表面强化技术增强化工机械使用寿命的实践研究

摘 要：本文从化工机械领域入手，对表面强化技术的主要应用进行了分析与探讨，重点研究了表面强化技术通过改善化工机械材料性能的方式，在延长化工机械使用寿命方面的确切价值与效果，希望以上问题能够引起各方工作人员的高度关注与重视。

关键词：表面强化技术 化工机械 使用寿命

对于化工机械而言，其在正常运行过程当中容易发生失效等质量问题，实际使用寿命无法满足预期要求。导致化工机械使用寿命无法达到理想状态的最主要原因有三个方面：第一是腐蚀因素影响，其二是强度失效因素影响，其三是磨损因素影响。这些影响因素主要发生在机械部件的表面位置，从表面开始向内部逐步扩散，最终导致零件失效。从这一角度上来说，为了能够使化工机械的使用寿命更加的理想，就需要将关注的重点放在对材料表面性能的提升上。从这一角度上来说，表面强化技术在增强化工机械使用寿命方面具有相当确切的价值。本文即重点针对该问题展开分析与探讨。

一、表面强化技术分析

首先，从表面变形强化技术的角度上来说，这种技术方案主要是指：在外力作用之下，使材料表面层能够通过发生塑性变形的方式，形成强度、硬度均比较理想的硬化层。现阶段，比较典型的表面变形强化技术包括：喷丸技术、滚压技术、冷挤压技术、爆炸冲击技术、摩擦强化技术等。研究显示：针对化工机械，特别是需要设置缺口的机械元件而言，强化沟槽。焊缝等区域的优势是相当确切的。例如，弹簧元件可通过应用喷丸强化技术的方式对热轧处理阶段可能遗留的缺陷进行处理，从而使其抗疲劳强度得到优化。

其次，从表面涂覆层强化技术的角度上来说，这种技术方案主要是指：在化工机械金属元件的表面涂覆与金属基体不同，但具有良好抗腐蚀、抗磨、以及耐热性能的薄膜材料，从而达到加强材料使用性能，延长材料使用寿命的目的。现阶段，比较典型的表面涂覆层强化技术包括：气相沉积技术、电化学技术、离子注入技术等。除前两种技术方案以外，离子注入技术的发展潜力是相当巨大的。该技术是将单位在数万～数十万电子伏的高能束流离子注入固体材料表面，以达到改善其综合性能的目的。特别是在将该技术作用于不锈钢材料、轴承钢材料、以及碳钢材料的过程中，相应元件设备的使用寿命都将得到大幅度的提升。

最后，从表面热处理强化技术的角度上来说，这种技术方案主要是指：利用金属材料的固态相变性能，获得具有硬度优势以及强度优势的细小马氏体组织强化工艺，是传统表面淬火工艺技术的发展。现阶段，高能量密度加热技术在本领域的发展是相当确切的，由于CO2激光束具有高能量密度方面的优势，从而通过对材料表面的瞬间加热扫描方式，除了能够实现随即撤离的优势性能以外，还能够使所处理材料的表面局部金属部分转变为奥氏体材料。研究显示，相较于不经过淬火强化处理的同种零件而言，激光加热表面处理后的零件使用寿命可提升1～2倍以上，效果确切。

二、表面强化技术意义分析

首先，结合相关的实践工作经验来看，通过对典型的表面淬火技术、以及化学热处理技术等表面强化技术的合理应用，能够使化工机械材料对于冲击作用力的承受能力更加理想，提升材料强热性水平。同时，材料表面的硬度、耐磨性、以及疲劳强度均能够得到合理的强化，以上对于改善零件使用寿命而言有重要价值。同时，相关研究中显示：在气相沉积技术以及离子注入技术等表面强化技术的支持下，即便所处的工作环境条件恶劣，同样不会对材料的各种物理力学性能产生不良影响，从而对扩展化工机械材料的适用范围而言意义显著。

其次，当前为了满足比较特殊的运行工况以及运行要求，在化工机械设备元件的制造中多需要选择性能优势确切的材料，但部分材料属于稀缺材料，且价格比较高昂，导致应用存在一定局限性。而通过对表面强化技术的应用，可在普通材料基础之上进行改造升级，使材料资源得到有效的节约。

最后，在现代科学技术快速发展的条件下，零件材料所需要满足的性能要求不断提升。部分工件中对零件材料的要求需要通过应用表面强化技术的方式加以实现。例如，对于燃气管道而言，由于所使用的环境条件相对比较特殊，因而需要重视对管道防腐性能的提升工作。在此过程当中，可以通过应用阴极保护技术的方式，通过直流电源以及辅助阳极，迫使电流从土壤中流向被保护金属，使金属表面阴极电位降至阳极电位，此时，金属表面不在有阴极或阳极，使被保护金属结构电位低于周围环境，整个金属结构成为新的电路中的阴极。当前技术条件支持下，阴极保护技术主要用于保护大型或处于土壤电阻率高环境中的阴极的金属结构，因此对于燃气管道等有良好的适应性。通过应用阴极保护技术的方式，能够使管道的防腐性能得到明显的改善，而这对于延长燃气管道的使用寿命而言也是意义重大的。

三、结束语

本文首先简要介绍了当前技术条件支持下，比较典型的几种表面强化技术，包括表面变形强化技术、表面涂覆层强化技术、以及表面热处理强化技术这三种类型。进而，就表面强化技术在提升化工机械使用寿命方面的意义与价值进行了探讨与论证，希望能够进一步促进表面强化技术的发展与完善。

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