Penjerukan dan pempasifan konvensional hanya boleh membentuk filem pasif kaya kromium nipis{0}}skala nano pada permukaan tiub pemanasan keluli tahan karat 316. Di bawah-keadaan perkhidmatan yang teruk jangka panjang termasuk kepekatan klorida yang tinggi, kitaran haba yang kerap, hakisan bendalir dan geseran mekanikal, lapisan pasif semulajadi ini terdedah kepada pecah dan degradasi setempat, yang membawa kepada permulaan awal hakisan pitting, celah dan fretting. Salutan pelindung tradisional mempunyai had seperti daya ikatan yang lemah, penuaan yang mudah dan rintangan suhu tinggi-yang tidak mencukupi, yang tidak dapat memenuhi keperluan-anti-karat dan haus-jangka panjang bagi tiub pemanasan dalam industri penyaduran elektrik, kimia pantai dan rawatan kumbahan. Teknologi pengubahsuaian permukaan laser merealisasikan ikatan metalurgi antara lapisan diubah suai dan substrat melalui penyinaran pancaran laser tenaga tinggi{10}yang berkesan mengelakkan kecacatan rawatan permukaan tradisional dan meningkatkan kekerasan permukaan, rintangan haus dan rintangan kakisan ion klorida pada tiub pemanasan dengan ketara. Banyak perusahaan masih bergantung pada kaedah anti-karat-permukaan tradisional dan tidak memperkenalkan teknologi pengukuhan laser untuk peralatan pemanasan utama dalam keadaan kakisan yang teruk, mengakibatkan kegagalan pramatang yang kerap pada berkas tiub pemanasan{13}}nilai tinggi. Oleh itu, aplikasi munasabah teknologi pengubahsuaian permukaan laser ialah cara teknikal termaju untuk menaik taraf asas{15}}prestasi anti kakisan permukaan bagi tiub pemanasan keluli tahan karat 316.
Pengubahsuaian permukaan laser meningkatkan rintangan kakisan terutamanya melalui tiga mekanisme pengoptimuman struktur mikro, pengukuhan pengaloian dan aruhan tegasan mampatan. Laser tenaga tinggi-dengan serta-merta mencairkan lapisan permukaan nipis substrat keluli tahan karat dan memadamkannya dengan pantas untuk membentuk struktur butiran equiaxed yang halus, yang menghapuskan pengasingan sempadan butiran, penipisan kromium dan kecacatan mikro-permukaan yang mudah menyebabkan kakisan. Pengaloian laser boleh menambah unsur aloi nikel, kromium, molibdenum dan nadir bumi pada lapisan permukaan, memperkayakan lagi komponen-tahan kakisan dan membentuk lapisan pelindung padat-aloi tinggi dengan rintangan kuat terhadap penembusan ion klorida. Sementara itu, pencairan dan pemejalan yang cepat akan membentuk lapisan tegasan mampatan sisa seragam pada permukaan tiub, yang boleh menghalang permulaan dan pengembangan retakan kakisan keletihan dan tegasan di bawah suhu berselang-seli dan beban getaran.
Kajian ini meringkaskan empat proses pengubahsuaian permukaan laser matang yang sesuai untuk tiub pemanasan keluli tahan karat 316, termasuk pencairan semula permukaan laser, pengaloian laser, pelapisan laser dan peening hentakan laser, serta spesifikasi prarawatan dan pasca{1}}proses yang standard.
Pertama, pakai peleburan permukaan laser untuk tiub pemanasan konvensional dengan keadaan kakisan am. Sebelum rawatan laser, permukaan tiub dibersihkan dengan ultrasonik dan pengamplasan untuk menghilangkan kotoran minyak, lapisan oksida dan zarah besi bebas yang tertanam. -Laser tenaga tinggi digunakan untuk mencairkan lapisan permukaan dengan cepat dan merealisasikan-pelindapkejutan sendiri yang pantas oleh substrat sejuk, menapis butiran permukaan dan menghapuskan kecacatan mikro-permukaan. Parameter proses yang dioptimumkan boleh meningkatkan potensi pitting kritikal permukaan tiub pemanasan sebanyak lebih daripada 200 mV, dengan berkesan menghalang kejadian kakisan pitting dalam persekitaran-klorida kepekatan sederhana. Proses ini mempunyai kos rendah dan kecekapan tinggi, sesuai untuk pengukuhan permukaan batch tiub pemanasan spesifikasi biasa.
Kedua, gunakan pengaloian permukaan laser untuk tiub pemanasan yang disiarkan dalam-bengkel pantai dan penyaduran elektrik berklorida tinggi. Pra-letak tinggi-nikel molibdenum-serbuk aloi pada permukaan tiub dan gabungkan serbuk aloi dengan substrat di bawah penyinaran laser untuk membentuk lapisan aloi -karat-tinggi yang terikat secara metalurgi. Lapisan aloi padat boleh menyekat penjerapan dan penembusan ion klorida dengan berkesan, memanjangkan tempoh induksi kakisan tempatan. Kawal dengan ketat kelajuan pengimbasan laser dan kadar penyusuan serbuk untuk mengelakkan kecacatan seperti liang dan retak di dalam lapisan aloi, yang mungkin menjadi titik sensitif kakisan baharu.
Ketiga, gunakan pelapisan laser aloi anti-kakisan-tahan haus-untuk tiub pemanasan yang mengalami hakisan cecair yang teruk dan kakisan yang bergelora. Berasaskan nikel-atau kobalt-berasaskan-suhu tinggi-salutan aloi anti karat-disediakan pada dinding luar, terutamanya pada penyokong pengapit, bahagian lentur dan permukaan yang menghadap aliran-. Lapisan pelapis mempunyai kekerasan yang tinggi, rintangan haus yang sangat baik dan rintangan kakisan asid-alkali, yang boleh menahan-kerosakan bendalir jangka panjang dan kerosakan geseran getaran pada filem pasif permukaan. Ketebalan pelapisan dikawal secara munasabah antara 0.3 mm dan 0.8 mm untuk mengimbangi prestasi tekanan terma dan-anti kakisan di bawah kitaran suhu yang kerap.
Keempat, laksanakan peening kejutan laser untuk tiub pemanasan dengan tekanan sisa yang tinggi dan risiko kakisan kelesuan haba yang tinggi. Gunakan laser-gelombang kejutan untuk bertindak pada permukaan tiub, membentuk lapisan tegasan mampatan sisa dalam tanpa mengubah morfologi makroskopik permukaan. Teknologi ini secara berkesan boleh menghapuskan tegasan tegangan sisa yang dijana oleh kimpalan dan lenturan sejuk, menghalang permulaan retakan mikro keletihan haba dan retak kakisan tegasan, dan meningkatkan kebolehpercayaan perkhidmatan tiub pemanasan dengan ketara di bawah suhu berselang-seli dan persekitaran gandingan yang menghakis. Selepas rawatan laser, proses penjerukan dan pempasifan yang lengkap perlu dijalankan untuk membentuk sistem perlindungan komposit substrat yang diubah suai serta filem pasif yang padat.
Keputusan ujian dipercepatkan semburan garam neutral menunjukkan bahawa tiub pemanasan yang dirawat dengan pengubahsuaian permukaan laser boleh menahan lebih daripada 2500 jam hakisan semburan garam tanpa kakisan pitting, jauh melebihi hayat perkhidmatan bahan kerja yang dipasifkan secara konvensional. Data penjejakan medan menunjukkan bahawa laser-tiub pemanasan diperkukuh boleh memanjangkan purata kitaran perkhidmatan lebih daripada 2.5 kali dalam persekitaran menghakis industri yang keras. Kesimpulannya, memilih proses pengubahsuaian permukaan laser yang disasarkan mengikut ciri keadaan kerja, menyeragamkan prarawatan permukaan dan kawalan parameter laser, dan memadankan perlindungan pempasifan seterusnya boleh membina penghalang anti karat komposit-kekuatan tinggi-pada permukaan tiub pemanasan keluli tahan karat 316. Teknologi pengukuhan permukaan laser lanjutan menembusi kesesakan prestasi rawatan permukaan tradisional, menyediakan laluan teknikal baharu untuk-pengoperasian peralatan pemanasan industri yang selamat sepanjang hayat, dan dengan berkesan mengurangkan kos operasi dan penyelenggaraan komprehensif perusahaan dalam-senario pengeluaran kakisan tinggi.
