中国设备工程论文文库

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内防喷装置无钴高熵合金激光熔覆工艺开发及应用研究

内防喷装置无钴高熵合金激光熔覆工艺开发及应用研究

时间:2026-10-14 作者:唐顺东,万夫,陈文斌,何莎,王雯欣,刘辉
【摘要】内防喷装置是钻井作业中防止井喷的关键设备,但在含硫钻井液、高温高压(150~250℃、30~150MPa)工况下,传统装置表面易腐蚀磨损,平均使用寿命仅 3~6 个月,需频繁更换维修。为解决这一问题,本研究开发无钴高熵合金激光熔覆强化工艺:选用Fe30Cr25Mo20W15C10 无钴合金为熔覆材料,通过优化激光功率、扫描速度等参数,在 40CrMnMo 钢装置表面制备强化涂层。结果表明:当激光功率 1900W、扫描速度 18mm/s、送粉量 10g/min 时,涂层无裂纹、孔隙率< 0.5%,与基体结合强度达 55MPa;涂层硬度 850~920HV(是 40CrMnMo 基体的 3.2~3.5 倍),在模拟钻井液中腐蚀速率 0.085mm/a(较基体降低 82%)。现场应用,工具使用寿命延长至 8~10 个月,单台设备年维修成本从 9 万元降至 2.5 万元,具备显著的工程应用价值。
关键词:内防喷装置;无钴高熵合金;激光熔覆;腐蚀磨损;表面强化
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