پمپ پلانجر یک تجهیزات مهم در تولید نفت و گاز است که به طور گسترده در شکستگی، سیمان کاری و تزریق آب استفاده می شود. به عنوان یک جزء کلیدی پمپ پلانجر، میله پیستون در برابر آسیب اصطکاک ناشی از حرکت رفت و برگشتی با فرکانس بالا و فرسایش خوردگی متوسط و ذرات سخت در طول فرآیند کار آسیب پذیر است و عمر مفید آن تنها 15 تا 35 روز است.
میادین نفتی بزرگ هزاران پمپ تزریق آب خواهند داشت که هر ساله تعداد زیادی میله پیستون زباله تولید می کنند. به منظور تعمیر ضایعات سود قدیمی و کمک به شرکتها در دستیابی به هدف کاهش هزینهها و افزایش کارایی، لیزر شی آن گوشنگ سالهاست که فناوری بازسازی و تقویت سطح را توسعه داده و استفاده میکند. این بر اساس تکنولوژی روکش لیزری با سرعت بالا برای میله های پیستون زباله انجام می شود.
فرآیندهای سنتی درمان سطح میله پیستون شامل آبکاری، جوشکاری اسپری و غیره است. آبکاری به تدریج به دلیل آلودگی محیطی و عملکرد ضعیف پوشش حذف شده است. اگرچه فناوری جوشکاری اسپری Ni60 می تواند خواص لایه تقویت کننده سطحی مناسبی را به دست آورد، به دلیل گرمای ورودی زیاد، نه تنها تأثیر آشکاری بر خواص مکانیکی ماتریس دارد، بلکه تغییر شکل جدی نیز دارد. پس از ماشینکاری، یکنواختی ضخامت لایه روکش موثر ضعیف است، که باعث می شود به راحتی اتصال میله پیستون تغییر شکل داده و منجر به ضایعات قطعه کار شود. بنابراین، فناوری جوشکاری اسپری شعله برای ساخت مجدد میله پیستون مناسب نیست و سطح میله پیستون تقویت شده با این فناوری برای ساخت مجدد قسمت خالی مناسب نیست.
متفاوت از روکش لیزری سنتی، روکش لیزری با سرعت بالا با تغییر فرآیند عمل لیزر و پودر، ذوب یا نیمه ذوب پودر در حوضچه مذاب، جریان مایع مذاب یا نیمه مذاب به حوضچه مذاب، تشکیل یک سطح پیوند متالورژیکی پوشش، کارایی روکش و کیفیت سطح آن را می توان بهبود بخشید. در مقایسه با جوشکاری اسپری و روکش لیزری سنتی، دارای مزایای راندمان بالا، ورودی حرارت کم، نرخ رقت کم، پوشش نازک، سطح صاف و مقدار کمی پردازش بعدی است.
روکش لیزری با سرعت بالا دارای مزایای آشکاری در کیفیت محصول و تأثیر بر ماتریس است. می توان از آن نه تنها برای تقویت سطح بلکه برای بازسازی میله پیستون استفاده کرد.
با توجه به تفاوت ماهیت کار و حالت آسیب، میله پیستون با توجه به سطح بیرونی به سه ناحیه A، B و C تقسیم می شود.
1. ناحیه A موقعیت اتصال میله پیستون و شیر هد متقاطع است. به دلیل کاهش سایز و تغییر ناگهانی، ناحیه ضعیف مکانیکی کل قطعه کار است که مستعد شکستگی و تغییر شکل بوده و حفره و زنگ زدگی جزئی وجود دارد.
2، ناحیه B صفحه اصلی کار میله پیستون است، اما همچنین سطح آسیب پذیر است، خراش های آشکار و حفره ها روی سطح وجود دارد، بخش اصلی بازسازی روکش لیزری با سرعت بالا است.
3. ناحیه C سطح انتهایی تماس مستقیم بین میله پیستون و مایع است و خوردگی آشکار، به ویژه خوردگی جدی در سوراخ مرکزی (یا فرسایش رسوبی) وجود دارد. برای سوراخهای خوردگی یا فرسایش عمیقتر (بیش از 2 میلیمتر)، از جوشکاری قوس آرگون دستی برای بازیابی اندازه و سپس درمان روکش لیزری با سرعت بالا استفاده میشود.
ساخت مجدد یا تقویت میله های پیستون با فناوری روکش لیزری پرسرعت دارای ویژگی های زیر است.
1. ورودی حرارت کم، تغییر شکل کوچک، راندمان بالا، ضخامت یکنواخت لایه روکش، آسیب کمی به عمر ماتریس.
2. روکش لیزری با سرعت بالا برای تقویت سطح میله پیستون استفاده می شود که می تواند پس از استفاده مجدداً تولید شود و در هزینه تهیه مواد اولیه و بخشی از کار ماشینکاری بدنه میله صرفه جویی شود.
3. نرخ رقت پوشش لیزری با سرعت بالا از 3٪ تجاوز نمی کند و ضخامت لایه روکش نازک تر ({3}}.2mm) می تواند الزامات را برآورده کند و ضایعات پودر را کاهش دهد.
4. زبری سطح روکش لیزری با سرعت بالا به اندازه Ra12.8m است که می تواند مستقیماً توسط دستگاه سنگ زنی پردازش شود.
5. سختی لایه روکش پودری کامپوزیت ماتریس فلزی بیشتر از HRC55 است، مقاومت در برابر سایش و مقاومت در برابر خوردگی لایه روکش کمتر از جوشکاری اسپری Ni60 نیست، ضخامت لایه روکش یکنواخت است و تفاوت ضخامت دارد. لایه روکشی پس از ماشینکاری کمتر از 5 میکرون است و عمر مفید میله پیستون تا حد زیادی بهبود می یابد.
6. با فناوری روکش لیزری با سرعت بالا به عنوان هسته، کل فرآیند بازسازی میله پیستون سبز، حفاظت از محیط زیست و بدون آلودگی است.