Лазерная очистка материалов
Промышленная очистка поверхностей
Промышленная очистка поверхностей как отдельное направление технологического развития сформировалось довольно давно. При этом как правило очистка не очень заметна при рассмотрении отдельных процессов в промышленности, хотя и является важным, а в некоторых случаях крайне важным процессом в цикле производственной деятельности. Важность промышленной очистки определяется тем, что она напрямую влияет на качество выпускаемой продукции, ее функциональность и безопасность!
Современными методами отчистки материалов являются:
- химический,
- термохимический,
- термический,
- механический, включая пескоструйный.
Все эти технологии имеют свои преимущества и недостатки. К недостаткам большинства методов можно отнести трудоемкость, ресурсозатратность, неэкологичность, и недостаток эффективности.
Однако, есть инновационная технология, которая превосходит многие из них...
Речь идет о технологии промышленной лазерной очистки.
Рис. 1. Пескоструйная или дробеструйная обработка
Рис. 2. Химическая обработка
Лазерная очистка поверхностей
Бельгийская компания «P-Laser» является основоположником этой технологии и продолжает разрабатывать, развивать, и внедрять оборудование лазерной очистки по всему миру. Более чем за 25 лет работы ИТР персоналом компании накоплен уникальный опыт в области промышленной очистки в различных видах промышленности и социальной сферы. Компания «P-Laser» смогла объединить все преимущества лазера и накопленный обширный опыт в области очистки различных материалов и соответствующих методов очистки воедино.
Промышленная лазерная очистка – или абляция – это процесс очистки/снятие инородного слоя материала с обрабатываемой твердой поверхности путем облучения его лазерным лучом.
Рис. 3. Система лазерной очистки
Рис. 4. Принцип действия
О ТЕХНОЛОГИИ
Принцип действия работы установок лазерной очистки компании «P-Laser» заключается в том, что целевой материал, путем поглощения энергии от излучения лазера очень быстро нагревается, что приводит к его испарению или растрескиванию. При этом поверхность, расположенная ниже не подвергается воздействию и остается не тронутой, т.е. готовой к дальнейшему технологическому процессу.
Регулируя мощность излучения, скорость сканирования и режим очистки, можно с высокой точностью контролировать количество удаляемого инородного материала.
Технология лазерной очистки в большинстве случаев превосходит по эффективности другие известные методы промышленной очистки и не имеет их недостатков. Лазерная очистка с широким спектром действия является самым чистым методом индустриальной очистки так как воздействует только на тот слой, который требуется удалить, оставляя базовый материал не тронутым. При этом эффективность процесса значительно увеличивается.
При соблюдении минимальных требований ТБ и правильном подборе средств индивидуальной защиты процесс лазерной очистки является абсолютно безопасным для оператора и окружающего персонала.
Рис. 5. Процесс лазерной очистки
К преимуществам технологии можно отнести следующее:
- электроэнергия является единственным потребляемым ресурсом,
- обрабатываемый материал не разрушается в процессе воздействия,
- более высокая степень отчистки достигается путем регулировок и подбора режимов работы,
- легкость применения и интеграция в технологические процессы,
- отсутствие отходов, только пыль,
- возможно локальное и ограниченное по площади воздействие,
- возможно селективное и послойное снятие обрабатываемых слоев,
- низкий уровень шума,
- отсутствие необходимости переоснащения,
- низкая эксплуатационная стоимость,
- надежность.
ПРИМЕНЕНИЕ
Технология и оборудование «P-laser» многократно опробована и широко используется заказчиками по всему миру. В том числе очень широко применяется в нефтегазовой отрасли.
Основными видами применения лазерной очистки являются:
1. Подготовка ответственных деталей к дефектоскопии:
- очистка сварных швов сосудов, работающих под давлением,
- очистка сварных швов и соединений нагруженных элементов и конструкций,
- очистка труб различного сортамента (ОК, НКТ, СБТ, ГНКТ), а также штанги погружных насосов.
Рис. 6. Подготовка деталей к дефектоскопии
2. Очистка уплотняющих поверхностей:
- очистка фланцев,
- уплотнительных поверхностей насосов, емкостей и сепараторов.
Рис. 7. Очистка уплотняющих поверхностей
3. Производство труб большого диаметра:
- очистка поверхностей перед нанесением защитных покрытий,
- удаления окисленного слоя с привариваемых торцов.
4. Производство нефтегазового оборудования:
- очистка поверхностей перед нанесением покрытий,
- удаления окисленного слоя с привариваемых торцов.
5. Очистка вращающегося оборудования:
- очистка ступеней центробежных насосов.
6. Обслуживание оборудования и машин:
- очистка труб (НКТ, СБТ),
- обслуживание грузовой техники,
- обслуживание ДВС,
- обслуживание ГТУ,
- обслуживание электрических контактов,
- обслуживание теплообменных аппаратов.
7. Подготовка к нанесению покрытий:
- подготовка металлических поверхностей к нанесению ЛКМ и антикоррозионных покрытий,
- удаление цвета побежалости с поверхностей нержавеющей стали.
8. Снятие покрытий и обезжиривание:
- снятие краски с поверхности бурового комплекса,
- снятие краски с поверхности оборудования и инфраструктуры.
Рис. 8. Снятие ЛКП
Примеры использования технологии лазерной очистки «P-LASER» в промышленности
Удаление ржавчины с поверхности
Ржавчина является самым распространенным видом загрязнения, образующимся в ходе реакции железа и его сплавов таких как сталь с кислородом в присутствии воды или влажного воздуха. Лазерная очистка позволяет очищать металлические поверхности различной конфигурации и формы, от самых простых до самых сложных, от самых недоступных крошечных мест до поверхностей с большой площадью. По сравнению с традиционными видами очистки, лазерная очистка не оставляет побочных видов загрязнений таких как (дробь, песок, СО2, химические реагенты и т.д.), и не требует дополнительных ресурсов только электричество.
Рис. 9. Снятие ржавчины с поверхности металла
Очистка шва нержавеющей стали после сварки
В независимости от вида процесса сварки (автоматизированной или ручной, см. изображение), лазерная очистка с легкостью удаляет цвет побежалости с поверхностей нержавеющих сталей. Данная технология позволяет избежать использование химических реагентов и значительно сократить время требуемый для очистки изделий.
Рис. 10. Снятие цвета побежалости
Очистка сварного шва стали перед дефектоскопией
Лазерная очистка позволяет очищать металлические поверхности различной конфигурации и форм. Обезжиривает и подготавливает сварной шов и пространство вокруг шва к дальнейшей дефектоскопии. Сфокусированный лазерный импульс позволяет с легкостью проникать в мелкие трещины и впадины, находящиеся на поверхности обрабатываемого материала и удалять инородный слой, что невозможно достичь при механической обработке.
Рис. 11. Очистка сварного шва
Очистка поверхности алюминия от оксидной пленки
Оксидный слой или оксидная пленка возникают на поверхности алюминия или сплавов на его основе при естественном контакте с окружающей средой т.е. в процессе окисления с кислородом. В свою очередь оксидный слой служит для защиты изделий от дальнейшего коррозионного воздействия, но может оказывать неблагоприятное воздействие на технологический процесс при дальнейшем сваривании или склеивании. Лазерная очистка позволяет снимать данный оксидный слой с поверхности, тем самым улучшая адгезию или свариваемость.
Рис. 12. Снятие оксидного слоя
Удаление ЛКМ с поверхности металла слой за слоем
Оборудование лазерной очистки позволяет произвести полное, селективное или послойное удаление ЛКП с различных поверхностей металлов. Данный результат достигается при правильно подобранном режиме обработки за счет использования специального программного обеспечения, мощности излучения и подходящей оптической линзы.
Рис. 13. Селективное или послойное снятие ЛКП
Очистка стали от нагара
Лазерная очистка с легкостью и без повреждения обрабатываемой поверхности может снимать следы нагара, вызванные контактом с горячими нефтепродуктами (например, масло или нефть). Также с помощью лазера можно с легкостью удалять следы и остатки продуктов, возникающие после вулканизации сырой резины.
Рис. 14. Снятие следов нагара масла и нефтепродуктов
Сервис и услуги
В промышленных целях используются следующие виды установок:
- QF-50, мощность 50 Вт
- QF-100, мощность 100 Вт
- QF-500, мощность 500 Вт
- QF-1000, мощность 1000 Вт
Для обработки больших площадей в промышленных масштабах на производстве часто используются установки QF-500 и QF-1000. Данные системы имеют очень высокую производительность ~ 10-40 м2/час.
Рис. 15. Система лазерной очистки
Для локальной очистки используются установки QF-100. При этом установки могут быть в компактном или мобильных исполнениях корпуса. Данные системы имеют высокую производительность ~ 5-10 м2/час. Длина оптоволоконного кабеля может быть до 3-10 м.
Региональный эксклюзивный дистрибьютер компании «P-laser» в Российской федерации и странах СНГ, компания «DY-Laser» проработает вопросы применения и автоматизации оборудования лазерной очистки совместно с Заказчиком для адаптации под конкретные условия, а также окажет услуги по очистке.
