一种管道内壁的熔覆方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及激光烙覆方法技术领域，具体而言设及一种管道内壁的烙覆方法。
【背景技术】
[0002] 管道作为输送气体、液体或带固体颗粒的流体载体，主要用在给水、排水、供热、供 煤气、长距离输送石油和天然气、农业灌概、水力工程和各种工业装置中。管道的通行、支 承、坡度、排液排气、补偿、保溫与加热、防腐与清洗、识别与涂漆、安全等因素，无论对于地 上敷设还是地下敷设都是重要的问题，其中，腐蚀是管道发生失效事故的主要原因。
[0003] 石油管道所处环境极其复杂，是极易受到腐蚀的管道之一。水、气、控等气相、液 相、固相多相共存且流动的多相流腐蚀介质，加之高溫、高压、服、〇)2、02、〇-和水分为石油 管道的主要腐蚀介质。W水、控两相为共存为例，当油水比例大于70%时，一般存在油包水 的情况，腐蚀速率较低；当油水比例小于30%时，则会出现水包油的情况，腐蚀、磨损速率 较高。水包油时会出现两种情况：一、油中含有起缓蚀剂作用的物质，由于受到缓蚀作用，其 腐蚀速率比单相水介质的腐蚀速率要慢；二、当油中不含缓蚀作用物质时，由于各相间的互 相促进作用，其腐蚀性有时会比单相介质强的多。
[0004] 石油管道一旦发生腐蚀事故，轻者天然气和原油泄漏，重者燃烧、爆炸，不仅造成 严重的经济损失，而且还会带来环境污染。目前，国内经常采用涂层防腐和电法保护提高石 油管道内壁的耐腐蚀性能，效果均不理想。因此，如何提高管道内壁的耐腐蚀性能，是一项 值得研究的技术问题。
【发明内容】
阳〇化]本发明提供了 一种管道内壁的烙覆方法。
[0006] 为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
[0007] 一种管道内壁的烙覆方法，包括在待加工管道的内壁烙覆合金粉末，得到烙覆层。
[0008] 进一步，所述烙覆层的烙覆方式为紧密螺旋烙覆或疏松螺旋烙覆。
[0009] 进一步，所述烙覆层的烙覆方法为：
[0010] (1)将待加工管道固定在工装上，所述工装匀速旋转带动所述待加工管道，围绕待 加工管道的主轴匀速旋转，所述待加工管道的横截面为圆形；
[0011] (2)将激光头置于待加工管道内部，并且激光头沿着待加工管道的主轴方向进给 运动，所述激光头上设置有除烟装置和送粉装置；
[0012] (3)采用同步送粉方式，在待加工管道的内壁烙覆合金粉末，得到烙覆层。
[0013] 进一步，在所述烙覆过程中，对所述待加工管道的外表面，同步进行散热处理，所 述散热处理的方法为：
[0014] 在所述待加工管道的外表面设置冷气源，所述冷气源与激光头同步进给，对激光 头烙覆后的管道进行降溫，所述冷气源的压强为5-20bar，输出冷空气溫度为0-8°C，进气 量为 0. 7-1. 2mVmin。
[0015] 进一步，所述紧密螺旋烙覆采用多道搭接的方式进行，其烙覆方法为：
[0016] (1)在所述激光头沿待加工管道的主轴方向的一个进给工步中，激光头逐步烙覆 合金粉末，形成围绕待加工管道内壁、首尾相搭接的第N道烙覆条；
[0017] (2)所述激光头沿待加工管道的主轴方向运动一个进给工步，在第N道烙覆条的 侧面，逐步搭接烙覆合金粉末，形成围绕待加工管道内壁、首尾相搭接的第N+1道烙覆条， 且第N、N+1道烙覆条的搭接率为30% -50%;
[0018] (3)重复进行步骤（2)，直至烙覆条将所述待加工管道的内壁完全覆盖，得到烙覆 层。
[0019] 所述紧密螺旋烙覆方式可W-次成形，烙覆层表面平整、均匀，有效提高工作效 率。
[0020] 进一步，所述紧密螺旋烙覆方式中，激光器的线速度为540-600mm/min，步距为激 光光斑直径的1/3-1/2,功率为6800-7400W，送粉速度为15-25g/min，载流气体量为1-化/ min,所述烙覆条的单边厚度为l-2mm，工装旋转速度为6-8mm/s。
[0021] 进一步，所述疏松螺旋烙覆采用周期性搭接的方式进行，其烙覆方法为：
[0022] (1)在所述激光头沿待加工管道的主轴方向的进给运动中，激光头自所述待加工 管道内壁的一端烙覆到另一端，得到第N道烙覆条；
[0023] (2)所述激光头复位并沿待加工管道的主轴方向进给运动，在第N道烙覆条的侧 面，激光头自所述待加工管道的一端搭接烙覆到另一端，得到第N+1道烙覆条，且第N、N+1 道烙覆条的搭接率为30% -50%;
[0024] (3)重复进行步骤（2)，直至烙覆条将所述待加工管道的内壁完全覆盖，得到所述 烙覆层。
[0025] 所述疏松螺旋烙覆方式可W有效降低烙覆热量对待加工管道的影响，采用周期性 搭接，最终实现多道搭接，保证烙覆成形的均匀性。 阳0%] 进一步，所述疏松螺旋烙覆方式中，激光器的线速度为480-540mm/min，功率为 7000-7500W，送粉速度为20-30g/min，载流气体量为5-lOL/min，且同一烙覆条的螺距应不 小于激光光斑直径，所述烙覆条的单边厚度为l-2mm，工装旋转速度为8-lOmm/s。
[0027] 进一步，所述同一烙覆条的螺距为激光光斑直径的6-8倍，所述螺距既可W降低 烙覆过程中产生热量对待加工管道的影响，又可W提高工作效率。
[0028] 进一步，所述合金粉末包括W下配方组份：
[0029]C:8. 52-8. 6份、Mo:15. 3-16. 2份、Ni:26. 5-44份、Fe:9. 2-9. 8份、Μη:0.34-0. 7 份、Cr:17-19. 5份、Si:0. 34-0. 5份、Nb:3-3. 3份、WC:15-30份。
[0030] 所述WC为粒度均匀的球形颗粒，其具有热膨胀系数低、硬度高的特点，Ni、Mo元素 具备很好的初性，能够有效降低烙覆层整体开裂敏感性，在合金粉末中加入比例适当的WC， 促使合金粉末形成的烙覆层具有很好的抗滑动磨损和抗磨粒磨损性能，可W应对管道内壁 的腐蚀及磨损。
[0031] 本发明的有益效果是：
[0032] 1、本发明采用紧密螺旋烙覆和疏松螺旋烙覆方式，在待加工管道内壁形成烙覆 层，可W有效地提高管道的耐腐蚀性和耐磨损性，延长管道的使用寿命。
[0033] 2、本发明采用紧密螺旋烙覆方式，导致部分管道溫度急剧升高，管道内极易集聚 烟雾，同步进行散热和除烟操作，可w有效降低管道表面的溫度，及时吸附烙覆过程中产生 的烟雾，有助于提高烙覆层的质量，防止烙覆层开裂和变形。
[0034] 3、本发明采用疏松螺旋烙覆方式，可W有效避免部分管道溫度急剧升高，同时，同 步进行散热和除烟操作，有助于提高成品率，后续加工余量小，工作效率高。
[0035] 4、本发明对激光器和送粉器的各项参数进行优选设定，能够保证合金粉末与管道 内壁形成有效的冶金结合，节省生产成本。
[0036] 5、本发明对合金粉末的配方和组份进行优选，促使合金粉末具有抗滑动磨损和抗 磨粒磨损性能，同时使得烙覆层具有开裂敏感性低、稀释率低、致密度高的特点。
[0037] 6、本发明可W对工装旋转速度、激光头的进给频率进行编程，适应企业高科技、自 动化发展需要。
【附图说明】
[0038] 图1是本发明的紧密螺旋烙覆方式示意图；
[0039] 图2是本发明的疏松螺旋烙覆方式示意图；
[0040] 图3是本发明的铜加速乙酸盐雾试验中试样一的实验结果图；
[0041] 图4是本发明的铜加速乙酸盐雾试验中试样二的实验结果图。
[0042] 附图中：待加工管道1、第N道烙覆条2、第N+1道烙覆条3。
【具体实施方式】
[0043] 下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述， 显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的 实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其