Горназдабыўная прамысловасць

Агульная інфармацыя аб галіны і аналіз прымянення тэхналогіі лазернага нанясення плакіроўкі

1. Аналіз галіны

1. Уплыў жорсткіх умоў працы на абсталяванне

Падземныя вугальныя здабычы ствараюць надзвычайныя праблемы для даўгавечнасці абсталявання. Пры ўзроўні вільготнасці, які часта перавышае 90%, і прысутнасці агрэсіўных газаў, такіх як H₂S і SO₂, металічныя кампаненты падвяргаюцца паскоранай электрахімічнай карозіі. Напрыклад, гідраўлічныя цыліндры прапелераў, якія маюць вырашальнае значэнне для падтрымання ўстойлівасці тунэля, схільныя да павярхоўнай іржы, што пагаршае эфектыўнасць герметызацыі і прыводзіць да паломак гідраўлічнай сістэмы. Акрамя таго, часціцы вугальнага пылу (цвёрдасць па Моосу 3-4) дзейнічаюць як абразіўныя рэчывы, выклікаючы моцны знос дэталяў трансмісіі, такіх як зорачкі і скрабкі. Высокахуткасны вугальны пыл можа скараціць тэрмін службы гэтых кампанентаў да 40% у параўнанні з больш чыстым асяроддзем.

2. Механізмы адмовы кампанентаў

(1) Знос ад стомленасці: Цыклічная нагрузка на зорачкі і скрабкі выклікае мікратрэшчыны на паверхнях. Пасля прыкладна 1000 гадзін працы гэтыя расколіны могуць пранікаць на глыбіню 0,5 мм, што прыводзіць да адколвання матэрыялу і пагаршэння функцыянальнасці.

(2) Расслойванне пакрыцця: Традыцыйныя гальванічныя пласты (напрыклад, цвёрдае храмаванне) слаба злучаюцца з падкладкамі (20-30 МПа), што робіць іх схільнымі да адслойвання пры ўдары. У адрозненне ад гэтага, лазернае наплакаванне мае трываласць злучэння 400-600 МПа, што забяспечвае доўгатэрміновую адгезію.

2. Перавагі тэхналогіі лазернага плакавання

Знешняя лазерная абліцоўка

Гэтая тэхніка выдатна падыходзіць для падрыхтоўкі зносаўстойлівых і каразійна-ўстойлівых пакрыццяў на кампанентах валаў, такіх як цыліндры і штокі поршняў. Асноўныя перавагі ўключаюць:

● Нізкая хуткасць развядзення: Менш за 5%, што захоўвае першапачатковыя ўласцівасці матэрыялу.

● Мінімальная дэфармацыя: Зоны цеплавога ўздзеяння звычайна

● Эфектыўнасць выкарыстання матэрыялаў: Каэфіцыент выкарыстання парашка перавышае 90%, што зніжае выдаткі ў параўнанні з традыцыйным пакрыццём.

● Якасць паверхні: Аздабленне з Ra ≤ 6,3 мкм, што ў многіх выпадках выключае неабходнасць пасляапрацоўкі.

Лазерная абліцоўка ўнутраных сцен

Гэты метад ідэальна падыходзіць для гідраўлічных цыліндраў і поршневых штокаў і дазваляе наносіць розныя пакрыцці з сплаваў (напрыклад, нержавеючая сталь, сплавы на аснове нікеля) таўшчынёй ад 0,5 мм да 3 мм. Напрыклад:

● Пакрыцці з нержавеючай сталі: Забяспечваюць у 5 разоў вышэйшую каразійную ўстойлівасць у параўнанні з неапрацаванай сталі ў кіслым асяроддзі.

● Сплавы на аснове нікеля: Павышэнне цвёрдасці з 200 HV да больш чым 600 HV, што значна паляпшае зносаўстойлівасць.

Лазерная апрацоўка крывалінейных паверхняў

Гэты працэс, распрацаваны для складаных геаметрыйных формаў, такіх як зорачкі і пікі, прапануе:

● Адаптыўнае кіраванне траекторыяй: Выкарыстоўвае 5-восевыя сістэмы ЧПУ для дасягнення раўнамернай таўшчыні пакрыцця (±0,1 мм) на няроўных паверхнях.

● Высокая трываласць счаплення: Металургічная сувязь забяспечвае ўстойлівасць да ўдарных нагрузак. Напрыклад, плакаваныя пласты на рэзах захоўваюць цэласнасць нават пры ўдарнай энергіі 200 Дж.

3. Тэхнічныя параметры і паказчыкі прадукцыйнасці

4. Тэматычнае даследаванне: рамонт гідраўлічнага цыліндру прапелера

На вугальнай шахце ў правінцыі Шаньсі паведамілі пра зніжэнне выдаткаў на замену цыліндраў на 65% пасля ўкаранення лазернага плакавання. Працэс аднавіў карозійныя цыліндры (першапачаткова φ140 мм × 2,5 м) да працаздольнага стану, прычым плакаваны пласт (сплаў NiCrBSi, таўшчынёй 1,2 мм) прадэманстраваў:

● Каэфіцыент трэння на 86% ніжэйшы ў параўнанні з арыгінальнай сталі.

● У 3 разы даўжэйшы тэрмін службы пры выпрабаваннях на абразіўны знос.

● 100% праходжанне выпрабаванняў на герметычнасць пад высокім ціскам (35 МПа).

5. Экалагічныя і эканамічныя перавагі

● Эканомія матэрыялаў: Для лазернай наплаўкі выкарыстоўваецца на 70% менш парашка сплаву ў параўнанні з традыцыйнымі метадамі наплаўкі.

● Энергаэфектыўнасць: Зніжае спажыванне энергіі на 40% падчас рамонтных працэсаў.

● Скарачэнне выкідаў: Ліквідуе выкіды шасцівалентнага хрому, звязаныя з гальванічным пакрыццём, што адпавядае больш строгім экалагічным нормам.

У заключэнне, тэхналогія лазернага плакавання забяспечвае комплекснае рашэнне для барацьбы з дэградацыяй кампанентаў у суровых умовах здабычы карысных выкапняў, прапаноўваючы лепшую прадукцыйнасць і ўстойлівасць у параўнанні з традыцыйнымі метадамі.

Заява аб справе

Лазерная наплакаванне зорачак

Лазерная апрацоўка ўнутранага адтуліны цыліндру

Лазерная апрацоўка вонкавага круга цыліндру