Технология твердой смазки для арматуростроения. Обзор и преимущества материалов MODENGY российского производства

Твердая смазка: об инновационной технологии снижения трения и износа

Создание технологии твердой смазки – одно из сравнительно новых достижений триботехники, позволяющее создавать более долговечные, энергоэффективные и компактные узлы трения машин.

Она заключается в снижении коэффициента трения и износа поверхностей скольжения без проявления гидродинамического эффекта путем создания тонкой пленки, имеющей малое сопротивление сдвигу и высокое – сжатию.

Технология твердой смазки реализуется путем использования твердых смазочных материалов – веществ слоистой кристаллической структуры со слабыми межмолекулярными связями (дисульфида молибдена (рис. 1), графита, дисульфида вольфрама, нитрида бора); некоторых полимеров (политетрафторэтилена); мягких металлов и других.

Наибольшую значимость и распространение в качестве смазочных материалов имеют слоистые материалы, которые обладают низким коэффициентом трения вследствие своей кристаллической структуры.

Рисунок 1 – Дисульфид молибдена

Согласно многочисленным исследованиям, технология твердой смазки является одним из наиболее эффективных способов повышения ресурса узлов трения в экстремальных условиях эксплуатации, таких как криогенные и высокие температуры, вакуум, воздействие химически агрессивных сред, работа в условиях запыленности, высоких нагрузок, сравнимых с пределом текучести конструкционных материалов.

Твердые смазочные вещества долгое время применялись самостоятельно в виде порошков. Современным этапом развития технологии твердой смазки является создание антифрикционных покрытий, способных интегрировать твердые смазочные вещества в поверхности трения.

Рисунок 2 – Антифрикционные твердосмазочные покрытия MODENGY

Они представляют собой суспензии, в которых высокодисперсные порошки распределяются в смеси связующих веществ (пленкообразователей) и растворителей.

После отверждения составов на обработанных поверхностях образуются тонкие (около 20 микрометров) смазочные пленки, практически не подверженные влиянию внешних факторов, снижающие и стабилизирующие коэффициент трения, облегчающие приработку и во многих случаях обеспечивающие ресурсное смазывание деталей.

Антифрикционные твердосмазочные покрытия MODENGY: свойства и преимущества

Технологию твердой смазки в своих разработках реализует российская компания «Моденжи». Она специализируется на разработке и производстве антифрикционных твердосмазочных покрытий, твердосмазочных паст и сухих адаптивных смазочных материалов на основе твердых смазочных веществ.

Покрытия MODENGY (рис. 2) формируют на обработанных деталях композиционный слой толщиной около 20 микрометров, защищающий механизмы от схватывания, задиров, снижающий и стабилизирующий коэффициент трения (рис. 3).

Некоторые марки материалов обладают дополнительными свойствами, позволяющими увеличивать ресурс деталей, – обеспечивают долговременную защиту от коррозии, обладают химостойкостью, антиадгезионными, антиобледенительными свойствами.

Рисунок 3 – Внешний вид отвержденного покрытия MODENGY 1014 на ходовых винтах

В составе покрытий используются различные типы твердых смазочных веществ и их композиции, в которых проявляется синергетическое взаимодействие компонентов.

Свойства и преимущества покрытий MODENGY:

• Низкий стабильный коэффициент трения – от 0,03
• Сухой смазочный слой для запыленных сред
• Антикоррозионные свойства (до 1000 часов по результатам ускоренных испытаний в камере нейтрального соляного тумана по ISO 9227)
• Высокая несущая способность (до 3000 МПа) и отличные противозадирные свойства
• Длительный ресурс (в некоторых узлах выступают в качестве ресурсной смазки) и работоспособность после продолжительного простоя оборудования
• Широкий диапазон рабочих температур: от -210 °С до +730 °С
• Работоспособность в вакууме и условиях радиации
• Устойчивость к химически агрессивным средам различной природы – кислотам, щелочам, растворителям и др.
• Экологическая безопасность.

Производство и эксплуатация трубопроводной арматуры – направления, в которых применение антифрикционных покрытий позволяет решать наиболее острые задачи в области снижения трения, износа и обеспечения защиты от коррозии.

Твердосмазочные покрытия и пасты MODENGY для трубопроводной арматуры

Стандартными условиями эксплуатации трубопроводной арматуры являются высокие давления, температуры и трение, воздействие агрессивных транспортируемых сред. Это приводит к преждевременному износу, коррозии деталей, увеличению усилий для привода механизмов и заклиниванию.

Применение антифрикционных твердосмазочных покрытий позволяет создавать необслуживаемые узлы трения, повышать надежность и срок эксплуатации узлов трубопроводной арматуры.

Так, нанесение покрытия MODENGY 1001 на основе дисульфида молибдена и графита на штоки клапанов трубопроводов уменьшает усилие на привод затвора до 5 раз.

Нанесение покрытия горячего отверждения MODENGY 1005 на реечные передачи клапанов осевого типа (рис. 4) сводит к минимуму потери на трение в узле. Благодаря высокой несущей способности и противозадирным свойствам покрытие выдерживает контактные давления более 2000 МПа, характерные для эксплуатации данных клапанов.

Рисунок 4 – Покрытие MODENGY 1005 на реечных передачах

Химостойкое покрытие MODENGY 1014 на основе политерафторэтилена и дисульфида молибдена широко используется для защиты деталей, непосредственно контактирующих с химически агрессивными средами.

Оно наносится на регулирующие клапаны, элементы проточной части трубопроводной арматуры, резьбовые соединения, разделители сред, пластины теплообменников и др.

Также данное покрытие обладает отличными антикоррозионными свойствами (более 672 часов в нейтральном соляном тумане по стандарту ISO 9227), обеспечивая надежную эксплуатацию трубопроводной арматуры в условиях разрушительного морского климата или в других коррозионно-активных средах.

Покрытия MODENGY в отдельных случаях позволяют полностью отказаться от применения пластичных смазочных материалов, а также могут работать в комплексе с ними для обеспечения наилучших эксплуатационных характеристик механизмов.

Твердосмазочная паста MODENGY 4002 на основе дисульфида молибдена (рис. 5) успешно прошла испытания у производителя запорно-регулирующей арматуры на четвертьоборотных червячных редукторах.

Рисунок 5 – Твердосмазочная паста MODENGY 4002

Экспериментально доказано, что MODENGY 4002 обеспечивает прирост КПД около 10-20 % после наработки в 100 циклов. Материал рекомендован для дальнейшего серийного применения в редукторах с целью облегчения приработки, снижения трения и повышения КПД оборудования.

Применение антифрикционных твердосмазочных покрытий и паст MODENGY позволяет решить такие важные задачи, как снижение усилий на привод механизмов, уменьшение трения и износа, защита от коррозии, образования задиров, предотвращение прикипания и заедания.