استفاده از مواد خاص آلیاژ: ایجاد "زره" مقاوم در برابر خوردگی
فناوری چاپ سه بعدی فلزی می تواند از مواد مختلف آلیاژ خاص استفاده کند ، که خودشان مقاومت در برابر خوردگی عالی دارند. به عنوان مثال ، آلیاژهای مبتنی بر نیکل در محیط های با درجه حرارت بالا ، فشار بالا و بسیار خورنده عملکرد خوبی دارند و به طور گسترده در زمینه های پتروشیمی و انرژی هسته ای مورد استفاده قرار می گیرند. فرآیندهای تولید سنتی برای پردازش آلیاژهای مبتنی بر نیکل اغلب به دلیل سختی مواد و مشکل پردازش ، دستیابی به سازه های پیچیده را دشوار می کند ، که عملکرد کامل آنها را محدود می کند. فناوری چاپ سه بعدی فلزی دقیقاً می تواند فرآیند تشکیل مواد را کنترل کرده و به راحتی اجزای آلیاژ مبتنی بر نیکل را با ساختارهای داخلی پیچیده و ویژگی های خوب تولید کند.
در تجهیزات حفاری روغن ، مؤلفه هایی مانند بیت های مته و میله نیاز به مقاومت در برابر درجه حرارت بالا ، فشارهای زیاد و رسانه های خورنده (مانند سولفید هیدروژن ، دی اکسید کربن و غیره) از مایعات چاه دارند. بیت های مته آلیاژ مبتنی بر نیکل که با استفاده از فناوری چاپ سه بعدی فلزی ساخته شده اند ، دارای یک طراحی ساختاری منحصر به فرد هستند که توزیع مواد را بر اساس شرایط استرس در طی فرآیند حفاری بهینه می کند. ضمن اطمینان از استحکام بیت مته ، غلظت استرس را کاهش می دهد و مقاومت در برابر خستگی خوردگی را بهبود می بخشد. علاوه بر این ، چاپ سه بعدی همچنین می تواند اجزای آلیاژ مبتنی بر نیکل را با ساختارهای ریز یا ترکیبات شیب تولید کند ، که باعث افزایش مسیر انتشار رسانه های خورنده و کاهش میزان خوردگی از طریق ساختارهای ریز می شود. طراحی مؤلفه شیب می تواند یک لایه محافظ بسیار مقاوم در برابر خوردگی بر روی سطح مؤلفه تشکیل دهد و باعث افزایش مقاومت بیشتر در برابر خوردگی آن شود.
آلیاژ تیتانیوم همچنین ماده ای با مقاومت در برابر خوردگی خوب است و معمولاً در تجهیزات انرژی دریایی مانند اجزای اصلی توربین های بادی دریایی استفاده می شود. شوری بالا ، رطوبت زیاد و فرسایش میکروبی در محیط های دریایی نیازهای بسیار بالایی را برای مقاومت در برابر خوردگی تجهیزات ایجاد می کند. اجزای آلیاژ تیتانیوم چاپی فلزی سه بعدی می توانند با بهینه سازی ساختار دانه و ریزساختار خود مقاومت در برابر خوردگی خود را بهبود بخشند. به عنوان مثال ، با کنترل میزان خنک کننده در طی فرآیند چاپ ، می توان دانه های ریز و یکنواخت را بدست آورد و احتمال خوردگی مرز دانه را کاهش می دهد. در عین حال ، یک فیلم اکسید متراکم می تواند به طور مستقیم بر روی سطح آلیاژ تیتانیوم از طریق فناوری چاپ سه بعدی تشکیل شود ، و باعث افزایش بیشتر مقاومت در برابر خوردگی آن و گسترش عمر خدمات تجهیزات در محیط های دریایی می شود.
طراحی ساختاری پیچیده: بهینه سازی اثر محافظت در برابر خوردگی
ساختار تجهیزات در صنعت انرژی پیچیده و متنوع است و برخی از ساختارهای پیچیده که با فرآیندهای تولید سنتی دستیابی به آن دشوار است ، می توانند از طریق فناوری چاپ سه بعدی فلزی به راحتی تولید شوند. این ساختارهای پیچیده به بهینه سازی مقاومت در برابر خوردگی تجهیزات کمک می کنند.
در تجهیزات شیمیایی ، مؤلفه هایی مانند عروق واکنش و مبدل های حرارتی اغلب با مواد شیمیایی خورنده های مختلف در تماس هستند. دیواره داخلی رگهای واکنش تولید سنتی معمولاً ساختار مسطح صاف را اتخاذ می کند ، که باعث می شود انباشت رسانه های خورنده در مناطق محلی آسان شود و منجر به خوردگی شدید شود. با استفاده از فناوری چاپ سه بعدی فلزی ، رگهای واکنش با کانال های پیچیده داخلی می توانند تولید شوند. این کانال ها را می توان با توجه به ویژگی های جریان سیال بهینه و طراحی کرد و باعث می شود محیط خورنده به طور یکنواخت در داخل تجهیزات جریان یابد و گوشه های مرده و مناطق راکد را کاهش دهد و از این طریق خطر خوردگی موضعی را کاهش می دهد. علاوه بر این ، برآمدگی های کوچک یا افسردگی می توانند بر روی دیواره داخلی رگ واکنش طراحی شوند تا ناحیه تماس بین مایع و دیواره افزایش یابد ، فرآیندهای انتقال گرما و جرم را ترویج می کند و همچنین به اختلال در وضعیت جریان چند لایه محیط خورنده کمک می کند و باعث کاهش وقوع خوردگی می شود.
برای سیستم های خط لوله ، مسائل مربوط به خوردگی را نمی توان نادیده گرفت. اتصالات خط لوله سنتی اغلب نقاط ضعف خوردگی است ، زیرا اطمینان از آب بندی و یکپارچگی ساختاری اتصال دشوار است. چاپ سه بعدی فلزی می تواند به قالب یکپارچه خطوط لوله دست یابد و خطرات خوردگی ناشی از روشهای اتصال سنتی را از بین ببرد. در عین حال ، با طراحی سازه های دیواری داخلی ویژه خطوط لوله ، مانند شیارهای مارپیچی یا سطوح راه راه ، می توان وضعیت جریان مایعات را تغییر داد ، چسبندگی و رسوب رسانه های خورنده را بر روی دیواره داخلی خطوط لوله کاهش داد و مقاومت به خوردگی نپیلی ها را بهبود بخشید.
اصلاح سطح و فناوری پوشش: تقویت سد ضد خوردگی
فناوری چاپ سه بعدی فلزی می تواند با اصلاح سطح و فناوری پوشش برای بهبود بیشتر مقاومت در برابر خوردگی تجهیزات در صنعت انرژی ترکیب شود. در طی یا بعد از فرآیند چاپ سه بعدی ، می توان از فرآیندهای مختلف تصفیه سطح برای اصلاح سطح مؤلفه استفاده کرد و یک لایه محافظ با مقاومت در برابر خوردگی عالی تشکیل داد.
به عنوان مثال ، درمان روکش لیزر بر روی سطح اجزای چاپی سه بعدی فلزی انجام می شود. روکش لیزر فرایند ذوب پودر آلیاژ بسیار مقاوم در برابر خوردگی از طریق گرمایش پرتو لیزر است و یک پوشش پیوند متالورژی با ماده بستر تشکیل می دهد. این روکش نه تنها از قدرت پیوند خوبی با مواد بستر برخوردار است ، بلکه می تواند پودرهای آلیاژ مناسب را با توجه به محیط های مختلف کار ، مانند فولاد ضد زنگ ، آلیاژهای مبتنی بر کبالت و غیره ، انتخاب کند تا نیازهای مختلف مقاومت در برابر خوردگی را برآورده کند. در تولید دریچه صنعت پتروشیمی ، از فناوری روکش لیزر برای ایجاد یک پوشش مقاوم در برابر خوردگی با سختی بالا بر روی سطح آب بندی دریچه استفاده می شود ، که می تواند به طور مؤثر در برابر فرسایش رسانه های خورنده مقاومت کند ، عملکرد آب بندی و عمر خدمات شیر را بهبود بخشد.
علاوه بر این ، فن آوری های پوشش مانند رسوب بخار شیمیایی (CVD) و رسوب بخار فیزیکی (PVD) نیز می توانند با چاپ سه بعدی فلزی ترکیب شوند. این فن آوری ها می توانند یک پوشش بسیار نازک ، متراکم سرامیکی یا فلزی را بر روی سطح قطعات مانند تیتانیوم ، کاربید سیلیکون و غیره قرار دهند. این پوشش ها دارای ثبات شیمیایی عالی و مقاومت در برابر خوردگی هستند که می تواند به طور مؤثر از تماس بین مواد خوردگی و مواد بستر جلوگیری کند و از تجهیزات از خوردگی محافظت می کند. در ساخت تجهیزات خورشیدی فتوولتائیک ، از فناوری PVD برای سپردن لایه ای از پوشش نیترید تیتانیوم بر روی سطح براکت فتوولتائیک استفاده می شود که می تواند مقاومت خوردگی براکت را در محیط های فضای باز بهبود بخشد ، کاهش قدرت و مشکلات پایداری ناشی از خوردگی را کاهش دهد.
راه حل حمایت از خوردگی سفارشی: پاسخگویی به نیازهای متنوع
صنعت انرژی بسیاری از زمینه ها و سناریوهای مختلف را در بر می گیرد و محیط خوردگی و نیازهای خوردگی و الزامات با تجهیزات در هر سناریو متفاوت است. قابلیت بسیار سفارشی فناوری چاپ سه بعدی فلزی ، راه حل های محافظت از خوردگی شخصی را برای تجهیزات مختلف انرژی فراهم می کند.
در استخراج روغن در اعماق دریا ، تجهیزات باید در برابر فشار بسیار زیاد آب ، دمای پایین و خوردگی قوی از آب دریا مقاومت کنند. از طریق چاپ سه بعدی فلزی ، مواد مقاوم در برابر خوردگی مناسب می توانند با توجه به الزامات ویژه محیط های دریای عمیق انتخاب شوند و ساختارهای تجهیزات به طور خاص برای سازگاری با فشار در اعماق و شرایط خوردگی طراحی شده اند. به عنوان مثال ، تولید دریچه های دریا در اعماق با ساختار آب بندی ویژه و دنده های تقویت کننده ، در حالی که تحت درمان ضد خوردگی ویژه در سطوح خود قرار می گیرد تا از عملکرد قابل اعتماد دریچه در محیط های عمیق در محیط اطمینان حاصل شود.
برای تجهیزات تولید برق زمین گرمایی ، مایعات زمین گرمایی با درجه حرارت بالا و فشار بالا حاوی اجزای مختلف خورنده هستند و یک چالش بزرگ برای مقاومت در برابر خوردگی تجهیزات ایجاد می کنند. با استفاده از فناوری چاپ سه بعدی فلزی ، مؤلفه هایی مانند مبدلهای حرارتی زمین گرمایی و خطوط لوله با مقاومت در برابر خوردگی با دمای بالا می توانند بر اساس ترکیب و خصوصیات دما مایعات زمین گرمایی سفارشی و ساخته شوند. با بهینه سازی انتخاب مواد ، طراحی ساختاری و تصفیه سطح اجزای سازنده ، می توان مقاومت در برابر خوردگی و عمر تجهیزات در محیط های زمین گرمایی را بهبود بخشید.
فناوری چاپ سه بعدی فلزی پتانسیل قابل توجهی برای بهبود مقاومت در برابر خوردگی تجهیزات در صنعت انرژی دارد. از طریق استفاده از مواد آلیاژی ویژه ، طراحی سازه های پیچیده ، ترکیبی از فناوری اصلاح سطح و پوشش و ارائه راه حل های محافظت از خوردگی سفارشی ، چاپ سه بعدی فلزی فرصت ها و تغییراتی را در محافظت از خوردگی تجهیزات صنعت انرژی به همراه آورده است ، و به اطمینان از ثبات و ایمنی تولید انرژی ، کاهش هزینه های نگهداری تجهیزات و توسعه پایدار صنعت انرژی را کاهش می دهد. با پیشرفت مداوم و بهبود فناوری ، چاپ سه بعدی فلزی بدون شک نقش مهمی در زمینه مقاومت در برابر خوردگی در صنعت انرژی خواهد داشت.
https: \/\/www.china -3 dprinting.com\/metal -3 d-printing\/3D-printed-titanium-race-car-parts.html