Покрытия MODENGY продлевают срок службы запорных клапанов
- Какие задачи решают антифрикционные твердосмазочные покрытия (АТСП)?
- АТСП MODENGY для запорных клапанов
- Преимущества антифрикционных покрытий
Даже самая примитивная гидравлическая или пневматическая система не обходится без запорных клапанов. В трубопроводах на ТЭС, ГРЭС, ТЭЦ они используется для регулировки подачи жидкости или газа. Клапаны с ручным управлением оснащены маховиком, электронные модели имеют встроенный электропривод.
Принцип действия запорного клапана прост – при вращении штурвала шпиндель воздействует на затвор (золотник), который, в свою очередь, поступательно перемещается и перекрывает собой проходное отверстие для рабочей среды.
В процессе работы клапаны испытывают высокие давления и температуры, воздействия химически агрессивных сред. Именно поэтому для них характерна проблема повышенного износа узлов, коррозии и потерь на трение.
Ресурс клапанов напрямую зависит от эффективности их обслуживания и защиты от перечисленных выше явлений. Большинство традиционных смазок для этих целей не подходят, так как при высоких контактных давлениях они выдавливаются из зон трения и интенсивно теряют базовые масла уже при +230…+250 °С.
Оптимальное решение для деталей запорных клапанов – применение антифрикционных покрытий, которые реализуют технологию «сухой» смазки и наносятся однократно на весь срок эксплуатации изделий.
Какие задачи решают антифрикционные твердосмазочные покрытия (АТСП)?
Общие потери на трение в запорном клапане складываются из потерь в его отдельных подвижных узлах.
Опытным путем установлено, что наибольших значений они достигают в местах контакта:
- Резьбы штока и втулки
- Поверхности штока и уплотнений
- Элементов упорного подшипника скольжения
Для решения задачи снижения трения применяются материалы, содержащие твердые смазочные вещества с антифрикционными свойствами. Они эффективны при температуре до +600 °С, контактных давлениях до 2500 МПа, имеют очень низкий коэффициент трения.
Антифрикционные твердосмазочные покрытия (АТСП) формируют на обработанных поверхностях прочный композиционный слой от 5 до 20 мкм (толщина регулируется путем нанесения АТСП в несколько слоев с промежуточной просушкой).
Готовое покрытие представляет собой адгезивную полимерную матрицу, в ячейках которой расположены мельчайшие частицы твердого смазочного материала.
Антифрикционные покрытия имеют высокое сопротивление сжатию и малое сопротивление сдвигу – именно поэтому коэффициент их сухого трения при контактных давлениях, соизмеримых с пределом текучести материала основы, очень мал (до 0,03).
АТСП MODENGY для запорных клапанов
Компания MODENGY разработала уже более 20 видов антифрикционных твердосмазочных покрытий. В их состав входят различные твердые смазочные вещества: чаще всего это дисульфид молибдена, поляризованный графит, политетрафторэтилен (ПТФЭ), реже – дисульфид вольфрама, нитрид бора, сульфид цинка, фториды кальция и бария.
Твердые смазки распределены в связующих смолах (модифицированных эпоксидной или стирольной, кремнийорганической, полиамид-имидной, акриловой, фенолформальдегидной), полиуретане или полибутилтитанате.
Компоненты АТСП взаимодействуют друг с другом, что расширяет возможности материалов и делает их максимально эффективными.
Для обслуживания запорных клапанов рекомендуется использовать покрытия MODENGY 1001 с дисульфидом молибдена и графитом, а также MODENGY 1004 с дисульфидом молибдена.
MODENGY 1001 имеет жидкую или аэрозольную консистенцию. Благодаря высокой износостойкости (400 тыс. циклов по ASTM D2714), широкому диапазону рабочих температур (-180…+450 °С) и способности быстро полимеризоваться без нагрева оно давно пользуется популярностью в арматуростроительной отрасли.
Покрытие MODENGY 1004 расфасовано в банки и наносится на подготовленные поверхности из распылительного оборудования. Это АТСП обладает отличными антикоррозионными свойствами (более 500 часов в ходе испытания соляным туманом), поэтому применяется в тех случаях, когда деталям необходима надежная защита от коррозии. Данное покрытие полимеризуется при нагреве до 200 °С. Диапазон рабочих температур MODENGY 1004 составляет от -200 °С до +430 °С. Помимо антикоррозионных свойств, оно отличается высокой несущей способностью – 16000 Н.
После нанесения покрытия MODENGY теряют липкость уже через 5 минут, и обработанные детали могут быть транспортированы без риска повреждения слоя. Дальнейшая эксплуатация изделий возможна только после полной полимеризации АТСП, которая у MODENGY 1001 происходит за 15 минут, а у MODENGY 1004 – за 40.
На фото ниже показаны детали запорного клапана, обработанные АТСП MODENGY 1004. Слой покрытия имеет серо-черный цвет благодаря содержанию в составе дисульфида молибдена – хорошо известного твердого смазочного материала слоистой кристаллической структуры.
Ниже представлена диаграмма с результатами испытания антифрикционного покрытия MODENGY в его сравнении со штатной смазкой.
Очевидно, что в моменты открытия и закрытия клапана трение не только уменьшилось почти в 5 раз, но и стабилизировалось в своих минимальных значениях.
Преимущества антифрикционных покрытий
Традиционные пластичные смазки в большинстве случаев не отвечают эксплуатационным требованиям трубопроводной арматуры и не выдерживают условий ее эксплуатации.
Выход из положения – использование антифрикционных твердосмазочных покрытий, которые не только обладают целым комплексом триботехнических свойств, но и позволяют создавать узлы, не требующие дальнейшего обслуживания.
АТСП наносятся однократно и работают весь срок эксплуатации изделий, обеспечивая необходимое смазывание и защиту поверхностей.
Твердосмазочная технология проста и экономична в реализации, так как подразумевает использование стандартного окрасочного оборудования. При этом ее применение позволяет эффективно управлять трением, повышать ресурс и эффективность механизмов, что подтверждается опытом серийного использования АТСП.