Индустријска примена технологије ласерског облагања

Центрифугалне пумпе се широко користе у индустријама као што су енергетика, металургија, угаљ и грађевински материјал за транспорт муља које садрже чврсте честице, док вентили контролишу проток флуида као што су ваздух, вода, пара, корозивне средине, муљ, уље, течни метал и радиоактивне супстанце. Значај пумпи и вентила не може се преценити у савременим индустријским применама, јер су ови производи стално изложени абразивним и корозивним медијима, што захтева површине које су и тврде, отпорне на хабање и отпорне на корозију. Традиционални процеси очвршћавања површине имају ограничења, где технологија ласерског облагања ступа на снагу као прекретница за врхунске производе пумпи и вентила.

Ласерско облагање је постепено постало „тајно оружје“ у развоју и производњи врхунских производа за пумпе и вентиле, као што су облоге центрифугалних пумпи, балансне чауре, балансни дискови, кугласти вентили, запорни вентили и регулациони вентили. Коришћењем прецизности ласерске технологије, ласерско облагање отвара нова врата за врхунске примене пумпи и вентила.

1. Предности Ласерско облагање Преко традиционалних метода

Традиционално, заптивне површине пумпи и вентила су побољшаване коришћењем следећих метода:

Тврдо хромирање : дебљина премаза <0.1 мм, првенствено се користи за меке заптивке, склоне пуцању и љуштењу;

Термичко прскање заваривања : Главна метода за тврде заптивке, са дебљином премаза у распону од 1-1.5 мм, склона великој термичкој деформацији и хабању премаза код тањих слојева;

Електролучно заваривање : Укључујући МИГ, ТИГ, ПТА, са дебљином премаза од 3-5 мм, што доводи до великог отпада материјала, високих стопа разблаживања и неравномерне расподеле тврдоће.

Насупрот томе, ласерско облагање нуди следеће кључне предности:

Висока жилавост : Финозрна структура облоге обезбеђује бољу отпорност на хабање и извесну отпорност на ударце на истом нивоу тврдоће;

Јака металуршка веза : Са затезном чврстоћом >500 MPa, већом од чврстоће основног материјала;

Ниска стопа разблаживања : Стопа разблаживања ласерског облагања је ≤3%, што га чини 3-5 HRC тврђим од плазма облагања;

Финозрнаста структура : Слој облоге је густ, без порозности и показује изотропију;

Уједначена тврдоћа : Без меких тачака, са варијансом тврдоће од ≤3 HRC, што обезбеђује одличну конзистентност унутар ефективне дубине.

2. Тренутни статус и напредак у области пумпи и вентила Ласерско облагање Примене

Деведесетих година прошлог века, стручњаци попут Ванг Аихуа са Универзитета за науку и технологију Хуаџонг и Ши Шихонга са Универзитета Сучжоу почели су да истражују технологију ласерског облагања и материјале за пумпе и вентиле, постижући значајне резултате. Међутим, због неколико ограничења, индустријска примена ласерског облагања на тврдим заптивним површинама вентила пумпи није се пробилa дуги низ година.

Од 2010. године, индустрија пумпи и вентила суочава се са озбиљним проблемима због конкуренције ниског нивоа, прекомерне понуде производа ниже класе и тешкоћа у уласку на тржишта скупљих производа. То је подстакло многе компаније које производе пумпе и вентиле да повећају своја улагања у технолошке иновације и да се окрену производњи врхунских производа за примене као што су ултраниске температуре, нуклеарна енергија и хемијска индустрија.

Венџоу је 2012. године постао дом националног индустријског кластера ласера ​​и оптоелектронике. Уз подршку локалних самоуправа, Универзитет Венџоу, Универзитет Џеђанг Гонгшанг и Технолошки универзитет Џеђанг почели су сарадњу на неколико великих ласерских пројеката за индустрију пумпи и вентила.

На пример, тим са Технолошког универзитета Џеђанг, предвођен професором Јао Ђианхуом, развио је технологију ласерског облагања за легуре Fe-C-Cr-Si-Mo за производњу вентила. Овај процес је резултирао металуршки везаним слојем облагања са просечном тврдоћом од 640 HV0.2, што значајно надмашује тврдоћу основног материјала од 170 HV0.2. Ова метода ласерског облагања утростручила је отпорност на хабање у поређењу са традиционалним процесима.

3. Ласерско облагање Процес и материјали за производе пумпи и вентила

Код ласерског облагања користе се различити основни материјали у зависности од радних услова. Уобичајени основни материјали укључују одливке од угљеничног челика, нисколегиране челике, феритне челике, аустенитне нерђајуће челике, мартензитне нерђајуће челике, никл и легуре никла.

Производи од пумпи и вентила су специјализовани производи, а многе примене укључују безбедносне проблеме. Процес ласерског облагања заптивних површина вентила пумпе мора да се придржава строгих стандарда како би се осигурао квалитет завара. Ласерско облагање треба да узме у обзир факторе попут материјала, облика структуре и својстава термичке обраде. Да би се стандардизовао процес за производе од пумпи и вентила, компанија Jiuheng Optoelectronics је развила скуп „Техничких захтева за ласерско облагање заптивних површина пумпи и вентила“ на основу дугогодишњег искуства. Ови стандарди одређују температуру пре заваривања, поступке термичке обраде, контроле брзине разблаживања и димензије за слој облагања и прелазне слојеве.

4. Три типичне примене Ласерско облагање у производима за пумпе и вентиле

1. Ласерско облагање поликристалних силицијумских кугличних вентила отпорних на хабање

У индустрији поликристалног силицијума, куглични вентили од поликристалног силицијума отпорни на хабање пречника DN80 користе се у уређајима за рекуперацију димних гасова како би заменили увезене вентиле. Медијум се састоји од силицијумског праха и хлоросилана, са тврдоћом силицијумског праха око HRC63-65, а температура медијума достиже 450°C. Вентил је подложан јакој ерозији. Ласерско наношење метал-керамичког супер-отпорног композитног премаза на заптивној површини кугличног вентила замењује оригинални суперсонични WC премаз. Ова структура облоге показује одличну отпорност на хабање и ерозију, значајно надмашујући увезене вентиле.

2. Ласерско облагање пумпи за напојну воду високих температура за хемијску индустрију угља

За пумпе за напојну воду високих температура у компанијама за енергетску хемију, које се користе за транспорт сиве воде са садржајем чврстих материја до 0.5% на 120°C, ласерско облагање компоненти као што су облоге импелера, облоге тела пумпе, балансне чауре и балансни дискови побољшава тврдоћу и отпорност на хабање заптивних површина. Након 18 месеци тестирања у хемијским срединама са високим садржајем честица угља, компоненте обрађене ласерским облагањем показале су до 6 пута бољу отпорност на ерозију у поређењу са традиционалним методама заваривања.

3. Ласерско облагање кугличних вентила високог притиска 2500BL

У индустријама као што су хемија угља, прерада угља у нафту, поликристални силицијум и нафта, широко се користе специјални куглични вентили отпорни на хабање под високим притиском. Jiuheng Optoelectronics и Wallcolmonoy Corporation били су пионири у употреби ласерског облагања легурама на бази никла Colmonoy 88 на кугличним вентилима под високим притиском 2500BL. Ова технологија побољшава перформансе вентила, са већом тврдоћом и нижом стопом разблаживања у поређењу са PTA процесима, значајно побољшавајући укупне перформансе вентила.

КСНУМКС. закључак

Како савремена наука и технологија напредују, радна окружења за компоненте постају све сложенија, захтевајући високе перформансе површине. Пумпе и вентили, који су изложени абразивним и корозивним медијима, морају поседовати високу тврдоћу, отпорност на хабање и отпорност на корозију. Технологија ласерског облагања за површине заптивања вентила под високим притиском побољшава ова својства. У поређењу са традиционалним методама, ласерско облагање значајно побољшава квалитет површине, отпорност на хабање и топлотну деформацију, уз прецизну контролу слоја и одлично металуршко везивање између облагања и основног материјала. Овај процес значајно продужава век трајања производа пумпи и вентила, побољшавајући њихов технолошки садржај и додатну вредност. Ласерско облагање доприноси домаћој производњи врхунских вентила, постепено замењујући увезене вентиле и побољшавајући индустријску надоградњу и регионалне иновативне капацитете, значајно повећавајући конкурентност Кине на глобалном тржишту пумпи и вентила.