Работа различных устройств энергетической трубопроводной арматуры (ЭТПА) осуществляется при наличии водной среды и пара, при сверхвысоких температурах ( около +700 градусов по Цельсию), высоких контактных напряжениях и давлении. При таких условиях элементы ЭТПА должны оставаться в отличном функциональном состоянии в течение всего срока службы, даже если они долгое время находились в неподвижном (открытом, закрытом) состоянии. Важно также обеспечить легкий ход подвижных механизмов и герметичность соединений в оборудовании.
Для выполнения этих требований необходимо контролировать процессы трения и износа в ЭТПА. По этой причине выбор и применение спецматериалов для обслуживания элементов арматуры становится особенно актуальным.
Из-за высокой интенсивности трения при эксплуатации арматурных устройств часто возникают такие проблемы, как:
- Изнашивание и повреждение поверхностей контакта
- Возникновение задиров
- Необходимость обеспечения дополнительного усилия на привод затвора
- Снижение герметичности запорных устройств
- Уменьшение эксплуатационного ресурса
Влияние высоких температур также негативно сказывается на работе ЭТПА. Элементы затвора при таких условиях прикипают, возникает их заедание и они становятся менее подвижными.
Обычные пластичные смазки на минеральной основе в этом случае неэффективны. Интенсивность окисления и испарения базового масла в их составе достаточно высока при +70 градусов по Цельсию и более. Если далее повышать температуру, то через каждые 10…15 градусов по Цельсию эти процессы будут протекать в два раза быстрее. Традиционные минеральные смазки фактически могут выдержать максимально до +120…+130 градусов по Цельсию.
Наиболее термостойкие – смазочные материалы, в основе которых лежат перфторполиэфирные масла. Такие составы устойчивы к температурам до +250…+260 градусов по Цельсию.
Смазочный слой, образованный базовыми маслами вышеописанных материалов, не имеет достаточной толщины, не устойчив к действующим на него нагрузкам и контактному давлению при малых скоростях скольжения.
Таким образом, современные пластичные смазки и масла не удовлетворяют всем условиям эксплуатации устройств ЭТПА.
Для обслуживания такой арматуры идеально подходят смазочные материалы на базе твердых порошкообразных веществ (медный, графитовый порошок; дисульфид молибдена и др.) или их композиций. Верхняя граница диапазона рабочих температур у материалов такого типа достигает +300 градусов по Цельсию и выше.
Микронеровности трущихся поверхностей заполняются мелкодисперсными частицами твердосмазочных веществ. Это приводит к повышению герметичности, увеличению площади контакта и, как следствие, повышению несущей способности (илл. 1).
Илл. 1. Механизм действия твердосмазочных веществ
Использовать твердосмазочные порошки можно и в чистом виде, но при этом адгезия к рабочей поверхности иногда оказывается недостаточной. Устранить эту проблему помогает комбинирование твердых смазок со связующими смолами (в антифрикционных покрытиях) или легкими маслами-носителями (в пастах).
Ассортимент материалов Molykote включает в себя большое количество термостойких паст и антифрикционных покрытий (АФП) (таблица 1). Эти составы уже неоднократно доказывали свою эффективность и надежность. В настоящее время они активно используются в разных странах мира при обслуживании устройств ЭТПА.
Таблица 1. Термостойкие пасты и антифрикционные покрытия Molykote для обслуживания устройств энергетической трубопроводной арматуры
|
Название смазочн. материала |
Масло (смола)/Твердосмаз. компонент |
Верх. граница диапазона рабоч. темпер-р, °С |
Несущ. способ-ть (нагруз. свар.), кН |
Антикоррозионная защита (испытание в солян. тумане по ISO R 1456), ч |
Коэффиц. трения в тесте на запрес-ку |
Коэффиц. трения в болт. соедин. (кл. 8.8, М12), для резьбы /для торцев. пов-ти |
|---|---|---|---|---|---|---|
|
Минерал. масло/Дисульфид молибдена |
+450 |
5,3 |
- |
0,05 |
0,1/0,06 |
|
|
Минерал. масло/Графит, медь |
+650 |
4,8 |
5 |
- |
0,13/0,08 |
|
|
ПАО масло, минерал. масло/Медь |
+650 |
2,5 |
500 |
0,07 |
0,17/0,1 |
|
|
ПАО масло, минерал. масло/КБТС |
+1200 |
3 |
500 |
0,12 |
0,16/0,08 |
|
|
Минерал. масло/КБТС, графит, диоксид циркония |
+1400 |
4 |
- |
- |
0,15/0,09 |
|
|
ПАО масло/КБТС, графит |
+1500 |
4,8 |
120 |
0,14 |
0,093/0,086 |
|
|
Эпоксидная смола/Дисульфид молибдена |
+430 |
16 |
500 |
- |
0,089/0,074 |
|
|
Полибутилтитанат/Графит, дисульфид молибдена |
+450 |
12,5 |
- |
0,075 |
0,07/0,05 |
Примечания к таблице:
- КБТС – композиция белых твердых смазок.
- ПАО масло – полиальфаолефиновое масло.
- Для АФП – критическая нагрузка, для паст – нагрузка сваривания.
Полным аналогом Molykote D-321R является антифрикционное твердосмазочное покрытие MODENGY 1001.
Оно характеризуется такими же рабочими свойствами, но имеет гораздо более привлекательную стоимость.
MODENGY 1001 доступна в следующих фасовках: банки 1 кг, ведра 4,5 кг и аэрозольные баллоны 210 мл.
Материалы из таблицы 1 широко применяются для обслуживания различных узлов (подшипников скольжения, затворов, штоков резьбовых сопряжений, ходовых винтов) перед их монтажом.
Эти составы выполняют следующие функции:
- Снижение интенсивности процессов трения и износа
- Предотвращение задиров
- Предотвращение прикипания и заедания
- Создание разделительного слоя между контактирующими поверхностями
Ввиду различия свойств материалов каждый из них может являться наиболее подходящим в том или ином случае применения.
Так, высокотемпературные пасты, произведенные на основе дисульфида молибдена (Molykote G-Rapid Plus), существенно уменьшают трение. Однако при наличии кислорода верхняя граница рабочих температур для таких материалов не превышает +450 градусов по Цельсию. Если дисульфидмолибденовые пасты не будут контактировать с воздухом, то они выдержат максимально до +650 градусов по Цельсию. При более высоких температурах необходимы пасты содержащие графит или мягкие металлы в виде порошков.
Сверхтермостойкие температуры (до +1200 …+1500 градусов по Цельсию) выдерживают смазочные составы, изготовленные с применением специальных термостойких добавок и КБТС.
АФП образуют на смазанных поверхностях сухой пленочный слой. Связующие компоненты (смолы) надежно удерживают покрытие на поверхности.
При медленном перемещении контактирующих поверхностей относительно друг друга в ЭТПА смазки с высокими антифрикционными характеристиками, несущей способностью и термостойкостью способны обеспечивать эффективное управление трением.
