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。
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。
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。
圖3 待激光除銹的原始鋼板
對圖3所示原始鋼板進行激光除銹作業(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。
圖4 對原始鋼板進行激光除銹 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，待完全干透后進行拉拔試驗，本次實驗采用機械拉拔的方法。
圖6 檢驗人員進行拉拔試驗
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。