水冷壁涂层界面热应力分析

作者：许文龙; 李润璞

来源：能源与环保, 2018, 40(08): 59-68.

DOI：10.19389/j.cnki.1003-0506.2018.08.014

• 水冷壁
• 涂层
• 热应力
• 温度场

水冷壁防腐涂层的过早剥落严重影响锅炉的安全运行。针对该问题,建立了涂层—膜式水冷壁热固耦合有限元计算模型,得到了水冷壁的温度场和应力场,分析了导致水冷壁涂层剥落的主要原因。研究表明:温度梯度由涂层向管内壁递减,受水冷壁结构形式、热膨胀系数差异的影响,温度载荷下,涂层与基体接触位置产生较大的热应力,该热应力是导致涂层剥落的主要原因;涂层越厚,接触界面热应力越大,而界面处温度越小;当涂层热膨胀系数小于基体时,涂层膨胀系数越小,界面处热应力越大;当涂层热膨胀系数大于基体时,随涂层热膨胀系数的增加,界面热应力先增大而后减小。