Metilamin pompası giriş valfi bileşenlerinin sızdırmazlık yüzeyleri için lazer kaplama

**%&#!%&#! **** Özet: ** Üre üretiminde kullanılan metilamin pompalarındaki giriş ve çıkış vanalarının sızdırmazlık yüzeyleri lazer kaplama teknolojisi kullanılarak arttırılmıştır. CR18ni12MO2TI paslanmaz çelikten yapılan valf kaput bileşenlerinin sızdırmazlık yüzeylerine CO tabanlı kendi kendine akışlı alaşım tozu uygulamak için 5kW çapraz akışlı CO2 lazer kullanıldı. Ortaya çıkan lazer eritilmiş tabaka, 2 mm kalınlık ve pürüzsüz bir yüzey sergiledi. Lazer kaplama işlemi, gözenekler ve çatlaklar gibi kusurları etkili bir şekilde ortadan kaldırdı, bu da ince tane büyüklüğü, artmış sertlik ve artan tokluk ile yoğun bir mikroyapı ile sonuçlandı. Eriyik tabakası ile substrat arasında bir metalurjik bağ elde edildi. ** Anahtar Kelimeler: ** Lazer kaplama; valf sızdırmazlık yüzeyi; Yüzey geliştirme ** 1. Giriş ** Üre üretiminde, metilamin çözeltisi oldukça koroziftir, bu da ana ekipmanın iç bileşenleri için aside dirençli paslanmaz çelik kullanımını gerektirir. Bu bileşenlerin veya çalışma yüzeylerinin güçlendirilmesi, performansı iyileştirmek ve hizmet ömrünü genişletmek için çok önemlidir, böylece sistem güvenilirliğini ve güvenliğini arttırır. Bu çalışma, sonraki tespit ve analizin yanı sıra metilamin pompası girişinin ve çıkış valflerinin sızdırmazlık yüzeylerini geliştirmek için yüksek güçlü lazer kaplamasının uygulanmasını araştırmaktadır. ** 2. Metilamin pompası vanalarının yapısı ve çalışma koşulları ** Metilamin pompasının giriş ve çıkış vanaları belirli koşullar altında çalışır: çalışma ortamı, 1.7 ila 20 MPa basınç aralığı ve 188 ila 200 ° C arasındaki sıcaklıklara sahip amonyum karbamattır. Sızdırmazlık yüzeyi, dakikada 50 ila 70 devir frekansında 20 MPa'lık bir etki basıncı yaşar. Valf gövdesi, çok sayıda ve kör delikli karmaşık bir yapıya sahiptir ve sızdırmazlık yüzleri dar eşmerkezli halka şeklinde yüzeylerdir. Hem gövde hem de kaput Cr18ni12MO2TI paslanmaz çelikten yapılmıştır. Alev veya ark yüzeye çıkma gibi geleneksel güçlendirme yöntemleri, karmaşık geometri ve deformasyon riski nedeniyle zorludur, bu da kısa hizmet ömrüne ve artan bakıma yol açar. ** 3. Lazer Kaplama İşlemi ** Sızdırmazlık yüzeyi, fenolik reçine ve alkol ile karıştırılmış ticari olarak temin edilebilen CO bazlı toz ile muamele edildi ve 2 mm kalınlığında işleme yüzeyine uygulandı. İlk testler benzer malzeme blokları üzerinde gerçekleştirildi. Kaplama, lazer gücü, tarama hızı ve spot boyutu dahil olmak üzere spesifik parametrelerle HGL-90 tip 5kW çapraz akış CO2 lazeri kullanılarak gerçekleştirildi. Yüzeye odaklanan lazer ışını, tek bir taramanın eriyik tabakasını oluşturmasına izin verdi. Çatlamayı önlemek için daha büyük bileşenlere ön ısıtma ve sonrası işleme uygulandı. ** 4. Sonuçlar ve Analiz ** ** 4.1 Kaplama katmanının mikro yapısı ** Lazer kaplama tabakasının mikro yapısı üç farklı bölgeden oluşur: eritme bölgesi, karşılıklı füzyon bölgesi ve substrat. Dar olan füzyon bölgesi, eriyik tabakası ve substrat arasında güçlü bir bağı gösterir ve termal etkileri en aza indirir. Eriyik tabakasında gözlenen dendritik yapı, yoğunluğuna ve ince tane boyutuna katkıda bulunarak korozyon direncini ve tokluğunu arttırır. ** 4.2 Eriyik tabakasının kalınlığı ve kalitesi ** Lazer kaplama işlemi, 2 mm kalınlığında ve pürüzsüz bir yüzeye sahip bir eriyik tabakası üretti. Sızdırmazlık yüzeyinin düzlüğü, RA6.3μm yüzey pürüzlülüğü ile 0.4 mm'nin altına kontrol edildi. Test, eriyik tabakasında hiçbir kusur ortaya çıktı ve%95'in üzerinde bir verim elde etti. ** 4.3 Bileşim ve Sertlik ** Kaplama işlemi sırasında hızlı soğutma, alaşım bileşiminin bütünlüğünü koruyarak eriyik tabakası ile substrat arasında minimal difüzyona neden oldu. Sızdırmazlık yüzeyinin sertliği, toz bileşimi ve işleme parametrelerinden etkilenen 40 ila 48 HRC'de ölçüldü. ** 4.4 aşınma ve korozyon direnci ** Karşılaştırmalı aşınma testleri, lazer kulaklı tabakanın substratın aşınma direncinin on katında sergilediğini gösterdi. Çeşitli çözeltilerdeki korozyon testleri, kaplanmış tabakanın korozyon direncinin en azından temel malzemeninkine eşdeğer olduğunu göstermiştir. ** 5. Sonuç ** Yüksek güçlü lazer kaplamanın uygulanması, metilamin pompalarındaki giriş ve çıkış valflerinin sızdırmazlık yüzeylerini etkili bir şekilde güçlendirdi. Ortaya çıkan eriyik tabakası, substrat ile güvenilir bir metalurjik bağ elde etti, minimal ısı etkisi ve deformasyon sergiledi. Kaplanmış tabakanın yoğun, ince taneli yapısı, sertlik ve tokluğun iyileştirilmesine katkıda bulunmuştur. Yüksek korozyon, darbe, sıcaklık ve basınç koşulları altında, lazer kulaklı valflerin servis ömrü, tedavi edilmemiş valflere kıyasla iki ila üç kez uzatıldı ve sistem güvenilirliğini ve güvenliğini önemli ölçüde artırdı. Yüksek enerji konsantrasyonu ve minimal termal etkiler dahil olmak üzere lazer işlemenin avantajları, geleneksel yöntemlerin yetersiz olabileceği kritik bileşenleri geliştirmek için üstün bir seçim haline getirir.