Резьбовые фитинги из нержавейки: проблемы и решения
- Особенности резьбовых соединений и фитингов из нержавеющих сталей
- Антифрикционные покрытия MODENGY для снижения трения в резьбе
- Методы нанесения покрытий
Резьбовые детали из нержавеющих сталей комплектуют оборудование нефтегазовой, приборостроительной, энергетической и многих других отраслей промышленности. Особой популярностью пользуются высоколегированные нержавеющие стали, в состав которых входит хром.
Они обладают высокой химической стойкостью и отличными антикоррозионными свойствами. К числу нержавеющих относятся аустенитные стали А2, А3, А4.
В данной статье рассмотрены особенности эксплуатации нержавеющих резьбовых соединений и кабельных вводов, используемых в трубопроводной арматуре, энергетическом оборудовании, механизмах на производстве химических компонентов.
Особенности резьбовых соединений и фитингов из нержавеющих сталей
Аустенитные нержавеющие стали обладают множеством положительных свойств, однако они имеют и ряд недостатков, связанных с физико-химическими свойствами материала.
Из-за большой концентрации легирующих элементов нержавейка имеет низкие предел текучести и вязкость. При взаимодействии с воздухом она покрывается оксидной пленкой, и при затягивании резьбы в зоне контакта наблюдается усиленное трение и локальный разогрев стали.
Это вызывает пластическую деформацию витков резьбы. В результате для сборки и разборки соединения приходится прилагать большие усилия.
Дальнейшее увеличение момента затяжки влечет за собой образование задиров. Возможно заклинивание резьбы без возможности ее неразрушающего демонтажа.
При закусывании резьбы из нержавеющей стали ее достаточно сложно демонтировать даже с использованием специальных режущих инструментов, поэтому профилактика этого явления будет лучшей мерой защиты резьбового соединения.
Антифрикционные покрытия MODENGY для снижения трения в резьбе
Для снижения трения в нержавеющих резьбовых соединениях применяются различные методы и материалы.
Традиционный способ – использование резьбовых паст – имеет ряд существенных недостатков. Пластичные составы хорошо снижают трение, однако плохо удерживаются в зоне контакта, поэтому требуют частого досмазывания. Кроме того, с пастами необходимо работать только на сборочных площадках, что не всегда удобно и трудозатратно.
Защита стальных резьбовых соединений с помощью их покрытия «мягкими» металлами (медью, серебром и др.) часто неэффективна, так как при высоких моментах откручивания-закручивания резьбы они не обеспечивают надежного антифрикционного слоя. К тому же гальванизация требует наличия сложного и дорогостоящего оборудования, привлечения высококвалифицированного персонала, соблюдения экологических норм и правил утилизации отработанных компонентов.
В настоящее время все бОльшую популярность приобретают твердосмазочные композиции на основе полимеров, которые вводятся в зону контакта витков и надежно удерживаются в ней благодаря специальным связующим веществам.
В России антифрикционные твердосмазочные покрытия (АТСП) разрабатываются и производятся компанией "Моделирование и инжиниринг".
На сегодняшний день АТСП MODENGY™ – наиболее надежное средство для предотвращения закусывания и заедания резьбы нержавеющих фитингов.
Эти материалы производятся по запатентованной технологии твердой смазки. На поверхностях они образовывают тонкую, прочно сцепленную с основой пленку – полимерную матрицу, в ячейках которой расположены мелкодисперсные частицы антифрикционного наполнителя.
АТСП MODENGY™ эффективно разделяют контактирующие поверхности даже при высоких моментах откручивания и закручивания, значительно снижая при этом коэффициент сухого трения. Кроме того, покрытия защищают металл от воздействия внешних факторов и образования коррозии.
Основное преимущество АТСП MODENGY™ – возможность их применения в фитингах различных типоразмеров, где они обеспечивают минимальный коэффициент трения (до 0,03) и эстетичный внешний вид элементов.
Покрытия эффективны в широком диапазоне температур (-180…+550 °С), демонстрируют химическую стойкость, работоспособность в условиях вакуума и радиации.
Покрытия заполняют и сглаживают микронеровности поверхности, при этом увеличивая их опорную площадь.
За счет особой чешуйчатой структуры АТСП обладают малым сопротивлением сдвигу и высоким сопротивлением сжатию, что увеличивает несущую способность смазочного слоя.
В линейку покрытий MODENGY™ для резьбовых соединений и фитингов из нержавейки входят материалы черного, серого, темно-серого и серебристого цветов.
Методы нанесения покрытий
Технология нанесения АТСП достаточно проста, малозатратна и экологична. Для обработки небольшого количества резьбовых элементов можно наносить покрытия методом распыления. В серийном или крупносерийном производстве целесообразнее использовать окунание и центрифугирование.
Толщина конечного слоя покрытия не должна быть менее 3 и более 35 мкм. Возможность регулировать этот параметр позволяет наносить материалы на детали с различными типами и размерами резьб.
Отверждение покрытий MODENGY™, рекомендуемых для резьбовых соединений и фитингов из нержавеющих сталей, производится при нагреве до определенной температуры в течение заданного времени.
Основные характеристики, методы нанесения и условия отверждения антифрикционных твердосмазочных покрытий MODENGY™ приведены в таблице ниже.
| Наименование АТСП | Цвет | Температура полимеризации, °С | Температурный диапазон работы, °С | Возможные методы нанесения |
| MODENGY™ 1010 | Черный | +180 | -70 … +250 | Распыление, центрифугирование |
| MODENGY™ 1011 | Серебристый | +180 | -70 … +250 | Распыление, центрифугирование |
| MODENGY™ 1014 | Серый | +180 | -70 … +255 | Распыление, центрифугирование |
В настоящее время реализовано уже несколько десятков проектов по защите нержавеющей резьбы с помощью АТСП. Наиболее яркие фотопримеры с нанесенными покрытиями смотрите ниже.
Антифрикционные твердосмазочные покрытия MODENGY™ эффективно решают ряд задач, предотвращая заклинивание и заедание резьбы, снижая и стабилизируя момент откручивания-закручивания. Технология их нанесения проста и легко может быть внедрена на любом предприятии с минимальными инвестициями.