电子被外来粒子或者能量激发，留下一个空位，然后外层电子跃迁至这个空位，同时就会放出特征X射线，这样不同壳层之间的电子转移导致的能量差就会有不同的谱线，EDS谱线就是把这些特征X射线脉冲的累积分开得到的。
这样一来，谱线越多，说明外面的电子占有壳层越多。而定量分析时是根据不同元素来选择不同线系的谱峰强度以及这个元素的响应值来做计算的，所以谱峰多跟元素含量没有关系。

学术干货|谈谈能量色散X射线谱仪（EDS）的那些事儿
http://www.cailiaoniu.com/35607.html
Carbon 8年前 (2016-09-12) 45590浏览

大家对能够进行样品的微区结构与形貌分析的扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）都不陌生，而与之相关的利用特征X射线具有特征能量这一原理设计的用于成分分析的能量色散X射线谱仪（EDS），因为不常用，所以可能就没那么熟悉了。而今天，小编就给大家讲讲，EDS的那些事儿！

EDS所用信号

高速运动的电子束轰击样品表面，电子与元素的原子核及外层电子发生单次或多次弹性与非弹性碰撞，有一些电子被反射出样品的表面，其余的渗入样品中，逐渐失去其动能，最后被阻止，并被样品吸收。在此过程中有99％以上的入射电子能量转变成热能，只有约1％的入射电子能量从样品中激发出各种信号。其中，特征X射线是高能电子激发原子的内层电子，使原子处于不稳定态，从而外层电子填补内层空位使原子趋于稳定的状态，在跃迁的过程中，直接释放出具有特征能量和波长的一种电磁辐射，即特征X射线。
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图1：高能电子轰击样品表面所能产生的各种信号

能量色散X射线谱仪（EDS）的结构与工作原理

不同元素发射出来的特征X射线能量是不相同的，利用特征X射线能量不同而进行的元素分析称为能量色散法。所用谱仪称为能量色散X射线谱仪（EDS），简称能谱仪。
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图2：能谱仪结构及工作原理

X射线能谱仪的主要构成单元是Si(Li)半导体检测器，即锂漂移硅半导体检测器和多道脉冲分析器。能量为数千电子伏特的入射电子束照射到样品上，激发出特征X射线，通过Be窗直接照射到Si(Li)半导体检测器上，使Si原子电离并产生大量电子-空穴对，其数量与X射线能量成正比。
这是因为：
产生一个空穴对的最低平均能量为ε
则由一个X射线光子造成的电子空穴对的数目为:N=ΔE/ε
入射X射线光子的能量越高，N就越大。
不同元素发射不同能量的X射线，不同能量的X射线将产生不同的电子空穴对数。
例如：Fe的Kα辐射可产生1685个电子空穴对，而Cu为2110个。
通过对Si(Li)检测器加偏压（一般为-500~-1000 V)，可分离收集电子空穴对，并用场效应管前置放大器将其转换成电流脉冲。再由主放大器转换成电压脉冲，然后送到多道脉冲分析器。例如对Fe的Kα来说，V=0.27 mV，对Cu的Kα，V=0.34 mV。即不同元素产生的脉冲高度不一样。
多道脉冲高度分析器中的数模转换器首先把脉冲信号转换成数字信号，建立起电压脉冲幅值与道址的对应关系（道址号与X光子能量间存在对应关系）。电压脉冲高度越高，道址号越高。

EDS能谱曲线

常用的X射线能量范围在0.2-20.48 keV。如果总道址数为1024，那么每个道址对应的能量范围是20 eV（20.48keV/1024=20eV）。X光子（射线）能量低的对应道址号小，能量高的对应道址号大。根据不同道址上记录的X射线的数目，就可以确定各种元素的X射线强度。然后，在X-Y记录仪或阴极射线管上把脉冲数与脉冲高度曲线显示出来，这就是X射线的能谱曲线。
图片2 - 副本

图3：Al、Si、Ca的X射线能谱图

注意事项

Si（Li）半导体检测器和场效应晶体管皆应在液氮温度条件下使用和保存。因为锂在室温下很容易扩散，造成假输出；同时为了减小前置放大器的电噪声，所用的场效应晶体管也必须放在液氮中，以提高检测器分辨率。
Si（Li）半导体检测器目前多数还不能用于分析超轻元素（O、N、C等）。其原因是检测器分辨率还不够高；另外由于半导体检测器表面附有7.5-25μm厚度的铍窗（用作防污染和可见光真空隔离等），对输入的弱X射线吸收很严重，是能谱分析轻元素的主要障碍。
综上所述，EDS需要与SEM、TEM、XRD（X射线衍射仪）等联用，才能更好地完整地把握一个样品的成分、结构、形貌等信息。

XPS谱图分析案例

XPS谱图一般包括光电子谱线，卫星峰（伴峰），俄歇电子谱线，自旋-轨道分裂(SOS)等
https://www.ceshigo.com/article/10360.html

1. 光电子谱线：每一种元素都有自己特征的光电子线，它是元素定性分析的主要依据。谱图中强度最大、峰宽最小、对称性最好的谱峰，称为XPS的主谱线。
   
   实例说明一：上图中，对于In元素而言，In 3d强度最大、峰宽最小，对称性最好，是In元素的主谱线。而除了主谱线In 3d之外，其实还有In 4d, In 3p等其它谱线，这是因为In元素有多种内层电子,因而可以产生多种In XPS信号。
2. 卫星峰（伴峰）：常规Ｘ射线源(Al/Mg Kα1,2)并非是单色的，而是还存在一些能量略高的小伴线（Kα3,4,5和Kβ等），所以导致XPS中，除Kα1,2所激发的主谱外，还有一些小的伴峰。
   
   实例说明二：上图为Mg阳极X射线激发的C1s主峰（α1,2）及伴峰（α3,4,5和β）。从图中可以看出，主峰的强度比伴峰要强很多。
3. 俄歇电子谱线：电子电离后，芯能级出现空位，弛豫过程中若使另一电子激发成为自由电子，该电子即为俄歇电子。俄歇电子谱线总是伴随着XPS，但具有比XPS更宽更复杂的结构，多以谱线群的方式出现。特征：其动能与入射光ｈν无关。
   
   实例说明三：上图中O KLL, C KLL即为O和C的俄歇电子谱线，从图中可以看到O KLL其实有三组峰，最左边的为起始空穴的电子层，中间的是填补起始空穴的电子所属的电子层，右边的是发射俄歇电子的电子层。
4. 自旋-轨道分裂(SOS)：由于电子的轨道运动和自旋运动发生耦合后使轨道能级发生分裂。对于l＞0的内壳层来说，用内量子数j（j=｜l±ms｜）表示自旋轨道分裂。即若l=0 则j=1/2；若l=1则j=1/2或3/2。除s亚壳层不发生分裂外，其余亚壳层都将分裂成两个峰。
   
   实例说明四：上图所示为PbO的XPS谱图，图中Pb 4f裂分成4f5/2和4f7/2两个峰。
   重要意义：对于某一特定价态的元素而言，其p, d, f 等双峰谱线的双峰间距及峰高比一般为一定值。p峰的强度比为1:2；d线为2:3；f线为3:4。对于p峰，特别是4p线，其强度比可能小于1:2。双峰间距也是判断元素化学状态的一个重要指标。
5. 鬼峰：有时，由于X射源的阳极可能不纯或被污染，则产生的X射线不纯。因非阳极材料X射线所激发出的光电子谱线被称为“鬼峰”。

八、丝材

铬Cr-gè和镍Ni-niè


德龙304不锈钢盘条,戴南——价格走势
盘条单价约15 ~ 18元/kg

PS45电弧喷涂丝材单价约46 ~ 50元/kg
https://detail.1688.com/offer/569769336401.html
型号：PS45 产品类型：实芯 是否含助焊剂：不含助焊剂 熔点：1100
焊丝直径：2.0 焊接电流：150 材质：镍铬钛 适用范围：PS45高温锅炉防腐喷涂丝材，含Ni：45%，Cr:55,Ti:1%,PS45锅炉喷涂丝材主要用于煤
ER385（904L）不锈钢焊丝不锈钢合金焊丝，单价65元/kg
焊丝直径：1.2-1.6材质：不锈钢是否含助焊剂：不含助焊剂焊接电流：120~160

喷涂厚度对应重量表，不锈钢密度为7930kg/m3。不锈钢在淡水中年腐蚀量小于0.001mm，100年也达不到100μm，当然，不锈钢喷涂的腐蚀速度不代表不锈钢的腐蚀速度，为了控制孔隙率，设计要求不小于200μm

CMD-AS400技术参数

CMD-AS400功能特点
1、体积小重量轻，携带移动方便。进口IGBT管（第四代），高质量保证。
2、输出电压、电流稳定平滑，抗干扰能力强。
3、性能稳定、起弧可靠，有防断弧保护，送丝平稳可靠，可24小时连续作业。
4、涂层质密度高质量好：孔劣隙率小于1%。
5、涂层结合强度高：30Mpa-50Mpa。
6、喷涂效率高，电弧稳定不断弧飞溅少，涂层沉积率75%-95%。
7、操作灵活，喷弧宽度可微调。
8、高效节能、功耗小，比普通电弧机节电55%。功率因数高：可达0.9。
9、多种选择：拉丝式、推丝式、推拉丝式，φ50以上内壁管道喷涂式。10、全机模块化、智能化、全数字显示、精度高

工装费用
喷焊设备费用:CMD-AS400: 28500元/套
以DN2000、DN3000、DN4000、DN5000、DN6000典型钢管为例
对应典型壁厚——每延米重量——每延米喷涂面积

采用不锈钢热喷涂可减少Q355C锈蚀余量2mm（设计年限100年的钢管需要设置锈蚀余量4mm），对应钢板单价约3.751元/kg，含卷管和焊接、检测后的管道综合造价约达到5元/kg。

综上，每平方热喷涂不锈钢成本
抛丸除锈20元+人工30元+热喷涂200μm不锈钢93元-节省锈蚀余量2mm约78元=65元
抛丸除锈20元+人工30元+热喷涂300μm不锈钢140元-节省锈蚀余量2mm约78元=111元

加铜合金

从维护角度，假如用目前相对最好的熔结环氧粉末涂层450μm，大直径钢管的加热热熔等成本约100元/m2，寿命基本达到50年，按100年钢管设计年限计算，50年后需要维护一次，社会折现率规定为8%，则50年折现因子为2.132%，即50年后的100元维护成本折现后仅为2元。所以从维护角度，50年后的投入可以忽略不计。

https://www.calculatorultra.com/zh/tool/discount-factor-calculator.html
折现因子：理解其概念及其重要性
理解折现因子的概念对于财务分析、投资决策和评估未来现金流的现值至关重要。折现因子本质上是一个乘数，应用于未来现金流，以确定其现值，它允许分析师和投资者考虑资金的时间价值。这一原则表明，由于其潜在的收益能力，今天的1美元比未来的1美元更有价值。

历史背景
资金时间价值的概念是折现因子计算的基础，几个世纪以来一直是金融理论的基石。它认识到，由于其潜在的收益能力，现有的资金比未来同等金额的资金更有价值。

计算公式
折现因子的计算公式为：
𝐷=1/(1+𝑟)^𝑇
其中：
𝐷 为折现因子，
𝑟 为折现率，以小数表示，
𝑇 为复利周期数。
示例计算
对于 5% 的折现率，持续 3 年，折现因子的计算如下：
D=1/(1+0.05)^3 ≈0.8638
这意味着，3 年后收到的现金流的现值约为其名义价值的 86.38%。

水冷壁超音速电弧喷涂丝材PS45说明
发布者：武汉市东臻科技有限公司 阅读：28593
金属合金丝材说明

锅炉四管专用防腐防磨喷涂丝(PS45)基本性能介绍
　　火力发电厂锅炉四管(水冷壁管、过热器管、再热器管、省煤器管)的高温氧化、硫化物腐蚀、粉尘冲刷等问题长期严重地影响着火力发电厂的正常运行。PS45是美国TAFA公司和 瑞典 Kanthal 发展公司为解决火力发电厂燃煤锅炉四管高温腐蚀、冲蚀及造纸工业用黑液锅炉水冷壁管严重的高温氧化、硫化腐蚀、冲蚀生产的高铬镍基电弧喷涂丝， PS45制备的涂层性能得到了国际同行的赞许。被称为1980 年代以来电弧喷涂在工业上最成功的应用。国内重庆珞璜电厂在1996年已使用PS45（PS45）制作了防腐、耐磨涂层，据施工单位报导，到 2001 年底涂层使用良好。
PS45喷涂丝特点如下：
名义成分：Cr：42%-45% ，Ti < 1% ，Ni 余量。其制备的涂层表面在高温下可形成一层高致密度的Cr2O3氧化膜,抗硫化物腐蚀能力为碳钢的60倍。可在接近980℃的高温下抵抗锅炉工作中产生的腐蚀性(硫、钒)气体的侵蚀。涂层使用24个月后厚度基本上没有变化。平均剥蚀速度 < 0.0127mm/年，可使四管使用寿命延长至5年以上。 涂层与碳钢热膨胀系数相近 , 可防止涂层脱落。涂层与基体之间产生自结合效应。涂层孔隙率:< 1%.无贯穿孔洞。
（一）、金属合金丝材说明
1、PS45金属合金丝材超音速电弧喷涂采用抗高温腐蚀，硬度特别高、耐冲刷磨损和抗高温氧化性能优异的金属陶瓷丝材，是一种非晶金属态产品，基中Ni元素具有良好的延展性，使涂层与锅炉管有着几乎相同的热膨胀系数，避免了由于热应力引起的涂层开裂和剥落；Cr2C3在高温下化学性能稳定，硬度没有明显变化，且具有一定的拒高温融熔玻璃体附着性能即抗结焦性能；所含自融性介质，较一般合金更易雾化，参与制作的涂层细腻，孔隙率低，是所有金属合金中应用于制作高温涂层的优质选择。喷涂完后由于涂层中还含有残留的部分自融性材料，涂层运行一段时间后，由于受热而与基材间形成了一种亚冶金结合结构，从而结合强度更高，特别耐磨。该金属合金陶瓷材料热导率与锅炉钢材料热导率相近，且厚度不到1mm，因此不会影响传热效果。
2、PS45金属合金丝材是一种新型耐高温氧化、硫、碱、碱化物和碱金属盐等的腐蚀以及耐冲刷磨损的预合金型涂层材料，在高温下形成致密的氧化膜物质Cr2O3，具有绝好的腐蚀介质屏蔽作用；其中所含的Ni元素具有良好的延展性，使涂层与锅炉管有着几乎相同的热膨胀系数，避免了由于热应力引起的涂层开裂和剥落；所含自融性介质，较一般合金更易雾化，参与制作的涂层细腻，对基体粘结性高、自粘性强、孔隙率低等，是所有金属合金丝材中应用于制作高温防腐涂层的优质选择。喷涂完后由于涂层中还含有残留的部分自融性材料，涂层运行一段时间后，由于受热而与基材间形成了一种亚冶金结合结构，从而结合强度更高，为目前国内市场上同类产品中最理想的材料，用其作水冷壁高温防腐材料，能起到很好的防高温氧化、硫化腐蚀等作用。其膨胀系数与锅炉钢系数相近，故在冷热交变的工况下，不会起皮、开裂，结合牢固；热导率与锅炉钢材料热导率相近，且厚度不到1mm，因此不会影响传热效果。喷涂粒子到达工件表面仅120℃左右，不会改变工件表面的结构和性能，故涂层后不影响原受热面管材的理化性能。
PS45涂层与两种锅炉四管常用涂层性能比较

目前国际上应用于锅炉等高温热腐蚀保护的标准主要有 :
(1) 美国焊接学会标准AWS C2.3-54T:应用喷涂铬合金涂层来防止钢铁的热腐蚀。
(2) 英国国家标准BS 2569: Part2: 对在高温腐蚀和氧化下的钢铁提出喷涂合金涂层。
　　两标准均规定镍基高铬合金是锅炉管道有效的防高温腐蚀和耐磨涂层。
　　镍基高铬合金涂层避免了铁基铬合金 885脆裂现象。（铁铬合金达到885 ℉ (474℃ )时合金会出现脆裂或龟裂实验的理论）腐蚀介质将通过裂纹进入涂层，腐蚀基体，造成涂层脱落。
　　用电弧喷涂制备 PS45涂层是提高锅炉四管使用寿命的一种比较好的方法，它有与锅炉四管材料相似的热膨胀系数，能与基体产生冶金结合，并在基体表面形成一层致密、均匀、完整的耐高温腐蚀、抗高温冲刷的涂层。它与其它喷涂方法相比具有经济、灵活、可靠、效率高、污染少等优点。

九、能耗

电弧喷涂技术相对于传统火焰喷涂具有显著的能源节约优势，同样工作任务下可减少能源使用50%以上，同时电能的使用成本也远低于氧气乙炔成本，其费用仅为火焰喷涂的10%～20%，也远优于等离子等其他喷涂技术的成本，同时还具备更高的喷涂效率

十、喷枪效果

电弧喷枪
喷枪集电丝于一体。不同的喷枪设计会有不同的雾化效果。而雾化效果决定了溶滴的大小,也就间接决定了涂层形成阶段的扁平化和凝固过程,影响了最终的涂层质量,因此喷枪的改进一直是研究发展工作的重要课题。以前朵用的是敞开式喷枪,结构简单,但雾化效果不好,喷出的金属颗粒粗大,目前已弃而不用现在国内外较多用的是具有二次雾化气流的封闭式喷枪,通过辅助的二次雾化气流,对电弧适当压缩,增加弧区的压力,提高空气流的喷射速度和电弧温度,加强了对熔化金属的雾化效果,,使喷出的颗粒更加细微,同时提高涂层与基体的结合强度,但一般来说,增加辅助的雾化措施,都要以增加压缩空气流量为代价。国外较著名的喷枪有美国TaFa公司的8830型8835型和SULZER METCO 公司的TR型研究结果表明与普通电弧喷涂相比,朵用高压气流或燃料燃烧产生的高速射流作雾化气流,可提高电弧的稳定性,显著增加粒子速度,使金属熔滴有效雾化,同时缩短了粒子在空气中的接触时间,减少了粒子的氧化和气化,大大提高涂层质量。因此拉伐尔喷嘴应运而生,高速电弧涂技术和超音速电弧喷涂技术也相继出现,将粒子速度提高到超音速,是今后发展的主要方向。由此可见,电弧喷涂枪正向着进一步高速 高效雾化和稳定送丝的方向发展。
https://www.doc88.com/p-9199776909016.html
喷涂材料为φ2 mm直径的82B高碳钢丝(0.82wt.%C-0.6wt.%Mn-0.1wt.%Cr,余量Fe),黄铜基体试样固定在转台上，基体外径040mm、壁厚5mm、长120mm。喷涂工艺参数如表1所示。为研究不同的喷枪移动速度对温度场的影响，实验中设定三种不同的喷枪扫过试样表面的速度，即100、200和400mm/s喷枪从试样最右端返回至起始位置(试样最左端)的时间都固定为0.4s(返回时不沉积涂层，称为标准喷涂模式)，另外，还对比研究了间歇喷涂模式下对温度变化的影响，即喷枪以200mm/s的速度连续扫过试样3遍(耗时3s)，喷枪不动，停止3s让涂层空冷，如此循环。

图4(a)到(c)分别对应喷枪移动速度为100、200和400mm/s时测得三点处的温度/时间历史曲线。三

比较图4(a)至(c)还可发现，当增大喷枪的移动速度,温度-时间曲线中的“锯齿”状的齿峰和齿谷间的差值在减小，且速度越高，齿峰和齿谷间的差值越小。由此说明，提高喷涂的移动速度，会使射流循环喷涂的时间间隔变短，因而会使同一位置处的温度波动幅度降低，使涂层温度稳步上升，同时，由于喷涂射流的连续加热作用，会使试样中部的传热(散热)比边缘的要低，而且较高的移动速度会使射流停留在试样表面不同位置处的时间间隔减小，最终导致试样中部的温度要比边缘的高。另外，当沉积的涂层厚度相同时，较高的喷枪移动速度会降低涂层表面的总体温度，这是因为枪速越高，沉积相同厚度涂层所需的循环沉积次数增大，相应的喷枪从终点返回起点位置的空喷次数和时间增多，导致最终的冷却时间增大了。正是由于较高的喷枪移动速度会减小温度的波动幅度，有利于改善涂层的受热状态，提高喷涂的质量，使涂层的组织更均匀，降低涂层内部的残余应力，实际喷涂操作中通常选择相对高的喷枪移动速度[31。

雾化气体
雾化气体一般朵用压缩空气,但其含氧量高,容夏使喷涂材料严重氧化,影响涂层质量,目前可用辅助装置将还原性介质,如CH和CO,等 ,引入压缩空气中作雾化气体,降低涂层含氧量。还可用性气体 或A气作为雾化气体,减少氧化物夹杂,但是由于雾化气体消耗量大,因此使用惰性气体成本会过分提高。如果雾化气体与喷涂金属在高温下发生反应，生成特殊物质,这样还可获得特殊涂层。AirPmducts and Chemicals 公司就使钛丝在喷涂过程中氮化成为氮化钛,从而

十一、金属极化

如果采用阴极和阳极的初始电位计算腐蚀速度，所得到的结果要比实际体系的腐蚀速 度大几十倍甚至几百倍。
这一明显差别使人们发现，腐蚀电池工作时，阴、阳极之间有电 流通过，使得其电极电位值与初始电位值(没有电流通过时的平衡电位值或稳定电位值)有 一定的偏离，使阴、阳极之间的电位差比初始电位差要小得多，这种现象就称为极化现象 或极化作用。

十二、中性盐雾试验

https://mp.weixin.qq.com/s/SSIaJ3A4yoa6vqQuJRjYYA

盐雾试验一小时相当于自然环境多久？

盐雾试验分为二大类，一类为天然环境暴露试验，另一类为人工加速模拟盐雾环境试验。人工模拟盐雾环境试验是利用一种具有一定容积空间的试验设备——盐雾试验箱，在其容积空间内用人工的方法，造成盐雾环境来对产品的耐盐雾腐蚀性能质量进行考核。它与天然环境相比，其盐雾环境的氯化物的盐浓度，可以是一般天然环境盐雾含量的几倍或几十倍，使腐蚀速度大大提高，对产品进行盐雾试验，得出结果的时间也大大缩短。如在天然暴露环境下对某产品样品进行试验，待其腐蚀可能要1年，而在人工模拟盐雾环境条件下试验，只要24小时，即可得到相似的结果。
人工模拟盐雾试验又包括中性盐雾试验、醋酸盐雾试验、铜盐加速醋酸盐雾试验、交变盐雾试验。
(1) 中性盐雾试验（NSS试验）是出现最早目前应用领域最广的一种加速腐蚀试验方法。它采用5%的氯化钠盐水溶液，溶液PH值调在中性范围（6～7）作为喷雾用的溶液。试验温度均取35℃，要求盐雾的沉降率在1～2ml/80cm².h之间。
(2) 醋酸盐雾试验（ASS试验）是在中性盐雾试验的基础上发展起来的。它是在5%氯化钠溶液中加入一些冰醋酸，使溶液的PH值降为3左右，溶液变成酸性，最后形成的盐雾也由中性盐雾变成酸性。它的腐蚀速度要比NSS试验快3倍左右。
(3) 铜盐加速醋酸盐雾试验（CASS试验）是国外新近发展起来的一种快速盐雾腐蚀试验，试验温度为50℃，盐溶液中加入少量铜盐—氯化铜，强烈诱发腐蚀。它的腐蚀速度大约是NSS试验的 8倍。
具体时间换算为：
中性盐雾试验24h ⇌ 自然环境1年
醋酸盐雾试验24h ⇌ 自然环境3年
铜盐加速醋酸盐雾试验24h ⇌ 自然环境8年
（温馨提示：仅供参考，文中标准请注意查新）

十三、封孔

封孔剂的选择，与水质要求。

喷焊与重熔

喷焊工作原理:

指在热喷涂过程中同时对基体加热，使涂层在基体表面熔化，形成熔敷层的方法。
利用气体燃烧火焰为热源的喷焊方法，称为火焰喷焊。
利用转移型等离子弧为主要热源的喷焊方法，称为等离子喷焊(粉末等离子弧喷焊)。
与喷涂层相比，喷焊层的优点显著。但由于重熔过程中基体局部受热后温度达900℃，会产生较大热变形。因此，喷焊的使用范围有一定局限性。适于喷焊的零件和材料一般是:①受冲击载荷，要求表面硬度高，耐性好的易损零件，如抛砂机叶片，破碎机齿板，挖掘机铲斗齿等;②几何形状比较简单的大型易损零件，如轴、柱塞、滑块、液压缸、溜槽板等;③低碳钢、中碳钢(含碳0.4%以下)、含锰、钼、钒总量 < 3%的结构钢、镍铬不锈钢、铸铁等材料。

工艺:

喷焊的工艺程序基本与喷涂相同，所不同者在喷粉工序中增加了重熔程序。喷焊有一步喷焊法和二步喷焊法。施工前应注意:①工件表面有渗碳层或氮化层，在预处理时必须清除;②工件的预热温度为一般碳钢200300℃，耐热奥氏体钢350400℃。预热火焰用中性或弱碳焰。此外，喷涂层重熔后，厚度减小25%左右，喷熔后在热态测量时，应将此量考虑在内。

重熔：

重熔是二步法的关键工序，在喷涂后立即进行。用中性焰或弱碳化焰的大功率柔软火焰,喷距约20 ~ 30mm，火焰与表面夹角为60°~ 75°，从距涂层约30mm处开始，适当掌握重熔速度，将涂层加热，直至涂层出现“镜面”反光为度，然后进行下一个部位的重熔。重熔时应防止过熔(即镜面开裂)，涂层金属流淌，或局部加热时间过长使表面氧化。多层重熔时，前一层降温至700℃左右，清除表面熔渣后，再作二次喷熔。重熔宜不超过3次。工件的冷却。中低碳钢、低合金钢的工件和薄焊层、形状简单的铸铁件在空气中自然冷却。对于焊层较厚、形状复杂的铸铁件，锰、铜、钒含量较大的合金钢件，冷硬性高的零件，要埋在石灰坑中缓冷。

致密性

超音速火焰喷涂(HVOF)
超音速火焰喷涂是一种新型高能火焰喷涂方法，通常被称作HVOF(High velocity oxygenfuel)特点是:火焰的流动速度极快,超过声音的传播速度,可达2200m/s，这要比普通热喷涂工艺的焰流速度快5 ~ 10倍。
由于速度快,粉末粒子携带强大的动能打击在基体表面上，使涂层致密度极高，可达到98% ~ 99.8%，而其他热喷涂工艺只能达到85% ~ 95%。
高速度带来的另一个好处是:在粒子打击基体的瞬间，动能几乎全部转化为热能，使粒子再一次获得加热的机会，部分地补偿了焰流温度的不足，获得的结合强度更高，可达70MPa ~ 90MPa。
超音速火焰喷涂其火焰含氧较少，温度适中,焰流速度很高,能有效地防止粉末涂层材料的氧化和分解，故特别适合炭化类涂层的喷涂，耐度高。
喷涂的杂质少，有些情况下可得到设计的残余应力，因此可喷涂较厚涂层，且喷涂效率高。

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等离子喷涂
等离子喷涂是一种材料表面强化和表面改性技术，可以使基体表面具有耐磨损、耐腐蚀、耐高温氧化、电绝缘、隔热、防辐射、减磨和密封等性能。

等离子涂技术是采用由直流电驱动的等离子电弧作为热源，将陶瓷、合金、金属等材料加热到熔融或半熔融状态，并以高速喷向经过预处理的工件表面而形成附着牢固表面层的方法。

等离子喷涂技术是继火焰喷涂之后大力发展起来的一种新型多用途的精密喷涂方法，它具有超高温特性，便于进行高熔点材料的喷涂，喷射粒子的速度高，涂层致密，粘结强度高等优点。由于使用惰性气体作为工作气体，所以喷涂材料不易氧化。

目前随着热喷涂技术的飞速发展，国际上等离子喷涂占有明显优势，并已开发出三阴极等离子喷涂、高能等离子喷涂、微弧等离子喷涂和悬浮等离子喷涂等多种新技术。

01 三阴极等离子喷涂

三阴极等离子喷枪由3个阴极和由几个被绝缘的环体串联组成的喷嘴组成，只有离阴极相对远的最后一个环体作为阳极工作。由于从三个阴极到同一个阳极产生的三个独立电弧的长度稳定不变，三束等离子射流在汇流腔内汇聚成一束主等离子流，形成空心管状射流从喷嘴喷出，从而产生了稳定的等离子喷射。与传统的等离子喷枪相比，这种喷枪的等离子喷射的稳定性有明显改善，可以进行均质粉末加工，并有较高的沉积率和送粉率。

02 高能等离子喷涂

高能等离子喷涂是为满足陶瓷材料对涂层密度和结合强度以及喷涂效率的更高需求而开发的一种高能、高速的等离子喷涂技术，其特点是在电弧电流与普通大气等离子喷涂相当的条件下，利用较高的工作电压提高功率，并采用更大的气体流量来提高射流的流速。高能等离子喷涂工 艺采用高能等离子喷枪进行喷涂。高能等离子喷枪采用独特的设计方法拉长了等离子弧，提高了工作电压，降低了工作电流，减少了阴阳极的损耗，提高了喷嘴的使用寿命。等离子弧中存在3个菱形马赫锥，具有较高的射流速度。高功率等离子喷涂系统能够稳定工作在200 kW左右，等离子弧具有极高的热能和速度，可为沉积优质涂层提供充足的功率。

03 微等离子喷涂

微等离子喷涂的特点是具有层流等离子射流、功率低、基体受热低、噪声小，可在极薄的基体上进行喷涂。这种喷涂方法的功率虽低但能量集中，其束斑直径小，所以仍可喷涂各种材料，特别适宜制备小零件及薄壁件的精密涂层且该设备重量轻适合于现场的维修工作。

04 悬浮式送粉等离子喷涂

悬浮式送粉等离子喷涂是一种采用液料送粉方式，可直接喷涂纳米粉末且可以形成超薄纳米涂层的新型喷涂技术。悬浮等离子喷涂采用液料为介质，使用分散剂将粒子分散在液料中行成悬浮液，通过液料送粉器将悬浮液送入到等离子弧中，液料溶剂迅速蒸发，溶剂中的粉末被等离子弧加热熔化喷射到基体上形成涂层。这种方式克服了喷涂粒子半径的限制，不仅实现了非团聚的纳米粉末直接进行喷涂，而且可制备涂层厚度较薄的超薄涂层。

05 反应等离子喷涂

反应等离子喷涂是对真空等离子喷涂进一步改进的结果，该方法在真空等离子喷涂过程中在喷嘴出口处的等离子射流中加入反应气体（如N2），反应气体与加热中的喷涂颗粒相互作用进而得到新的生成物。用这种方法可以获得TiN 涂层，这是靠喷涂钛粉和注入N2反应后得到的。TiN具有高熔点、高硬度、耐磨损、耐腐蚀等特点并且还具有优良的导电性和超导性。

06 真空等离子喷涂

真空等离子喷涂（又叫低压等离子喷涂）是在气氛可控的，真空的密封室内进行喷涂的技术。因为工作气体经过等离子化后，是在低压气氛中边膨胀体积边喷出的，所以喷流速度是超音速的，而且非常适合于对氧化高度敏感的材料。

07 水稳等离子喷涂

这种方法的工作介质不是气而是水，它是一种高功率或高速等离子喷涂的方法，其工作原理是：喷枪内通入高压水流，并在枪筒内壁形成涡流，这时在枪体后部的阴极和枪体前部的旋转阳极间产生直流电弧，使枪筒内壁表面的一部分蒸发、分解，变成等离子态，产生连续的等离子弧。由于旋转涡流水的聚束作用，其能量密度提高，燃烧稳定，因此可喷涂 高熔点材料，特别是氧化物陶瓷，喷涂效率非常高。

08 气稳等离子喷涂

气稳等离子喷涂的原理是由等离子喷枪（等离子弧发生器）产生等离子射流（电弧焰流）。喷枪的电极（阴极）和喷嘴（阳极）分别接整流电源的正、负极，向喷枪供给工作气体（Ar、N2 等），通过高频火花引燃电弧。电弧将气体加热到很高的温度，使气体电离，在热收缩效应、自磁收缩效应和机械效应的作用下，电弧被压缩，产生非转移性等离子弧。高温等离子气体从喷嘴喷出后，体积迅速膨胀，形成高温高速等离子射流。送粉气流推动粉末进入等离子射流后，被迅速加热到熔融或半熔融状态，并将等离子射流加速，形成飞翔基材的喷涂离子束，陆续撞击到经预处理的基材表面，形成涂层。大气等离子喷涂用氩气、氮气、氢气作为等离子气。

电弧喷涂的优点：
比较轻便，易于现场操作；
在不提高工件温度又不使用打底层的情况下可以获得较高的结合强度；
生产效率较高，能源利用率达60%~70%；
成本低，安全。
不足：喷涂材料必须是导电的焊丝。
电弧喷涂主要工艺参数有：
1） 电弧电压：取决于喷涂材料的熔点，一般不低于15～25V。
2） 电弧电流：电弧电流有自调节作用，调节电流可维持电弧的长度和稳定性。
3） 送丝速度：取决于电参数和线材的性质，决定了电弧喷涂速度。
4） 压缩空气压力和流量：影响喷涂材料的雾化效果和熔粒的飞行速度，对涂层的质量有很大的影响。
5） 喷涂距离应控制在100～200mm，喷涂角不应小于45°。
电弧喷涂的用途
1） 在钢铁构件上喷涂锌、铝涂层，对构件进行长效防护。
2） 在钢铁件上喷铝可防止高温氧化。
3） 在钢铁件上喷不锈钢或其它耐磨金属，用于耐磨蚀防护。
4） 在机械零件上喷涂碳钢、青铜等材料，用于修复零部件。
5）在塑料制品上喷涂屏蔽涂层等。
6） 用电弧喷铝或喷锌生产复合钢板。

等离子喷涂是利用等离子焰流，即非转移等离子弧作热源，将喷涂材料加热到熔融或高塑性状态，在高速等离子焰流引导下高速撞击工件表面，并沉积在经过粗糙处理的工件表面形成很薄的涂层。
等离子弧：当电弧（等离子体）被压缩成为具有更高温度的压缩电弧时，称之为等离子弧。
涂层与母材的结合主要是机械结合。
等离子喷涂工艺
1） 输入功率和电参数：确保粉末熔化良好，防止出现生粉。
2） 等离子气体的选择：
氮气：热焓高，价格低廉，是等离子喷涂主要工作气体。
氩气：易于引弧，等离子弧稳定，有很好的气体保护作用。
氢气：可作为辅助气体起到提高热焓和防氧化的作用。
3） 供粉速率：速率过大使熔化不良的粉粒增多，涂层组织疏松、气孔率增大；速率过低则降低喷涂效率。
4） 喷涂距离和喷涂角：喷涂金属粉末时喷距为75～130mm；喷涂陶瓷粉末时喷距为50～100mm。喷涂角度以90°为最佳。
5） 喷枪与工件的相对移动速度：移动速度快些为好，可防止一次喷涂过厚导致涂层内应力过大，还可避免局部过热。
等离子喷涂的特点：
超高温特性，便于进行高熔点材料的喷涂；
喷射粒子的速度高，涂层致密，粘结强度高；
由于使用惰性气体作为工作气体，所以喷涂材料不易氧化。
等离子喷涂的应用
等离子弧焰流温度高，适合喷涂高熔点材料。涂层密度可达85~98％，结合强度高达35～70Mpa，喷涂质量远优于火焰喷涂层。主要用于：
1） 耐磨、减磨涂层；
2） 耐蚀涂层；
3） 抗高温氧化、抗高温气流冲刷、热障涂层；
4） 制造金属、陶瓷类高熔点复合材料。
五、热喷涂工艺的选择原则
1 对涂层结合力要求不高，喷涂材料熔点< 2500℃，可采用火焰喷涂。
2 对涂层性能要求较高，喷涂高熔点材料时时，应采用等离子喷涂。
3 工程量大的金属喷涂施工最好采用电弧喷涂。
4 要求高结合力、低孔隙度的金属、合金及以某些金属陶瓷涂层可采用超音速火焰喷涂。
5 对于批量大的工件，宜采用自动喷涂。
六、热喷涂层的应用
1 喷涂耐腐蚀涂层
(1) 铝、锌及其合金涂层：锌、铝的腐蚀电极电位高于铁，涂层有保护作用，可用于桥梁、铁塔等大型部件的防腐处理(在锌中加铝可提高涂层的耐蚀性能，若铝的质量分数为30％，则耐蚀性最佳) 。
(2) 不锈钢涂层：不锈钢电极电位比铁高，易在涂层孔隙处产生电化学腐蚀，所以喷涂后必须封孔处理。
(3) 塑料涂层：用于化工、食品等行业。
2 喷涂耐磨涂层
(1) 用于耐磨的涂层：
1) 涂层硬度超过磨料硬度：如氧化铝陶瓷涂层或镍基、钴基碳化钨涂层。用于轧辊、螺旋送料器等部件。
(2) 用于修复的涂层：喷涂铁基或镍基耐磨合金涂层 。

等离子喷焊：采用等离子弧作为热源加热基体，使其表面形成熔池，同时将喷焊粉末材料送入等离子弧中，粉末在弧柱中得到预热，呈熔化或半熔化状态，被焰流喷射至熔池后，充分熔化并排出气体和熔渣，喷枪移开后合金熔池凝固，形成喷焊层的工艺过程。
五、 热喷焊工艺与热喷涂工艺的区别
1）工件表面温度：喷涂时工件表面温度< 250℃；喷焊要>900℃。
2）结合状态：喷涂层以机械结合为主；喷焊层是冶金结合。
3）粉末材料：喷焊用自熔性合金粉末，喷涂粉末不受限制。
4）涂层结构：喷涂层有孔隙，喷焊层均匀致密无孔隙。
5）承载能力：喷焊层可承受冲击载荷和较高的接触应力。