Ремонт микротурбин с покрытиями MODENGY: повышаем ресурс лепестковых газодинамических подшипников
- Лепестковые газодинамические подшипники: что они из себя представляют и какие проблемы испытывают?
- Покрытия MODENGY для подшипников микротурбин
Вместе с развитием электроники возрастает популярность оборудования, которое может работать без участия человека. Все более востребованными становятся автономные системы электроснабжения – микротурбогенераторы, или микротурбины.
Сегодня ими снабжают торговые комплексы, фармацевтические склады, дата-центры, стройплощадки, нефтяные платформы, объекты аграрной сферы. Микротурбины не занимают много места и могут быть установлены на высоте (например, на крышах зданий).
Для работы этого оборудования подходят практически все виды жидкого и газообразного топлива. На выходе они преобразуются в электроэнергию и тепло.
Микротурбины обладают множеством преимуществ над другими электроустановками. Они компактны и при этом высокопроизводительны, просты в обслуживании и экологичны. Благодаря кожухам с температурным компенсированием микротурбогенераторы могут использоваться даже на Крайнем Севере.
Двигатели микротурбин оснащены лепестковыми газодинамическими подшипниками, которые не требуют применения масел и охлаждающих жидкостей.
Ремонт микротурбин производится на месте их установки и, как правило, не занимает много времени. Во время планового обслуживания обычно ограничиваются заменой воздушных фильтров и свечей. Капитальный ремонт подразумевает замену двигателя.
Продлить срок службы силового агрегата можно с помощью обработки газодинамических подшипников специальными покрытиями. Об этом речь пойдет далее.
Лепестковые газодинамические подшипники: что они из себя представляют и какие проблемы испытывают?
Лепестковые газодинамические подшипники (ЛГП) представляют собой бесконтактные опоры с газовой смазкой.
Они имеют относительно простую конструкцию и принцип работы. Несущую поверхность подшипника образуют тонкие упругие металлические пластины (лепестки). Между ними и вращающимся ротором имеется зазор с газовым слоем. Чем выше скорость вращения, тем равномернее распределяется воздушная пленка. Вал «плавает» по ней, как шайба в аэрохоккее.
В зависимости от условий работы лепестковые подшипники могут менять форму, чтобы создать оптимальную геометрию зазора.
Во многом именно использование ЛГП позволило микротурбинам завоевать широкую популярность. Безмасляные подшипники снижают вес двигателя и увеличивают его удельную мощность, выдерживают очень высокие температуры, обладают демпфирующими свойствами и устойчивостью к вибрациям. Благодаря уникальным стабилизирующим свойствам ЛГП не допускают возникновения вихревой неустойчивости ротора.
При пуске и остановке микротурбины, а также в аварийных режимах работы оборудования вал вращается со скоростью, недостаточной для образования стабильного воздушного клина. В такие моменты лепестки подшипника могут контактировать с поверхностью вала. В результате трения на них появляются задиры.
Чтобы избежать преждевременного износа ЛГП, на лепестки наносят специальные антифрикционные покрытия. Разделительный слой с очень низким коэффициентом трения защищает подшипники даже в условиях их экстремальной теплонапряженности (до +500 °С).
Покрытия MODENGY для подшипников микротурбин
Покрытия для лепестковых газодинамических подшипников, соответствующие всем требованиям условий их эксплуатации, выпускает компания «Моденжи».
MODENGY 2560, MODENGY 1007, MODENGY 1014 используются при производстве российских микротурбин и ремонте зарубежных агрегатов (например, известного бренда Capstone).
Покрытия производятся на основе твердых смазочных материалов – дисульфида молибдена, графита, политетрафторэтилена, дисульфида вольфрама и пр. Именно эти компоненты позволяют материалам MODENGY эффективно снижать трение и защищать детали от появления задиров.
Наиболее «популярная» твердая смазка – дисульфид молибдена – придает покрытиям MODENGY характерный темно-серый цвет.
Наиболее термостойкое покрытие в линейке – MODENGY 2560. Оно содержит дисульфид вольфрама, специально синтезированный графит, армирующие и стабилизирующие компоненты. В качестве связующего вещества выступают соли металлов.
Покрытие отличается термической стабильностью до +500 °С, повышенными адгезией и износостойкостью, устойчивостью к кислотам, эффективностью как при низких, так и при высоких скоростях скольжения (от 0 до 20 м/с).
MODENGY 1007 работает при температурах от -50 до +350 °С. На поверхностях лепестков покрытие образует особо прочную полимерную пленку из мелкодисперсного графита и полиамид-имидной смолы. Она отлично защищает подшипники в условиях повышенной влажности и нагрузок, обладает свойствами антиаварийной смазки.
Покрытие MODENGY 1014 на основе политетрафторэтилена (ПТФЭ) и дисульфида молибдена отличается высокой разделительной способностью, химической стойкостью, хорошими антикоррозионными свойствами (> 672 часов по результатам теста в соляном тумане). Гладкая текстура полимеризовавшегося материала обеспечивает правильный газодинамический режим работы подшипников.
Все покрытия, применяемые при производстве и ремонте микротурбин, отверждаются при нагреве в печи. Они обеспечивают ресурсную смазку лепестковых газодинамических подшипников и позволяют создавать необслуживаемые узлы трения.