一种压裂泵元件的强化处理方法技术

本发明专利技术涉及压裂泵元件的激光强化技术领域，并提供一种压裂泵元件的强化处理方法，包括如下步骤：S1、对压裂泵元件进行清洁；S2、在所述压裂泵元件的外表面均匀设置吸收层；S3、控制激光器对所述压裂泵元件的外表面进行激光搭接冲击作业，同时对所述压裂泵元件的激光冲击位置处进行喷水以形成约束层；本发明专利技术通过先在压裂泵元件的外表面均匀设置吸收层，从而在对压裂泵元件进行激光冲击的同时，也在压裂泵元件的吸收层上进行喷水以形成约束层，此时激光器发射的激光束穿过约束层冲击带有吸收层的压裂泵元件外表面，使压裂泵元件的表层内的深度发生晶粒细化至纳米晶等级，进而大大提高压裂泵元件的表面强度和耐磨损能力。高压裂泵元件的表面强度和耐磨损能力。高压裂泵元件的表面强度和耐磨损能力。

【技术实现步骤摘要】
一种压裂泵元件的强化处理方法


[0001]本专利技术涉及压裂泵元件的激光强化
，具体而言，涉及一种压裂泵元件的强化处理方法。

技术介绍

[0002]压裂泵元件中，如阀体、阀座、柱塞属于易损件，其使用寿命较短，常因磨料磨损和冲蚀而失效。为了加强压裂泵元件的耐磨性能，通常采用对工作表面采用渗碳淬火、喷Ni62或热熔敷的方式进行处理，而这些表面处理技术对涂层附着力有极高的要求，如涂层处理不佳时，工件在冲击和疲劳工况下容易出现裂纹而脱落，从而严重影响压裂泵元件的耐磨性能。

技术实现思路

[0003]本专利技术解决的问题是如何有效地提高压裂泵元件的耐磨性能。
[0004]为解决上述问题，本专利技术提供一种压裂泵元件的强化处理方法，包括如下步骤：
[0005]对压裂泵元件进行清洁；
[0006]在所述压裂泵元件的外表面均匀设置吸收层；
[0007]控制激光器对所述压裂泵元件的外表面进行激光搭接冲击作业，同时对所述压裂泵元件的激光冲击位置处进行喷水以形成约束层。
[0008]可选地，所述对压裂泵元件进行清洁包括：先利用高纯水对所述压裂泵元件进行清洗，再利用去污液对所述压裂泵元件进行清洗。
[0009]可选地，在所述对压裂泵元件进行清洁之前，还包括：对所述压裂泵元件喷高压钢丸进行强化处理。
[0010]可选地，所述吸收层的厚度为0.1至0.3mm，所述吸收层为黑漆。
[0011]可选地，所述在压裂泵元件的外表面均匀设置吸收层包括：将所述压裂泵元件中待激光冲击的一面朝下，且水平放入盛装黑漆的容器内，以使所述压裂泵元件的外表面均匀涂覆黑漆以形成所述吸收层。
[0012]可选地，所述在压裂泵元件的外表面均匀设置吸收层包括：将作为吸收层的黑漆均匀喷涂于所述压裂泵元件的外表面。
[0013]可选地，在所述压裂泵元件的外表面均匀设置吸收层与所述压裂泵元件的激光强化位置处进行喷水以形成约束层之间，还包括：对所述压裂泵元件外表面的形貌进行实时建模，并控制所述激光器按照根据建模结果设定的移动路径进行运动。
[0014]可选地，对所述压裂泵元件的激光强化位置处进行喷水以形成约束层包括：先控制喷水的水压或流速，再对所述压裂泵元件的激光强化位置处进行喷水以在所述压裂泵元件的表面形成所述约束层，所述约束层的厚度为1至2mm。
[0015]可选地，所述控制激光器对所述压裂泵元件的外表面进行激光搭接冲击作业中的搭接率为30％至80％。
[0016]可选地，在所述控制激光器对所述压裂泵元件的外表面进行激光搭接冲击作业之后，还包括：对所述压裂泵元件的外表面进行均匀打磨，以消除所述激光搭接冲击后产生的凹坑。
[0017]与现有技术相比，本专利技术中，对压裂泵元件进行清洁，以去除压裂泵元件外表面的灰尘和油污，通过先在压裂泵元件的外表面均匀设置吸收层，从而在对压裂泵元件进行激光冲击的同时，也在压裂泵元件的吸收层上进行喷水以形成约束层，此时激光器发射的激光束穿过约束层冲击带有吸收层的压裂泵元件外表面，相对现有技术中采用渗碳淬火、喷Ni62或热熔敷方式中涂层容易出现裂纹而脱落，本专利技术中的吸收层在受激光束辐照迅速气化、电离并形成等离子体，等离子体持续吸收能量体积急剧膨胀，其膨胀过程受到约束层的约束作用，电离成等离子体的吸收层不仅不会脱落，还会产生向压裂泵元件内部传播的强冲击波，此时强冲击波使压裂泵元件的表层内的深度发生晶粒细化至纳米晶等级，进而大大提高压裂泵元件的表面强度和耐磨损能力。
附图说明
[0018]图1为本专利技术实施例中压裂泵元件的强化处理方法的流程框图；
[0019]图2为本专利技术实施例中压裂泵元件的激光冲击强化原理示意图。
[0020]附图标记说明：
[0021]1‑
定位工装；2
‑
压裂泵元件；3
‑
吸收层；4
‑
约束层；5
‑
激光器。
具体实施方式
[0022]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施例做详细的说明。
[0023]需要说明的是，本专利技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本专利技术的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
[0024]在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。
[0025]在本说明书的描述中，参考术语“实施例”、“一个实施例”和“一个实施方式”等的描述意指结合该实施例或实施方式描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本专利技术的至少一个实施例或示实施方式中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实施方式。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或实施方式以合适的方式结合。
[0026]为解决上述技术问题，如图1所示，本专利技术提供一种压裂泵元件的强化处理方法，包括如下步骤：
[0027]S1、对压裂泵元件2进行清洁；
[0028]S2、在所述压裂泵元件2的外表面均匀设置吸收层3；
[0029]S3、控制激光器5对所述压裂泵元件2的外表面进行激光搭接冲击作业，同时对所述压裂泵元件2的激光冲击位置处进行喷水以形成约束层4。
[0030]需要说明的是，压裂泵元件2包括但不仅限于阀体、阀座和柱塞。先将压裂泵元件2的整体结构进行清洗，从而可以去除压裂泵元件2的灰尘和油污，从而保证压裂泵元件2的干净清洁，从而为后续步骤在压裂泵元件2的外表面设置吸收层3提供了清洁的外表面。然后，在压裂泵元件2的外表面设置吸收层3，吸收层3可以为黑漆，从而为后续的激光搭接冲击做好了准备工作。
[0031]结合图2所示，将压裂泵元件2安装在定位工装1上并进行定位夹紧，且使压裂泵元件2需要激光冲击强化的一外表面朝外，激光器5设置于压裂泵元件2的一侧且与压裂泵元件2中需要激光冲击强化的表面相对设置，在对压裂泵元件2进行激光搭接冲击时，同时向压裂泵元件2外表面的激光冲击位置喷水以形成约束层4，即激光器5发射激光束穿过约束层4冲击带有吸收层3的压裂泵元件2表面，吸收层3受激光辐照迅速气化、电离，形成等离子体，等离子体持续吸收能量体积急剧膨胀，其膨胀过程受到约束层4的约束作用，电离成等离子体的吸收层3不仅不会脱落，还会产生向压裂泵元件2内部传播的强冲击波。强冲击波可使压裂泵元件2表层0.5至2.0mm内的深度发生晶粒细化至纳米晶等级，进而大大提高压裂泵元件2的表面硬度和耐磨损本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种压裂泵元件的强化处理方法，其特征在于，包括如下步骤：对压裂泵元件(2)进行清洁；在所述压裂泵元件(2)的外表面均匀设置吸收层(3)；控制激光器(5)对所述压裂泵元件(2)的外表面进行激光搭接冲击作业，同时对所述压裂泵元件(2)的激光冲击位置处进行喷水以形成约束层(4)。2.根据权利要求1所述的压裂泵元件的强化处理方法，其特征在于，所述对压裂泵元件(2)进行清洁包括：先利用高纯水对所述压裂泵元件(2)进行清洗，再利用去污液对所述压裂泵元件(2)进行清洗。3.根据权利要求1所述的压裂泵元件的强化处理方法，其特征在于，在所述对压裂泵元件(2)进行清洁之前，还包括：对所述压裂泵元件(2)喷高压钢丸进行强化处理。4.根据权利要求1所述的压裂泵元件的强化处理方法，其特征在于，所述吸收层(3)的厚度为0.1至0.3mm，所述吸收层(3)为黑漆。5.根据权利要求4所述的压裂泵元件的强化处理方法，其特征在于，所述在压裂泵元件(2)的外表面均匀设置吸收层(3)包括：将所述压裂泵元件(2)中待激光冲击的一面朝下，且水平放入盛装黑漆的容器内，以使所述压裂泵元件(2)的外表面均匀涂覆黑漆以形成所述吸收层(3)。6.根据权利要求4所述的压裂泵元件的强化处理方法，其特征在于，所述在压裂泵元件(2)的外表面...

【专利技术属性】
技术研发人员：王洋，刘利军，敬兴隆，刘旭升，刘小鹏，杨承志，林小英，
申请(专利权)人：三一石油智能装备有限公司，
类型：发明
国别省市：