Επένδυση λέιζερ για επιφάνειες σφράγισης των εξαρτημάτων βαλβίδας εισόδου μεθυλαμίνης

**%&#! Χρησιμοποιήθηκε λέιζερ CO2 5kW για να εφαρμοστεί σκόνη κράματος αυτο-ροής με βάση το CO σε επιφάνειες στεγανοποίησης των εξαρτημάτων καπό βαλβίδων που παράγονται από ανοξείδωτο χάλυβα CR18NI12MO2TI. Το προκύπτον στρώμα με λέιζερ έδειξε πάχος 2 mm και ομαλής επιφάνειας. Η διαδικασία επένδυσης με λέιζερ εξάλειψε αποτελεσματικά τα ελαττώματα όπως οι πόροι και οι ρωγμές, με αποτέλεσμα μια πυκνή μικροδομή με λεπτό μέγεθος κόκκων, αυξημένη σκληρότητα και ενισχυμένη σκληρότητα. Ένας μεταλλουργικός δεσμός επιτεύχθηκε μεταξύ του στρώματος τήγματος και του υποστρώματος. ** Λέξεις -κλειδιά: ** Επένδυση λέιζερ; επιφάνεια στεγανοποίησης βαλβίδας. Ενίσχυση της επιφάνειας ** 1. Εισαγωγή ** Στην παραγωγή ουρίας, το διάλυμα μεθυλαμίνης είναι εξαιρετικά διαβρωτική, απαιτώντας τη χρήση ανοξείδωτου ανοξείδωτου χάλυβα για εσωτερικά συστατικά του κύριου εξοπλισμού. Η ενίσχυση αυτών των εξαρτημάτων ή των επιφανειών εργασίας τους είναι ζωτικής σημασίας για τη βελτίωση της απόδοσης και την επέκταση της διάρκειας ζωής, ενισχύοντας έτσι την αξιοπιστία και την ασφάλεια του συστήματος. Αυτή η μελέτη διερευνά την εφαρμογή της επένδυσης λέιζερ υψηλής ισχύος για την ενίσχυση των επιφανειών σφράγισης των βαλβίδων εισόδου και εξόδου της αντλίας μεθυλαμίνης, παράλληλα με την επακόλουθη ανίχνευση και ανάλυση. ** 2. Δομή και συνθήκες λειτουργίας των βαλβίδων αντλίας μεθυλαμίνης ** Οι βαλβίδες εισόδου και εξόδου της αντλίας μεθυλαμίνης λειτουργούν υπό συγκεκριμένες συνθήκες: Το μέσο εργασίας είναι καρβαμικό αμμώνιο, με εύρος πίεσης 1,7 έως 20 ΜΡα και θερμοκρασίες μεταξύ 188 και 200 ​​° C. Η επιφάνεια σφράγισης παρουσιάζει πίεση κρούσης 20 MPa σε συχνότητα 50 έως 70 περιστροφών ανά λεπτό. Το σώμα της βαλβίδας διαθέτει μια σύνθετη δομή με πολυάριθμες και τυφλές οπές και τα πρόσωπα σφράγισης είναι στενές ομόκεντρες δακτυλιοειδείς επιφάνειες. Τόσο το σώμα όσο και το καπό κατασκευάζονται από ανοξείδωτο χάλυβα CR18NI12MO2TI. Οι παραδοσιακές μέθοδοι ενίσχυσης, όπως η φλόγα ή η επιφάνεια του τόξου, είναι προκλητικές λόγω της περίπλοκης γεωμετρίας και του κινδύνου παραμόρφωσης, οδηγώντας σε σύντομη διάρκεια ζωής και αυξημένη συντήρηση. ** 3. Διαδικασία επένδυσης με λέιζερ ** Η επιφάνεια σφράγισης υποβλήθηκε σε επεξεργασία με εμπορικά διαθέσιμη σκόνη με βάση το CO, αναμεμειγμένο με φαινολική ρητίνη και αλκοόλ και εφαρμόστηκε στην επιφάνεια επεξεργασίας με πάχος 2 mm. Οι αρχικές δοκιμές διεξήχθησαν σε παρόμοια υλικά μπλοκ. Η επένδυση πραγματοποιήθηκε χρησιμοποιώντας ένα Laser CO2 HGL-90 τύπου 5kW, με συγκεκριμένες παραμέτρους, συμπεριλαμβανομένης της ισχύος λέιζερ, της ταχύτητας σάρωσης και του μεγέθους του σημείου. Η δέσμη λέιζερ, που επικεντρώνεται στην επιφάνεια, επέτρεψε μια ενιαία σάρωση να δημιουργήσει το στρώμα τήγματος. Η προθερμάτωση και η μετα-επεξεργασία εφαρμόστηκαν σε μεγαλύτερα εξαρτήματα για την πρόληψη της ρωγμής. ** 4. Αποτελέσματα και ανάλυση ** ** 4.1 Μικροδομή του στρώματος επένδυσης ** Η μικροδομή του στρώματος επένδυσης λέιζερ αποτελείται από τρεις διαφορετικές ζώνες: τη ζώνη τήξης, τη ζώνη αμοιβαίας σύντηξης και το υπόστρωμα. Η ζώνη σύντηξης, η οποία είναι στενή, υποδεικνύει έναν ισχυρό δεσμό μεταξύ του στρώματος τήγμα και του υποστρώματος, ελαχιστοποιώντας τις θερμικές επιδράσεις. Η δενδριτική δομή που παρατηρείται στο στρώμα τήγματος συμβάλλει στην πυκνότητα και το λεπτό μέγεθος των κόκκων, ενισχύοντας την αντοχή στη διάβρωση και την ανθεκτικότητα. ** 4.2 Πάχος και ποιότητα του στρώματος τήγματος ** Η διαδικασία επένδυσης με λέιζερ παρήγαγε ένα στρώμα τήγμα με πάχος 2mm και ομαλή επιφάνεια. Η επίπεδη επιφάνεια της επιφάνειας σφράγισης ελέγχθηκε κάτω από 0,4 mm, με τραχύτητα επιφάνειας RA6,3μm. Οι δοκιμές δεν αποκάλυψαν ελαττώματα στο στρώμα τήγματος, επιτυγχάνοντας απόδοση άνω του 95%. ** 4.3 Σύνθεση και σκληρότητα ** Η ταχεία ψύξη κατά τη διάρκεια της διαδικασίας επένδυσης είχε ως αποτέλεσμα ελάχιστη διάχυση μεταξύ του στρώματος τήγματος και του υποστρώματος, διατηρώντας την ακεραιότητα της σύνθεσης κράματος. Η σκληρότητα της επιφάνειας σφράγισης μετρήθηκε σε 40 έως 48 HRC, επηρεασμένη από τη σύνθεση της σκόνης και τις παραμέτρους επεξεργασίας. ** 4.4 Αντίσταση φθοράς και διάβρωσης ** Οι συγκριτικές δοκιμές φθοράς έδειξαν ότι το στρώμα που έχει επικεντρωθεί με λέιζερ εμφάνισε πάνω από δέκα φορές την αντίσταση στη φθορά του υποστρώματος. Οι δοκιμές διάβρωσης σε διάφορα διαλύματα έδειξαν ότι η αντίσταση στη διάβρωση του στρώματος ήταν τουλάχιστον ισοδύναμη με εκείνη του βασικού υλικού. ** 5. Συμπέρασμα ** Η εφαρμογή της επένδυσης με λέιζερ υψηλής ισχύος ενίσχυσε αποτελεσματικά τις επιφάνειες σφράγισης των βαλβίδων εισόδου και εξόδου σε αντλίες μεθυλαμίνης. Το προκύπτον στρώμα τήγματος πέτυχε έναν αξιόπιστο μεταλλουργικό δεσμό με το υπόστρωμα, παρουσιάζοντας ελάχιστες θερμικές επιπτώσεις και παραμόρφωση. Η πυκνή, λεπτή δομή του στρώματος επένδυσης συνέβαλε στη βελτίωση της σκληρότητας και της σκληρότητας. Υπό συνθήκες υψηλής διάβρωσης, πρόσκρουσης, θερμοκρασίας και πίεσης, η διάρκεια ζωής των βαλβίδων που έχουν καλύψει με λέιζερ επεκτάθηκε κατά δύο έως τρεις φορές σε σύγκριση με τις μη επεξεργασμένες βαλβίδες, ενισχύοντας σημαντικά την αξιοπιστία και την ασφάλεια του συστήματος. Τα πλεονεκτήματα της επεξεργασίας με λέιζερ, συμπεριλαμβανομένης της συγκέντρωσης υψηλής ενέργειας και των ελάχιστων θερμικών επιδράσεων, καθιστούν μια ανώτερη επιλογή για την ενίσχυση των κρίσιμων εξαρτημάτων όπου οι παραδοσιακές μέθοδοι μπορεί να είναι ανεπαρκείς.