Đang tải... (xem toàn văn)
(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ vật liệu nền đến độ cứng và độ bám dính của lớp phun phủ trong công nghệ phun phu nhiệt khí tốc độ cao (HVOF) ứng dụng trong lĩnh vực dầu khí(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ vật liệu nền đến độ cứng và độ bám dính của lớp phun phủ trong công nghệ phun phu nhiệt khí tốc độ cao (HVOF) ứng dụng trong lĩnh vực dầu khí(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ vật liệu nền đến độ cứng và độ bám dính của lớp phun phủ trong công nghệ phun phu nhiệt khí tốc độ cao (HVOF) ứng dụng trong lĩnh vực dầu khí(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ vật liệu nền đến độ cứng và độ bám dính của lớp phun phủ trong công nghệ phun phu nhiệt khí tốc độ cao (HVOF) ứng dụng trong lĩnh vực dầu khí(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ vật liệu nền đến độ cứng và độ bám dính của lớp phun phủ trong công nghệ phun phu nhiệt khí tốc độ cao (HVOF) ứng dụng trong lĩnh vực dầu khí(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ vật liệu nền đến độ cứng và độ bám dính của lớp phun phủ trong công nghệ phun phu nhiệt khí tốc độ cao (HVOF) ứng dụng trong lĩnh vực dầu khí(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ vật liệu nền đến độ cứng và độ bám dính của lớp phun phủ trong công nghệ phun phu nhiệt khí tốc độ cao (HVOF) ứng dụng trong lĩnh vực dầu khí(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ vật liệu nền đến độ cứng và độ bám dính của lớp phun phủ trong công nghệ phun phu nhiệt khí tốc độ cao (HVOF) ứng dụng trong lĩnh vực dầu khí(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ vật liệu nền đến độ cứng và độ bám dính của lớp phun phủ trong công nghệ phun phu nhiệt khí tốc độ cao (HVOF) ứng dụng trong lĩnh vực dầu khí(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ vật liệu nền đến độ cứng và độ bám dính của lớp phun phủ trong công nghệ phun phu nhiệt khí tốc độ cao (HVOF) ứng dụng trong lĩnh vực dầu khí(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ vật liệu nền đến độ cứng và độ bám dính của lớp phun phủ trong công nghệ phun phu nhiệt khí tốc độ cao (HVOF) ứng dụng trong lĩnh vực dầu khí(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ vật liệu nền đến độ cứng và độ bám dính của lớp phun phủ trong công nghệ phun phu nhiệt khí tốc độ cao (HVOF) ứng dụng trong lĩnh vực dầu khí
LỜI CAM ĐOAN Tơi cam đoan cơng trình nghiên cứu Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa cơng bố cơng trình khác Tp Hồ Chí Minh, ngày 05 tháng 09 năm 2016 Nguyễn Hữu Vấn iii LỜI CẢM TẠ Trong trình thực đề tài, nhận giúp đỡ, hỗ trợ nhiều thầy cô Trường Đại học Sư phạm Kỹ Thuật Tp Hồ Chí Minh, Ban lãnh đạo XNCĐ, Ban lãnh đạo công ty Posco VST, bạn bè đồng nghiệp hỗ trợ vợ và thành viên gia đình Đầu tiên, xin chân thành cảm ơn Phó Giáo sư – Tiến sỹ Nguyễn Trường Thịnh, người hỗ trợ, định hướng tư vấn cho đề tài hướng nghiên cứu, đạt mục tiêu trình thực đề tài Xin chân thành cảm ơn Quý thầy cô trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh bạn bè lớp đào tạo sau đại học ngành Kỹ thuật Cơ khí khố 2014B hỗ trợ cộng tác với tơi suốt trình học tập thực luận văn tốt nghiệp Xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo Xí nghiệp Cơ Điện – Liên doanh Việt Nga Vietsovpetro, Ban lãnh đạo xưởng, phân xưởng đồng nghiệp XNCĐ hỗ trợ trình thực đề tài XNCĐ Xin gửi lời cảm ơn đến Ban lãnh đạo, nhân viên công ty Posco VST Khu Công nghiệp Nhơn Trạch tỉnh Đồng Nai cho phép giúp đỡ suốt trình thực nghiệm, đo đạt lực kéo cơng ty Trong suốt trình học tập, nghiên cứu làm luận văn tốt nghiệp, với nhiều khó khăn thách thức, vợ tôi, hai trai thành viên gia đình người ln ủng hộ, qua khó khăn giúp tơi tự tin vượt qua thách thức Một lần nữa, xin chân thành cảm ơn kính chúc Q thầy cơ, bạn bè đồng nghiệp thành viên gia đình ln mạnh khoẻ hạnh phúc! Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 05 tháng 09 năm 2016 Nguyễn Hữu Vấn iv TÓM TẮT ĐỀ TÀI Sự phát triển khoa học kỹ thuật lĩnh vực phun phủ kim loại thành tựu khoa học quan trọng giới Qua đó, chi tiết quan trọng thiết bị phục hồi bề mặt cách hiệu mà không cần thay Tuy nhiên, Việt Nam, lĩnh vực đưa vào ứng dụng nên c n nhiều vấn đề cần nghiên cứu Trên sở kiến thức học chương trình Đào tạo Sau đại học nhu cầu thực tế Xí Nghiệp Cơ Điện – Liên doanh Việt Nga Vietsovpetro việc ứng dụng công nghệ phun phủ sản xuất, chấp thuận nhà trường nghiên cứu đề tài Nghiên cứu ảnh hƣởng nhiệt độ vật liệu đến độ cứng độ bám dính lớp phủ cơng nghệ phun phủ nhiệt khí tốc độ cao (HVOF) ứng dụng lĩnh vực dầu khí Đề tài gồm có phần chính: - Tổng quan - Cơ sở lý thuyết cơng nghệ phun phủ nhiệt khí tốc độ cao HVOF - Khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ vật liệu đến độ cứng độ bám dính lớp phủ cơng nghệ phun phủ nhiệt khí tốc độ cao (HVOF) áp dụng Xí Nghiệp Cơ Điện – Liên doanh Việt Nga Vietsovpetro Bằng nỗ lực thân giúp đỡ tận tình PGS TS Nguyễn Trường Thịnh trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh, tơi hồn thành đề tài Do thời gian có hạn trình độ cịn nhiều hạn chế, đề tài khơng tránh khỏi sai sót, mong nhận đóng góp ý kiến thầy cô, bạn bè Vũng Tàu, ngày 05 tháng năm 2016 Nguyễn Hữu Vấn v MỤC LỤC LÝ LỊCH KHOA HỌC i LỜI CAM ĐOAN iii LỜI CẢM TẠ iv TÓM TẮT ĐỀ TÀI v MỤC LỤC vi DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT ix DANH SÁCH CÁC BẢNG x DANH SÁCH CÁC HÌNH xi TỔNG QUAN CỦA ĐỀ TÀI 1.1 Tóm tắt kết nghiên cứu nƣớc: 1.2 Tính cấp thiết đề tài 1.3 Ý nghĩa khoa học đề tài 1.4 Ý nghĩa thực tiễn đề tài 1.5 Mục đích đề tài 1.6 Đối tƣợng nghiên cứu: 1.7 Nhiệm vụ nghiên cứu giới hạn đề tài 1.8 Phƣơng pháp nghiên cứu 1.9 Kế hoạch thực LÝ THUYẾT VỀ CÔNG NGHỆ PHUN PHỦ NHIỆT KHÍ TỐC ĐỘ CAO HVOF 2.1 Khái quát chung công nghệ phun phủ kim loại 2.2 Cơng nghệ phun phủ nhiệt khí tốc độ cao (HVOF) 11 2.2.1 Ƣu điểm 12 vi 2.2.2 2.3 Nhƣợc điểm 12 Những quan điểm hình thành lớp phun 13 2.3.1 Lý thuyết hình thành lớp phun [7] 13 2.3.2 Quá trình chảy phân tán kim loại phun 14 2.3.3 Quá trình bay hạt 14 2.3.4 Sự hình thành lớp phun 15 2.3.5 Các tính chất lớp phun 16 2.3.6 Cấu trúc lớp phun 16 2.3.7 Độ bám lớp phun 17 2.4 Phƣơng pháp thử tính chất lớp phun 21 QUÁ TRÌNH THỰC NGHIỆM TẠI XÍ NGHIỆP CƠ ĐIỆN LIÊN DOANH VIỆT NGA VIETSOVPETRO 24 3.1 Công nghệ phun phủ HVOF XNCĐ 24 3.2 Xây dựng quy trình thực nghiệm 26 3.3 Chế tạo mẫu thử theo tiêu chuẩn ASTM C633-79: 28 3.4 Lựa chọn bột phun phủ: 30 3.5 Lực chọn keo dán Araldite® Standard: 31 3.6 Chọn thơng số cho chƣơng trình phun 31 3.7 Tiến hành phun phủ theo chƣơng trình hệ thống HVOF 33 3.8 Kiểm tra độ bám dính lớp phun phủ 39 3.9 Đo độ cứng lớp phủ 41 Hình 4.7 Thiết bị đo độ cứng Indentec 4051 LK 41 3.10 Kết thực nghiệm 42 3.11 Phân tích kết thực nghiệm 44 vii 3.11.2 Khảo sát mối quan hệ độ cứng lớp phun nhiệt độ vật liệu nền: 45 3.11.3 Khảo sát mối quan hệ lực bám dính lớp phun phủ nhiệt độ vật liệu nền: 47 XÂY DỰNG QUY TRÌNH KIỂM SỐT CHẤT LƢỢNG PHUN PHỦ HVOF TẠI XNCĐ 51 Đánh giá chung: 51 Hoàn thiện quy trình phun phủ XNCĐ: 52 4.2.1 Quy trình phun phủ 52 4.2.1.1 Công tác chuẩn bị 52 4.2.1.2 Chuẩn bị bề mặt chi tiết trƣớc phun 53 4.2.1.3 Lập trình Robot ABB máy tiện 55 4.2.1.4 Chọn bột chế độ phun 56 4.2.2 Quy trình kiểm tra chất lƣợng phun 58 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 60 Kết luận 60 Kiến nghị 60 TÀI LIỆU THAM KHẢO 61 viii DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT - σq: Ứng suất nhiệt (Pa) - σc: Ứng suất làm nguội (Pa) - Ec : Module đàn hồi lớp phủ (Pa) - Es : Module đàn hồi vật liệu (Pa) - αc: Hệ số giản nở nhiệt lớp phủ (/oC) - αs: Hệ số giản nở nhiệt vật liệu (/oC) - tc: Chiều dày lớp phủ (m) - ts: Chiều dày vật liệu (m) - TR: Nhiệt độ phòng (oC) - Tf : Nhiệt độ đông đặt vật liệt bột (oC) - Tm: Nhiệt độ nóng chảy lớp phủ (oC) - Ts : Nhiệt độ bề mặt (oC) - HVOF Cơng nghệ phun phủ nhiệt khí tốc độ cao - SS316 Bột 316 Stainless Steel - XNCĐ Xí nghiệp Cơ Điện – Liên doanh Việt Nga Vietsovpetro - Vietsovpetro Liên doanh Việt Nga Vietsovpetro ix DANH SÁCH CÁC BẢNG BẢNG Bảng 2.1 Bảng 3.1 Bảng 4.1 Bảng 4.2 Bảng 4.3 Bảng 4.4 Bảng 4.5 Bảng 4.6 Bảng 4.7 Bảng đặt tính lớp phủ HVOF Thành phần chất bột phun theo tỉ lệ % Giá trị nhiệt độ mẫu Nhóm I – nhiệt độ bắt đầu phun 150 oC Giá trị nhiệt độ mẫu Nhóm II – nhiệt độ bắt đầu phun 125 oC Giá trị nhiệt độ mẫu Nhóm III – nhiệt độ bắt đầu phun 100 oC Giá trị nhiệt độ mẫu Nhóm IV – nhiệt độ bắt đầu phun 75 oC Giá trị nhiệt độ mẫu Nhóm V – nhiệt độ bắt đầu phun 50 oC Giá trị nhiệt độ mẫu Nhóm VI – nhiệt độ bắt đầu phun 34,3 oC Kết trình thực nghiệm x TRANG 13 26 34 35 36 36 37 37 41 DANH SÁCH CÁC HÌNH HÌNH TRANG Hình 1.1 Piston điều khiển bơm sau phun phủ gia công phương pháp mài tinh, xuất bong tróc lớp phủ Hình 2.1 Q trình bay hạt phun 16 Hình 2.2 Cấu trúc lớp phun 17 Hình 2.3 Ứng suất dư gia nhiêt 19 Hình 2.4 Ứng suất dư làm nguội 21 Hình 2.5 Mơ tả phương pháp thử độ bám theo tiêu chuẩn ASTM C633-79 24 Hình 3.1 Lưu đồ phun phủ theo quy trình P9-GC-CT-107 27 Hình 3.2 Các mẫu thử bố trí nhóm trước gia cơng 28 Hình 3.3 Sơ đồ mã hố mẫu nhóm 29 Hình 3.4 Bệ phun 30 Hình 3.5 Sơ đồ dịch chuyển súng phun 32 Hình 4.1 Kiểm tra độ nhám bề mặt phun sau xử lý bề mặt 33 Hình 4.2 Robot ABB điều khiển súng phun bột SS316 lên bề mặt mẫu 35 Hình 4.3 Các nhóm mẫu phun phủ theo chương trình 38 Hình 4.4 Các mẫu dán keo với đầu kiểm tra 38 Hình 4.5 Các mẫu thử cắt khỏi nhóm 39 Hình 4.6 Các mẫu kéo tâm để đo lực kéo thiết bị chuyên dụng 40 xi Hình 4.7 Thiết bị đo độ cứng Indentec 4051 LK 41 Hình 4.8 Kết sau đo lực bám dính 42 Hình 4.9 Mẫu VI.4 - Lớp phủ vỡ thành phần gần 42 Hình 4.10 Quan hệ giữa độ nhám bề mặt lực bám dính thực nghiệm 43 Hình 4.11 Quan hệ độ bám độ nhấp nhô bề mặt theo tài liệu tham khảo 44 Hình 4.12 Quan hệ độ cứng lớp phun nhiệt độ vật liệu 44 Quan hệ lực bám dính nhiệt độ vật liệu 46 xii Chƣơng XÂY DỰNG QUY TRÌNH KIỂM SOÁT CHẤT LƢỢNG PHUN PHỦ HVOF TẠI XNCĐ - Đánh giá chung: Quá trình chuẩn xử lý bề mặt, lựa chọn chế độ phun, bột phun thực nghiêm túc theo Quy trình phun phủ phục hồi chi tiết khí (P9-GCCT-107) XNCĐ ngoại trừ việc thay đổi nhiệt độ vật liệu theo giá trị khác Nếu thực theo Quy trình phun phủ phục hồi chi tiết khí quy định giá trị nhiệt độ vật liệu trước phun từ 60oC ÷ 65 oC tương ứng giá trị lực bám nằm khoản 54,64 MPa (tương đương mẫu IV) So sánh với tiêu chuẩn ASTM C633-79 giá trị lực bám đạt tiêu chuẩn Do đó, chất lượng sản phẩm sau phun phủ xưởng Phun phủ HVOF XNCĐ đảm bảo lực bám dính theo tiêu chuẩn quy định - Ngoài ra, lý thuyết chứng minh, ứng suất sinh nhiệt ảnh hưởng lớn đến lực bám lớp phun phủ Do đó, để giảm ứng suất trên, công nghệ phun phủ HVOF thường chọn chế độ phun nhiều lần, lượng phun nhỏ, kiểm sốt nhiệt độ vật liệu q trình phun Do đó, ngồi quy định nhiệt độ bề mặt bắt đầu phun 60oC ÷ 65 oC, Quy trình Phun phủ XNCĐ cần bổ sung công việc khảo sát đặt tính nhiệt chi tiết để chọn chế độ phun phù hợp vì: + Các chi tiết làm vật liệu bột phun khác có hệ số giản nở nhiệt khác ảnh hưởng đến giá trị ứng suất dư lớp phun + Kích thước, kết cấu chi tiết làm vật liệu khác tốc độ nguội khác Do đó, để phù hợp với bột phun khác giá trị nhiệt độ bắt đầu phun kết thúc phun phải tính tốn để q trình phun để nguội không làm tăng ứng suất nhiệt cao làm giảm 51 độ bám dính Nên dù theo kết thực nghiệm, lực bám tối ưu đạt mẫu số III (khoảng 100 oC) thực tế lựa chọn giá trị nhiệt độ vật liệu trước phun giá trị khơng đổi 100oC phụ thuộc nhiều vào vật liệu kết cấu chi tiết Hồn thiện quy trình phun phủ XNCĐ: 4.2.1 Quy trình phun phủ 4.2.1.1 Cơng tác chuẩn bị a Kiểm tra thiết bị: Thiết bị phun phủ, Robot thiết bị phun cát phải bảo dưỡng, kiểm tra trước sử dụng để đảm bảo thiết bị tình trạng tốt hoạt động an tồn - Kiểm tra hệ thống cung cấp nhiên liệu, Oxy, Nito, Dầu KO phải đảm bảo đầy đủ an tồn, phát rị rỉ yêu cầu phải khắc phục trước tiến hành công việc - Hệ thống làm mát súng phun hệ thống hút bụi phải trạng thái làm việc tốt - Kiểm tra làm việc hoàn hảo Robot ABB - Khí nén cung cấp cho thiết bị làm thiết bị sơn phải khô, việc kiểm tra khí nén theo hướng dẫn P5/CO/08 Áp suất làm việc vịi phun (blasting nozzle) ÷ 6.5 bar b Kiểm tra bột phun, vật liệu làm - Bột sử dụng cho hệ thống HVOF phải chủng loại, thành phần, ngày sản xuất, part number phải in hộp để truy tìm xác định thời hạn (shelf life) Phải có bảng tài liệu kỹ thuật kèm theo loại bột 52 - Bảo quản bột nơi khô ráo, bột nhiễm ẩm sấy bột lị sấy nhiệt độ 100 oC (±10 oC) - Vật liệu tạo nhám (blasting abrasives) phải đặt nơi khô kê giá cao 100 mm, sử dụng thành phần độ hạt c Môi trƣờng làm việc Không tiến hành phun chi tiết điều kiện sau: - Độ bề mặt chưa đạt yêu cầu - Chưa tẩy hết dầu mỡ bề mặt chi tiết cần phun - Bề mặt chi tiết cần phun ẩm ướt - Tạo nhám bề mặt chưa đạt - Phát rò rỉ dầu nhiên liệu, Oxy, nước làm mát… súng phun vị trí kết nối 4.2.1.2 Chuẩn bị bề mặt chi tiết trƣớc phun a Gia công bề mặt chi tiết - Kiểm tra vết nứt lượng dư bề mặt chi tiết - Kiểm tra độ cứng, vật liệu gốc chi tiết - Tùy trường hợp tiện mài để đạt độ đồng tâm Kích thước chi tiết sau bóc bỏ lớp bề mặt phải nhỏ so với thiết kế tối thiểu 0.3 mm theo đường kính b Làm bề mặt Kết trình phun phủ phụ thuộc phần lớn vào chuẩn bị chất lượng làm bề mặt chi tiết trước phun phủ, yêu cầu phải tuân thủ chặt chẽ bước sau - Với chi tiết làm việc môi trường dầu mỡ yêu cầu trước phun phủ phải làm dầu mỡ, bụi gỉ sét gây ảnh hưởng đến độ bám dính lớp phủ 53 - Tẩy dầu mỡ nước xà phòng nước nóng chứa xà phịng - Với chi tiết có lỗ nứt rỗ, gia nhiệt lửa đèn kh lò sấy để đốt dầu mỡ từ lỗ xốp, rỗ với nhiệt độ 250 °C – 300 °C hết khói bốc từ lỗ rỗ - Rửa chi tiết nước chứa xà ph ng nước (hoặc ngâm chi tiết ngập dung mơi Chlorhexalen (nếu có) với thời gian ÷ 2h) sau rửa chi tiết nước chứa xà ph ng nước sạch, thổi khơ chi tiết khí khơ, gia nhiệt đuổi ẩm chi tiết khí nóng đèn kh với nhiệt độ tối đa không 150 °C - Sau làm không cầm nắm trực tiếp vào bề mặt chi tiết làm dính dầu mỡ lên bề mặt - Yêu cầu an toàn: Mang đầy đủ quần áo BHLĐ, kính, trang găng tay cao su găng tay cách nhiệt làm việc với hóa chất chi tiết có nhiệt độ cao c Tạo nhám - Che chắn bảo vệ vị trí khơng phun phủ - Các vị trí tiếp giáp với bề mặt phun phủ cần bảo vệ cách sử dụng đồng mềm độ dày 0.3 mm ống lót chuyên dụng để bảo vệ trình tạo nhám phun phủ - Để tạo nhám cho bề mặt chi tiết trước phun phủ ta sử dụng sử dụng máy phun cát 200L – AB máy phun hạt cỡ nhỏ - Vật liệu tạo nhám sử dụng để chuẩn bị bề mặt cho phun phủ HVOF cát oxít nhôm trắng (White Aluminium Oxide Sand) - Độ hạt oxit nhôm áp dụng cho loại độ dày cần phun: + < 36 mesh (850 - 710 microns) độ dày lớp phủ nhỏ 0,250 mm (ký hiệu bột nhôm #24) 54 + 36 mesh (600 - 500 microns) độ dày lớp phủ 0.750 mm ( Ký hiệu bột nhôm #36) + >36 mesh ( < 500 microns) độ dày lớp phủ 0.750 mm ( Ký hiệu bột > #36) - Áp suất phun ÷ 6.5 bar, khoảng cách từ v i phun đến chi tiết 150 mm - Bề mặt chi tiết phải phun tạo nhám đều, thời gian từ phun tạo nhám đến phun phủ HVOF không lớn để đảm bảo chi tiết không bị Oxy hóa bề mặt - Sau tạo nhám tuyệt đối không cầm nắm trực tiếp vào bề mặt chi tiết làm dính dầu mỡ lên bề mặt - Yêu cầu an toàn: + Mang đầy đủ quần áo BHLĐ, mặt nạ khí thở chuyên dụng, gang tay cao su làm việc thiết bị tạo nhám áp suất cao + Tuyệt đối phun tạo nhám không hướng súng phun vào người thiết bị khác + Bật thiết bị thông gió trước vào phịng phun cát 4.2.1.3 Lập trình Robot ABB máy tiện a Tốc độ quay chi tiết hình trụ (tốc độ máy tiện) Để ngăn chặn nhiệt bề mặt cần thiết để lửa HVOF không tập trung điểm khoảng thời gian dài Do công suất súng Met.jet4L cao nên cần thiết phải trì tốc độ bề mặt cao phun Điều thường đạt cách quay chi tiết hình trụ Khi tốc độ bề mặt tăng nhiệt độ tập trung giảm, độ dày cho lần dịch chuyển giảm Tốc độ bề mặt tiêu biểu cho súng phun HVOF 55 50 ÷ 300 m/phút, d ng phun HVOF thường khoảng 16 mm đường kính bước dịch chuyển súng ÷ mm vịng quay Tùy thuộc đường kính chi tiết để chọn vận tốc dài (Vd) , vận tốc dài lấy theo bảng kèm theo: (Với chi tiết có Dct nhỏ 300mm ta chọn vận tốc dài 100 ÷ 150 m/min Với chi tiết có Dct lớn 300mm chọn 50m/min) - Tính RPM chi tiết: Π x Dct (mm) = Cct (mm) Cct (mm) / 1000 = Cct (m) Vd / Cct = nct (vòng/phút) Cct (mm): Chu vi chi tiết tính theo (milimet) Cct (m): Chu vi chi tiết tính theo (mét) Π(PI): = 3.14 Dct: Đường kính chi tiết Vd: Vận tốc dài nct: Số vòng quay chi tiết (số vòng máy tiện) b Tốc độ dịch chuyển súng phun (Tốc độ Robot) - Đối với trục trịn Sau tính tốn tốc độ quay chi tiết nct (vòng/phút) ta tính số vịng quay chi tiết giây (V/giây) nct / 60 = Vòng/giây Một vòng súng phun dịch chuyển 5mm nên n vòng/giây x 5mm tốc độ di chuyển súng/ giây (tốc độ thực lập trình Robot -Vrobot) c Đối với mặt phẳng lấy vận tốc dài 50m/phút 4.2.1.4 Chọn bột chế độ phun 56 Tùy theo yêu cầu kỹ thuật chi tiết yêu cầu độ cứng bề mặt, ta chọn loại bột phù hợp để phun Sau chọn bột vào bảng thông số kỹ thuật loại bột để lập trình cho thiết bị phun (hoặc lấy thơng số phun cài sẵn nhớ thiết bị) - Bật nguồn thiết bị phun, công tắc nguồn robot - Nạp bột vào cấp bột - Bật công tắc nguồn cấp bột - Mở van nhiên liệu, Oxy, Nito… - Bật nguồn hệ thống làm mát súng.(chạy thiết bị làm mát khoảng 15 phút trước chạy thiết bị phun) - Kiểm tra lỗi hệ thống chế độ Diagnostics - Gắn chi tiết lên mâm cặp máy tiện, cài tốc độ máy tiện theo số vịng quay tính tốn - Lập trình tốc độ di chuyển robot, khoảng cách phun… Lập trình cho đảm bảo lửa súng phun ln vng góc với chi tiết (± 5°) khoảng cách từ đầu súng đến bề mặt chi tiết 355 mm - Chạy thử kiểm tra tốc độ robot máy tiện - Chạy thử thiết bị phun phủ để kiểm tra hoạt động hoàn hảo - Gia nhiệt thổi bụi bề mặt chi tiết chế độ súng phun lửa Main - Để súng phun trạng thái lửa Main sau điều khiển robot chạy tự động để thổi lửa với áp suất nhiệt độ cao lên bề mặt chi tiết, gia nhiệt đuổi ẩm bề mặt đến chi tiết đạt khoảng 150 °C - Ngắt thiết bị phun để nhiệt độ chi tiết giảm xuống, tuỳ theo đặt tính truyền nhiệt chi tiết mà chọn nhiệt độ bắt đầu phun phù hợp Sau tiến hành khởi động lại súng phun để phun phủ bột lên bề mặt chi tiết 57 - Trong q trình phun ln kiểm sốt nhiệt độ bề mặt chi tiết không vượt 200°C - Thường xuyên kiểm tra theo dõi thông số oxy, nhiên liệu, Nito, nhiệt độ nước làm mát tình trạng hồn hảo thiết bị - Kiểm tra đường kính chi tiết q trình phun Panme thước cặp số Chú ý: Không cầm nắm làm bắn dầu mỡ, chất bẩn lên bề mặt chi tiết trình phun - Yêu cầu an toàn: + Mang đầy đủ quần áo BHLĐ, bịt tai chống ồn, trang kính BH làm việc phòng phun phủ HVOF + Cấm lửa hở hút thuốc phòng phun phủ + Bật thiết bị thơng gió suốt q trình thiết bị phun phủ hoạt động + Lau thu dọn giẻ dính dầu mỡ trước khởi động thiết bị phun + Sau phun phủ đủ kích thước theo yêu cầu ta tiến hành tắt thiết bị hệ thống theo quy trình, đóng van đường ống cấp nhiên liệu, nước làm mát… + Lau dọn, hút bụi làm phòng phun thiết bị phun … + Tháo sản phẩm khỏi máy tiện bàn giao sản phẩm 4.2.2 Quy trình kiểm tra chất lƣợng phun - Chọn chi tiết phun, thực bước phun phủ theo quy trình phun mục 5.2.1 - Kht lớp phủ có đường kính đường kính đầu đo để tách lớp phủ đo khỏi lớp phủ chi tiết 58 - Sau để nguội chi tiết, dùng keo Araldite® Standard dán đầu dán vào chi tiết vị trí phun - Sau 24 dán keo, sử dụng thiết bị đo độ bám cầm tay Elcometer 510 phụ lục kèm theo để kéo lớp phun khỏi chi tiết, xác định lực bám tình trạng bề mặt, đánh giá kết quả: + Đánh giá tiết diện lớp phủ bóc khỏi chi tiết phải đạt từ 80% đến 100% theo tiết diện đầu dán đạt yêu cầu Nếu lớp phủ không dính đầu đo mà dính chi tiết kiểm tra xử lý lại trình làm dán đầu đo + Độ bám lớp phủ phải đạt 28 Mpa ứng với đầu đo loại inch, đầu đo có kích thước khác phải quy đổi lực theo tiết diện đầu đo - Nếu thông số kết thoả mãn yêu cầu kỹ thuật tiến hành loại bỏ lớp phun cũ thực phun thức theo quy trình với thông số nhiệt độ bề mặt xác định, thơng số khơng đạt thực lại theo giá trị nhiệt độ chương trình phun khác theo quy trình mục 5.2.1 59 Chƣơng KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Đề tài hướng, chọn phương pháp thực nghiệm hợp lý với đối tượng nghiên cứu phù hợp có tính thực tiễn cao Đề tài chứng minh ảnh hưởng nhiệt độ vật liệu đến độ bám dính lớp phun công nghệ phun phủ HVOF Qua đó, tạo sở tiền đề để XNCĐ tiếp tục nghiên cứu hồn thiện quy trình sản xuất nhằm nâng cao chất lượng phun nhủ, nâng cao chất lượng dịch vụ lĩnh vực dầu khí Kết thực nghiệm phản ánh sở lý thuyết nghiên cứu Chương Nhiệt độ vật liệu ảnh hưởng rõ rệt đến độ bám dính lớp phủ Độ bám dính đạt giá trị cực đại ứng suất dư nhiệt độ đạt nhỏ Áp dụng thành công yêu cầu tiêu chuẩn ASTM C633- 79 q trình kiểm tra độ bám dính lớp phủ qua hồn thiện quy trình phun nâng cao chất lượng phun phủ thoả mãn yêu cầu kỹ thuật ứng dụng hiệu vào sản xuất XNCĐ Kiến nghị Tuy nhiên, đề tài thực nhiều hạn chế, chưa thể kiểm tra độ bám dính trực tiếp trục chưa có thiết bị phù hợp Việc chọn lựa keo dán bị động nên nhiều thời gian tìm kiếm Do đó, để áp dụng kết nghiên cứu đề tài vào sản xuất, kiến nghị XNCĐ cần thực số vấn đề sau: Nghiên cứu ứng dụng đề tài với yếu tố ảnh hưởng đến độ cứng lớp phủ để tìm quy luật nhằm tối ưu hố chương trình phun phủ Nghiên cứu tối ưu hoá phương pháp làm nguội chi tiết sau phun nhằm tăng cường tính chất lý lớp phun phủ 60 TÀI LIỆU THAM KHẢO Phạm Văn Liệu, Đinh Văn Chiến Nghiên cứu độ bám dính lớp phủ bột hợp kim 67Ni18Cr5Si4B lên bề mặt chi tiết trục thép C45 bị mòn phương pháp phun phủ nhiệt khí Kỷ yếu hội nghị khoa học cơng nghệ tồn quốc khí - Lần thứ IV, 2015 Trần Văn Dũng, Nghiên cứu ứng dụng công nghệ phun phủ để nâng cao chất lượng bề mặt chi tiết máy, Luận án Tiến sĩ kỹ thuật – Viện Nghiên cứu Cơ khí, 2012 Đinh Văn Chiến, Đinh Bá Trụ Kỹ thuật phun nhiệt tốc độ cao HVOF, HVAF, DGun NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội, 2014 Nguyễn Văn Thông Công nghệ phun phủ bảo vệ phục hồi NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội, 2006 Hồng Tùng, Cơng nghệ phun phủ ứng dụng, NXB khoa học kỹ thuật, Hà Nội, 2004 Th.S Lục Vân Thương, TS Hồng Văn Châu Ứng dụng cơng nghệ phun phủ plasma vật liệu hợp kim-gốm tăng độ bền mịn, chịu mài mịn trục máy khoan, doa CNC số chi tiết máy 2015 Uông Sỹ Áp, Nghiên cứu ứng dụng công nghệ phun phủ nhiệt khí để tạo bề mặt có độ chịu mài mịn bám dính phục hồi chi tiết máy có chế độ làm việc khắc nghiệt, Đề tài NCKH cấp nhà nước có mã số KC 05.10, tháng 5/2006 Mahbub Hasan High Velocity Oxy-Fuel (HVOF) Thermal Spray Deposition of Functionally Graded Coatings, 2005 Tahar Sahraoui, Nour-Eddine Fenineche, Ghislain Montavon, Christian Coddet Structure and wear behaviour of HVOF sprayed Cr3C2–NiCr and WC–Co coatings 2003 10 S H Leigh and C C Berndt, A Test for Coating Adhesion on Flat - Substrates-A Technical Note, 1994 61 11 Mingheng Li and Panagiotis D Christofides, Modeling and Control of HighVelocity Oxygen-Fuel (HVOF) Thermal Spray: A Tutorial Review, 2009 12 Bekir Sami Yilbas, Iyad Al-Zaharnah, Ahmet Sahin, Flexural Testing of Weld Site and HVOF Coating Characteristics, 2014 13 ASTM C633-79 - Standard Test Method for Cohesive Strength of Flame Sprayed Coating 14 Quy trình phun phủ phục hồi chi tiết khí (P9-GC-CT-107) XNCĐ 62 PHỤ LỤC 63 PHỤ LỤC 64 S K L 0 ... sở lý thuyết công nghệ phun phủ nhiệt khí tốc độ cao HVOF - Khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ vật liệu đến độ cứng độ bám dính lớp phủ cơng nghệ phun phủ nhiệt khí tốc độ cao (HVOF) áp dụng Xí Nghiệp... thuận nhà trường nghiên cứu đề tài Nghiên cứu ảnh hƣởng nhiệt độ vật liệu đến độ cứng độ bám dính lớp phủ cơng nghệ phun phủ nhiệt khí tốc độ cao (HVOF) ứng dụng lĩnh vực dầu khí Đề tài gồm có... quy luật ảnh hưởng nhiệt độ vật liệu đến độ cứng độ bám dính lớp phủ cơng nghệ phun phủ nhiệt khí tốc độ cao (HVOF) góp phần bổ sung nâng cao kiến thức lý thuyết nghiên cứu công nghệ phun phủ HVOF