Потери на трение – весьма характерная проблема для узлов запорных клапанов, которые эксплуатируются под воздействием высоких нагрузок, повышенных температур и малых скоростей перемещения. При правильном контроле за воздействием этих факторов на детали зависит ресурс клапанов и их стабильность.

Как правило, применение пластичных смазок нецелесообразно в узлах арматуры, так как под воздействием агрессивных химических сред и температур +230...+250 °C эти материалы окисляются и испаряются. Даже термостойкие базовые масла не выдерживают в подобных условиях.

Снизить трение в запорных клапанах без каких-либо потерь позволяют специальные антифрикционные окрытия на основе твердых смазок.

Технология твердой смазки

Запорные клапаны бывают ручные и автоматизированные. Они широко применяются в трубопроводах, используемых на ТЭЦ, ГРЭС и ТЭС для контроля движения рабочих сред.

Общие потери на трение в узлах этих приспособлений завият от интенсивности контакта его отдельных подвижных деталях: элементах упорного подшипника скольжения, гладкой поверхности штока с уплотнениями, втулки с резьбовым соединением штока.

Благодаря применению твердых смазок решаются следующие задачи в этих узлах:

• Работоспособность при нагрузках до 2500 МПа и температуре до +600 °C
• Низкий коэффициент трения: при скорости скольжения 0,5 м/с – до 0,03

Технологию сухой смазки обеспечивают антифрикционные твердосмазочные покрытия, нанесенные на детали запорных клапанов.

Принцип работы АСТП

Антифрикционное твердосмазочное покрытие представляет собой полимерную матрицу, в ячейках которой находятся мелкодисперсные частицы твердых смазочных материалов. Благодаря хорошей адгезии слой материала прочно удерживается на поверхностях и отличается высоким сопротивлением сжатию, малым сопротивлением сдвигу.

Толщина покрытия составляет от 5 до 20 микрон. Его толщина может регулироваться количеством слоев, каждый из которых наносится после отверждения предыдущего, а также при помощи растворителя, которым можно разбавить основу материала.

Подбор покрытия

На сегодняшний день отечественная компания "Моделирование и инжиниринг" разработала более 20 видов анифрикционных покрытий для решения различных триботехнических задач. Каждое из них состоит из тщательно вымеренных пропорций твердых смазок, связующих веществ и растворителей.

В качестве твердых смазок используется дисульфид молибдена, графит, нитрид бора, сульфид цинка, дисульфид вольфрама, политетрафторэтилен, фториды кальция и бария. За полимеризацию и адгезию покрытия отвечают связующие вещества: эпоксидная, акриловая, стирольная и другие смолы, полибутилтитанат или полиуретан. Растворитель облегчает нанесение материала, а после отверждения испаряется с поверхности.

Для обслуживания запорных клапанов рекомендуется использовать покрытия MODENGY 1001 и MODENGY 1004 на основе дисульфида молибдена.

MODENGY 1001 изготовлено на основе дисульфида молибдена и поляризованного графита. Оно уже давно пользуется спросом у производителей трубопроводной арматуры. Благодаря высоким противоизносным свойствам и способности отверждаться при комнатной температуре спустя 15 минут этот материал заслужил положительную репутацию. Аэрозольная упаковка покрытия позволяет без применения дополнительного оборудования наносить состав на поверхности.

MODENGY 1001 работает в диапазоне температур от -180 до +450 °C, но не предназначено для защиты деталей от коррозии. При необходимости его можно заменить покрытием MODENGY 1004, которое обладает очень высокими антикоррозионными свойствами. Оно выдерживает более 500 часов под воздействием соляного тумана. Кроме этого, этот материал отличается повышенной несущей способностью в 16000 Н и работает при температурах от -200 до +430 °C. Отверждение покрытия наступает в течение 30 минут при нагреве до +200 °C.

Оба материала набирают сухость на отлип в течение 5 минут, после чего детали можно транспортировать.

Результаты испытаний

Антифрикционное покрытие MODENGY 1004 проходило испытание на заводе-изготовителе трубопроводной арматуры. Сравливался коэффициент трения в моменты открытия и закрытия клапана, обработанного АТСП и штатной пластичной смазкой. Результаты испытаний представлены ниже.

Из диаграммы видно, что MODENGY 1004 снизило трение до 5 раз и сделало его более стабильным по сравнению с пластичной смазкой.

Благодаря технологии АТСП не только повышается ресурс и эффективность управления трением, но и появляется возможность полностью отказаться от применения традиционных смазок при обслуживании клапанов. Покрытия наносятся однократно и работают в течение всего срока службы деталей, обеспечивая необходимые защитные и смазочные характеристики.