Konventionell betning och passivering kan bara bilda en tunn -kromrik passiv film i nanoskala på ytan av 316 värmerör av rostfritt stål. Under långvariga tuffa driftsförhållanden, inklusive hög kloridkoncentration, frekvent termisk cykling, vätskeerosion och mekanisk friktion, är detta naturliga passiva skikt benäget för lokal bristning och nedbrytning, vilket leder till tidig initiering av grop-, spalt- och slitskorrosion. Traditionella skyddsbeläggningar har begränsningar som dålig bindningskraft, lätt åldrande och otillräcklig hög-temperaturbeständighet, som inte kan uppfylla de långsiktiga-korrosions- och slitagebeständiga kraven för värmerör i galvaniserings-, kustkemiska industrier och avloppsreningsindustrier. Teknik för laserytmodifiering realiserar metallurgisk bindning mellan det modifierade lagret och substratet genom hög-laserstrålebestrålning, vilket effektivt undviker defekterna med traditionell ytbehandling och avsevärt förbättrar ythårdheten, slitstyrkan och kloridjonkorrosionsbeständigheten hos värmerör. Många företag förlitar sig fortfarande på traditionella ytkorrosionsbekämpningsmetoder och har inte introducerat laserförstärkningsteknik för nyckeluppvärmningsutrustning under svåra korrosionsförhållanden, vilket resulterar i frekventa förtida fel på högvärdiga värmerörsbuntar. Därför är den rimliga tillämpningen av laserytmodifieringsteknik ett avancerat tekniskt sätt att i grunden uppgradera ytkorrosionsskyddet för 316 värmerör av rostfritt stål.
Laserytmodifiering förbättrar korrosionsbeständigheten främst genom tre mekanismer för mikrostrukturoptimering, legeringsförstärkning och induktion av tryckspänning. Hög-energilaser smälter omedelbart det tunna ytskiktet på det rostfria stålsubstratet och släcker det snabbt för att bilda en fin likaxlig kornstruktur, vilket eliminerar korngränssegregering, kromutarmning och ytmikro-defekter som är lätta att framkalla korrosion. Laserlegering kan lägga till nickel, krom, molybden och sällsynta jordartsmetaller till ytskiktet, vilket ytterligare berikar korrosionsbeständiga komponenter och bildar ett hög-legerat kompakt skyddsskikt med starkt motstånd mot kloridjonpenetrering. Samtidigt kommer snabb smältning och stelning att bilda ett enhetligt kvarvarande tryckspänningsskikt på rörytan, vilket kan begränsa initieringen och expansionen av utmattnings- och spänningskorrosionssprickor under alternerande temperatur- och vibrationsbelastningar.
Den här studien sammanfattar fyra mogna laserytmodifieringsprocesser som är lämpliga för 316 värmerör av rostfritt stål, inklusive laserytomsmältning, laserlegering, laserbeklädnad och laserstötblästring, samt standardiserade specifikationer för förbehandling och skydd efter-process.
Använd först laserytomsmältning för konventionella värmerör med allmänna korrosionsförhållanden. Före laserbehandling rengörs tubytan med ultraljud och slipning för att avlägsna oljefläckar, oxidskikt och inbäddade fria järnpartiklar. Hög-energilaser används för att snabbt smälta ytskiktet och realisera snabb själv-släckning av det kalla substratet, förfina ytkorn och eliminera ytmikro-defekter. De optimerade processparametrarna kan öka den kritiska gropbildningspotentialen hos värmerörets yta med mer än 200 mV, vilket effektivt förhindrar uppkomsten av gropkorrosion i kloridmiljöer med medel-koncentration. Denna process har låg kostnad och hög effektivitet, lämplig för satsvis ytförstärkning av vanliga specifikationer för värmerör.
För det andra, använd laserytlegering för uppvärmningsrör som används i hög-kloridverkstäder vid kusten och galvanisering. För-lägg hög-molybdennickel-baserat legeringspulver på rörytan och smält legeringspulvret med substratet under laserbestrålning för att bilda ett metallurgiskt bundet legeringsskikt med hög-korrosionsbeständighet-. Det täta legeringsskiktet kan effektivt blockera adsorptionen och penetrationen av kloridjoner, vilket kraftigt förlänger induktionsperioden för lokal korrosion. Strikt kontrollera laserskanningshastigheten och pulvermatningshastigheten för att undvika defekter som porer och sprickor inuti legeringsskiktet, som kan bli nya korrosionskänsliga punkter.
För det tredje, applicera laserbeklädnad av slitage-beständig anti-korrosionslegering för uppvärmning av rör som lider av allvarlig vätskeerosion och slitande korrosion. Nickel- eller koboltbaserad-baserad hög-temperaturbeläggning mot-korrosionslegering förbereds på ytterväggen, speciellt vid klämstöd, böjsektioner och flödes-vända ytor. Beklädnadsskiktet har hög hårdhet, utmärkt nötningsbeständighet och syra-alkalisk korrosionsbeständighet, vilket kan motstå långvarig-vätskeskurning och vibrationsfriktionsskador på den passiva ytfilmen. Beklädnadens tjocklek är rimligt kontrollerad mellan 0,3 mm och 0,8 mm för att balansera termisk spänning och anti{14}}korrosionsprestanda under frekventa temperaturcykler.
För det fjärde, implementera laserchockblästring för värmerör med hög restspänning och hög risk för termisk utmattningskorrosion. Använd laser-inducerad stötvåg för att verka på rörets yta och bilda ett djupt kvarvarande tryckspänningsskikt utan att ändra ytans makroskopiska morfologi. Denna teknik kan effektivt eliminera den kvarvarande dragspänningen som genereras av svetsning och kallböjning, begränsa uppkomsten av termisk utmattning av mikrosprickor och spänningskorrosionssprickor och avsevärt förbättra drifttillförlitligheten för värmerör under alternerande temperatur och korrosiva kopplingsmiljöer. Efter laserbehandling bör en fullständig betnings- och passiveringsprocess utföras för att bilda ett kompositskyddssystem av modifierat substrat plus tät passiv film.
Neutrala saltspray-accelererade testresultat visar att värmerör behandlade med laserytmodifiering kan motstå mer än 2500 timmars saltsprayerosion utan gropkorrosion, vilket vida överskrider livslängden för konventionellt passiverade arbetsstycken. Fältspårningsdata indikerar att laser-förstärkta värmerör kan förlänga den genomsnittliga servicecykeln med mer än 2,5 gånger i tuffa industriella korrosiva miljöer. Sammanfattningsvis, val av riktade laserytmodifieringsprocesser i enlighet med arbetsförhållandens egenskaper, standardisering av ytförbehandling och laserparameterkontroll och matchande efterföljande passiveringsskydd kan bygga en hög-komposit anti-korrosionsbarriär på ytan av 316 värmerör av rostfritt stål. Avancerad laserytförstärkningsteknik bryter igenom prestandaflaskhalsen för traditionell ytbehandling, ger en ny teknisk väg för säker drift av industriell uppvärmningsutrustning med lång-livslängd och minskar effektivt de omfattande drift- och underhållskostnaderna för företag i scenarier för hög-korrosionsproduktion.
