Реечный механизм в клапанах осевого типа: его проблемы и решения с помощью покрытий MODENGY

Принцип и условия работы клапанов осевого типа

Клапаны осевого типа используются для регулирования давления в трубопроводах, по которым перемещаются газовые и жидкие среды. Они находят широкое применение в газотранспортных и газодобывающих системах, на нефтеперерабатывающих заводах, магистральных нефтепроводах и в других сферах.

Конструкции такого вида обеспечивают большую пропускную способность и при этом отличаются компактностью, малым уровнем шума и турбулентности.

Рис.1. Клапан осевого типа в разрезе

Поршень, входящий в конструкцию клапана, перемещается вдоль его оси посредством зубчатой передачи. Она состоит из двух косозубых реек (частей штока поршня и шпинделя клапана), расположенных под прямым углом с минимальным зазором.

В процессе циклической работы клапана рейки подвергаются высоким нагрузкам. Трение между сопряженными поверхностями возрастает, что приводит к необратимому изменению их качества, увеличивает вероятность возникновения схватывания и заедания.

Слишком высокая сила трения грозит упругой деформацией реек и заклиниванием передачи.

Пластичные смазки не помогут защитить реечный механизм от износа, поскольку в условиях высоких контактных давлений и малых скоростей перемещения они выдавливаются из зоны контакта, оставляя лишь тонкую и малоэффективную граничную пленку.

Оптимальное решение проблемы изнашивания реек клапанов осевого типа – применение покрытий, реализующих технологию твердой смазки.

Твердые смазочные материалы имеют множество преимуществ над традиционными маслами и пластичными смазками.

Работают при температурах от -200 до +600 °С

Выдерживают контактные давления
до 2500 МПа

Демонстрируют предельно низкий коэффициент трения
(до 0,03) при медленном cкольжении (до 0,5 м/с)

Входят в состав высокоэффективных покрытий с неограниченным сроком службы

Антифрикционные твердосмазочные покрытия MODENGY для деталей реечного механизма

Антифрикционные твердосмазочные покрытия (АТСП) формируют на поверхности детали тонкий (5-20 мкм) композиционный слой, представляющий собой полимерную матрицу, прочно сцепленную с основой. В ее ячейках расположены ультрадисперсные частицы твердого смазочного материала (рисунок 2).

Рис. 2. Схема антифрикционных твердосмазочных покрытий

Покрытия MODENGY имеют высокое сопротивление сжатию и малое сопротивление сдвигу. За счет этого коэффициент их сухого трения при контактных давлениях, соизмеримых с пределом текучести материала основы, равен всего нескольким сотым.

Для деталей реечного механизма применяется антифрикционное твердосмазочное покрытие MODENGY 1005. Оно снижает трение и увеличивает ресурс узла в 3-5 раз.

Покрытие MODENGY 1005 изготовлено на основе дисульфида молибдена и графита. Оно работает в диапазоне температур -200...+255 °С, обеспечивает очень низкий коэффициент трения (от 0,03) и отличается высокой износостойкостью (280 тыс. циклов на испытаниях по ASTM D2714). Внешний вид покрытия на рейках представлен на рис. 3.

Рис. 3. Детали реечного механизма с покрытием MODENGY 1005

Покрытие имеет жидкую консистенцию и наносится на подготовленную поверхность путем распыления

Через 10 минут покрытие становится сухим на ощупь, и деталь может быть транспортирована без риска повреждения защитного слоя

Полная полимеризация покрытия происходит после его выдержки при температуре 130 °С в течение 70 минут или при 200 °С 40 минут

Покрытие MODENGY 1005 наносится на рейки однократно и обеспечивает им необходимую защиту на весь срок эксплуатации клапана.

Заключение

Антифрикционные твердосмазочные покрытия MODENGY обеспечивают поверхностям необходимый комплекс триботехнических и защитных свойств даже при работе в экстремальных условиях.

Их применение позволяет значительно повысить ресурс клапанов осевого типа путем снижения износа реечного механизма.