「レーザークラッディングを介したメチルアミンポンプインレットバルブ用のシーリング表面成分」

October 31, 2024

**％＆＃！％＆＃！尿素生産に使用されるメチルアミンポンプ。 5kWのクロスフローCO2レーザーを使用して、CR18NI12MO2TIステンレス鋼で作られたバルブボンネットコンポーネントのシーリング表面にCOベースの自己燃焼合金パウダーを適用しました。得られたレーザー溶融層は、厚さ2mmの滑らかな表面によって特徴付けられます。このプロセスは、毛穴、亀裂、包含などの一般的な欠陥を効果的に排除し、細かい粒子サイズ、硬度の向上、靭性を備えた密な微細構造をもたらします。溶融層と基質の間の冶金結合が達成されました。 **キーワード：**レーザークラッディング;バルブシーリング表面;表面強化** 1。はじめに**尿素生産ライン内で使用されるメチルアミン溶液は、主要な機器パイプラインと制御システムの内部成分に酸耐性ステンレス鋼の使用を必要とする重要な腐食特性を示します。これらのコンポーネントまたはそれらの作業面を強化することは、パフォーマンスを向上させ、サービスの寿命を延ばし、システム全体の信頼性と安全性を向上させるために重要です。このホワイトペーパーでは、高出力レーザー技術の適用については、メチルアミンポンプインレットとアウトレットバルブのシーリング表面を強化し、その後の分析と結果の検証を詳しく説明しています。 ** 2。メチルアミンポンプバルブの構造と動作条件**メチルアミンポンプの入口と出口バルブは、特定の条件下で動作します。作業培地は、1.7〜20 MPaの圧力範囲と188〜200°Cの温度を持つカルバメートアンモニウムです。バルブボンネットのシーリング表面は、1分あたり50〜70回転の周波数で最大20 MPaの衝撃を受けます。バルブボディは、2つの同心円状の環状シーリング表面を備えた多数の穴とブラインドホールを含む複雑なデザインを備えています。ボディとボンネットの両方は、CR18NI12MO2TIステンレス鋼で作られています。炎やアークの表面などの従来の強化方法は、狭いシーリング表面のために挑戦的であり、変形と内部応力につながり、バルブの寿命を損ないます。 ** 3。レーザークラッディングプロセス**シーリング表面は、アルコールと混合されたバインダーとしてフェノール樹脂を使用して、2mmの厚さを達成するために加工面に塗布した市販のCoベースの粉末でコーティングされていました。パラメーターを確立するために、同様の材料ブロックで初期テストを実施しました。 10.6μmの波長を利用して、5kWのクロスフローCO2レーザーを使用しました。フォーカスされたレーザービームは、2〜3 kWの間のレーザーパワーにパラメーターを設定し、6〜10 mm/sの速度をスキャン速度、および6mmのスポットサイズに設定した状態でスキャンされました。 CNCロータリーテーブルは、制御された動きを促進しました。小さいコンポーネントは予熱する必要はありませんでしたが、大きな部分は予熱され、亀裂を防ぐためにアニーリングを受けました。 ** 4。結果と分析** ** 4.1クラッディング層の微細構造**結合表面近くのレーザークラッディング層の微細構造は、融解ゾーン、相互融合ゾーン、および基板の3つの領域に分類されます。幅はわずか10〜30μmの相互融合ゾーンは、熱衝撃を最小限に抑えて、溶融層と基板の間に強い結合を示しています。溶融層のドミナントな樹状突起微細構造は細かく均一で、粒子サイズは10〜12μmであり、クラッディング層の靭性と腐食抵抗を高めます。 ** 4.2溶融層の厚さと品質**レーザークラッディングは、滑らかな表面の2mmの溶融層の厚さを達成しました。シーリング表面の平坦性は、0.4mm未満に制御され、RA6.3μmで測定された表面粗さを制御しました。テストでは、溶融層に欠陥がなく、収量が95％を超えたことが示されました。 ** 4.3溶融層の組成と硬度**レーザークラッディング中の急速な加熱と冷却により、基質の熱効果が最小化され、溶融層の最小限の希釈が確保されました。シーリング表面の硬度は、粉末組成と処理パラメーターの影響を受けて、40〜48 HRCの間で測定されました。 ** 4.4摩耗および腐食抵抗**耐摩耗性試験により、レーザー型層が基板材料と比較して10倍以上の耐摩耗性が示されたことが明らかになりました。さまざまな溶液中の腐食試験により、clade層層の腐食抵抗が少なくとも基質の耐性と等しいことが確認されました。 ** 5。結論**高出力レーザークラッディングテクノロジーの実装は、メチルアミンポンプインレットと出口バルブのシーリング表面を効果的に強化します。結果として得られる溶融層は、優れた硬度、靭性、腐食抵抗を示し、厳しい運用条件下でサービス寿命を大幅に延長します。この方法は、特に従来の技術で治療するのが難しいコンポーネントの表面強化に明確な利点を提供し、それによりシステムの信頼性と安全性が向上します。レーザーの高エネルギー濃度と周囲の領域への最小限の熱効果により、正確な制御が可能になり、レーザークラッドが重要なコンポーネント強化のための優れたオプションになります。

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著者:

Ms. SU LAN RONG

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