В энергетике, нефтегазовом секторе и приборостроении требования к коррозионной стойкости материалов постоянно повышаются, что влечет за собой необходимость в использовании высоколегированных сталей и сплавов. Эти металлы обладают высокими химико-механическими свойствами и относятся к группе нержавеющих сталей. Наибольшее распространение получили аустенитные стали А2, А3, А4, которые в народе получили название нержавейка.
В данной статье рассмотрены особенности фитингов из нержавейки, используемых при сборке трубогазопроводов, кабельных вводов в приборостроении, энергетическом оборудовании, производстве химических компонентов. Предложены методы решения проблемы закусывания и заедания, современные способы повышения надежности и срока службы крепежа.
Особенности нержавеющих резьбовых соединений
Для нержавеющих металлов характерен как ряд преимуществ, так и ряд ограничений, влияющих на сборку и монтаж изготовленных из них резьбовых соединений.
Эти ограничения обусловлены тем, что в нержавейке содержится большое количество легирующих элементов, снижающих вязкость и предел текучести материала. Вследствие этого на деталях не образовывается оксидная пленка, что приводит к повышению трения между контактирующими при сборке поверхностями, разогреву и пластической деформации витков резьбы. Явление носит нарастающий характер, ведет к образованию задиров и закусыванию резьбовых соединений.
Многочисленные тесты показали, что при увеличении момента затяжки нержавеющего крепежа происходит заедание резьбы, не позволяющее производить ее неразрушающий демонтаж.
Один из наиболее эффективных методов предотвращения этого явления – применение антифрикционных покрытий.
Преимущества метода обработки резьбы твердосмазочными покрытиями
Применение резьбовых паст для предотвращения избыточного трения в резьбовых соединениях из нержавеющей стали является достаточно трудозатратной, но малоэффективной технологией. Именно поэтому предпочтение сегодня отдается специальным покрытиям на основе из «мягких» металлов, минералов или полимеров. Эти наполнители удерживаются на поверхностях за счет связующего вещества.
Обработка поверхностей резьбы «мягкими» металлами (омеднение, серебрение и др.) подразумевает достаточно сложную технологию нанесения покрытий и не обеспечивает нужных антифрикционных характеристик.
При высоких моментах свинчивания медь, серебро и подобные им материалы разрушаются, не обеспечивая надежный антифрикционный слой. Кроме того, гальванические технологии нанесения мягких металлов требуют особых условий хранения и утилизации обработанных деталей.
Многочисленными испытаниями и реальной практикой доказано, что наиболее эффективным решением проблемы закусывания резьбы фитингов является нанесение на их поверхности антифрикционных твердосмазочных покрытий (АТСП)на основе минералов и полимеров. Такие материалы сегодня выпускаются в России – компанией «Моделирование и инжиниринг».
На рисунке ниже приведена структура АТСП MODENGY™ на поверхности резьбового фитинга.
Тонкая пленка, которую покрытие формирует на поверхности резьбы, содержит мелкодисперсные частицы твердого смазочного материала, равномерно распределенные в связующем веществе. Благодаря ему покрытие прочно сцепляется с основой, заполняя впадины микронеровностей поверхности, увеличивая ее опорную площадь и несущую способность.
Особая структура обеспечивает покрытию высокое сопротивление сжатию и малое сопротивление сдвигу, что позволяет ему максимально снижать коэффициент сухого трения, разделять и защищать трущиеся поверхности при высоких моментах закручивания.
АТСП MODENGY: свойства, характеристики, методы нанесения
Антифрикционные покрытия MODENGY™ производятся по запатентованной технологии сухой смазки. Они отлично зарекомендовали себя на практике у многих производителей благодаря своей универсальности – возможности применения на резьбовых соединениях и фитингов различных типоразмеров.
Нанесение АТСП MODENGY™ на резьбовую часть деталей из нержавейки позволяет добиться:
- Стабилизации коэффициента трения между витками резьбы
- Защиты крепежа от заедания и заклинивания
- Стабильного момента затяжки и простоты его контролирования
- Возможности многократной регулировки соединения (откручивания/закручивания)
Для защиты резьбовых соединений и фитингов оптимально подходят покрытия MODENGY™ 1004, MODENGY™ 1010, MODENGY™ 1011 и MODENGY™ 1014.
Все они устойчивы к химически агрессивным средам (кислотам, щелочам, органическим растворителям и пр.), имеют широкий диапазон рабочих температур (общий – от -180 °С до +550 °С), работоспособны в вакууме и условиях радиации.
Технология нанесения АТСП экологична и не требует значительных инвестиций в оборудование.
Для мелкосерийных работ чаще всего используется технология распыления покрытий, для промышленного нанесения применяются методы окунания и центрифугирования.
Толщина слоя может составлять от 3 до 35 мкм, что позволяет наносить покрытия на резьбы фитингов различных размеров.
На данный момент специалистами компании Modengy успешно закончены несколько десятков проектов по защите резьбовых соединений из нержавеющей стали:
- Для кабельных вводов и пневмомагистралей в приборостроении
- Для специальных видеокамер в атомной промышленности
- Для оборудования в энергетической и нефтегазовой отраслях
Благодаря уникальной технологии действия покрытия MODENGY™ успешно внедряются в производство различных изделий и позволяют российским предприятиям не только следовать концепции импортозамещения, но и получать значительные конкурентные преимущества перед компаниями, использующими импортные материалы.
