การหุ้มด้วยเลเซอร์: การเคลือบทนความร้อน-สำหรับอุปกรณ์อุตสาหกรรมในยุโรป

ฟาร์มกังหันลม โรงผลิตเหล็ก และหน่วยผลิตไฟฟ้าพลังความร้อนเผชิญกับความร้อนในช่วงฤดูร้อนของยุโรปที่เลวร้ายที่สุด ชิ้นส่วนสำคัญ ได้แก่ เพลากังหัน ลูกกลิ้งบด และใบมีด ทนทานต่ออุณหภูมิแวดล้อมสูงและความร้อนจากการเสียดสีอย่างต่อเนื่อง
หากไม่มีการป้องกัน พื้นผิวโลหะจะออกซิไดซ์และเป็นหลุมอย่างรวดเร็ว สเปรย์เคลือบด้วยความร้อนมาตรฐานจะแตกและลอกหลังจากผ่านวงจรความร้อนเป็นเวลาหลายสัปดาห์ ทำให้เกิดการหยุดทำงานโดยไม่ได้วางแผนไว้ และส่งผลกระทบต่อห่วงโซ่อุปทานพลังงานและโลหะ
การหุ้มด้วยเลเซอร์ซูเปอร์อัลลอยโคบอลต์/นิกเกิลสร้างพันธะทางโลหะวิทยาที่ไร้รอยต่อกับโลหะฐาน ซึ่งแตกต่างจากการเคลือบแบบพ่นที่มีการยึดติดน้อย ชั้นคอมโพสิตเหล่านี้คงความแข็งและต้าน-สารออกซิเดชั่นที่ 600–900 องศา ต้านทานการกัดกร่อนจากความร้อนจากคลื่นความร้อน สำหรับผู้ผลิตในยุโรป เทคโนโลยีนี้จะฟื้นฟูชิ้นส่วนแกนที่สึกหรอและยืดอายุการใช้งานนานกว่าเหล็กเปลือย 3–5 เท่า

ความร้อนจัดที่ยาวนาน-จะทำให้พื้นผิวโลหะอ่อนลง การขยายตัวและการหดตัวจากความร้อนซ้ำๆ ทำให้เกิดรอยแตกขนาดเล็ก รอยแตกเหล่านี้ขยายตัวได้ภายใต้การเสียดสีและความร้อนสูง ส่งผลให้ชิ้นส่วนติดขัด ความร้อนส่วนเกินสะสม และแม้แต่ไฟลัดวงจรของโรงงาน-ทั่วยุโรป การชุบโครเมี่ยมแบบบางและมีรูพรุนไม่สามารถเทียบได้การหุ้มด้วยเลเซอร์'ชั้นป้องกันที่หนาแน่นและไม่มีรูพรุน- แผงกั้นโลหะผสมขนาดกะทัดรัดจะปิดกั้นออกซิเจนและสารกัดกร่อน ช่วยชะลอการเกิดออกซิเดชันและตัดความร้อนจากการเสียดสีระหว่างการทำงาน อุณหภูมิการทำงานที่ต่ำลงช่วยลดความเสี่ยงของความร้อนสูงเกิน การละลาย และความร้อน-ที่กระตุ้นให้เกิดเพลิงไหม้ได้อย่างมาก ขณะนี้โรงงานเหล็กและพลังงานในเยอรมนี ฝรั่งเศส และสเปนหลายแห่งใช้การหุ้มด้วยเลเซอร์กับส่วนประกอบที่ใช้งานหนัก-ซึ่งมีความร้อนสูงเป็นมาตรการ-ในการป้องกันเพลิงไหม้ในช่วงฤดูร้อนที่สำคัญ

ผู้ผลิตในสหภาพยุโรปเผชิญกับแรงกดดันสองประการ: คลื่นความร้อน-ทำให้เกิดความเสียหายต่อชิ้นส่วนและกฎสีเขียวที่เข้มงวด รวมถึงภาษีคาร์บอนของ CBAM และขีดจำกัดการปล่อยก๊าซทางอุตสาหกรรม การรักษาพื้นผิวแบบดั้งเดิมล้มเหลวในทั้งสองประการ การชุบโครเมี่ยมทำให้เกิดน้ำเสียที่เป็นพิษซึ่งต้องใช้พลังงาน-การบำบัดอย่างหนัก ทำให้ต้นทุนคาร์บอนและค่าธรรมเนียม CBAM เพิ่มขึ้น การฉีดพ่นด้วยความร้อนเป็นประจำจะเผาเชื้อเพลิงจำนวนมากและสร้างฝุ่นโลหะที่เป็นอันตราย ซึ่งละเมิดมาตรฐานของเสียของสหภาพยุโรปการหุ้มด้วยเลเซอร์นำข้อดีสองประการของการต้านทานความร้อนและการผลิตคาร์บอนต่ำ-: การทำความร้อนเฉพาะจุดแบบกำหนดเป้าหมายจะลดการใช้พลังงานลงมากกว่า 50% เมื่อเทียบกับเตาเผาและสเปรย์ความร้อน ไม่มีสารเคมีชุบหรือน้ำเสียที่เป็นพิษ เป็นไปตามกฎ EU IED โดยสมบูรณ์ ความร้อนในการผลิตซ้ำ-ชิ้นส่วนที่เสียหายจะช่วยลดความต้องการเหล็กใหม่ ส่งผลให้คาร์บอนที่ฝังอยู่ลดลงจากการหลอมและการตัดเฉือน ผู้ใช้จะได้รับบันทึกการผลิตคาร์บอนต่ำ-ที่ตรวจสอบย้อนกลับได้ ทำให้การรายงาน CBAM รายไตรมาสง่ายขึ้น และลดค่าใช้จ่ายภาษีคาร์บอนสำหรับเครื่องจักรที่ส่งออก

การทดสอบในห้องปฏิบัติการของบุคคลที่สาม-ที่จำลองสภาวะคลื่นความร้อนของยุโรปเปรียบเทียบโซลูชันการเสริมแรงพื้นผิวกระแสหลักสามโซลูชัน:
การปั่นจักรยานออกซิเดชัน 1. 450 องศา (1,000 ชั่วโมง)
• การชุบโครเมี่ยม: เกิดออกซิเดชันอย่างรุนแรง การเคลือบลอก 72%
• สเปรย์ความร้อน: การแตกร้าวเฉพาะที่, การลอก 41%
• การหุ้มด้วยเลเซอร์โคบอลต์: ออกซิเดชันเล็กน้อย<3% peeling
2. 25℃–420℃ thermal shock cycles (800 rounds)
• การชุบโครเมี่ยม: รอยแตกขนาดใหญ่ การเคลือบล้มเหลวทั้งหมด
• สเปรย์ความร้อน: การแยกชั้นและการหลุดลอกของขอบ
• การหุ้มด้วยเลเซอร์: มีรอยแตกขนาดเล็กเท่านั้น มีการป้องกันที่สมบูรณ์
3. อายุการใช้งานที่อุณหภูมิสูง-อย่างต่อเนื่อง
• ชิ้นส่วนชุบโครเมียม-: 2–3 เดือน
• ชิ้นส่วนสเปรย์ความร้อน: 4–6 เดือน
• ชิ้นส่วนเสริมด้วยเลเซอร์หุ้ม: 18–24 เดือนโดยไม่ต้องปรับปรุงใหม่
ผลการทดสอบพิสูจน์ได้การหุ้มด้วยเลเซอร์การเคลือบยังคงความเสถียรภายใต้การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิที่รุนแรงจากคลื่นความร้อนของยุโรป ช่วยลดเวลาการหยุดทำงานของการเคลือบซ้ำบ่อยครั้ง และลด-ค่าบำรุงรักษาในระยะยาว