[發明專利]一種壓裂泵元件的強化處理方法

在審

• 申請號: 202110354529.3
• 申請日: 2021-03-30
• 公開（公告）號: CN113088675A
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發明（設計）人: 王洋;劉利軍;敬興隆;劉旭升;劉小鵬;楊承志;林小英
• 申請（專利權）人: 三一石油智能裝備有限公司
• 主分類號: C21D10/00
• 分類號: C21D10/00
• 代理公司: 北京隆源天恒知識產權代理事務所(普通合伙) 11473
• 代理人: 張曉會

本發明涉及壓裂泵元件的激光強化技術領域，并提供一種壓裂泵元件的強化處理方法，包括如下步驟：S1、對壓裂泵元件進行清潔；S2、在所述壓裂泵元件的外表面均勻設置吸收層；S3、控制激光器對所述壓裂泵元件的外表面進行激光搭接沖擊作業，同時對所述壓裂泵元件的激光沖擊位置處進行噴水以形成約束層；本發明通過先在壓裂泵元件的外表面均勻設置吸收層，從而在對壓裂泵元件進行激光沖擊的同時，也在壓裂泵元件的吸收層上進行噴水以形成約束層，此時激光器發射的激光束穿過約束層沖擊帶有吸收層的壓裂泵元件外表面，使壓裂泵元件的表層內的深度發生晶粒細化至納米晶等級，進而大大提高壓裂泵元件的表面強度和耐磨損能力。

技術領域

本發明涉及壓裂泵元件的激光強化技術領域，具體而言，涉及一種壓裂泵元件的強化處理方法。

背景技術

壓裂泵元件中，如閥體、閥座、柱塞屬于易損件，其使用壽命較短，常因磨料磨損和沖蝕而失效。為了加強壓裂泵元件的耐磨性能，通常采用對工作表面采用滲碳淬火、噴Ni62或熱熔敷的方式進行處理，而這些表面處理技術對涂層附著力有極高的要求，如涂層處理不佳時，工件在沖擊和疲勞工況下容易出現裂紋而脫落，從而嚴重影響壓裂泵元件的耐磨性能。

發明內容

本發明解決的問題是如何有效地提高壓裂泵元件的耐磨性能。

為解決上述問題，本發明提供一種壓裂泵元件的強化處理方法，包括如下步驟：

對壓裂泵元件進行清潔；

在所述壓裂泵元件的外表面均勻設置吸收層；

控制激光器對所述壓裂泵元件的外表面進行激光搭接沖擊作業，同時對所述壓裂泵元件的激光沖擊位置處進行噴水以形成約束層。

可選地，所述對壓裂泵元件進行清潔包括：先利用高純水對所述壓裂泵元件進行清洗，再利用去污液對所述壓裂泵元件進行清洗。

可選地，在所述對壓裂泵元件進行清潔之前，還包括：對所述壓裂泵元件噴高壓鋼丸進行強化處理。

可選地，所述吸收層的厚度為0.1至0.3mm，所述吸收層為黑漆。

可選地，所述在壓裂泵元件的外表面均勻設置吸收層包括：將所述壓裂泵元件中待激光沖擊的一面朝下，且水平放入盛裝黑漆的容器內，以使所述壓裂泵元件的外表面均勻涂覆黑漆以形成所述吸收層。

可選地，所述在壓裂泵元件的外表面均勻設置吸收層包括：將作為吸收層的黑漆均勻噴涂于所述壓裂泵元件的外表面。

可選地，在所述壓裂泵元件的外表面均勻設置吸收層與所述壓裂泵元件的激光強化位置處進行噴水以形成約束層之間，還包括：對所述壓裂泵元件外表面的形貌進行實時建模，并控制所述激光器按照根據建模結果設定的移動路徑進行運動。

可選地，對所述壓裂泵元件的激光強化位置處進行噴水以形成約束層包括：先控制噴水的水壓或流速，再對所述壓裂泵元件的激光強化位置處進行噴水以在所述壓裂泵元件的表面形成所述約束層，所述約束層的厚度為1至2mm。

可選地，所述控制激光器對所述壓裂泵元件的外表面進行激光搭接沖擊作業中的搭接率為30％至80％。

可選地，在所述控制激光器對所述壓裂泵元件的外表面進行激光搭接沖擊作業之后，還包括：對所述壓裂泵元件的外表面進行均勻打磨，以消除所述激光搭接沖擊后產生的凹坑。