Vorteile der Laserauftragschweißbearbeitung von Saugstangen
Saugstangen sind ein unverzichtbares und wichtiges Werkzeug bei der Erdölförderung. Sie arbeiten über lange Zeiträume unter rauen Bedingungen und sind anfällig für verschiedene Schäden wie Verschleiß und Korrosion, was ihre Lebensdauer verkürzt und die Austauschhäufigkeit erhöht. Dies führt zu erheblichen Kostensteigerungen in der Erdölförderung. Mit der Entwicklung und Anwendung der Laserauftragschweißtechnologie ist die Reparatur und Wiederverwendung von Saugstangen jedoch möglich geworden. Dies senkt nicht nur die Förderkosten erheblich, sondern verbessert auch die Wirtschaftlichkeit des Erdölfelds insgesamt.
1. Prinzip der Laserauftragschweiß-Reparaturtechnologie für Saugstangen
Die Reparatur von Saugstangen mittels Laserauftragschweißen ist ein wichtiger Zweig der Oberflächenmodifizierungstechnologie. Dabei wird ein hochenergetischer Laserstrahl als Wärmequelle genutzt, um ein spezifisches Legierungspulver präzise auf die beschädigte Stelle der Saugstange aufzubringen. Unter dem Einfluss der hohen Laserenergie schmilzt das Legierungspulver rasch und bildet gleichzeitig eine dünne Materialschicht auf der Oberfläche der Saugstange. Nach rascher Abkühlung entsteht eine metallurgisch mit der Saugstange verbundene Beschichtungsschicht.
2. Im Vergleich zu herkömmlichen Reparaturmethoden bietet die Laserauftragschweißreparatur von Pumpenstangen erhebliche Vorteile, die sich hauptsächlich in folgenden Aspekten widerspiegeln:
1) Hohe metallurgische Verbindungsfestigkeit: Beim Laserauftragschweißen wird die Werkstückoberfläche mit einem Hochenergie-Laserstrahl leicht angeschmolzen, während gleichzeitig das Legierungspulver vollständig aufgeschmolzen wird. So entsteht eine dichte Beschichtung, die metallurgisch mit dem Substrat verbunden ist. Dieses Verbindungsverfahren zeichnet sich nicht nur durch hohe Festigkeit aus, sondern erzeugt auch eine dichte Beschichtungsstruktur ohne Defekte wie Risse.
2) Verschleiß- und Korrosionsbeständigkeit: Durch Laserauftragschweißen kann auf der Oberfläche von Werkstücken aus gewöhnlichem Kohlenstoffstahl eine Legierungsschicht mit ausgezeichneter Korrosions- und Verschleißbeständigkeit gebildet werden, wodurch die Verschleiß- und Korrosionsbeständigkeit der Pumpenstange deutlich verbessert und ihre Lebensdauer verlängert wird.
3) Kosten- und Energieverbrauchsreduzierung: Die Laserauftragschweißtechnologie ermöglicht die Herstellung von Hochleistungslegierungsoberflächen auf kostengünstigen Substraten und spart so Materialkosten. Gleichzeitig ist aufgrund des geringen Wärmeeintrags und der geringen Verformung beim Laserauftragschweißen das nachfolgende Bearbeitungsvolumen gering, was den Energieverbrauch und die Bearbeitungskosten weiter senkt.
4) Hohe Beschichtungsqualität: Die durch Laserauftragschweißen erzeugte Beschichtung weist eine geringe Verdünnung (in der Regel unter 5 %) auf und ist metallurgisch fest mit dem Substrat verbunden bzw. diffundiert an der Grenzfläche. Zudem sind Zusammensetzung und Verdünnung der Beschichtung kontrollierbar, was die hohe Qualität gewährleistet. 5) Gute Flexibilität: Die Laserauftragschweißtechnologie ermöglicht die präzise Reparatur komplex geformter Werkstückoberflächen und eignet sich zur Instandsetzung von Pumpenstangen aus verschiedenen Materialien und Formen.
