油管和抽油杆激光清洗工艺的研究

Abstract

在我国环境保护法规要求越来越严格、人们环保和安全意识日益增强的今天,对绿色环保的清洗工艺的需求日趋紧迫。激光清洗是一种"绿色"的清洗技术,对油管和抽油杆表面的铁锈、氧化层和油污等有很好的适用性。激光清洗技术概括来说是指采用高能激光束照射在工件表面,使表面的污物、锈斑或涂层发生瞬间蒸发或剥离,从而达到表面洁净化的工艺过程;过程中不使用任何化学药剂和清洗液;清洗下来的废料基本上是固体粉末,其体积小,易存放,可回收;可轻易解决化学清洗带来的环境污染问题。激光清洗与机械清洗、化学腐蚀清洗等传统清洗方法相比,具有以下明显的优点:非接触、可准确定位、可实时控制和反馈、对预清洗对象具有可选择性、对环境无污染,对人安全、能有效清除微米级及更小尺寸的污染微粒、多用途和可靠性、效率高、运行成本低。本文采用的是激光干洗法,该方法是采用合适的脉冲激光直接对油管和抽油杆进行光束扫描,油管和抽油杆表面的油漆、油污等污染物吸收绝大部分的激光能量,使自身温度瞬间升高并气化,达到从基体剥离不伤基体的清洗下效果。文中所使用的激光清洗系统是采用750W纳秒脉冲光纤激光器与大行程七轴机器人配合,实现大尺度、复杂表面结构件的表面清洗。系统中集成了高速扫描振镜、CCD视觉定位系统、定焦系统、烟尘净化系统。同时加装镜头保护装置,确保系统可靠连续运行。本文利用这套大尺度、超高速激光表面处理系统对表面带油漆和油污直径为74mm的油管和抽油杆进行激光清洗工艺的研究,研究了不同工艺参数下(激光输出功率、扫描速度、工件旋转速度等)的清洗效果。通过工艺试验,找到了一组最佳的工艺参数,实现了油管和抽油杆的高效清洗。实验结果表明激光清洗可实现油管和抽油杆可高效可靠的去除油漆、锈蚀和油污,且不对基体产生损伤,不对周边环境造成二次污染,被清洗件温升仅为23.5℃,清洗时不会发生热变形。激光清洗作为一种"绿色"环保的清洗方式,有望在油管和抽油杆的实际清洗工作中得到推广