Удаление слоя интерметаллида с резьбы труб

Широкий диапазон настроек лазерного устройства — одно из главных его преимуществ. Можно не только очищать поверхность от загрязнений, но и обрабатывать, изменяя ее морфологию. В нашу компанию регулярно обращаются предприятия с предложением об экспериментах. В этой статье мы расскажем о тестах для компании Majorpack и разработанном для них прототипе лазерной системы.

О компании

Majorpack — международная компания с российскими корнями. Разрабатывает и производит различные полимерные покрытия для защиты и увеличения ресурса насосно-компрессорных труб (НКТ). Технология и продукция majorpack успешно используются отечественными и зарубежными нефтяными компаниями. 

Цель экспериментов

Один из способов борьбы с коррозией и износом труб — протекторная защита покрытием интерметаллида Fe/Zn. Процесс обработки строится следующим образом: труба нарезается в необходимых размерах, на ней создается резьба и затем все изделие покрывается интерметаллидом. В будущем, в ходе эксплуатации трубы будут соединяться между собой, поэтому на предприятии предусмотрена проверка соединения трубы с помощью втулки. Если она закручивается до конца, то соединение считается надежным.

Если втулка закручивается не до конца, значит нанесен излишний слой интерметаллида, который привел к увеличению диаметра трубы. В таком случае изделие  бракуется и перерабатывается. Убрать слой механическими средствами невозможно.

Компания Majorpack обратилась в Pokkels с задачей провести эксперименты по удалению слоя интерметаллида с поверхности насосно-компрессорной трубы.

Этапы работы

Первые эксперименты

Каждое исследование в Pokkels начинается с разработки тестовых стендов и сбора образцов от заказчика. Сначала эксперимент проводится в ручном режиме, чтобы понять возможно ли в принципе с помощью лазерного устройства удалять слой интерметаллида. Для этого мы использовали фрагмент бракованной трубы и калибр, который имитировал резьбу муфты.

Было необходимо добиться, чтобы калибр мог навернуться на 20 оборотов. Изначально он поворачивался только на 5 оборотов. В ходе ручной лазерной обработки мы смогли достичь необходимого эффекта. Данные тестирования были переданы заказчику  для оценки результата. На основании исследований технологов Majorpack мы смогли скорректировать режимы лазерной обработки. 

Подбор оптимальных параметров и разработка прототипа

Исследование в ручном режиме лазерной обработки дает ответ на вопрос, может ли установка удалить слой интерметаллида. Однако,  невозможно выявить четкую закономерность и произвести расчеты, необходимые для определения параметров. Поэтому следующий этап экспериментов проводится с помощью автоматизированных систем с фиксированными режимами обработки. Цель дальнейших экспериментов — подобрать оптимальные параметры лазерной установки и определить подходящий вид автоматизации. 

В ходе исследований была выявлена закономерность между мощностью и скоростью лазерной обработки. Был разработан прототип будущей автоматической установки: статично закрепленная голова лазера, которая обрабатывает вращающуюся трубу. Установка взаимодействует только с резьбой трубы. Благодаря ширине развертки лазерного излучения вся резьба подвергается воздействию лазерного излучения и происходит равномерное удаление слоя интерметаллида.

Кроме вида автоматизации важно подобрать оптимальную оптическую систему. Настройка оптики определяет интенсивность воздействия излучения на обрабатываемую поверхность. В данном случае было важно, чтобы лазерный комплекс глубоко воздействовал на обрабатываемую поверхность для удаления интерметаллида.

Итоги

Специалисты Pokkels разработали прототип системы для автоматической лазерной обработки резьбы трубы. Установка мощностью 100 Вт может удалять слой интерметаллида со скоростью 1 микрон за 1 секунду. Благодаря оптимально подобранному режиму, оператору достаточно контролировать только время обработки, от которого зависит глубина воздействия на поверхность.

Автоматизированная система Pokkels поможет компании решить проблему с бракованными трубами. Система мобильна и может быть установлена на любом участке производства.