Резьбовые фитинги из нержавейки. Как предотвратить их закусывание с помощью покрытий MODENGY?

Особенности резьбовых соединений из нержавеющей стали

Современные конструкционные материалы позволяют решать сложные инженерные задачи в нефтегазовой, энергетической, приборостроительной и других отраслях промышленности. При конструировании различного оборудования наиболее широкое распространение получили высоколегированные стали и сплавы с высоким содержанием хрома. Они характеризуются коррозионной стойкостью и относятся к группе нержавеющих металлов.

В народе аустенитные стали А2, А3, А4 получили название нержавейка (рисунок 1).

Рис.1. Трубы из нержавеющей стали

Резьбовые соединения и фитинги из нержавейки используются при сборке трубогазопроводов, кабельных вводов в приборостроении, энергетическом оборудовании, производстве химических компонентов.

Коррозионная устойчивость нержавеющей стали – ее основное преимущество. Однако химическим составом нержавейки вызван ряд негативных моментов при ее эксплуатации. Высокое содержание легирующих элементов снижает вязкость и предел текучести материала, поэтому на его поверхности не происходит образования оксидной пленки. В результате при сборке соединения между деталями наблюдается повышенное трение с последующим разогревом и пластической деформацией витков резьбы.

Этот эффект носит лавинообразный характер и приводит к образованию задиров (рисунок 2) и закусыванию резьбы. Многочисленные тесты показали, что увеличение момента затяжки нержавеющего крепежа – одна из основных причин его заедания и невозможности демонтажа.

Рис.2. Задиры на поверхности витков резьбы

Рассмотрим современные пути решения проблем закусывания и заедания нержавеющего крепежа при монтаже.

Антифрикционное твердосмазочное покрытие – новый метод предотвращения закусывания резьбы

Применение традиционных резьбовых паст – относительно трудозатратный и недостаточно эффективный метод снижения трения в резьбе. Пасты выдавливаются из зоны контакта и требуют постоянного восполнения, поэтому предпочтение сегодня отдается технологии твердой смазки.

Она основана на применении специальных покрытий на основе «мягких» металлов или полимеров. Антифрикционные компоненты удерживаются на поверхности с помощью связующего вещества.

Так называемые «мягкие» металлы (медь, серебро и др.) при высоких моментах свинчивания не обеспечивают трущимся поверхностям необходимого разделения. Кроме того, они имеют достаточно сложную технологию нанесения. Некоторые из них (например, гальванические методы) требуют специальных условий для хранения и утилизации отработанных компонентов.

Многочисленные тесты и практический опыт показали, что наиболее эффективным и современным решением проблемы закусывания резьбы является применение антифрикционных твердосмазочных покрытий (АТСП) MODENGY на основе полимеров.

На рисунке 3 приведена структура такого покрытия на поверхности резьбового соединения или фитинга. Формируемая им тонкая пленка представляет собой прочно сцепленную с основой матрицу связующего вещества, в ячейках которой расположены очень мелкие частицы твердого смазочного материала. Благодаря заполнению впадин микронеровностей поверхности увеличивается ее опорная площадь и несущая способность.

Рис.3. Структура антифрикционных твердосмазочных покрытий

Благодаря особой структуре покрытие имеет высокое сопротивление сжатию и малое сопротивление сдвигу – коэффициент сухого трения значительно снижается, происходит разделение и защита трущихся поверхностей при высоких моментах закручивания.

Антифрикционные твердосмазочные покрытия MODENGY – разработка российской компании "Моденжи". Они производятся на основе запатентованных технологий и отлично зарекомендовали себя на практике у многих производителей.

Основным преимуществом покрытий является их универсальность: возможность применения в резьбовых соединениях и фитингах различных типоразмеров и диаметров.

Для крепежа из нержавеющей стали используются покрытия MODENGY 1001, MODENGY 1005, MODENGY 1012 и MODENGY 1014. Их применение позволяет стабилизировать коэффициент трения и момент закручивания, добиться снижения риска появления задиров и схватывания резьбы.

MODENGY 1001 на основе дисульфида молибдена и графита имеет самый большой диапазон рабочих температур – -180…+440 °С и высокие противозадирные свойства. Оно быстро отверждается без нагрева и может наноситься без специализированного распылительного оборудования, так как имеет аэрозольную фасовку.

MODENGY 1005 содержит дисульфид молибдена. Покрытие выдерживает от -200 до +255 °С, обладает оптимальным балансом прочностных и противозадирных свойств. Состав отверждается при нагреве до +200 °С.

MODENGY 1012 – полупрозрачное покрытие на водной основе с добавлением ПТФЭ. Оно отверждается без нагрева, не меняет цвет деталей и не воспламеняется.

MODENGY 1014 с дисульфидом молибдена и ПТФЭ имеет тот же температурный диапазон, что и MODENGY 1005. После полимеризации (при +200 °С ) оно имеет гладкую текстуру и эстетичный внешний вид.

Все перечисленные покрытия характеризуются устойчивостью к кислотам, щелочам, органическим растворителям и др. химическим веществам. Технология нанесения материалов экологична и не требует значительных инвестиций в оборудование.

Для мелкосерийных работ можно использовать метод распыления на поверхность резьбы, для промышленного нанесения чаще применяется центрифугирование.

Специалисты компании "Моденжи" реализовали уже несколько десятков проектов по защите резьбовых соединений и фитингов из нержавеющей стали. Покрытия MODENGY наносились на кабельные вводы и пневмомагистрали в приборостроении (рисунок 4), стальные детали для специальных видеокамер в атомной промышленности (рисунок 5), резьбовые фитинги и штуцеры в энергетической и нефтегазовой сферах (рисунок 6).

Рис. 4. Кабельный ввод после обработки покрытием MODENGY

Рис. 5. Деталь видеокамеры в атомной промышленности с покрытием MODENGY на резьбовых элементах

Рис. 6. Резьбовые фитинги и штуцеры после обработки покрытием MODENGY

Нанесение покрытий MODENGY на резьбовую часть деталей из нержавейки позволило:

• Стабилизировать коэффициент трения между витками резьбы
• Защитить резьбу от заедания и заклинивания 
• Добиться легкого контроля момента затяжки
• Получить возможность многократной регулировки (откручивания-закручивания) соединения

Заключение

Нанесение антифрикционных твердосмазочных покрытий MODENGY на резьбовые соединения и фитинги из нержавейки позволяет предотвратить их заклинивание, заедание, а также увеличить крутящий момент. При производстве покрытий применяются эффективные твердые смазки и связующие компоненты. Качество получаемых материалов позволяет им решать самые сложные задачи в сфере трения и износа.

Применение покрытий MODENGY позволило многим российским предприятиям не только следовать концепции импортозамещения, но и получать при этом значительные конкурентные преимущества.