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激光熔覆技術(shù)在油田的應(yīng)用
閱讀：183 發(fā)布時間：2021-9-26 石油現(xiàn)場的工況條件比較惡劣，許多金屬零部件長期工作在承受重載荷并伴有腐蝕摩擦和磨損的場合，致使它們過早地發(fā)生失效破壞而縮短其使用壽命。停產(chǎn)檢查和更換新部件，既增加材料成本又影響油田生產(chǎn)，帶來多方面的損失。各種常規(guī)表面處理技術(shù)，如涂料涂層、電鍍、化學(xué)鍍、電刷鍍、熱噴涂等，它們所生產(chǎn)的處理層與金屬基體大多為機(jī)械式結(jié)合，結(jié)合力較差，不能勝任摩擦、磨損條件較為苛刻的場合。不僅如此，油田現(xiàn)場許多金屬零部件摩擦副的磨損間隙處在近毫米的量級上，而常規(guī)表面技術(shù)的處理層較薄，很難對易損件進(jìn)行表面修復(fù)，使這些技術(shù)的應(yīng)用范圍受限制。
激光熔覆層與基體為冶金結(jié)合，結(jié)合強度不低于原基體材料的95%。基體材料在激光加工過程中僅表面微熔，微熔層為0.05~0.1mm，基體熱影響區(qū)極小，一般為0.05~0.1mm。熔覆層與基體均無粗大的鑄造組織，熔覆層及其界面組織致密，晶粒細(xì)小，無空洞，無夾雜裂紋等缺陷。激光加工過程中基體溫升不超過80℃，激光加工后無熱變形。激光熔覆層組織由三個各具特點的梯度層：底層、中間層及面層組成。底層具有與基體浸潤性好、結(jié)合強度高等特點；中間層具有一定強度和硬度、抗裂性好等優(yōu)點；面層具有抗沖刷、耐磨損和耐腐蝕等性能。
油田鉆采作業(yè)關(guān)鍵零件的激光強化問題：①組合抽油泵缸套的激光淬火；②整筒泵泵筒(長7m，內(nèi)徑56～83mm)的激光淬火；③鉆井、修井用的27／8″鉆桿接頭的激光強化。