Įprastas ėsdinimas ir pasyvavimas gali sudaryti tik ploną, ploną chromo{0}}daug pasyvią plėvelę ant 316 nerūdijančio plieno šildymo vamzdžių paviršiaus. Esant ilgalaikėms atšiaurioms eksploatavimo sąlygoms, įskaitant didelę chlorido koncentraciją, dažną terminį ciklą, skysčių eroziją ir mechaninę trintį, šis natūralus pasyvus sluoksnis yra linkęs į vietinį plyšimą ir degradaciją, todėl anksti atsiranda duobių, plyšių ir įtrūkimų korozija. Tradicinės apsauginės dangos turi trūkumų, pvz., silpną sukibimo jėgą, lengvą senėjimą ir nepakankamą atsparumą aukštai -temperatūrai, kurios negali atitikti ilgalaikių antikorozijai ir nusidėvėjimui-atsparių šildymo vamzdžių reikalavimų galvanizavimo, pakrančių chemijos ir nuotekų valymo pramonėje. Lazerinio paviršiaus modifikavimo technologija užtikrina metalurginį modifikuoto sluoksnio ir pagrindo sujungimą naudojant didelės{{10}energijos lazerio spinduliuotę, kuri veiksmingai išvengia tradicinio paviršiaus apdorojimo defektų ir žymiai pagerina šildymo vamzdžių paviršiaus kietumą, atsparumą dilimui ir atsparumą chlorido jonų korozijai. Daugelis įmonių vis dar naudojasi tradiciniais paviršiaus antikoroziniais metodais ir neįdiegė lazerinio stiprinimo technologijos pagrindinei šildymo įrangai esant sunkioms korozijos sąlygoms, todėl dažnai per anksti sugenda didelės vertės šildymo vamzdžių ryšuliai. Todėl pagrįstas lazerinio paviršiaus modifikavimo technologijos taikymas yra pažangi techninė priemonė, leidžianti iš esmės pagerinti 316 nerūdijančio plieno šildymo vamzdžių paviršiaus antikorozines savybes.
Lazerinis paviršiaus modifikavimas pagerina atsparumą korozijai daugiausia naudojant tris mikrostruktūros optimizavimo, lydinio stiprinimo ir gniuždymo įtempių indukcijos mechanizmus. Didelės-energijos lazeris akimirksniu ištirpdo ploną nerūdijančio plieno pagrindo paviršinį sluoksnį ir greitai jį užgesina, sudarydamas smulkią lygiagretę grūdėtumo struktūrą, kuri pašalina grūdelių ribos segregaciją, chromo išeikvojimą ir paviršiaus mikro{2} defektus, kurie lengvai sukelia koroziją. Lazerinis legiravimas gali pridėti nikelio, chromo, molibdeno ir retųjų žemių lydinių elementų į paviršinį sluoksnį, dar labiau praturtinant korozijai{4}}atsparius komponentus ir suformuojant didelio-lydinio kompaktišką apsauginį sluoksnį, atsparų chlorido jonų įsiskverbimui. Tuo tarpu greitas lydymasis ir kietėjimas suformuos vienodą liekamąjį gniuždymo įtempių sluoksnį ant vamzdžio paviršiaus, kuris gali sulaikyti nuovargio ir įtempių korozijos įtrūkimų atsiradimą ir išsiplėtimą esant kintamos temperatūros ir vibracijos apkrovoms.
Šiame tyrime apibendrinami keturi subrendę lazerinio paviršiaus modifikavimo procesai, tinkami 316 nerūdijančio plieno kaitinimo vamzdžių, įskaitant paviršiaus perlydymą lazeriu, legiravimą lazeriu, padengimą lazeriu ir lazerinį smūginį valymą, taip pat standartizuotas išankstinio apdorojimo ir apsaugos po apdorojimo specifikacijas.
Pirmiausia naudokite lazerinį paviršiaus perlydymą įprastiems šildymo vamzdžiams, kurių korozijos sąlygos yra bendros. Prieš apdorojimą lazeriu vamzdžio paviršius nuvalomas ultragarsu ir šlifuojant, kad pašalintų alyvos dėmes, oksidų sluoksnius ir įterptas laisvosios geležies daleles. Didelės-energijos lazeris naudojamas greitai išlydyti paviršinį sluoksnį ir greitai savaime-gesinti šaltu substratu, išgryninti paviršiaus grūdelius ir pašalinti paviršiaus mikro{4}defektus. Optimizuoti proceso parametrai gali padidinti šildymo vamzdžio paviršiaus kritinį duobėjimo potencialą daugiau nei 200 mV, veiksmingai slopindami taškinės korozijos atsiradimą vidutinės-koncentracijos chlorido aplinkoje. Šis procesas pasižymi mažomis sąnaudomis ir dideliu efektyvumu, tinka bendrų specifikacijų šildymo vamzdžių partijos paviršiaus stiprinimui.
Antra, naudokite lazerinį paviršių legiravimą, skirtą šildymo vamzdžiams, naudojamiems pakrantėse, kuriose yra daug chloro, ir galvanizavimo dirbtuvėse. Ant vamzdžio paviršiaus iš anksto uždėkite -molibdeno nikelio- pagrindo lydinio miltelius ir, apšvitindami lazeriu, lydinio miltelius sulydykite su substratu, kad susidarytų metalurginiu būdu surištas, labai -korozijai-atsparus lydinio sluoksnis. Tankus lydinio sluoksnis gali veiksmingai blokuoti chlorido jonų adsorbciją ir prasiskverbimą, labai prailgindamas vietinės korozijos indukcijos laikotarpį. Griežtai valdykite lazerinio nuskaitymo greitį ir miltelių padavimo greitį, kad išvengtumėte defektų, tokių kaip poros ir įtrūkimai lydinio sluoksnyje, kurie gali tapti naujais korozijai jautriais taškais.
Trečia, šildymo vamzdžius, kurie kenčia nuo stiprios skysčių erozijos ir dilimo korozijos, užtepkite lazeriu iš dilimui{0}}atsparaus antikorozinio lydinio. Ant išorinės sienos, ypač tvirtinimo atramų, lenkimo sekcijų ir į srautą nukreiptų paviršių, paruošiama aukštos-temperatūros antikorozinio lydinio danga nikelio- arba kobalto- pagrindu. Dengiamasis sluoksnis turi didelį kietumą, puikų atsparumą dilimui ir atsparumą rūgštinei-šarminei korozijai, kuris gali būti atsparus ilgalaikiam-skysčių plovimui ir vibracijos trinčiai, padarytai paviršiaus pasyvioje plėvelėje. Apdangalo storis pagrįstai reguliuojamas nuo 0,3 mm iki 0,8 mm, kad būtų subalansuotas šiluminis įtempis ir antikorozinis veikimas esant dažniems temperatūros ciklams.
Ketvirta, įdiekite kaitinimo vamzdžių, turinčių didelį liekamąjį įtempį ir didelę šiluminės nuovargio korozijos riziką, apšvietimą lazeriu. Naudokite lazerio{1}}sukeliamą smūgio bangą, kad veiktų vamzdžio paviršių, suformuojant gilų liekamąjį gniuždymo įtempių sluoksnį, nekeičiant paviršiaus makroskopinės morfologijos. Ši technologija gali veiksmingai pašalinti liekamąjį tempimo įtempį, susidarantį suvirinant ir šalto lenkimo metu, apriboti terminio nuovargio mikroįtrūkimų ir įtempių korozijos įtrūkimų atsiradimą ir žymiai pagerinti šildymo vamzdžių eksploatavimo patikimumą esant kintamajai temperatūrai ir korozinėms jungtims. Po apdorojimo lazeriu reikia atlikti pilną ėsdinimo ir pasyvavimo procesą, kad būtų suformuota sudėtinė modifikuoto pagrindo ir tankios pasyvios plėvelės apsaugos sistema.
Neutralaus druskos purškimo pagreitinto bandymo rezultatai rodo, kad lazeriniu paviršiaus modifikavimu apdoroti šildymo vamzdžiai gali atlaikyti daugiau nei 2500 valandų druskos purškimo eroziją be taškinės korozijos, o tai gerokai viršija įprastai pasyvuotų ruošinių tarnavimo laiką. Lauko stebėjimo duomenys rodo, kad lazeriu{2}}sustiprinti šildymo vamzdžiai gali pailginti vidutinį aptarnavimo ciklą daugiau nei 2,5 karto atšiaurioje pramoninėje korozinėje aplinkoje. Apibendrinant galima pasakyti, kad pasirinkus tikslinius lazerinio paviršiaus modifikavimo procesus pagal darbo sąlygų charakteristikas, standartizuojant paviršiaus išankstinį apdorojimą ir lazerio parametrų valdymą bei suderinus paskesnę apsaugą nuo pasyvavimo, ant 316 nerūdijančio plieno šildymo vamzdžių paviršiaus galima sukurti didelio -stiprumo kompozitinį antikorozinį barjerą. Pažangi lazerinio paviršiaus stiprinimo technologija pašalina tradicinio paviršiaus apdorojimo našumo kliūtis, suteikia naują techninį kelią ilgam-saugiam pramoninės šildymo įrangos eksploatavimui ir veiksmingai sumažina visapusiškas įmonių eksploatavimo ir priežiūros sąnaudas esant dideliam{10}}korozijos gamybos scenarijui.
