Износостойкие минеральные покрытия

Упрочнение металла
Износостойкие и
коррозионностойкие
минеральные покрытия
Галина Георгиевна Черник
ООО «АКТИВ-НАНО»
www.solidglide.ru
Проблемы
Энергетика
Высокие Т и Р
Нефть и газ
Судостроение
Шельф:
Морская вода
Соляной туман
H2S, H2
Пары трения
металл/металл
Эрозионный износ
Задир
Коррозия
Наличие мехпримесей –
абразивный износ
Проблемы
Трение – основной потребитель энергии
Трение и износ – главные причины
выхода из строя машин и оборудования
Стоимость ремонтов и простоев высока
Стоимость
1 недели
простоя
Грузовое судно
80 тыс. $
НПЗ
400 тыс. $
Химический завод 800 тыс. $
ТЭС
800 тыс. $
Завод ЦБП
1,500 тыс. $
АЭС
2,200 тыс. $
Методы упрочнения
Ультразвуковая обработка
Лазерное упрочнение
Минеральное
твердосмазочное
покрытие
Каждой паре трения –
минеральное твердосмазочное покрытие!
50 мкм
Минеральные покрытия
твердосмазочные материалы природного происхождения
Ленточные и слоистые силикаты, Si, Al, Zr, C - 80 минералов
Снижение трения, устойчивость к Т и Р, защита от задира,
коррозии и абразивного износа, хорошее обтекание
поверхностей жидкостью
Износостойкие минеральные покрытия снижают трение и износ,
защищают металл от коррозии, задира и абразивного износа.
Технологии нанесения покрытия предназначены
для всех узлов трения, работающих в тяжелых условиях
- при высоких нагрузках, в агрессивных средах
В отличие от тефлона, который под давлением течет,
и MoS2, который окисляется при нагревании,
минеральные покрытия обеспечивают низкое трение
в широком интервале температур и давлений,
в самых тяжелых условиях агрессивной среды.
Твердость и усталостная прочность металла повышаются
Достаточно обработать поверхность металла до 6-7 класса
За 1 проход УЗ - с 7 класса до 10 класса
Установить на токарном станке, станке с ЧПУ, на роботе
Низкая когезия между слоями
Высокая адгезия к металлу
7
Техническое описание
Износостойкое минеральное покрытие
Толщина покрытия 10-100 мкм
Коэффициент трения – для сухого трения 0.05;
0.005-0.007 при регулярной смазке
Возрастает твердость и усталостная прочность
поверхности детали
Температурный интервал 1 300С и выше
Трение – на уровне тефлона и MoS2,
Т и Р стабильность – на уровне керамики
Преимущества
Надежность работы узлов трения
Повышение ресурса узлов и механизмов
Снижение потребления топлива/энергии
Способность работать в экстремальных условиях
- защита от коррозии, задира и абразивного износа
Продукты и услуги
• Услуга нанесения износостойкого
покрытия
• Разработка и передача технологии
нанесения покрытия на детали
узлов трения
• Поставка материала покрытия
Объекты применения
Трубопроводная арматура
Насосы
Компрессоры
Уплотнения металл/ТРГ,
металл/резина
Резьбовые соединения
Подшипники
Вал/втулка
Редукторы, двигатели, турбины
Пример 1
Компрессор К-1500 10 МВт
Обработаны
•
•
•
•
Подшипниковые узлы, Ротор
Всасывающий трубопровод и тракт
Диафрагмы
Редукторная пара, газовые полости
• Энергопотребление снизилось на 8,1-8,7 %
• Оценка эконом. эффекта: 18 млн.р. в год
Пример 2
Испытательный
стенд
главных
вертолетных
редукторов
~ 300 кВт
Экономия
энергопотребления
~ 10 %
Пример 3
Пример эксплуатации
Камчатка - геотермальная станция
Условия работы турбин: пар
при температуре 160-170С,
содержащий соли и газы
(H2S – до 13 %, соли Si, Na, Fe, Cl).
Детали системы управления и
регулирования турбин
– валы, оси, втулки, штоки –
подвергались коррозии,
систему заклинивало каждые 3 месяца.
После применения минеральных покрытий
пары трения работают 10 лет
Пример 4
Насосы
поддержания пластового давления
ЦНС 63(100)1400
ЦНС 180(240)1422
Ремонт произведен
ремонтным предприятием
в Удмуртии
Применялись
минеральные материалы
Актив-нано
Установки ЦУЗТ
Арматура
Ресурс определяется ресурсом основных узлов:
•
•
•
•
•
- ходовая резьбовая пара;
- ходовая гладкая пара;
- сальник (набивка-шток);
- контактная пара (пята-подпятник);
- затвор (седло-запорный орган).
Уплотнение сталь/терморасширенный графит
НПО Флейм
ТРГ – Силур
ТЗ: уменьшить крутящий момент
< 150 Нм – хор
<100 Нм - отл
Минеральное покрытие нанесено на шток
Сравнение образцов – сталь/ТРГ
Шток без
покрытия
Крутящий
момент, Нм
150
Шток с
минеральным
покрытием
20-25
60-80
Привод
МЭОФ-250
Вес привода, кг 28
МЭОФ-40
7
Трение уменьшено в 6 раз
Износ углепластика в паре стальной ролик/углепластик в воде
Данные - Прометей
Износ для роликов с минеральным покрытием меньше в 28 – 34 раза
Выводы
Технологии снижения трения и износа
позволяют предприятиям
достичь существенного конкурентного
преимущества
Потребитель выигрывает:
Повышение надежности оборудования
Снижение затрат на ремонты и простои
Повышение энергоэффективности
Спасибо за внимание!
Генеральный директор
ООО "Актив-нано"
Галина Георгиевна Черник
galgeorg@active-nano.com
www.solidglide.ru
www.active-nano.com
Тел. (812) 6 975 975
+7(921) 56 44 345
С.Петербург, Петродворец
Рижский пр. 26