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 300С 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 160-170С, 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