Aplikasi Pelapisan Nikel-Kromium-Kromium Karbida yang Disemprotkan dengan Metode Supersonik

Lapisan nikel-kromium-kromium karbida (NiCr-Cr₃C₂) yang disemprotkan dengan ultrasonik, dengan ketahanan aus, korosi, dan erosi suhu tinggi yang sangat baik, memainkan peran penting dalam melindungi komponen-komponen kunci di berbagai sektor industri. Berikut ini adalah analisis skenario aplikasi tipikal dan hasil aktualnya:

I. Peralatan Energi dan Tenaga
1. Perlindungan Boiler "Empat Tabung"
- Pada pembangkit listrik tenaga termal dan boiler fluidized bed, tabung dinding air, tabung superheater, tabung reheater, dan tabung economizer mengalami erosi jangka panjang akibat gas buang bersuhu tinggi dan abu batubara, yang mengakibatkan keausan tahunan hingga 1,5-2,0 mm.
- Setelah penyemprotan lapisan NiCr-Cr₃C₂ (ketebalan 0,3-0,6 mm), keausan berkurang menjadi 0,03-0,2 mm/tahun, memperpanjang masa pakai hingga lebih dari tujuh tahun dan mengurangi waktu henti yang tidak direncanakan akibat pecahnya pipa. Proses tipikal: Penyemprotan busur supersonik (HVOF) menggunakan bubuk berlapis dengan kandungan Cr₃C₂ sebesar 75%-80% untuk meningkatkan homogenitas lapisan dan ketahanan terhadap dekarburisasi.

2. Komponen Turbin dan Turbin Gas
- Komponen yang dialiri fluida seperti bilah turbin dan sudu pengarah rentan terhadap kavitasi dan kerusakan erosi di air yang mengandung pasir.
- Dengan menambahkan unsur-unsur seperti Nb dan Ta (1-5%), lapisan tersebut meningkatkan ketahanan terhadap gesekan dan kavitasi, sehingga cocok untuk bilah turbin pembangkit listrik tenaga air dan gas.

II. Dirgantara dan Peralatan Canggih
1. Bantalan Sikat Mesin untuk Landasan Pacu
- Pada seal rotor kompresor dan turbin, lapisan pelindung harus memiliki kekuatan ikatan yang tinggi (43-47,6 MPa) dan sifat pelumasan mandiri.
- Penambahan pelumas padat seperti CaF₂/BaF₂ (sisanya) menciptakan lapisan pelumas mandiri suhu tinggi, mengurangi kehilangan gesekan sikat dan beradaptasi dengan kondisi operasi di bawah 800°C. - Contoh parameter proses: jarak penyemprotan 340-360 mm, laju aliran oksigen 1750-1800 L/jam, laju aliran minyak tanah 5,3-5,5 gal/jam.

2. Perlindungan komponen paduan suhu tinggi
- Digunakan pada sambungan bilah kompresor, pin roda pendaratan, dll., untuk menahan keausan gesekan dan oksidasi suhu tinggi.

III. Petrokimia dan Mesin Berat

1. Peralatan Pengeboran dan Fluida
- Komponen-komponen seperti pipa bor minyak, sentralisasi, dan pelapis pompa lumpur menghadapi serangan ganda dari erosi pasir dan media korosif.
- Ketahanan korosi lapisan ini 30 kali lebih tinggi daripada baja tahan karat (dalam lingkungan asam sulfat encer), sehingga meningkatkan masa pakai terhadap erosi hingga 3-5 kali lipat.
- Untuk permukaan penyegelan katup dan impeler pompa kimia, bahan ini tahan terhadap efek sinergis dari media asam lemah dan keausan partikel.

2. Perbaikan Kompresor dan Sekrup
- Penyemprotan pada sekrup kompresor dan batang piston silinder hidrolik mengurangi gesekan dan keausan, menggantikan komponen baja tahan karat yang mahal.

IV. Mesin Pembuatan Kertas dan Tekstil
1. Silinder Pengering dan Komponen Rol
- Setelah pelapisan semprot, kekerasan permukaan silinder pengering pembuatan kertas mencapai HRC35-46 (HB330-420), mengurangi koefisien gesekan dan keausan pisau. Hal ini mengurangi siklus penggilingan dari enam bulan menjadi 3-4 tahun, meningkatkan produksi kertas sebesar 30%.
- Rol dan rol godet pada mesin tekstil diperkuat dengan lapisan pelindung, sehingga memperpanjang masa pakainya secara signifikan.

2. Perlindungan Korosi pada Penukar Panas Pelat
- Pelat penukar panas saluran lebar disemprot dengan lapisan setebal 0,3-0,5 mm untuk mengatasi masalah korosi yang disebabkan oleh larutan alkali dan memperpanjang interval perawatan.

V. Poin-Poin Penting dalam Implementasi Proses
1. Pemilihan Bubuk
- Bubuk berlapis (75-80% Cr₃C₂ + 20-25% NiCr) lebih disukai, dengan ukuran partikel ≥70% -325 mesh dan fluiditas

2. Pra-perlakuan Permukaan

- Penyemprotan pasir hingga tingkat Sa3, dengan kekasaran 50-80 μm. Penyemprotan harus diselesaikan dalam waktu 3-4 jam setelah penyemprotan pasir.

3. Pengendalian Parameter Penyemprotan
- Kecepatan nyala HVOF 1500-2000 m/s dan suhu 2900-3100°C untuk menghambat dekomposisi karbida (tingkat dekomposisi

Ringkasan
Pelapisan nikel-kromium karbida, melalui desain sinergis "fase keras + fase pengikat" (Cr₃C₂ untuk ketahanan aus + NiCr untuk ketahanan korosi), dan didukung oleh teknologi penyemprotan supersonik, sangat ideal untuk mengatasi koeksistensi suhu tinggi, korosi, dan keausan. Aplikasinya telah mencakup sektor-sektor inti seperti energi, penerbangan, dan industri berat. Pengembangan di masa depan akan mencakup nanokomposit (seperti penambahan B₄C) dan proses cerdas untuk lebih mengatasi hambatan perlindungan jangka panjang di lingkungan ekstrem.