Perinteinen peittaus ja passivointi voivat muodostaa nanomittakaavan ohuen kromi{0}rikkaan passiivikalvon 316 ruostumattomasta teräksestä valmistetun lämmitysputken pinnalle. Pitkäaikaisissa ankarissa käyttöolosuhteissa, mukaan lukien korkea kloridipitoisuus, toistuva lämpökierto, nesteen eroosio ja mekaaninen kitka, tämä luonnollinen passiivinen kerros on altis paikalliselle repeämiselle ja hajoamiselle, mikä johtaa varhaiseen piste-, rako- ja naarmukorroosion alkamiseen. Perinteisillä suojapinnoitteilla on rajoituksia, kuten heikko sidosvoima, helppo vanheneminen ja riittämätön korkean-lämpötilan kestävyys, mikä ei voi täyttää pitkäkestoisia-korroosionesto- ja kulumiskestävyysvaatimuksia-, joita kuumennusputkille asetetaan galvanoinnissa, rannikkokemianteollisuudessa ja jätevedenkäsittelyteollisuudessa. Laserpinnan muokkaustekniikka toteuttaa metallurgisen sidoksen modifioidun kerroksen ja alustan välillä korkean{10}energisen lasersädesäteilyn avulla, mikä välttää tehokkaasti perinteisen pintakäsittelyn viat ja parantaa merkittävästi lämmitysputkien pinnan kovuutta, kulutuskestävyyttä ja kloridi-ionien korroosionkestävyyttä. Monet yritykset luottavat edelleen perinteisiin pintakorroosionestomenetelmiin, eivätkä ole ottaneet käyttöön laservahvistustekniikkaa tärkeimmille lämmityslaitteille vaikeissa korroosio-olosuhteissa, mikä johtaa usein arvokkaiden lämmitysputkinippujen ennenaikaiseen rikkoutumiseen. Siksi laserpinnan muokkaustekniikan järkevä soveltaminen on edistynyt tekninen keino parantaa perusteellisesti 316 ruostumattomasta teräksestä valmistetun lämmitysputken pinnan korroosionestokykyä{15}.
Laserpinnan modifiointi parantaa korroosionkestävyyttä pääasiassa kolmen mekanismin avulla: mikrorakenteen optimointi, seostuksen vahvistaminen ja puristusjännityksen induktio. Suuri-energinen laser sulattaa välittömästi ruostumattoman teräsalustan ohuen pintakerroksen ja sammuttaa sen nopeasti muodostaen hienojakoisen raerakenteen, joka eliminoi raerajajen erottelun, kromin ehtymisen ja pinnan mikro-virheet, jotka on helppo aiheuttaa korroosiota. Laserseos voi lisätä pintakerrokseen nikkeliä, kromia, molybdeeniä ja harvinaisia maametalliseoksia, mikä rikastaa entisestään korroosiota{4}}kestäviä komponentteja ja muodostaa korkean-seoksen kompaktin suojakerroksen, joka kestää hyvin kloridi-ionien tunkeutumista. Samaan aikaan nopea sulaminen ja jähmettyminen muodostavat tasaisen jäännöspuristusjännityskerroksen putken pinnalle, joka voi estää väsymis- ja jännityskorroosiohalkeamien alkamisen ja laajenemisen vaihtelevissa lämpötila- ja tärinäkuormissa.
Tässä tutkimuksessa esitetään yhteenveto neljästä valmiista laserpinnan modifiointiprosessista, jotka sopivat 316 ruostumattomasta teräksestä valmistettuun lämmitysputkeen, mukaan lukien laserpinnan uudelleensulatus, laserseostus, laserpäällystys ja lasershokkipinta sekä standardoidut esikäsittelyn ja prosessin jälkeiset suojausvaatimukset.
Ota ensin käyttöön laserpintojen uudelleensulatus tavanomaisille lämmitysputkille, joissa on yleiset korroosioolosuhteet. Ennen laserkäsittelyä putken pinta puhdistetaan ultraäänellä ja hiomalla öljytahrojen, oksidikerrosten ja uppoamattomien rautahiukkasten poistamiseksi. Korkean{2}}energisen laserin avulla pintakerros sulatetaan nopeasti ja kylmän alustan aiheuttama nopea itsestään-sammutus, pintarakeiden jalostaminen ja pinnan mikro{4}}virheiden poistaminen. Optimoidut prosessiparametrit voivat lisätä lämmitysputken pinnan kriittistä pistesyöpymispotentiaalia yli 200 mV, mikä estää tehokkaasti pistekorroosion esiintymisen keskipitoisissa kloridipitoisuuksissa. Tällä prosessilla on alhaiset kustannukset ja korkea hyötysuhde, ja se soveltuu yleisten eritelmien lämmitysputkien eräpinnan vahvistamiseen.
Toiseksi, käytä laserpintojen seostusta korkean-kloridin rannikko- ja galvanointipajoissa käytettäviin lämmitysputkiin. Esiasetele runsas-molybdeeninikkeli-seosjauhe putken pinnalle ja sulata seosjauhe alustaan lasersäteilytyksen alaisena muodostaen metallurgisesti sitoutuneen korkean -korroosion-kestävän seoskerroksen. Tiheä seoskerros voi tehokkaasti estää kloridi-ionien adsorption ja tunkeutumisen, mikä pidentää huomattavasti paikallisen korroosion induktiojaksoa. Säädä tiukasti laserskannausnopeutta ja jauheen syöttönopeutta välttääksesi vikoja, kuten seoskerroksen sisällä olevia huokosia ja halkeamia, joista voi muodostua uusia korroosiolle herkkiä kohtia.
Kolmanneksi levitä kulumista{0}}kestävästä-korroosionestoaineesta valmistettu laserpinnoite lämmitysputkille, jotka kärsivät vakavasta nesteeroosiosta ja naarmuvastakorroosiosta. Nikkeli-- tai koboltti-pohjainen korkean lämpötilan-korroosionesto-pinnoite valmistetaan ulkoseinään, erityisesti kiinnitystukien, taivutusosien ja virtausta{7}}vastaavien pintojen kohdalla. Verhouskerroksella on korkea kovuus, erinomainen kulutuskestävyys ja happo-alkalikorroosionkestävyys, mikä kestää pitkäaikaista-nesteen hankausta ja värähtelykitkavaurioita passiiviseen pintakalvoon. Verhouksen paksuus on kohtuullisesti säädelty välillä 0,3–0,8 mm lämpörasituksen ja -korroosionestokyvyn tasapainottamiseksi toistuvissa lämpötilajaksoissa.
Neljänneksi, toteuta lasersokkipeening lämmitysputkille, joissa on suuri jäännösjännitys ja korkea lämpöväsymiskorroosion riski. Käytä laser-indusoitua shokkiaaltoa vaikuttamaan putken pintaan muodostaen syvän jäännöspuristusjännityskerroksen muuttamatta pinnan makroskooppista morfologiaa. Tämä tekniikka voi tehokkaasti eliminoida hitsauksen ja kylmätaivutuksen synnyttämän jäännösvetolujuuden, hillitä lämpöväsymisen mikrohalkeamien ja jännityskorroosiohalkeamien syntymistä ja parantaa merkittävästi lämmitysputkien käyttövarmuutta vaihtelevissa lämpötiloissa ja syövyttävissä kytkentäympäristöissä. Laserkäsittelyn jälkeen on suoritettava täydellinen peittaus- ja passivointiprosessi, jotta muodostetaan komposiittisuojausjärjestelmä modifioidusta substraatista ja tiheästä passiivikalvosta.
Neutraalilla suolasuihkulla kiihdytetyt testitulokset osoittavat, että laserpinnan modifioinnilla käsitellyt lämmitysputket kestävät yli 2500 tuntia suolasuihkueroosiota ilman pistekorroosiota, mikä ylittää huomattavasti tavanomaisesti passivoitujen työkappaleiden käyttöiän. Kenttäseurantatiedot osoittavat, että laservahvistetut lämmitysputket voivat pidentää keskimääräistä huoltojaksoa yli 2,5 kertaa ankarissa teollisuuden syövyttävissä ympäristöissä. Yhteenvetona voidaan todeta, että kohdistettujen laserpinnan muokkausprosessien valitseminen käyttöolosuhteiden ominaisuuksien mukaan, pinnan esikäsittelyn ja laserparametrien säädön standardointi ja vastaava passivointisuojaus voi rakentaa korkean -lujan komposiittikorroosionestosuojan 316 ruostumattomasta teräksestä valmistetun lämmitysputken pinnalle. Edistyksellinen laserpinnanvahvistustekniikka murtaa perinteisen pintakäsittelyn suorituskyvyn pullonkaulan, tarjoaa uuden teknisen polun teollisuuden lämmityslaitteiden pitkäkestoiseen -turvalliseen käyttöön ja vähentää tehokkaasti yritysten kokonaisvaltaisia käyttö- ja ylläpitokustannuksia korkeissa{10}}korroosiotuotantotilanteissa.
