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專題 | 激光表面處理技術(shù)在石油機(jī)械中的應(yīng)用

2020-02-19 18:55:54 作者：本網(wǎng)整理來源：《腐蝕與防護(hù)之友》分享至：

文 | 黃俊媛沈澤俊張立新魏松波楊盈瑩朱世佳錢杰陳琳中國石油勘探開發(fā)研究院采油采氣裝備研究所 , 中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所1

1 引言

石油機(jī)械設(shè)備大多暴露在氫化物、硫化物、二氧化碳、鹽水、海水等惡劣的環(huán)境下 , 要承受拉力、壓力和扭力矩等復(fù)雜交變應(yīng)力 , 同時(shí)要經(jīng)受大排量和高流速的鉆井 / 完井液、泥漿、砂液等沖蝕 , 腐蝕、磨損十分嚴(yán)重。我國平均每年發(fā)生 500 多起鉆具失效事故 , 造成了嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失 , 耗費(fèi)數(shù)千萬美元各種規(guī)格的進(jìn)口井下鉆具。石油機(jī)械設(shè)備要達(dá)到具有高抗性（抵御惡劣工況的性能）、高強(qiáng)度、高耐磨、優(yōu)良自潤滑性、耐腐蝕和耐沖蝕等綜合性能的要求 , 單憑優(yōu)選材料是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的 , 須配合材料表面處理工藝來提高材料的綜合性能。

激光表面處理技術(shù)的研究始于 20世紀(jì) 60 年代 , 但是直到 20 世紀(jì) 70 年代初研制出大功率激光器之后 , 激光表面處理技術(shù)才獲得實(shí)際應(yīng)用 , 并得到迅速發(fā)展。其可以改善材料表面的力學(xué)性能、冶金性能、物理性能 , 從而提高零件、工件的耐磨、耐蝕、耐疲勞等一系列性能 , 以滿足不同的使用要求。俄羅斯用激光表面處理技術(shù)使鋼鐵產(chǎn)品的應(yīng)用范圍急劇擴(kuò)大 , 摩擦系數(shù)降低20%~30%。我國石油機(jī)械應(yīng)用激光表面處理技術(shù)始于 20 世紀(jì) 90 年代初 , 經(jīng)過幾十年的發(fā)展 , 已初步應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)、激光淬火、激光熔覆等激光表面處理技術(shù)已在國內(nèi)幾個(gè)大型油田中得到應(yīng)用并逐步推廣。

2 激光表面處理技術(shù)的原理、特點(diǎn)及分類

激光表面處理技術(shù)是利用激光的高能量對工件進(jìn)行處理的一種熱加工方式 , 激光束照射工件表面使材料進(jìn)行無損加熱 , 高溫使之熔化、蒸發(fā)、氣化并濺出 , 隨后激光束被切斷或移開 , 工件表面快速冷凝達(dá)到表面改性的目的。

激光具有高能量、高密度的特性 , 功率密度可達(dá) 108~1010W/cm 2 , 溫度可達(dá)10000℃以上 , 可實(shí)現(xiàn)無接觸加工 , 非常適合進(jìn)行材料表面處理 , 激光表面處理技術(shù)具有以下特點(diǎn) :

1）激光束易于傳輸和導(dǎo)向 , 可對工件局部或復(fù)雜零件表面和內(nèi)部進(jìn)行處理 ;2）能量作用集中 , 加工時(shí)間短 , 熱影響區(qū)小 , 工件變形小 ;3）極易與數(shù)控系統(tǒng)配合 , 實(shí)現(xiàn)自動化控制 , 勞動生產(chǎn)率高 ;4）加工成本低 , 節(jié)省能源 , 不造成環(huán)境污染 ;5）通常只能處理一些薄板金屬 , 不適宜處理較厚的板材 ;6）激光對人眼的傷害性可能影響工作人員的安全 , 須致力于發(fā)展安全設(shè)施激光表面處理技術(shù)可以改善材料表面的力學(xué)性能、冶金性能、物理性能 , 從而提高零件、工件的耐磨、耐蝕、耐疲勞等性能。圍繞激光加工的特點(diǎn) , 相繼研究開發(fā)出一系列具有工業(yè)應(yīng)用價(jià)值的激光表面處理技術(shù)，大體分為激光淬火、激光熔覆、激光合金化、激光沖擊硬化和激光非晶化等。Verezub 等對激光表面處理技術(shù)進(jìn)行了總結(jié) , 分類如圖 1 所示。

3 激光表面處理技術(shù)在石油機(jī)械中的應(yīng)用

激光表面處理技術(shù)在石油機(jī)械中主要用于發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子軸承位置再制造 , 汽輪機(jī)葉片、轉(zhuǎn)子再制造 , 煙機(jī)輪盤再制造 , 各種腐蝕性泵體表面激光耐蝕熔覆 , 石油輸送管道激光強(qiáng)化 , 石油開采平臺鉆井螺桿及扶正器、穩(wěn)定器等零部件表面的激光防腐、耐磨熔覆等。表 1 為近幾年激光表面處理在石油機(jī)械中的應(yīng)用。國內(nèi)許多公司、科研院所、高校等都致力于激光表面處理的研究 , 如武漢華工激光工程有限責(zé)任公司、中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所、中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所、清華大學(xué)等。中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所全固態(tài)光源實(shí)驗(yàn)室致力于激光清洗、激光熔覆的研究、清華大學(xué)鐘敏霖實(shí)驗(yàn)組長年致力于研究激光合金化、激光熔覆、激光微納加工等激光表面處理技術(shù) , 且處于國內(nèi)外領(lǐng)先水平。

3.1 激光淬火

激光淬火與常規(guī)表面淬火相比具有加熱速度極快、冷卻速度很快、不需要冷卻介質(zhì)、表面粗糙度高、表面硬度高、一般不需回火等優(yōu)點(diǎn) , 與常規(guī)淬火相比 , 得到的硬度提高 15%~20%, 耐磨性提高 2~4 倍 , 同時(shí)硬化層的耐腐蝕性也極大地提高 , 工件綜合機(jī)械性能良好 , 甚至可使普通材料達(dá)到優(yōu)質(zhì)材料所具有的強(qiáng)度和硬度。但激光表面淬火技術(shù)的使用局限性也比較大 , 適用于需表面硬化且淬硬層較淺的零件。因此 , 激光表面淬火工藝通常應(yīng)用在不需要整體淬硬、工件精度要求高 , 或者用其他淬火方式難以處理 , 以及形狀復(fù)雜需要進(jìn)一步提高硬度、耐磨性的工件上 , 比較適合齒輪、曲軸、氣缸、整體泵泵筒等細(xì)長管類的表面處理。表 2 為激光淬火與其他常見表面淬火方法的比較。

激光淬火已經(jīng)應(yīng)用于組合泵缸套、整體泵泵筒、油管螺紋和鉆桿接頭螺紋等零件的表面改性 , 有效提高了零件的耐磨性、延長了使用壽命和更換周期。史春軒等對美國石油學(xué)會（API）油管螺紋表面進(jìn)行淬火 , 硬化層深度控制在牙頂 0.4~0.8mm, 牙底 0.1~0.4mm, 淬硬層硬度控制在320~400HV, 增強(qiáng)了螺紋的表面硬度和耐磨、耐蝕性能 , 有效解決了油管黏扣問題，如表3所示，螺紋精度并未受到影響。

葛鵬飛對石油鉆桿進(jìn)行激光淬火 , 接頭表面硬度比氮化表面硬度高 10% 左右 , 硬化層深度是氮化表面厚度的 2~3 倍 , 極大地提高了鉆桿接頭螺紋的機(jī)械性能和使用壽命。郝廣輝對牙輪鉆頭球面浮動套軸承進(jìn)行激光淬火 , 使得球面浮動套軸承內(nèi)外表面的硬化層硬度達(dá)到了 833.454HV, 而軸承芯部硬度值在 200HV 左右 , 提高了軸承的耐磨性 , 也實(shí)現(xiàn)了球面浮動套軸承的外剛內(nèi)韌。華希俊等對泥漿泵缸套表面進(jìn)行激光淬火 , 淬硬區(qū)微觀組織如圖 2 所示 , 硬度顯著提高 , 可達(dá)1105.7HV, 表面摩擦系數(shù)也從未淬火的 0.65 下降到淬火后的0.3, 磨損率也顯著減小。計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬為激光淬火過程提供了良好的理論基礎(chǔ) , 對實(shí)驗(yàn)研究及應(yīng)用均具有重要的參考價(jià)值。青島理工大學(xué)惠英龍等模擬了 18CrNi8 齒輪鋼在激光淬火時(shí)的溫度場 , 比較真實(shí)地模擬了齒面的激光淬火過程 , 模擬結(jié)果和實(shí)際情況極為相近。將激光淬火與其他常用的熱處理方法、熱 - 化學(xué)處理等技術(shù)相結(jié)合也是極具潛力的一個(gè)發(fā)展方向 , 如激光淬火 - 離子滲硫復(fù)合技術(shù)、激光淬火 - 滲氮復(fù)合技術(shù)等 , 實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢互補(bǔ)。王袆雪對 38CrMoAl 鋼采用離子滲氮與激光淬火復(fù)合處理 , 發(fā)現(xiàn)復(fù)合工藝改性層的硬度及厚度相比于單一的激光淬火處理顯著提高。

國內(nèi)激光淬火經(jīng)過幾十年的發(fā)展 , 在研發(fā)及應(yīng)用方面取得了極大的進(jìn)步 , 然而相比國際領(lǐng)先水平仍存在較大的差距 ,但是其相較于傳統(tǒng)淬火方法具有很大的優(yōu)越性 , 因此越來越受重視。激光淬火作為石油機(jī)械激光表面處理技術(shù)最常用的加工方式 , 目前依然是研究的熱點(diǎn) , 對各種金屬材料表面激光淬火的研究一直沒有停止 , 如 20CrMnTi 齒輪鋼、35CrMoA、42CrMo、45 鋼等石油機(jī)械設(shè)備常用鋼的激光淬火技術(shù)等。

3.2 激光熔覆

激光熔覆通過在基材表面添加熔覆材料 , 利用高能量密度激光束將不同成分和性能的合金與基材表層快速熔化 , 在基材表面形成與基材具有完全不同成分和性能的合金層 , 具體工藝示意圖如圖 3 所示。熔覆材料主要分為金屬粉末、陶瓷粉末和復(fù)合粉末。激光熔覆層因具有良好的結(jié)合強(qiáng)度和高硬度，同其他涂層技術(shù)相比，具有以下特點(diǎn)：1）冷卻速度快；2）熱輸入和畸變較小 , 涂層稀釋率低（一般小于 5%），與基體呈冶金結(jié)合 ;3）能進(jìn)行選區(qū)熔覆 , 材料消耗少 , 有卓越的性能價(jià)格比 ;4）光束瞄準(zhǔn)可以使難以接近的區(qū)域熔覆 , 綠色無污染。

作為一種高效的增材制造工藝 , 激光熔覆在石油機(jī)械設(shè)備中常用于石油管道閥門、注水泵柱塞、抽油光桿和壓裂泵閥座等高附加值零件的表面強(qiáng)化和修復(fù)。孫全研究了激光熔覆技術(shù)對煉油廠火炬氣螺桿壓縮機(jī)殼體及陰陽轉(zhuǎn)子的修復(fù)情況 , 采用多層熔覆工藝 , 熔覆層數(shù)達(dá)到了 5 層 , 最厚熔覆層總厚度達(dá)到4mm, 大面積熔覆取得成功 , 修復(fù)后設(shè)備功能恢復(fù)良好 , 壓縮量基本滿足生產(chǎn)工藝要求。張?jiān)倭嫉纫猿橛蜋C(jī)光桿常用的 20CrMo 鋼為基體材料 , 選擇 Co 基、Ni 基和 Fe 基合金粉末為熔覆材料 , 測得合金涂層硬度 Co 基為 520HV0.2,Ni基為 408HV0.2,Fe 基為 370HV0.2, 而基體硬度為 265HV0.2, 試件的硬度比基體顯著提高 , 且其耐磨性均有所提高 , 如圖 4 所示。程顥等對油田中使用的注水泵柱塞激光熔覆修復(fù)技術(shù)進(jìn)行了研究 , 選取鎳基粉末作為涂層材料 , 對比不同激光參數(shù)下的涂層硬度 , 可使注水泵柱塞使用壽命延長 50%, 成本降低38% 以上。肖真以普光分公司天然氣凈化廠汽輪機(jī)汽缸結(jié)合面的變形故障作為研究對象 , 以激光熔覆技術(shù)對汽缸變形位置進(jìn)行現(xiàn)場修復(fù) , 對熔覆層進(jìn)行滲透檢測和超聲波檢測發(fā)現(xiàn) , 熔覆層完好無缺陷 , 汽缸回裝后引汽試機(jī) , 汽缸漏氣現(xiàn)象消除。孫建波等在石油鉆桿接頭表面激光熔覆一層耐磨的鐵基合金涂層 ,具有成型好、組織致密、部件均勻、無裂紋等優(yōu)點(diǎn) , 并且激光熔覆耐磨和耐腐蝕鐵基合金涂層的厚度可精確控制在0.3~1.5mm, 解決了油田鉆桿接頭失效過快的問題 , 且鉆桿接頭的制造和加工過程的自動化很容易實(shí)現(xiàn)。

激光熔覆在石油機(jī)械表面處理中尚未完全實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化 , 主要原因是熔覆層質(zhì)量不穩(wěn)定 , 涂層易產(chǎn)生裂紋這一難題還沒有很好的解決辦法 , 對黏結(jié)劑和預(yù)置膜的選用也沒有形成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn) , 大面積熔覆難以控制材料表面的顯微硬度。許多關(guān)鍵技術(shù)還有待進(jìn)一步探索 ,眾多科研人員也致力于解決這些問題。

于承雪等對激光熔覆裂紋的形成機(jī)理進(jìn)行了研究 , 并闡述了裂紋的影響因素和控制方法。張津超等在 Q235A 鋼表面制備了 CaF 2 /Ni60 復(fù)合涂層 , 探討了激光掃描速度對裂紋敏感性的影響。鑒于激光熔覆技術(shù)具有許多傳統(tǒng)涂層技術(shù)不可比擬的優(yōu)勢 , 未來一定會在石油機(jī)械設(shè)備表面處理中發(fā)揮出巨大作用。

3.3 激光合金化

激光合金化是利用高能激光束將基體金屬表面熔化 , 同時(shí)加入合金化元素 , 在以基體為溶劑 , 合金化元素為溶質(zhì)的基礎(chǔ)上形成一層濃度高且均勻的合金層。能夠在一些價(jià)格便宜、表面性能不夠優(yōu)越的基體材料表面上制備出耐磨損、耐腐蝕、耐高溫、抗氧化的表面合金層 , 用以取代昂貴的整體合金 , 節(jié)約貴重金屬材料和戰(zhàn)略材料 , 使生產(chǎn)成本大幅下降。與常規(guī)熱處理相比 , 激光合金化具有敷層稀釋率低 , 合金化層不易剝落 , 粉末和基體材料使用面廣 , 基體熔化量少 , 工件變形小、清潔無污染、易于實(shí)現(xiàn)自動化等優(yōu)點(diǎn)。相對于激光熔覆 , 激光合金化的合金元素完全溶解于表層內(nèi) , 所獲得的薄層成分很均勻 ,對開裂和剝落等傾向不敏感 , 適合制造高硬度、高耐磨性的重載傳動零件 , 如軸類件、連桿、螺栓、螺桿、套筒、進(jìn)氣閥和重要齒輪等。

在石油機(jī)械設(shè)備中 , 激光合金化主要用于油管、螺桿和汽輪機(jī)葉片的表面處理。孫小磊等在 N80 油管表面預(yù)置 Ni-Cr-Ti-B 4 C-La 2 O 3 合金粉末 , 通過激光處理后合金化層的硬度最高可達(dá) 580HV 0.2 , 比基體高 30HV 0.2 左右 , 腐蝕電流密度由 0.302μA/cm 2 降低到0.125μA/cm 2 , 耐蝕性得到改善。劉通等在 45# 鋼表面激光合金化不同比例的 NiCr 與 Al 2 O 3 混合粉末后 , 合金化層的平均耐磨性能是基材的 6 倍以上 , 且Al 2 O 3 含量越高 , 耐磨性能越好。王玨等對 40Cr 材質(zhì)的螺桿進(jìn)行激光納米合金強(qiáng)化后 , 其硬度相對基體提高 3 倍 , 硬化層厚度大于 0.25mm, 平均壽命提高了 2~3 倍。姚建華等對調(diào)質(zhì)態(tài) 2Cr13 低碳馬氏體不銹鋼汽輪機(jī)葉片進(jìn)行激光合金化處理 , 硬化層表面平均硬度提高了180% 左右 , 殘余壓應(yīng)力轉(zhuǎn)變?yōu)闅堄嗬瓚?yīng)力。

盡管激光合金化已在石油機(jī)械設(shè)備表面處理中得到了廣泛關(guān)注與研究 , 但其工藝及理論的研究都尚未成熟 , 在實(shí)際應(yīng)用中仍有很多問題 , 比如合金化層存在裂紋、表面不平以及孔洞等缺陷 ,激光處理配套設(shè)備未達(dá)到大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用的水平因為其表面處理的優(yōu)越性 ,對于激光合金化的研究工作依然是研究熱點(diǎn)。郭浩霖等在 N80 油管表面預(yù)置Ni-Cr-Ti-B4C-Mo 合金粉末 , 結(jié)果顯示 ,Mo 添加量為 5%~10%（質(zhì)量分?jǐn)?shù) ）時(shí) , 隨著 Mo 含量的增加 , α-Fe 固溶體晶粒細(xì)化效果越明顯 , 增強(qiáng)相 TiB2、TiC 含量增多 , 體積增大 , 分布更為均勻 ; 當(dāng) Mo 的加入量為 5% 時(shí) , 激光合金化層中 TiB2、TiC 增強(qiáng)相含量最多 ,硬度最高 ,Mo 含量與合金化層硬度的關(guān)系曲線如圖 5 所示。隨著人們對處理工藝和材料強(qiáng)化理論的探索 , 堅(jiān)信激光表合金化技術(shù)將會從理論研究很快過渡到實(shí)際應(yīng)用中，并在實(shí)際中發(fā)揮巨大作用。

3.4 其他激光表面處理技術(shù)

自激光器問世以來 , 形成了 20 多種激光表面處理技術(shù) , 除了以上 3 種以外 , 還有激光沖擊強(qiáng)化、激光清洗、激光非晶化、激光上釉、激光打標(biāo)、激光毛化、激光形變等 , 雖然在石油機(jī)械設(shè)備的表面處理中也有應(yīng)用，但相對較少。

以下為部分激光表面處理技術(shù)應(yīng)用于石油機(jī)械設(shè)備的簡要介紹。

激光沖擊強(qiáng)化是一種利用激光誘導(dǎo)等離子體沖擊波來提高材料疲勞壽命的新型表面改性技術(shù)，具有強(qiáng)化效果顯著、可控性強(qiáng)、適應(yīng)性好等優(yōu)點(diǎn) , 對提高結(jié)構(gòu)可靠性和部件疲勞強(qiáng)度、延長材料使用壽命具有重要作用 , 其原理圖如圖 6所示。目前在航空航天和軍工領(lǐng)域應(yīng)用比較普遍 , 在石油化工領(lǐng)域具有巨大的潛在應(yīng)用市場。孔德軍等對 X80 管線鋼焊接接頭進(jìn)行激光沖擊強(qiáng)化處理 , 使焊接接頭疲勞極限強(qiáng)度提高了 11.2%。

激光清洗是基于激光與物質(zhì)相互作用發(fā)展而來的一種新型綠色清洗技術(shù) ,與機(jī)械摩擦清洗、化學(xué)腐蝕清洗、液體固體強(qiáng)力沖擊清洗和高頻超聲清洗等傳統(tǒng)清洗方法相比 , 具有對基材損傷小、質(zhì)量好、效率高、清潔無污染等優(yōu)點(diǎn) ,可應(yīng)用于石油鉆桿、管道、儲罐、螺桿等的表面除銹、除氧化皮、除油污、除油漆和焊前預(yù)處理等方面。

激光打標(biāo)是將需要加工的工件放在高功率密度的聚焦激光束下進(jìn)行局部照射 , 使被加工表面材料留下永久性刻痕的一種表面處理方法。戴偉利用光纖激光打標(biāo)機(jī)加工出了任意槽數(shù)、任意槽形、外徑 40~300 mm、槽深 0.002~0.01mm、精度在±0.002mm的干氣密封環(huán)。

常秋英等利用 LM-YLP-20F- Ⅱ型激光打標(biāo)機(jī)在 45# 鋼試件表面加工出具有規(guī)則排列的圓形微坑陣列 , 一定條件下可以改善干摩擦的磨損性能 , 如圖 7 所示。針對抽油機(jī)井能耗高和磨損嚴(yán)重等問題 , 開展表面織構(gòu)技術(shù)的國際合作研究 , 形成一套抽油機(jī)井減磨降阻專有技術(shù) , 減輕抽油泵泵筒與柱塞的摩擦磨損 , 降低光桿與盤根的摩擦阻力 , 延長盤根的使用壽命 , 提高抽油機(jī)井的運(yùn)行時(shí)率，達(dá)到節(jié)能降耗和降低成本的目的。

在 35CrMo 表面實(shí)驗(yàn)形成織構(gòu) , 使用YLP-SD20L 光纖激光打標(biāo)機(jī) , 平均功率為 20W, 中心波長長 λ 為 1064nm, 脈寬 τ 為 100ns, 重重復(fù)頻率 f 為 20kHz,通過配有 80mm 焦距透鏡的掃描振鏡控制激光在平面內(nèi)的運(yùn)動。研究激光參數(shù)對織構(gòu)直徑和深度的影響 , 從而加工出各種規(guī)格的凹坑 , 以滿足不同載荷的使用情況 , 規(guī)律如圖 8 所示 , 激光參數(shù)的改變對凹坑直徑的影響不大 , 凹坑深度隨加工數(shù)目的增大而增加 , 隨速度的增加而減小 , 隨功率的增加而增加 , 但隨頻率的增加并不呈線性變化 , 在其他參數(shù)為定值時(shí)存在最優(yōu)的頻率參數(shù)。

柱塞表面激光織構(gòu)化后 , 在實(shí)驗(yàn)室條件下與抽油機(jī)泵筒耐磨損性能提高 50%, 抽油機(jī)井口盤根平均更換周期延長至 100d, 抽油機(jī)單井平均功率降低0.6kW。柱塞表面織構(gòu)化技術(shù)可減輕抽油泵泵筒與柱塞間的偏磨 , 提高泵筒和柱塞的耐磨損性能 , 從而延長抽油泵的使用壽命 , 提高抽油機(jī)井的運(yùn)行效率 ,節(jié)約了成本 , 在國內(nèi)油井尤其是高含水率油井具有廣闊的應(yīng)用前景。

5 結(jié)束語

相對于傳統(tǒng)的表面處理方式 , 激光表面處理技術(shù)精度高、工件變形小、清潔無污染 , 適合高端石油裝備的制造 ,但激光表面處理技術(shù)在我國石油機(jī)械中的應(yīng)用并未受到足夠重視 , 許多問題還未得到解決，需要從以下幾個(gè)方向努力。

1）研制出新的激光器 , 提高激光功率 , 同時(shí)發(fā)展輔助設(shè)備 , 如光束成形和制導(dǎo)系統(tǒng) , 以滿足處理面積更大、形狀更復(fù)雜的工件的需要。

2）加強(qiáng)激光表面處理技術(shù)改性機(jī)理的理論研究 , 并從理論上對產(chǎn)生殘余拉應(yīng)力和裂紋等缺陷的機(jī)理進(jìn)行深入研究 , 提出具體解決方案。

3）與計(jì)算機(jī)模擬仿真技術(shù)相結(jié)合 ,加強(qiáng)對激光表面處理工藝參數(shù)、材料性能以及表面狀況等處理后表面層性能影響的研究 , 探索最優(yōu)工藝參數(shù)組合 , 發(fā)展成形工藝。

4）加強(qiáng)激光與新材料、新工藝的復(fù)合技術(shù) , 比如激光熔覆 / 微弧氧化、激光淬火 / 離子注入等復(fù)合表面處理技術(shù) , 激光表面納米化技術(shù)、激光 3D 打印、激光電鍍等新工藝 , 激光熔覆非晶涂層、高熵涂層等新材料復(fù)合處理技術(shù)。

復(fù)合多種技術(shù)可以綜合多種處理技術(shù)的優(yōu)點(diǎn) , 處理效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于單純的激光表面處理技術(shù)。

相較于其他表面處理技術(shù) , 激光表面處理技術(shù)具有的巨大優(yōu)越性決定其依然有很大發(fā)展?jié)摿?, 在石油機(jī)械設(shè)備的表面處理上 , 激光表面處理技術(shù)依然具有廣闊的應(yīng)用和發(fā)展前景。

1）隨著經(jīng)營管理體制改革的進(jìn)一步深化 , 各油田追求油氣產(chǎn)量和總體經(jīng)濟(jì)效益并舉 , 要求降低開采成本 , 提高開采效率 , 而激光表面處理技術(shù)的特點(diǎn)決定了該技術(shù)是降低采油機(jī)械設(shè)備成本的最有效途徑之一。

2）各油田油氣開采條件不斷惡化 ,高溫高壓、深井、超深井的數(shù)量也逐漸增多 , 對石油機(jī)械設(shè)備的材料性能提出了更高要求 , 激光表面處理技術(shù)在石油機(jī)械中所涉及的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大。

3）中國制造 2025 的核心是智能制造 , 智能制造的核心之一是光電技術(shù) ,而光電技術(shù)的核心之一正是激光技術(shù)。

激光行業(yè)本身的市場規(guī)模雖小 , 但卻是驅(qū)動制造業(yè)發(fā)展的核心力量之一 , 其重要性不言而喻 , 激光表面處理技術(shù)勢必會因勢發(fā)展 , 成為石油機(jī)械表面處理技術(shù)中不可或缺的中堅(jiān)力量。

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