Способ защиты технологического оборудования нефтехимического производства

Изобретение относится к области химического, нефтехимического, нефтеперерабатывающего машиностроения и может быть использовано для защиты основного и вспомогательного оборудования указанных производств от воздействия агрессивных коррозионно-активных сред. Способ формирования на поверхности детали нефтехимического оборудования покрытия методом высокоскоростного газопламенного напыления включает активацию поверхности детали механическим воздействием ускоренных абразивных частиц в процессе абразивно-струйной обработки, выбор оптимального режима напыления материала покрытия, который осуществляют по структурному фактору покрытия, обеспечивающему его пористость не более 1% и газопроницаемость до 8-10 атмосфер в атмосфере гелия, подачу наносимого материала покрытия в горелку, закрепленную на манипуляторе, вращающемся на 360 градусов, формирование однослойного функционального покрытия толщиной 410±10 мкм напылением покрытия при движении горелки или формирование гетерогенного многослойного функционального покрытия толщиной 410±10 мкм путем послойного нанесения покрытия при движении горелки, при этом толщина функционального слоя, обеспечивающего повышение адгезии с материалом основы, составляет не более 200 мкм, и управление режимом напыления при помощи контрольно-измерительного оборудования, поддерживающего давление в камере сгорания горелки не менее 3 МПа и степень избытка окислителя 0,6-1. Изобретение позволяет повысить адгезию покрытия с материалом основы, повысить коррозионно-механические свойства, такие как износостойкость, абразивная стойкость и коррозионная стойкость. 2 н. и 3 з.п. ф-лы.

 

Способ защиты технологического оборудования нефтехимического производства

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к области химического, нефтехимического, нефтеперерабатывающего машиностроения и может быть использовано для защиты основного и вспомогательного оборудования указанных производств от воздействия агрессивных коррозионно-активных сред, а также сред, в составе которых могут дополнительно присутствовать абразивные частицы, ржавчина, твердые побочные продукты производств, либо дополнительные гидродинамические явления в виде кавитации, гидроударов.

Уровень техники

Из уровня техники широко известны способы нанесения различного рода порошков в один или несколько слоев методами газотермического напыления (см. например, [1] US 6503290, МПК B22F 1/00, С22С 1/04, опубл. 07.01.2003; [2] US 6749894, МПК С23С 26/00, опубл. 15.06.2004).

Недостатками аналога [1] является ограниченная применимость в условиях воздействия коррозионно-активных сред, что обусловлено высокой твердостью материала покрытия (низкая пластичность), что при эксплуатации (перепады температур, перепады внутреннего давления среды) будет способствовать растрескиванию материала с последующим отслоением от основы.

Недостатками аналога [2] является ограниченность применения (преимущественно титановые сплавы), а также высокая стоимость исходного материала в качестве базовой основы (никель и кобальт) под последующий наполнитель в виде керамики. Для придания защиты от высокотемпературной коррозии (преимущественно газовой) состав базовой основы также легируется дорогостоящими легирующими элементами, что в конечном итоге дополнительно сказывается на стоимости конечного решения.

Раскрытие изобретения

Задача изобретений является повышение ресурса внутренних поверхностей (объемов) технологического оборудования, подвергаемого коррозионно-абразивному износу под действием агрессивной среды в процессе эксплуатации (коррозионно-активные компоненты: хлориды, сероводород, меркаптаны, продукты побочных реакций и др.; а также твердые абразивные примеси: ржавчина, частицы катализаторного комплекса, частицы отложений на внутренних стенках).

Технический результат изобретения заключается в повышении энергоэффективности технологических процессов производств по добыче и переработке нефти и газа, химии и нефтехимии, а более конкретно в повышении защиты металлоемкого оборудования (реакторы, колонны); в повышении адгезии с материалом основы; в повышении коррозионно-механических свойств: износостойкость, абразивная стойкость, коррозионная стойкость, надежность - по сравнению с базовым материалом основы; в сокращении издержек предприятий на содержание и обслуживание крупногабаритного оборудования (реакторы, колонны и др.), участвующего в добыче и переработке сырья (нефти и ее производных).

Технический результат достигается за счет заявленного способа формирования на поверхности детали нефтехимического оборудования покрытия методом высокоскоростного газопламенного напыления, включающего:

- активацию поверхности детали механическим воздействием ускоренных абразивных частиц в процессе абразивно-струйной обработки;

- выбор оптимального режима напыления материала покрытия, который осуществляют по структурному фактору покрытия, обеспечивающему его пористость не более 1% и газопроницаемость до 8-10 атмосфер в атмосфере гелия;

- подачу наносимого материала покрытия в горелку, закрепленную на манипуляторе, вращающемся на 360 градусов;

- формирование однослойного функционального покрытия толщиной 410±10 мкм напылением покрытия при движении горелки;

- управление режимом напыления при помощи контрольно-измерительного оборудования, поддерживающего давление в камере сгорания горелки не менее 3 МПа и степень избытка окислителя 0,6-1.

Технический результат также достигается за счет способа формирования на поверхности детали нефтехимического оборудования покрытия методом высокоскоростного газопламенного напыления, включающий:

- активацию поверхности детали механическим воздействием ускоренных абразивных частиц в процессе абразивно-струйной обработки;

- выбор оптимального режима напыления материала покрытия, который осуществляют по структурному фактору покрытия, обеспечивающему его пористость не более 1% и газопроницаемость до 8-10 атмосфер в атмосфере гелия;

- подачу наносимого материала покрытия в горелку, закрепленную на манипуляторе, вращающемся на 360 градусов;

- формирование гетерогенного многослойного функционального покрытия толщиной 410±10 мкм путем послойного нанесения покрытия при движении горелки, при этом толщина функционального слоя, обеспечивающего повышение адгезии с материалом основы, составляет не более 200 мкм;

- управление режимом напыления при помощи контрольно-измерительного оборудования, поддерживающего давление в камере сгорания горелки не менее 3 МПа и степень избытка окислителя 0,6-1.

Наносимым слоем материала покрытия являются железная (Fe) или никелевая (Ni) основа легированная хромом (Cr), никелем (Ni), железом (Fe), кобальтом (Со), углеродом (С), марганцем (Mn), молибденом (Мо), вольфрамом (W), бором (В), кремнием (Si), ниобием (Nb), титаном (Ti).

В качестве материала функционального слоя многослойного функционального покрытия используют материал с химическим составом, обеспечивающим эквивалент хрома Crэкв не менее 19, PREN в пределах 20-65, эквивалент углерода Сэкв не более 0,05%.

Осуществление изобретения

Под основным технологическим оборудованием следует понимать оборудование, задействованное непосредственно в процессе производства или переработки сырья (нефти, газа или химии). Сюда входят реакторы, колонны, сепараторы, теплообменники, то есть то оборудование, которое непосредственно взаимодействует (соприкасается) со средой. Под вспомогательным оборудованием следует понимать оборудование, задействованное в подготовительных и транспортных операциях с сырьем, например насосное оборудование, сырьевые емкости, трубы.

Поскольку результат направлен на защиту металлоемкого оборудования, то наиболее агрессивная среда находится внутри аппаратов, снаружи действуют лишь внешние факторы (атмосферная коррозия от газов, примесей, осадки и т.д.).

На внутреннюю поверхность технологического оборудования методами газотермического напыления наносится функциональное покрытие. Функционал, это тот набор свойств, которые может обеспечить покрытие, например, оно может быть только коррозионно-стойким и плохо работать при влиянии абразива; либо оно может быть и коррозионно-стойким и износостойким и стойким к кавитации и т.д. Поскольку среда в колонном оборудовании в разных частях в различном агрегатном состоянии, например, внизу колонны - жидкая фаза; верху - газообразная, то в разных зонах могут реализовываться разные процессы по своей природе (кавитация, коррозия общая или локальная и т.д.). Следовательно, состав и функциональные свойства покрытия (коррозионная стойкость, износостойкость, кавитационная стойкость и др.) варьируются в зависимости от рабочих условий технологического оборудования, агрессивности протекающих коррозионно-механических процессов, их локализации, типа применяемой технологии газотермического напыления.

В качестве базового материала рассматриваются никель и железо, которые в последующем легируются такими элементами как Cr, Ni, С, Mn, Mo, W, В, Si, Nb, Ti, чтобы обеспечить высокую стойкость к локальным типам коррозии в виде питтингов и язв, структурную стабильной для температурного диапазона работы технологического оборудования, а также скорость общей коррозии не более 0,1 мм/год. Легирующие элементы как Ni, Mn, С, Cr, позволяют значительно повысить коррозионную стойкость материала. Модифицирование бором, кремнием в совокупности с углеродом, молибденом улучшает высокотемпературную структурную стабильность материала, способствует формированию мелкодисперсных карбидных и других упрочняющих фаз, что также предает материалу износо- и абразивную стойкость. Увеличение содержания углерода ограничивается в виду того, при его значительном количестве происходит выделение устойчивых карбидов по границам зерен с основными легирующими элементами Cr, Mo, Si, В и тем самым снижаются упругопластические и коррозионные свойства твердого раствора из-за обеднения.

Для технологического оборудования, подвергаемого значительной коррозии внутренних поверхностей (скорость коррозии выше проектной) нанесение покрытия осуществляется с применением мобильного комплекса высокоскоростного газопламенного напыления, которое позволяет осуществлять процесс нанесения покрытия как в полевых условиях (например, на территории заказчика), так и в условиях цеха (производства).

Высокоскоростное газопламенное нанесение обеспечивает формирование плотного сплошного коррозионно-стойкого покрытия (без сквозной пористости). При этом для обеспечения качества покрытия напыление может осуществляться в автоматическом режиме с применением промышленного манипулятора оригинальной конструкции. Конструкция манипулятора зависит от исполнения (оборудование горизонтального или вертикального типа по расположению в пространстве) технологического оборудования и его геометрических размеров внутреннего пространства. Оригинальность конструкции манипулятора заключается в возможности нанесения покрытия без остановки по заданной траектории движения горелки и вращения на 360 градусов, что не требует промежуточных остановок при нанесении покрытия с целью перемещения манипулятора от обработанного участка с покрытием к участку, требующему обработки (напыления). Применение автоматизированного процесса нанесения позволяет обеспечить повторяемость свойств покрытия и толщин слоев в различных участках наносимого покрытия, что в целом сказывается на эксплуатационной надежности покрытия.

Для остального технологического оборудования, когда скорость коррозии на уровне проектной, конфигурация оборудования не позволяет применение автоматизированных манипуляторов (наличие опорных балок или элементов конструкции, мешающих процессу нанесения, что требует частых остановок (перестановок манипулятора)) нанесения покрытия может осуществляться с применением ручных высокопроизводительных горелок для газотермического напыления. При этом качество покрытия обеспечивается за счет применения контрольно-измерительных средств на различных этапах процесса (управляемые газовые расходомеры для стабильной подачи топлива и окислителя и обеспечения требуемого типа пламени, сжатого воздуха, управляемого устройства подачи наносимого материала, лазерного дальномера и других контрольно-измерительных устройств).

Автоматизированный комплекс позволяет обеспечить стабильность процесса нанесения покрытий (равномерность толщины покрытия, плотность покрытия, и др.), это, соответственно, сказывается на эксплуатационной стойкости материала покрытия (в том числе коррозионной стойкости).

Применение ручных горелок необходимо в том случае, где нет возможности использования автоматизированных комплексов с манипуляторами. При этом на условия формирования покрытия и его свойства будет сказываться ручной труд, поэтому для применения этого метода необходимо применение контрольно-измерительных средств. Без наличия контрольно-измерительных средств нет возможности обеспечить стабильность задаваемых параметров работы оборудования.

Формирование плотного покрытия (без сквозной пористости), с повышенной коррозионной и абразивной стойкостью, обеспечивается за счет метода высокоскоростного газопламенного напыления. Наносимый материал покрытия подается в горелку, закрепленную на манипуляторе. Послойное наращивание покрытия до требуемой толщины производится в процессе движения горелки, закрепленной на манипуляторе, вращающемся на 360 градусов. При этом варьирование составом исходного материала позволяет уменьшить скорость коррозионно-механического изнашивания технологического оборудования в зависимости от его функционального назначения и коррозионной активности среды. Для сред, способствующих активному развитию питтингов и язв в составе материала, обеспечивается повышенное значение Мо, при этом PREN (эквивалентное число сопротивления к питтинговой коррозии) должен находится в пределах 20-65.

Послойное нанесение покрытия позволяет формировать как однослойное функциональное покрытие, толщиной 410±10 мкм (преимущественно коррозионно-стойкое), так и гетерогенное многослойное функциональное покрытие, также толщиной 410±10 мкм, где каждый слой выполняет самостоятельную функцию (адгезионная составляющая + коррозионная стойкость или адгезионная составляющая + коррозионная и абразивная стойкость), при этом толщина функционального слоя, обеспечивающего повышение адгезии с материалом основы, составляет не более 200 мкм. Материал покрытия имеет железную (Fe) или никелевую (Ni) основу легированную хромом (Cr), никелем (Ni), железом (Fe), кобальтом (Со), углеродом (С), марганцем (Mn), молибденом (Мо), вольфрамом (W), бором (В), кремнием (Si), ниобием (Nb), титаном (Ti). Функциональным слоем многослойного функционального покрытия является материал с химическим составом, обеспечивающим стойкость к локальным и общим процессам коррозии (эквивалент хрома Crэкв не менее 19, PREN в пределах 20-65, эквивалент углерода Сэкв не более 0,05%).

Непосредственно выбор оптимального режима нанесения (давление в камере сгорания горелки не менее 3 МПа; степень избытка окислителя 0,6-1; газонепроницаемость до 8-10 атмосфер при проверке гелием, видимая пористость не более 1%) выбранного материала покрытия на оборудование осуществляется по структурному критерию и газопроницаемости. Оптимальный режим - это комплексный параметр, и для каждого материала он может быть свой. Причем для одних рабочих условий эксплуатации колонного оборудования (среда, температура, давление) это один тип режима, для других - другой.

Структурный критерий обеспечивает минимизацию содержания дефектов в покрытии (поры, трещины), а также количество окислов. Как известно, наличие окислов в структуре покрытия приводит к существенному повышению электрохимической гетерогенности материала покрытия, что отрицательно сказывается на ее коррозионной стойкости.

После структурной оптимизация производится проверка на газопроницаемость (либо оптимизация по показателю газопроницаемости с корректировкой режимов напыления, при условии обеспечения того же уровня окислов, и структурных дефектов подобранных при структурной оптимизации). Проверка на газопроницаемость осуществляется с применением инертного газа - гелия, который подается под давлением. Давление гелия при испытании выбирается исходя из рабочих условий эксплуатации технологического оборудования (рабочего давления технологического оборудования) и последующей прибавкой запаса в 2-3 атмосферы. Для особо ответственного технологического оборудования давление при испытании достигает 8-10 атмосфер гелия. Рабочие условия эксплуатации оборудования включают воздействие температуры от 60 и более градусов, давления (измерение в МПа) от ниже атмосферного и более, а также среду (газовую, жидкую или смешанную). Для каждого технологического оборудования рабочие условия могут быть своими (давление, температура, среда), варьируются в определенных пределах (проектных), при которых обеспечивается оптимальное протекание химических, физико-механических реакций, обеспечивающих выпуск конечного продукта (полупродукта).

Обеспечение высокой адгезии к материалу основы технологического оборудования осуществляется за счет оптимального варьирования параметрами сгорания топливной смеси (давление в камере сгорания горелки не менее 3 МПа, степень избытка окислителя 0,6-1), подаваемой в горелку, качеством подготовки поверхности оборудованием перед нанесением покрытия, а также конструкции высокоскоростной горелки, которая позволяет управлять скоростью и температурой частиц.

Для технологического оборудования, где имеется возможность применения исключительно ручных высокопроизводительных горелок для газотермического напыления покрытий, подбор и оптимизация режимов также осуществляются по структурному критерию и газопроницаемости. При этом качество покрытия обеспечивается за счет применения контрольно-измерительных средств на различных этапах процесса (управляемые газовые расходомеры для стабильной подачи топлива и окислителя и обеспечения требуемого типа пламени, сжатого воздуха, управляемого устройства подачи наносимого материала, лазерного дальномера и других контрольно-измерительных устройств).

Таким образом, решением обеспечивается повышение ресурса внутренних поверхностей (объемов) технологического оборудования, подвергаемого коррозионно-абразивному износу под действием агрессивной среды в процессе эксплуатации.

Повышение ресурса внутренних поверхностей вертикального цилиндрического технологического оборудования, подвергаемого коррозионно-абразивному износу под действием агрессивной среды в процессе эксплуатации (коррозионно-активные компоненты: хлориды, сероводород, меркаптаны, продукты побочных реакций и др.; а также твердые абразивные примеси: ржавчина, частицы катализаторного комплекса, частицы отложений на внутренних стенках) достигается за счет применения технологии высокоскоростного газопламенного напыления материала покрытия с химическим составом, обеспечивающим стойкость к локальным и общим процессам коррозии (эквивалент хрома Crэкв не менее 19, PREN в пределах 20-65, эквивалент углерода Сэкв не более 0,05). При этом подбор материала покрытия осуществляется за счет предварительного анализа рабочих условий технологического оборудования, а также агрессивности протекающих коррозионных процессов (коррозионно-механического изнашивания) в процессе эксплуатации.

1. Способ формирования на поверхности детали нефтехимического оборудования покрытия методом высокоскоростного газопламенного напыления, включающий:

- активацию поверхности детали механическим воздействием ускоренных абразивных частиц в процессе абразивно-струйной обработки;

- выбор оптимального режима напыления материала покрытия, который осуществляют по структурному фактору покрытия, обеспечивающему его пористость не более 1% и газопроницаемость до 8-10 атмосфер в атмосфере гелия;

- подачу наносимого материала покрытия в горелку, закрепленную на манипуляторе, вращающемся на 360 градусов;

- формирование однослойного функционального покрытия толщиной 410±10 мкм напылением покрытия при движении горелки;

- управление режимом напыления при помощи контрольно-измерительного оборудования, поддерживающего давление в камере сгорания горелки не менее 3 МПа и степень избытка окислителя 0,6-1.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что наносят слой материала покрытия на основе железа (Fe) или никеля (Ni), легированный хромом (Cr), никелем (Ni), железом (Fe), кобальтом (Со), углеродом (С), марганцем (Mn), молибденом (Мо), вольфрамом (W), бором (В), кремнием (Si), ниобием (Nb), титаном (Ti).

3. Способ формирования на поверхности детали нефтехимического оборудования покрытия методом высокоскоростного газопламенного напыления, включающий:

- активацию поверхности детали механическим воздействием ускоренных абразивных частиц в процессе абразивно-струйной обработки;

- выбор оптимального режима напыления материала покрытия, который осуществляют по структурному фактору покрытия, обеспечивающему его пористость не более 1% и газопроницаемость до 8-10 атмосфер в атмосфере гелия;

- подачу наносимого материала покрытия в горелку, закрепленную на манипуляторе, вращающемся на 360 градусов;

- формирование гетерогенного многослойного функционального покрытия толщиной 410±10 мкм путем послойного нанесения покрытия при движении горелки, при этом толщина функционального слоя, обеспечивающего повышение адгезии с материалом основы, составляет не более 200 мкм;

- управление режимом напыления при помощи контрольно-измерительного оборудования, поддерживающего давление в камере сгорания горелки не менее 3 МПа и степень избытка окислителя 0,6-1.

4. Способ по п. 3, отличающийся тем, что наносят слой материала покрытия на основе железа (Fe) или никеля (Ni), легированный хромом (Cr), никелем (Ni), железом (Fe), кобальтом (Со), углеродом (С), марганцем (Mn), молибденом (Мо), вольфрамом (W), бором (В), кремнием (Si), ниобием (Nb), титаном (Ti).

5. Способ по п. 3, отличающийся тем, что в качестве материала функционального слоя многослойного функционального покрытия используют материал с химическим составом, обеспечивающим эквивалент хрома Crэкв не менее 19, PREN в пределах 20-65, эквивалент углерода Сэкв не более 0,05%.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к новому износостойкому защитному слою для поршневых колец двигателей внутреннего сгорания и к способу нанесения такого износостойкого защитного слоя при изготовлении поршневого кольца.

Изобретение относится к области металловедения, химико-термической обработке металлических изделий, к созданию наноструктурированных материалов конструкционного назначения, к проблеме трения и износа и может быть использовано для повышения долговечности деталей машин в любой отрасли промышленности.

Изобретение относится к способам нанесения защитных покрытий, в частности коррозионностойких, антифрикционных и эрозионностойких покрытий, и может быть использовано для защиты изделий в химической, машиностроительной, авиационной, приборостроительной промышленности и других областях.

Изобретение относится к области машиностроения и металлургии, в частности к комбинированным способам получения покрытий, и может быть использовано, в частности, для получения покрытий на деталях.

Изобретение относится к способу высокоскоростного газопламенного напыления многослойного композитного покрытия из порошковых материалов на металлическое изделие.

Изобретение относится к способам напыления композиционных пористых биоактивных покрытий и может быть использовано для формирования покрытий на поверхности внутрикостных имплантатов, фильтрующих покрытий, носителей катализаторов.

Изобретение относится к технологии нанесения покрытий на металлические поверхности с использованием концентрированных потоков энергии и может быть использовано в электротехнике.

Изобретение относится к формированию на поверхности медных электрических контактах покрытий и может быть использовано в электротехнике. Способ включает электрический взрыв композиционного электрически взрываемого проводника, состоящего из двухслойной плоской медной оболочки массой 60-360 мг и сердечника в виде порошков молибдена и никеля, взятых в соотношении 10:1 массой, равной 0,5-2,0 массы оболочки, формирование из продуктов взрыва импульсной многофазной плазменной струи, оплавление ею поверхности медного электрического контакта при поглощаемой плотности мощности 4,5-6,5 ГВт/м2, осаждение на поверхность продуктов взрыва с формированием на ней композиционного покрытия системы Mo-Ni-Cu и последующую импульсно-периодическую электронно-пучковую обработку поверхности покрытия при поглощаемой плотности энергии 40-60 Дж/см2, длительности импульсов 150-200 мкс и количестве импульсов 10-30.

Изобретение относится к способу изготовлению детали из хромосодержащего жаропрочного сплава на основе никеля и может найти применение при изготовлении деталей газотурбинных двигателей.

Изобретение относится к способам антикоррозионной обработки поверхности изделий из алюминия или алюминиевых сплавов. Поверхность изделия подвергают импульсному энергетическому воздействию излучением импульсного оптоволоконного иттербиевого лазера с длиной волны 1,065 мкм при удельной мощности излучения 4,539⋅1010…8,536⋅1010 Вт/см2, частоте следования импульсов 20…40 кГц и скорости сканирования поверхности лазерным излучением 250…700 мм/с.

Изобретение относится к способу формирования волокнистого композиционного покрытия на изделии из низко- или среднеуглеродистой конструкционной стали. Осуществляют нанесение покрытия на основе промышленного порошка ПР-10Р6М5 электронно-лучевым или плазменно-порошковым методом. Наплавленную поверхность подвергают шлифованию и дискретному оплавлению с помощью импульсного лазерного или импульсного электронного луча с диаметром луча на поверхности покрытия 0,25÷2 мм и длительностью импульса 5÷20 миллисекунд, сфокусированного в линию или точку. Технический результат: уменьшение интенсивности изнашивания в паре трения. 4 ил.

Изобретение относится к способу и оборудованию для наплавки металлической детали (202) турбореактивного двигателя летательного аппарата, содержащей множество подлежащих наплавке металлических частей (203, 204). Для наплавки используют форсунку (211), излучающую лазерный пучок. Способ включает следующие этапы: размещение подлежащей наплавке металлической детали (202) на поворотной плите (201); размещение крышки (205) на поворотной плите (201), позиционирование форсунки (211) на уровне отверстия (206), имеющегося в крышке (205); введение инертного газа под крышку (205); наплавку первой части (203) из множества металлических частей металлической детали (202). Осуществляют лазерную наплавку металлического порошка на упомянутую первую металлическую часть (203) с перемещением форсунки (211) относительно упомянутой первой металлической детали (203). 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к лазерному плазмотрону для осаждения композитных алмазных покрытий и может быть использовано в машиностроении, в химической и электронной промышленности, в атомной энергетике. Плазмотрон содержит непрерывный CO2-лазер, входной блок формирования рабочей газовой смеси Ar/CH4/H2, фокусирующую линзу, установленную в упомянутом блоке на пути лазерного излучения, газовое сопло и реакционную камеру. Реакционная камера имеет узел ввода нано-/микрофункциональных частиц в виде газопылевой струи. Упомянутый узел установлен с возможностью перемещения вдоль поверхности реакционной камеры по направлению потока лазерной плазмы и с возможностью подачи газопылевой струи поперек упомянутого потока в область фокуса лазерного излучения или ниже упомянутой области фокуса в направлении по потоку лазерной плазмы. В результате того, что узел ввода частиц может передвигаться вдоль поверхности реакционной камеры плазмотрона возможно осуществлять очистку и активацию поверхности частиц, частичную абляцию (испарение) частиц с уменьшением их среднего размера, полное испарение частиц до атомарного состояния. Таким образом, использование непрерывного лазерного плазмотрона с вводом газопылевой струи нано-/микронных частиц наполнителя для осаждения композитных алмазных покрытий позволяет улучшать функциональные характеристики обычных алмазных покрытий (прочность, микрорельеф поверхности, устойчивость к износу и др.), формировать сравнительно толстые покрытия, увеличивать их скорость осаждения. 1 ил.

Изобретение относится к области машиностроения и предназначено для импульсного дозирования подачи порошка при газотермическом детонационном напылении слоя покрытия на физический объект. Устройство для газотермического детонационного напыления слоя покрытия с импульсным дозированием подачи порошка содержит корпус 1, в котором установлены емкость для порошка 2 с порошком 3, распределительный диск 4, установленный на оси 7 с выполненными по периферийной части диска 4 дозирующими подающими цилиндрическими полостями 5, клапан 10 со штоком 11, который соединен с запорным устройством 12, канал 13, соединенный со стволом 14, блок управления 15. Диск 4 в зоне дозирующих подающих цилиндрических полостей 5 с каждой стороны снабжен концентрическим выступом, причем края выступа расположены симметрично относительно дозирующих подающих цилиндрических полостей 5. Диск 4 снабжен перепускными отверстиями 6, расположенными по окружности внутри концентрического выступа диска 4. В корпусе под диском выполнен криволинейный канал 8, входное отверстие которого расположено напротив перепускных отверстий 6, а выходное отверстие расположено на одной оси с дозирующей подающей цилиндрической полостью 5 и каналом 9, соединенным с каналом 13. Технический результат: обеспечение возможности упростить дозирование и повысить его точность, компактно распределить в голове газового детонирующего объекта порошок и уменьшить его непроизводительное расходование, улучшить качество наносимого покрытия, повысить надежность устройства. 4 ил.

Изобретение относится к трубному производству, в частности к способу обработки ниппельной части резьбового соединения насосно-компрессорной трубы, и может быть использовано при строительстве нефтяных, газовых и газоконденсатных скважин. Способ включает нанесение на трубу покрытия. Покрытие наносят горелкой методом высокоскоростного газопламенного напыления. В качестве покрытия используют смесь самофлюсующегося сплава системы Ni-Cr-B-Si-Mo и абразивного порошка в соотношении 3,4-3,6:1 или смесь WC/Co/Cr и антифрикционной добавки в соотношении 1:1. Техническим результатом является повышение равномерности покрытия, повышение уровня герметизации резьбового соединения, износостойкости, уменьшение шероховатости покрытия, повышение антифрикционных свойств с толщиной слоя в пределах допуска на профиль резьбы. 2 н. и 22 з.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к способу нанесения металлического порошкового покрытия на поверхность металлической подложки. Осуществляют обезжиривание, механическую обработку поверхности металлической подложки и электродуговое напыление порошка, который подают из сопла-электрода горелки посредством транспортирующего газа в зону электрической дуги между соплом-электродом и металлической подложкой. В качестве транспортирующего газа используют смесь воздуха и горючего газа. Технический результат заключается в повышении качества напыления покрытия. 3 ил.

Изобретение относится к способам и устройствам для нанесения износостойкого покрытия. Введение частиц порошкового материала в распылительное сопло. Частицы порошкового материала покрытия ускоряют в распылительном сопле с газом в направлении к поверхности образца. Сцепление частиц порошкового материала между собой и подложкой создают путем введения электромагнитного излучения в место попадания струи газа с частицами порошкового материала на поверхность образца. Для генерирования электромагнитного излучения используют лазер, мощность которого устанавливают достаточной для оплавления порошкового материала и его перемешивания с материалом поверхности образца. В процессе нанесения покрытия фокус пятна излучения лазера на поверхности образца смещают относительно фокуса подаваемых частиц порошкового материала для обеспечения внедрения подаваемых частиц порошкового материала в расплавленный порошковый материал поверхности образца. В одном из вариантов осуществления способа перед нанесением покрытия фокус пятна лазерного излучения лазера на поверхности образца устанавливают со смещением относительно фокуса подаваемого порошкового материала для обеспечения внедрения подаваемых частиц порошкового материала в расплавленный порошковый материал поверхности образца. В процессе нанесения покрытия дополнительно нагревают поверхность образца, до температуры достаточной для снятия остаточных напряжений. Устройство для нанесения износостойкого покрытия на образец содержит рабочую камеру, распылительное сопло и лазерный блок. Лазерный блок и распылительное сопло установлены с возможностью взаимного перемещения оси симметрии фокусирующих линз лазерной оптики лазерного блока и оси симметрии распылительного сопла. Лазерный блок выбран с мощностью лазерного излучения, достаточной для оплавления порошкового материала и перемешивания его с поверхностью образца. Устройство для нанесения износостойкого покрытия может содержать электромагнитный индуктор для нагревания образца. Обмотка электромагнитного индуктора выполнена с возможностью установки в нее образца. Обеспечивается получение износостойкого покрытия с высокой адгезией. 6 н. и 1 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к способам нанесения покрытий, в частности к способу нанесения покрытий на рабочую поверхность цилиндра блока цилиндров двигателя внутреннего сгорания. На внутренней поверхности цилиндра в блоке цилиндров двигателя внутреннего сгорания термическим напылением формируют покрытие с использованием инертного газа в качестве распылительного. Расход распылительного газа составляет от 300 до 900 л/мин, величина массового расхода покровного материала – от 8 до 22,5 кг/ч. Формируемое покрытие обеспечивает высокую коррозионную стойкость рабочей поверхности цилиндра в литом блоке цилиндров двигателя внутреннего сгорания. 8 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области химического, нефтехимического, нефтеперерабатывающего машиностроения и может быть использовано для защиты основного и вспомогательного оборудования указанных производств от воздействия агрессивных коррозионно-активных сред. Способ формирования на поверхности детали нефтехимического оборудования покрытия методом высокоскоростного газопламенного напыления включает активацию поверхности детали механическим воздействием ускоренных абразивных частиц в процессе абразивно-струйной обработки, выбор оптимального режима напыления материала покрытия, который осуществляют по структурному фактору покрытия, обеспечивающему его пористость не более 1 и газопроницаемость до 8-10 атмосфер в атмосфере гелия, подачу наносимого материала покрытия в горелку, закрепленную на манипуляторе, вращающемся на 360 градусов, формирование однослойного функционального покрытия толщиной 410±10 мкм напылением покрытия при движении горелки или формирование гетерогенного многослойного функционального покрытия толщиной 410±10 мкм путем послойного нанесения покрытия при движении горелки, при этом толщина функционального слоя, обеспечивающего повышение адгезии с материалом основы, составляет не более 200 мкм, и управление режимом напыления при помощи контрольно-измерительного оборудования, поддерживающего давление в камере сгорания горелки не менее 3 МПа и степень избытка окислителя 0,6-1. Изобретение позволяет повысить адгезию покрытия с материалом основы, повысить коррозионно-механические свойства, такие как износостойкость, абразивная стойкость и коррозионная стойкость. 2 н. и 3 з.п. ф-лы.

Наверх