石化设备激光清洗工艺及应用研究

发布时间：2021-05-09 10:05

　　激光清洗是利用高能量激光去除基体表面附着物的表面工程技术,最早应用于微电子领域。由于其绿色、高效、高精度等技术优势,逐渐在模具、建筑、航空航天、高铁等领域示范应用,被誉为21世纪最具发展潜力的清洗技术。石化作为国民经济的支柱产业,却鲜有激光清洗技术应用的报道。本文以石化设备为对象,通过试验方法进行清洗工艺、清洗机改造和实际应用研究,最终探索出在现有条件下推荐的激光清洗工艺参数、应用场合和新型清洗机.,其目的是促进该技术在石化行业的工程应用。本文的主要研究内容和结论如下:（1）采用市场上现有200W手持式激光清洗机对石化设备进行清洗,结果发现激光对于碳钢制成的石化设备表面氧化层、锈层、油污和焊接黑皮等具有较好的清除能力。较厚油污容易清洗,但较厚锈层和焊接黑皮不易清洗。不锈钢基底会被激光烧伤并形成不规则划痕,需作进一步工艺研究。同时需改进激光清洗机以适应石化厂的工作环境。（2）通过搭建工艺平台,进行了不锈钢焊接件黑皮及油污的激光清洗工艺研究,获得了清洗效果较好及清洗效率较高时所对应的工艺参数,即重扫200W,轻扫40W和频率130KHz。对于焊接黑皮,清洗效果较好的参数为,速度6500mm... 

【文章来源】：北京化工大学北京市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：104 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
符号说明
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 石化清洗需求及技术现状
        1.2.1 清洗需求
        1.2.2 清洗技术现状
    1.3 激光清洗技术
        1.3.1 概念及分类
        1.3.2 发展概况
        1.3.3 国外进展
        1.3.4 国内进展
    1.4 激光清洗在石化领域的应用前景
        1.4.1 应用场景
        1.4.2 难点分析
        1.4.3 市场前景及意义
    1.5 项目来源及研究内容
        1.5.1 项目来源
        1.5.2 研究内容
第二章 石化设备傲光清洗技术调研
    2.1 污垢类型
    2.2 激光清洗效果
    2.3 清洗存在的问题
    2.4 解决方案
    2.5 本章小结
第三章 激光清洗不锈钢焊接黑皮/油污工艺研究
    3.1 工艺试验平台搭建
    3.2 试验方案
    3.3 试验材料
    3.4 试件制备
    3.5 焊接黑皮清洗试验结果及分析
        3.5.1 激光加工参数对清洗效果的影响
        3.5.2 较好清洗效果和较高清洗效率
    3.6 油污清洗试验结果及分析
        3.6.1 激光加工参数对清洗效果的影响
        3.6.2 较好清洗效果和较高清洗效率
    3.7 本章小结
第四章 激光清洗对不锈钢焊接件力学性能影响试验研究
    4.1 试验平台搭建
    4.2 试验方案
    4.3 试验材料
    4.4 试件制备
    4.5 拉伸试验结果及分析
    4.6 弯曲试验结果及分析
    4.7 本章小结
第五章 激光清洗机研发及石化应用
    5.1 激光清洗机研发
        5.1.1 设备概况
        5.1.2 旧款200W激光清洗机的不足
        5.1.3 改进工作
        5.1.4 设计标准
        5.1.5 设计要求
        5.1.6 主要组件
        5.1.7 设计图纸
    5.2 石化设备激光清洗推荐场合
        5.2.1 石化设备制造时的激光清洗
            5.2.1.1 板材清洗
            5.2.1.2 成型设备内外清洗
            5.2.1.3 成型设备复杂区域清洗
            5.2.1.4 管材清洗
        5.2.2 石化设备运行后停工检修时的激光清洗
            5.2.2.1 预热器封头清洗
            5.2.2.2 冷凝器焊缝清洗
        5.2.3 案例总结
    5.3 激光清洗工艺规程及安全管理体系
        5.3.1 激光清洗工艺规程
        5.3.2 安全管理体系
    5.4 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
致谢
作者攻读学位期间的研究成果和发表的学术论文目录
作者和导师简介
附录


【参考文献】：
期刊论文
[1]板式换热器的研究进展[J]. 杨刚,冯翰翔,汪向磊,丁向荣.  化学工程与装备. 2019(05)
[2]飞机金属蒙皮以及复合材料表面激光除漆技术[J]. 靳森,王静轩,袁晓东,胡勇,姚彩珍.  航空制造技术. 2018(17)
[3]浅谈石油化工设备的离线清洗[J]. 王懿峰.  清洗世界. 2018(08)
[4]LD泵浦声光调Q20Nd∶YAG激光扫描除锈机制[J]. 王欢,蔄诗洁,刘丽飒,王钰培,石家榕,宋峰.  清洗世界. 2018(05)
[5]激光除漆对Ti17合金表面组织性能的影响[J]. 胡太友,乔红超,陆莹,吴嘉俊.  表面技术. 2018(03)
[6]锈蚀表面的激光清洗及其元素组成分析[J]. 乔玉林,赵吉鑫,王思捷,蔡志海,张晶,张国新.  激光与红外. 2018(03)
[7]工业领域的激光清洗技术[J]. 雷正龙,田泽,陈彦宾.  激光与光电子学进展. 2018(03)
[8]基于LIBS及时间分辨特征峰的激光除漆机理研究[J]. 陈林,邓国亮,冯国英,薛红艳,李嘉琦.  光谱学与光谱分析. 2018(02)
[9]基于高功率光纤激光器的清漆剥离实验研究[J]. 李帅,李野,李磐,薛亚飞,张凯伟,李广,王军龙.  红外与激光工程. 2017(S1)
[10]手持式激光清洗系统的研制[J]. 王曼曼,张心明,丁蕴丰.  新型工业化. 2017(12)

博士论文
[1]脉冲激光除漆的理论模型、数值计算与应用研究[D]. 施曙东.南开大学 2012



本文编号：3177108