内蒙古呼和浩特高速激光熔覆设备修复

油田的工作条件比较恶劣。许多金属零件长期在重负荷下工作，伴随着腐蚀、摩擦和磨损，导致其过早失效。缩短其使用寿命。停产检查、更换新件，不仅增加材料成本，而且影响油田生产，造成多方面损失。油田许多金属零件摩擦副的磨损间隙都在近毫米量级。但常规表面技术的处理层较薄，导致磨损件表面修复困难，限制了这些技术的应用范围。


　　激光熔覆技术作为一种新型的表面工程技术，已经在许多领域得到了广泛的应用。在油田中，激光熔覆主要应用于石油钻杆、抽油杆、石油管道等方面。下面我们将分别介绍这些应用。

　　1、石油钻杆

　　石油钻杆是石油钻井作业中钻遇地层的重要工具之一。由于钻杆在井下受到冲击、摩擦和腐蚀，其表面容易出现裂纹、磨损和腐蚀等问题，严重影响钻井作业的安全和效率。了解决这一问题，激光熔覆技术被广泛应用于石油钻杆的表面强化与修复。

　　通过激光熔覆技术，在钻杆表面形成一层硬度高、耐腐蚀、耐磨损、耐高温的涂层，可显著提高钻杆的性和使用效率。同时，激光熔覆技术还可以修复钻杆表面的损伤，延长钻杆的使用寿命，降低更换成本。

　　2、抽油杆

　　抽油杆是油田采油的重要工具之一。由于长期受到来自地下原油的腐蚀和摩擦，抽油杆容易出现磨损、裂纹、变形等问题，严重影响了原油的开采和提率。为了解决这一问题，激光熔覆技术被广泛应用于抽油杆的表面强化与修复。

　　经过激光熔覆技术，在抽油杆表面形成一层高硬度、高韧性的涂层，可显著提高抽油杆的度和使用效率。激光熔覆技术还可以修复抽油杆表面的损伤，延长抽油杆的使用寿命，降低更换成本。

　　3、石油管道

　　输油管道是石油生产中不可缺少的重要设施之一。由于输送的原油中往往含有腐蚀性物质，这些物质会对管道造成腐蚀和破坏，严重影响石油生产的安全和稳定。因此激光熔覆技术被广泛应用于输油管道防腐和修复。

　　通过激光熔覆技术，可以在管道内外表面形成一层具有高耐腐蚀性能的涂层，显著提高管道的耐久性和安全性。同时，激光熔覆技术还可以对管道表面的损伤进行修复，避免了管道泄漏等事故的发生，降低了维修成本。

　　总之激光熔覆技术在油田的应用可以在抽油机上得到实现，大大提高了设备的寿命及安全性，也给企业带来的益处，降低了成本。

激光熔覆技术的特点：

　　1、涂层结构均匀、细化、缺陷率低；

　　2、涂层硬度高，可达50~62HRC，具有优良的耐磨性和耐腐蚀性；

　　3、涂层与基体之间存在冶金结合，结合强度高；

　　4、根据不同情况，涂层厚度可达0~10mm；

　　5、涂层材料可以是金属和合金，也可以是金属陶瓷；

　　6、基材为各类钢和铸铁，也可以是其他金属和合金材料；

　　7、可形成由基层、中层、外层组成的成分和硬度梯度涂层；

　　8、基材热影响区小，热变形小；

激光熔覆技术优点：

　　1、稀释率较低;基材上热影响区小;

　　2、与基体形成冶金结合，结合强度达95%以上;

　　3、熔覆层与基体均匀，无粗大铸造组织;

　　4、熔覆层及其界面结构细小，晶粒细小;

　　5、无空洞、夹杂裂纹等缺陷;

　　6、激光加工时基材表面仅轻微熔化，激光加工后不存在热变形;

　　7、熔覆层与基底润湿性好，结合强度高，易于实现自动化；

轧辊是使(轧材)金属产生塑性变形的工具，是决定轧机效率和轧材质量的重要大型消耗性部件。轧辊失效的普遍原因是早期磨损失效。目前，轧辊由于磨损需要修复时多采用车削或磨削等“补救措施”修正辊型。采用激光熔覆修复轧辊表面已成为延长轧辊寿命的一个主要发展方向和途径。该技术不仅可以修复轧辊，而且可以提高轧辊的耐磨性，延长轧辊的使用寿命，改善钢材的表面质量。

　　而造成辊压机轴磨损的主要原因如下：

　　1、辊压机物料粒度的控制不力；

　　2、辊压机密封失效，造成轴承载荷增大；

　　3、轴承疲劳运行，造成轴承游隙偏大；

　　4、压盘预紧力不足；

　　5、冷却铜管频繁堵塞或设计过细；

　　6、没有定期清除稳流仓物料，排除富集金属物，使设备频繁过载调停影响轴承寿命；

　　7、液压系统隐患辊缝长期偏差现象严重。

　　通常轴类零件主要失效的原因有轴变形、轴断裂、轴表面失效。发电机转轴、各种传动轴等轴类零件的破坏主要是以磨损为主的。其中轴变形、轴断裂是不可以修复的，而以磨损为主的表面失效是可以修复的。采用大功率激光熔覆修复技术，可在轴类零件表面失效的部分，激光熔覆一层铁基合金材料，使得熔覆合金层的零件表面有良好的机械性能，将报废的零件再次使用。

随着现代科学技术和工业的不断发展，零件的工作环境越来越复杂，对表面性能的要求也越来越高。因此零件报废率大大增加。通常因表面失效而报废的零件包括：转子叶片、辊轴零件、齿轮零件、接头零件等。

　　仅表面损伤的零件，在零件的综合性能满足使用条件的情况下，可以进行修复。因加工不当或服役损坏而报废的零部件如果能够得到修复，不仅可以节省的经济和时间损失，还可以提高资源的利用率，符合我国的可持续发展战略。

　　目前，零件修复的方法有激光熔覆、真空钎焊、真空镀膜、钨极惰性气体保护焊(TIG)和等离子熔覆修复。激光熔覆是根据工件工况要求，熔覆具有各种设计成分的金属或非金属，制备出具有耐热、耐腐蚀、耐磨、抗氧化、抗疲劳或光学、电学、磁性。

　　激光熔覆是一种快速冷却工艺。在熔覆过程中，对被修复工件的热输入小，热影响区小，熔覆层组织精细，易于实现自动化。因此采用激光熔覆的方法修复零部件比其它的方法具有更大的优势。激光熔覆技术解决了传统电焊、氩弧焊等热加工工艺中不可避免的热变形、热疲劳损伤等一系列技术难题，也解决了传统冷加工工艺中涂层与基体的结合强度问题，如由于电镀和喷涂不一致，这为表面修复提供了良好的途径。利用激光还可以修复受损的三维复杂零件，充分体现了激光再制造技术的灵活性和性。

激光熔覆与激光合金化的两个过程类似，但有本质区别，主要区别如下：

　　1、激光熔覆过程中，熔覆材料完全熔化，基体熔层极薄，因此对熔覆层成分的影响极小，而激光合金化是在表面熔合中加入合金元素基体层，目的是在基体的基础上形成新的合金层。

　　2、 从本质上讲，激光熔覆不是利用基体表面的熔融金属作为溶剂，而是将单配置的合金粉末熔化，使其成为熔覆层的主体合金，同时形成一层薄薄的基底合金层也熔化，与其形成冶金结合。

　　激光熔覆技术制备新材料是极端条件下失效零件修复再制造和金属零件直接制造的重要基础，受到了科学界和企业的高度重视。