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Tecnica Fabbricazione Additiva prolunga la durata del sensore

An additive manufacturing technique called DMD (“Direct Metal Deposition”) developed by O.R. Lasertechnologie in Dieburg, Germany enables reliable protection of sensor elements by means of a hard alloy. It makes it possible to significantly extend their lifetimes, for example in pipelines of the oil and gas industry.

I sensori industriali sono componenti molto sensibili. Vengono utilizzati per monitorare con precisione e affidabilità temperature, portate e pressione per lunghi periodi di tempo, ad esempio in oleodotti e gasdotti. Sono sottoposti a stress estremi mentre lo fanno. Ogni giorno, circa un milione di barili di petrolio grezzo, o 160,000 metri cubici, passano attraverso una tubazione con un diametro di un metro. È equivalente a 1850 litri al secondo. I gasdotti terrestri hanno una pressione interna estremamente elevata delle barre 100, che possono persino raggiungere bar 200 o più in condotte offshore. Gli elementi del sensore utilizzati per monitorare il flusso subiscono una notevole usura a causa della corrosione e dell'abrasione. Questo accorcia le loro vite e richiede riparazioni costose.

Thanks to an innovative powder nozzle developed by the company of O.R. Lasertechnologie GmbH OR LASER, the technology of powder-based laser cladding also known as DMD can be used to greatly prolong the life expectancy of these sensors. The compact EVO Mobile laser welding system is excellently suited for applying wear-resistant coatings and carrying out repairs or modifications. The system uses relatively low laser output levels starting at 200 watts, but its high deposition rate of up to 5000 mm³/h makes it ideal for a vast range of applications. It boasts both high efficiency and great value for money due to its low price.

The way to lastingly protect a sensor from wear is to coat it with Stellite. The cobalt-chromium-based alloys known by this name are very difficult to machine. The conventional approach is to apply composite clad layers with a total thickness of several millimetres. However, the intense heat applied during the process results in considerable mingling of the sensor’s material with the Stellite cladding. Use of the conventional method therefore considerably shortens its lifetime.

Unlike with conventional methods, the laser only minimally melts the surface of the sensor, and only at scattered points. Metallic powder, with grain sizes between 45 and 90 µm, is fed coaxially to the laser beam and permanently fuses with the object’s surface. The advantages of this approach include precise deposition of the material, low heat penetration, and an undistorted, crack-free coating. Track widths between 200 µm and 2 mm are possible.

The coaxial arrangement also permits deposition of material independently of the direction of cladding, so that the workpiece can be freely rotated in all directions and, if required, even “grow” in three dimensions. Moreover, the laser parameters can be dynamically adjusted to changing conditions on the fly.

In order to prevent oxidation and the formation of tiny bubbles, the work is done in a shielding atmosphere of argon, a noble gas. The resulting surface quality is like new, free of pores and cracks, very close to the required final contours, and neat. The sensor itself is hardly affected by this “minimally invasive” technique, while its resistance to wear is greatly improved.

Il team del reparto R & D di OR LASER ha trascorso un anno collaborando con l'Istituto Fraunhofer per sviluppare un ugello per polveri altamente efficiente e facile da installare che funziona con elevata ripetibilità ed è adatto per processi automatizzati.

“We’re proud of having found a way to increase the durability of these sensors with our additive laser technique and thus improve the reliability of gas and oil pipelines,” says Markus Wolf, head of the R&D department at OR LASER.

Il sistema è completamente prodotto in Germania, e l'ugello è il primo del suo genere per consentire una combinazione di rivestimenti laser Wireless e in polvere a base di.

O LASER sviluppa non solo sistemi di saldatura laser e di rivestimento, ma anche mezzi adeguati per controllarli. Ad esempio, la soluzione software CAD / CAM denominata ORLAS SUITE è persino in grado di programmare la strategia di rivestimento per geometrie complesse e allineare le tracce laser richieste con precisione micron. Per il serraggio del pezzo, è disponibile un albero rotante che consente il lavoro CNC a cinque assi per sfruttare tutto il potenziale di questa innovativa tecnica di produzione additiva.

Process Industry Informer

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