Transcript Минеральные покрытия

Антифрикционные
минеральные покрытия
для пар трения
запорной и
регулирующей арматуры
С.Ю. Лазарев, Г. Г. Черник, В.А. Шмелев
Галина Георгиевна Черник
ООО «АКТИВ-НАНО»
www.active-nano.com
Проблемы
Энергетика
Высокие Т и Р
Пары трения
металл/металл
Эрозионный износ
Задир
Нефть и газ
Судостроение
Шельф:
Морская вода
Соляной туман
H2S, H2
Коррозия
Наличие мехпримесей –
абразивный износ
Химия
Нефтехимия
Агрессивные
среды
Коррозия
Нужны новые материалы
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. $
Решение –
антифрикционные технологии
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
Низкая адгезия между слоями
Высокая адгезия к металлу
5
Техническое описание
Минеральная твердая смазка
Покрытие наносят на металл
механическими методами
при комнатной Т. ЦУЗТ
Ультразвук
Научные основы:
Разработки выполнены на базе
зарегистрированного
научного открытия № 323 (2007 г.) –
Зуев В.В., Лазарев С.Ю.
15 патентов РФ
Будущее
принадлежит
минеральной
твердофазной
смазке
Техническое описание
Толщина покрытия 10-100 мкм
Коэффициент трения – для сухого трения 0.05;
0.005-0.007 при регулярной смазке
Шероховатость поверхности – 10-12 класс
Твердость поверхности увеличивается
Возрастает усталостная прочность
Минеральные покрытия имеют высокую Т
(1300С) и химическую стойкость,
способны работать в самых тяжелых условиях:
морская вода, соляной пар, H2S в паре при 240С,
наличие абразива
Низкое сопротивление потоку
Сравнение свойств материалов
Материал
Коэффицие
нт
Трения
Сухое
трени
е
Коэффициент
Трения
в масле
Износ
Сталь/сталь
0.15-0.5
0.05-0.1
0.01
Полимеры (PTFE)
Тефлон/сталь
0.04
0.15
0.04
0.08
MoS2, WS2
0.05-0.1
0.001
Алмазоподобное покрытие
DLC/сталь
0.08-0.15
0.18
0.001
Керамика
(TiN, etc)
0.5
Минеральные
покрытия
0.05
0.005-0.007
Т
Интервал Р
Защита от
коррозии
Защита от
абразивного
износа
Защита от
задира
Узкий
Да
Нет
Нет
MoO2 +
SO2
Нет
инвте
рвал
5*10-14
Узкий
Узкий
Узкий
Широкий
Широкий
Отличная
Отличная
Отличная
Широкий
> 1300 C
Широкий
Отличная
Отличная
Отличная
Минеральные покрытия: трение – на уровне тефлона и MoS2,
Т и Р стабильность – на уровне керамики
Актив-нано
• Технология эффективного измельчения минералов в
высокоэнергонапряженных планетарных мельницах.
• Контроль сырья и
произведенных порошков
с помощью современного
научно-исследовательского
оборудования.
Преимущества
Снижение механических потерь
Снижение потребления топлива/энергии
Высокая изностойкость
Высокая стойкость к коррозии
Антизадирные свойства
Замена экологически вредных и трудоемких
способов обработки поверхности:
хромирования, нитридизации, цементации
Проблемы сухого трения
Повышение ресурса узлов и механизмов
Повышение надежности
Продукты и услуги
• Разработка и передача
технологии нанесения
покрытия на детали узлов
трения
• Поставка материала покрытия
Объекты применения
Арматура
Насосы
Компрессоры
Уплотнения металл/ТРГ,
металл/резина и др.
Резьбовые соединения
Подшипники, Вал/втулка, Быстроизнашиваемые детали
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
Насос центробежный Д630-90а, 250 кВт
ОАО «Красный Октябрь»
Экономия электроэнергии - 3 %.
24 часа, 365 дней
Экономия электроэнергии в год - 65 700 кВт.
За 4 года – экономия в 15 рублей на каждый рубль
Только на одном насосе экономия 0,7 млн. р.
Пример 5
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
Партнеры:
Университеты:
СПбГУ, СПбГПУ (Политех) Технопарк –
каф. Триботехники –
измерения по трению и износу
Хельсинки NewCoFactory
ЦКТИ – покрытие на шпиндель для насоса
уплотнение - пара трения металл/резина
НПО Флэйм – клапан, уплотнение металл/ТРГ, металл/металл
Момент страгивания: 250 Н*м, с покрытием ~ 40 Н*м
ЦКБА – покрытие на резьбу
Выводы
Технологии снижения трения и износа
позволяют предприятиям
достичь существенного повышения надежности
оборудования
Потребитель выигрывает:
Повышение надежности оборудования
Снижение затрат на ремонты и простои
Улучшение экологических характеристик
Спасибо за внимание!
Генеральный директор
ООО "Актив-нано"
Галина Георгиевна Черник
[email protected]
www.active-nano.com
Тел. (812) 6 975 975
+7(921) 56 44 345
С.Петербург, Петродворец
Университетский пр. 26