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激光除銹在海洋工程建造領(lǐng)域的應(yīng)用

2021-03-12 01:07:27 hualin

 海洋石油鋼結(jié)構(gòu)物主要用于海上油氣資源勘探、開發(fā),在建造過程中,場地油漆修補表面處理的傳統(tǒng)方式大多采用干式噴砂、動力工具打磨等,而干式噴砂及打磨過程會產(chǎn)生大量粉塵,工人在施工過程中極易吸入噴砂粉塵或打磨過程產(chǎn)生的漆渣、鐵銹粉塵等,存在較大職業(yè)病風(fēng)險危害,同時由于噴砂及打磨過程通常采用壓縮空氣作為動力,也存在高壓氣體傷人或者磨料傷人的風(fēng)險。


同時,受限于國內(nèi)嚴(yán)峻的環(huán)保形勢,各地均制定了不同標(biāo)準(zhǔn)的環(huán)保相關(guān)法律法規(guī),嚴(yán)峻的環(huán)保要求致使干式噴砂的使用越來越局限,進(jìn)而給總裝場地油漆修補表面處理帶來極大的考驗。為了緩解傳統(tǒng)表面處理方式存在的弊端,越來越多的公司開始著手研究新技術(shù)新工藝在海洋工程平臺建造過程的應(yīng)用,近年來,激光除銹技術(shù)、高壓水噴射技術(shù)得以應(yīng)用,本文針對激光除銹技術(shù)探究其在海洋工程建造領(lǐng)域的應(yīng)用。
 

設(shè)備簡介

本次實驗測試所使用的儀器為激光清洗設(shè)備,型號:P-LASER QF-50,如圖1所示。

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圖1 激光清洗設(shè)備P-LASER QF-50

激光清洗設(shè)備應(yīng)用領(lǐng)域

(1)金屬或者玻璃表面涂覆層去除,快速除漆;

(2)快速除銹及各種氧化物;

(3)去除油脂、樹脂、膠、粉塵、污漬、生產(chǎn)殘渣;

(4)金屬表面粗糙化;

(5)焊接前或粘合前脫漆、除銹、去油污,焊接后氧化物、殘渣處理;

(6)模具清洗,如輪胎模具、電子模具、食品模具;

(7)精密部件生產(chǎn)加工后油污去除;

(8)核電部件維修的快速清理;

(9)航空航天兵器,船舶生產(chǎn)或維護(hù)過程中的氧化物處理,除漆、除銹;

(10)狹小空間金屬表面清洗。

激光除銹原理

激光清洗技術(shù)是指利用高頻高能激光脈沖照射工件表面,涂覆層可以瞬間吸收聚集的激光能量,使表面的油污、銹斑或涂層發(fā)生瞬間蒸發(fā)或剝離,高速有效地清除表面附著物或表面涂層的清潔方式,而作用時間很短的激光脈沖,在適當(dāng)?shù)膮?shù)下不會傷害金屬基材。

激光清洗是基于激光與物質(zhì)相互作用效應(yīng)的一項新技術(shù),與傳統(tǒng)的機械清洗法、化學(xué)清洗法和超聲波清洗法(濕清洗工藝)不同,它不需要任何破壞臭氧層的CFC類有機溶劑,無污染,無噪聲,對人體和環(huán)境無害,是一種“綠色”清洗技術(shù),除銹原理見圖2。

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圖2 P-LASER QF-50除銹原理示意圖

除銹測試

在結(jié)構(gòu)預(yù)制車間選取一塊未經(jīng)噴砂等表面處理過的原始鋼板進(jìn)行實驗作業(yè),選取15 cm×10 cm區(qū)域作為激光清理區(qū)域,如圖3所示。

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圖3 待激光除銹的原始鋼板

對圖3所示原始鋼板進(jìn)行激光除銹作業(yè),達(dá)到檢驗標(biāo)準(zhǔn)后,測試處理區(qū)域粗糙度、油漆附著力等參數(shù)。圖4為正在對待處理原始鋼板進(jìn)行激光除銹工作,圖5為處理后達(dá)到檢驗標(biāo)準(zhǔn)后的效果。

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圖4 對原始鋼板進(jìn)行激光除銹                                                                                                                       圖5 激光除銹后效果

對經(jīng)過激光除銹后的原始鋼板進(jìn)行涂裝,首先對處理后的區(qū)域全部刷Intersheild300底漆,待底漆干后再行選擇其中一半?yún)^(qū)域刷Intersheild300中漆,隨后放置兩周時間,待完全干透后進(jìn)行拉拔試驗,本次實驗采用機械拉拔的方法。

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圖6 檢驗人員進(jìn)行拉拔試驗

從拉拔試驗結(jié)果可以看出,本次底漆拉拔應(yīng)力為10 MPa,底漆與基材之間完全剝離,滿足項目要求的機械拉拔應(yīng)力大于4 MPa的要求。

從中漆拉拔試驗結(jié)果可以看出,本次拉拔應(yīng)力為7 MPa,中漆與底漆之間完全剝離,滿足項目要求的機械拉拔應(yīng)力大于4 MPa。

另外還進(jìn)行了涂料燒糊位置的除銹測試。

結(jié) 語

?激光除銹儀是利用高頻高能激光脈沖照射工件表面,涂覆層可以瞬間吸收聚集的激光能量,使表面的油污、銹斑或涂層發(fā)生瞬間蒸發(fā)或剝離,其基本不改變基材表面微觀形態(tài),但是經(jīng)過激光除銹后的涂層與基材表面的附著力較大,經(jīng)過測試,其能夠滿足該項目機械拉拔不小于4MPa的要求;

本次實驗所采用的激光除銹儀由于功率相對較小,其對于燒糊位置返銹區(qū)域的處理功效較高,能夠達(dá)到2.52m2/工日,但對于完整涂層及原始鋼材表面氧化層的處理功效相對較低,建議采用功效較高的激光除銹儀。