기존의 산세척 및 부동태화는 316 스테인리스강 가열 튜브의 표면에 나노크기의 얇은 크롬{0}}풍부 부동태막만 형성할 수 있습니다. 높은 염화물 농도, 잦은 열 순환, 유체 침식 및 기계적 마찰을 포함한 장기간의 가혹한 사용 조건에서 이 자연 수동층은 국부적으로 파열 및 열화되기 쉬우며 구멍, 틈새 및 침식 부식이 조기에 시작됩니다. 기존의 보호 코팅은 낮은 결합력, 쉽게 노화되고 불충분한 고온-저항성과 같은 한계를 갖고 있어 전기도금, 연안 화학 및 하수 처리 산업에서 가열 튜브의 장기적인 -부식 방지 및 내마모성 요구 사항을 충족할 수 없습니다.- 레이저 표면 개질 기술은 고에너지 레이저 빔 조사를 통해 개질된 층과 기판 사이의 야금학적 결합을 실현합니다. 이는 기존 표면 처리의 결함을 효과적으로 방지하고 가열 튜브의 표면 경도, 내마모성 및 염화물 이온 부식 저항성을 크게 향상시킵니다. 많은 기업이 여전히 전통적인 표면 부식 방지 방법에 의존하고 있으며 심각한 부식 조건에서 주요 가열 장비에 대한 레이저 강화 기술을 도입하지 않아 고가의 가열 튜브 번들의 조기 고장이 자주 발생하고 있습니다.- 따라서 레이저 표면 개질 기술의 합리적인 적용은 316 스테인레스 스틸 가열 튜브의 표면 부식 방지 성능을 근본적으로 업그레이드하는 고급 기술 수단입니다.
레이저 표면 개질은 주로 미세 구조 최적화, 합금 강화 및 압축 응력 유도의 세 가지 메커니즘을 통해 내식성을 향상시킵니다. 고에너지 레이저는 스테인리스 기판의 얇은 표면층을 순간적으로 녹인 후 급냉시켜 미세한 등축 결정립 구조를 형성함으로써, 결정립계 편석, 크롬 결핍 및 부식을 유발하기 쉬운 표면 미세결함을 제거합니다. 레이저 합금은 표면층에 니켈, 크롬, 몰리브덴 및 희토류 합금 원소를 추가하여 내부식성- 부품을 더욱 강화하고 염화물 이온 침투에 대한 저항력이 강한 고-합금 소형 보호층을 형성할 수 있습니다. 한편, 급속한 용융 및 응고는 튜브 표면에 균일한 잔류 압축 응력층을 형성하여 온도 및 진동 하중이 변하는 상황에서 피로 및 응력 부식 균열의 시작 및 확장을 억제할 수 있습니다.
이 연구에서는 레이저 표면 재용융, 레이저 합금, 레이저 클래딩 및 레이저 충격 피닝뿐만 아니라 표준화된 전처리 및 공정 후 보호 사양을 포함하여 316 스테인리스강 가열 튜브에 적합한 4가지 성숙한 레이저 표면 개질 공정을 요약합니다.{1}}
첫째, 일반적인 부식 조건을 갖는 기존 가열 튜브에 레이저 표면 재용해를 채택합니다. 레이저 처리 전에 튜브 표면을 초음파 및 샌딩으로 청소하여 오일 얼룩, 산화물 층 및 내장된 자유 철 입자를 제거합니다. 고{2}}에너지 레이저는 표면층을 빠르게 녹이고 차가운 기판에 의한 신속한 자체{3}}냉각을 실현하여 표면 입자를 미세화하고 표면 미세-결함을 제거하는 데 사용됩니다. 최적화된 공정 매개변수는 가열 튜브 표면의 임계 공식 전위를 200mV 이상 증가시켜 중간 농도-염화물 환경에서 공식 부식 발생을 효과적으로 억제할 수 있습니다. 이 공정은 비용이 저렴하고 효율성이 높으며 일반적인 사양의 가열 튜브의 배치 표면 강화에 적합합니다.
둘째, 고염화물 해안 및 전기도금 작업장에서 사용되는 가열 튜브에 레이저 표면 합금을 적용합니다.{0}} 튜브 표면에 -고-몰리브덴 니켈-계 합금 분말을 미리 깔고, 레이저 조사 하에 합금 분말을 기판과 융합하여 야금학적으로 결합된 고-부식-저항 합금층을 형성합니다. 치밀한 합금층은 염화물 이온의 흡착 및 침투를 효과적으로 차단하여 국부 부식 유도 기간을 크게 연장할 수 있습니다. 새로운 부식에 민감한 지점이 될 수 있는 합금층 내부의 기공 및 균열과 같은 결함을 방지하려면 레이저 스캐닝 속도와 분말 공급 속도를 엄격하게 제어하십시오.
셋째, 심각한 유체 침식 및 프레팅 부식을 겪는 가열 튜브에 내마모{0}}내식성 합금 레이저 클래딩을 적용합니다. 니켈-계 또는 코발트-계 고온-내식성 합금 코팅이 외벽, 특히 클램핑 지지대, 굽힘 부분 및 유동-표면에 준비되어 있습니다. 클래딩 층은 경도가 높고 내마모성이 우수하며 산-알칼리 부식 저항성이 있어 표면 부동태 피막의 장기적인 유체 침식 및 진동 마찰 손상을 견딜 수 있습니다. 클래딩 두께는 빈번한 온도 사이클에서 열 응력과 부식 방지 성능의 균형을 맞추기 위해 0.3mm에서 0.8mm 사이로 합리적으로 제어됩니다.
넷째, 잔류응력이 높고 열피로 부식 위험이 높은 가열관에 레이저 쇼크 피닝을 실시합니다. 레이저- 유도 충격파를 활용하여 튜브 표면에 작용하여 표면 거시적 형태를 변경하지 않고 깊은 잔류 압축 응력층을 형성합니다. 이 기술은 용접 및 냉간 굽힘으로 인해 발생하는 잔류 인장 응력을 효과적으로 제거하고, 열 피로 미세 균열 및 응력 부식 균열의 시작을 억제하며, 온도 변화 및 부식성 커플링 환경에서 가열 튜브의 서비스 신뢰성을 크게 향상시킬 수 있습니다. 레이저 처리 후, 변형된 기판과 치밀한 부동태 필름의 복합 보호 시스템을 형성하기 위해 완전한 산세척 및 패시베이션 공정이 수행되어야 합니다.
중성 염수 분무 가속 테스트 결과에 따르면 레이저 표면 수정으로 처리된 가열 튜브는 공식 부동태화 작업물의 사용 수명을 훨씬 초과하는 공식 부식 없이 2500시간 이상의 염수 분무 침식을 견딜 수 있는 것으로 나타났습니다. 현장 추적 데이터에 따르면 레이저-강화된 가열 튜브는 열악한 산업 부식 환경에서 평균 서비스 주기를 2.5배 이상 연장할 수 있습니다. 결론적으로, 작업 조건 특성에 따라 대상 레이저 표면 개질 공정을 선택하고, 표면 전처리 및 레이저 매개변수 제어를 표준화하고, 후속 부동태화 보호를 일치시키면 316 스테인리스 스틸 가열 튜브 표면에 고강도 복합 부식 방지 장벽을 구축할 수 있습니다.- 고급 레이저 표면 강화 기술은 기존 표면 처리의 성능 병목 현상을 해결하고 산업용 난방 장비의 수명을 연장하고 안전하게 작동할 수 있는 새로운 기술 경로를 제공하며 부식이 심한 생산 시나리오에서 기업의 종합적인 운영 및 유지 관리 비용을 효과적으로 절감합니다.{10}}
