Меню

Коррозия резьбового соединения труб

Проблемы эксплуатации резьбовых соединений и пути их решения

Пасты, антифрикционные покрытия, дисперсии, очистители и другие материалы Molykote для резьбовых соединений отвечают всем возможным условиям эксплуатации, поэтому эффективно применяются во всех сферах промышленности и в быту.

Статьи

Из всех видов соединений, применяемых в машиностроении, самыми распространенными являются резьбовые. Они обеспечивают надежное скрепление деталей, а также обладают другими достоинствами:

  • просты и удобны в сборке и разборке;
  • имеют небольшие габариты;
  • допускают точную установку соединяемых деталей;
  • обеспечивают практически любую степень затяжки.

Основными крепежными элементами резьбовых соединений являются болты, винты, гайки, шпильки.

Одним из обязательных условий качественного соединения является стабильное усилие затяжки. В его отсутствие крепеж быстро выходит из строя под воздействием циклических и динамических нагрузок. Заданное усилие затяжки гайки, к примеру, обеспечивается путем ее завинчивания с определенным моментом. Однако от 60 до 90 % прилагаемых при этом усилий расходуется на преодоление сил трения в витках резьбы. Средние значения коэффициентов трения установлены и приводятся в специальных справочниках, но могут существенно варьироваться в зависимости от конструкционных материалов деталей и условий внешней среды, в которой работают резьбовые соединения.

Сложность нормирования затяжки приводит к ее неравномерности, в результате чего стык может деформироваться и потерять герметичность. Для решения этой проблемы существуют специальные смазки для резьбовых соединений, позволяющие снижать коэффициент трения и контролировать усилие затяжки, обеспечивая ее стабильность. Кроме того, смазки защищают крепежные элементы от воздействия агрессивных факторов внешней среды и обеспечивают их беспроблемный демонтаж после продолжительной эксплуатации.

Нередко смазке резьбовых соединений не уделяется достаточно внимания, еще чаще для этих целей применяются неподходящие смазочные материалы. К примеру, индустриальные масла снижают коэффициент трения только при сборке и обеспечивают сравнительно непродолжительную защиту от коррозии. При нагреве свыше 80 °С масло начинает интенсивно окисляться, коксоваться и перестает выполнять свои функции.

В ходе лабораторных испытаний масла на болтах M12 x 60 x 1,75 класса 8.8 выявлено, что при затяжке моментом 76,1 Н•м демонтировать их без повреждений возможно только после выдержки (в течение суток) при комнатной температуре. Повышение температуры до 300 °С привело к срезу болта при попытке разборки. Это доказывает, что в таких условиях работы необходимо применять другие смазочные материалы.

Резьбовые соединения применяются практически в любом промышленном оборудовании. Машины, механизмы, инструменты работают в самых различных условиях, поэтому резьбовые соединения имеют широкий диапазон температур и нагрузок, в разной степени подвержены влиянию влаги, пыли и других агрессивных факторов окружающей среды. Очевидно, что универсального смазочного материала, который отвечал бы всем возможным требованиям, не существует, поэтому выбор резьбовой смазки необходимо осуществлять с учетом особенностей конструкции и условий работы конкретного соединения.

Читайте также:  Фильтрующая труба для скважины

Например, детали соединений, работающих в агрессивных средах, изготовлены из коррозионно-стойких сталей и сплавов, а детали крепежей, подвергающихся действию высоких температур, – из жаропрочных сталей. Особенность аустенитных сталей состоит в отсутствии на их поверхностях прочных оксидных пленок, препятствующих схватыванию. Вязкость и низкие антифрикционные свойства твердых сталей и сплавов способствуют образованию задиров на витках резьбы, затрудняющих их монтаж и демонтаж. В связи с этим смазки для деталей резьбовых соединений из таких материалов должны выступать в качестве разделительной среды, препятствующей контакту металл-металл.

Резьбовые соединения обычной точности особенно подвержены коррозии, так как не являются герметичными. Демонтаж таких соединений проблематичен и может сопровождаться повреждением элементов (рис. 1).

Рис. 1. Повреждение болтов из-за коррозии

Установка прокладок под гайки в целях обеспечения необходимой герметичности малоэффективна. Намного результативнее предварительное нанесение на резьбу смазочного материала, выполняющего функции уплотнения, герметизации и защиты соединения от коррозии.

Наиболее популярным методом антикоррозионной защиты крепежа является цинкование. Несмотря на достаточную эффективность, у этого способа есть существенные недостатки: неэкологичность и высокий коэффициент трения оцинкованных элементов. При монтаже таких соединений обязательно требуется применение специального смазочного материала.

Резьбовые соединения, эксплуатируемые в условиях экстремально высоких температур (более 600 °С), предъявляют особые требования к смазочным материалам. В их составе не должны присутствовать свинец и цинк, так как эти вещества плавятся при относительно низких температурах и диффундируют в резьбовую поверхность, вызывая ее охрупчивание и образование трещин. Под воздействием дополнительных напряжений от внешних сил интенсивность этих процессов увеличивается.

Смазки для резьбовых соединений из жаростойких сплавов с никелем не должны содержать серу, фтор, хлор и некоторые другие элементы, присутствующие в обычных смазках. Взаимодействуя с никелем, эти вещества образуют соединения, приводящие к появлению внутренних напряжений в материале, образованию трещин и даже внезапному разрушению крепежа, что может стать причиной аварии.

В линейке Molykote от компании Dow Corning имеются материалы, разработанные специально для резьбовых соединений: пасты, антифрикционные покрытия, дисперсии, очистители и другие продукты. Их свойства отвечают практически всем возможным условиям эксплуатации оборудования.

Для выбора смазочного материала исходя из условий работы резьбовых соединений и характерных проблем при их эксплуатации рекомендуется использовать нижеследующую таблицу (табл.1). В ней учтены все характеристики и многолетний опыт применения материалов Molykote.

Таблица 1. Проблемы, решаемые материалами Molykote

Типичные проблемы Материалы для решения
Большой разброс усилия затяжки Molykote 1000 , Molykote P-37, Molykote D-7405
Образование задиров на резьбах и разрушение деталей при монтаже и демонтаже из-за высоких нагрузок Molykote G-Rapid Plus , Molykote HSC Plus, Molykote P-37,
Molykote D-321R, Molykote D-3484
Коррозия и повреждение резьб соединений, подверженных воздействию коррозионно-активных сред Molykote Cu-7439 Plus, Molykote P-40
Фреттинг-коррозия и образование задиров на резьбах деталей из аустенитных нержавеющих сталей Molykote D Paste , Molykote P-74, Molykote 1000, Molykote D-321R
Фреттинг-коррозия и образование задиров на резьбах оцинкованных деталей Molykote G-Rapid Plus, Molykote D-321R, Molykote D-3484
Повреждение болтов из жаростойких сплавов из-за образования трещин в витках резьбы Molykote P-37
Затрудненный демонтаж из-за коррозии и прикипания Molykote Multigliss, Molykote Supergliss
Коррозия при хранении и транспортировке Molykote Metal Protector Plus
Читайте также:  Фланец приемной трубы зил 130

Антифрикционное твердосмазочное покрытие MODENGY 1001 имеет такой же состав и обладает точно такими же рабочими свойствами, что и покрытие Molykote D-321R.

Однако покрытие MODENGY 1001 имеет одно несомненное преимущество — гораздо более низкую стоимость.

MODENGY 1001 можно приобрести в банках по 1 кг, ведрах по 4,5 кг и аэрозольных баллонах по 210 мл.

Резьбовые пасты Molykote

Самым распространенными материалами Molykote для обслуживания крепежей являются резьбовые пасты. Они представляют собой твердые смазочные материалы, диспергированные в масле. В качестве твердых смазок могут выступать графит, дисульфид молибдена, оксиды, гидроксиды, фосфаты металлов, высокодисперсные порошки меди и специальные композиции. Их содержание в пасте достигает 60 %.

Состав и характеристики резьбовых паст Molykote приведены в таблице 2.

Таблица 2. Характеристики резьбовых паст Molykote

Наименование пасты Цвет Базовое масло Твердые смазочные материалы Верхний предел рабочих температур, °С Несущая способность (нагрузка сваривания по DIN 51350 pt. 4), H Коэффициент трения в болтовом соединении (М12, материал 8.8) для головки болта/для резьбы
Molykote 1000 коричневый минеральное графит, медь +650 4800 0,08/0,13
Molykote Cu-7439 Plus медный частично синтетическое медь +650 2500 0,10/0,17
Molykote D Paste беловатый минеральное белые твердые смазки +250 2600 0,08/0,13
Molykote G-n Plus черный минеральное графит, дисульфид молибдена, специальные +450 2800 0,06/0,12
Molykote G-Rapid Plus черный минеральное графит, дисульфид молибдена +450 5300 0,06/0,10
Molykote HSC Plus медный минеральное дисульфид молибдена, медь, специальные +1100 4800 0,09/0,14
Molykote P-37 серо-черный частично синтетическое графит, специальные +1400 4400 0,09/0,15
Molykote P-40 желто-коричневый частично синтетическое политетра-фторэтилен, белые твердые смазки +1200 3000 0,08/0,16
Molykote P-74 серо-черный синтетическое графит, специальные +1500 4800 0,08/0,13

Известно, что прочность резьбового соединения во многом зависит от распределения нагрузки по виткам резьбы. В болтовом соединении обычной конструкции гайка и болт испытывают противоположные нагрузки: гайка работает на сжатие, болт – на растяжение. При этом большую часть нагрузки воспринимают витки болта, расположенные ближе всех к опорной поверхности гайки. Наиболее нагружен крайний виток, именно его прочностью лимитируется несущая способность соединения в целом. Чтобы выровнять нагрузку, необходимо создать между витками гайки и болта прослойку пластичных металлов с помощью медной пасты.Медные пасты, помимо защитных и смазочных функций, выполняют еще одну не менее важную задачу.

Читайте также:  Соединение медной трубы с фитингом гбо

Антифрикционные покрытия Molykote

В последнее время все большую популярность набирают антифрикционные покрытия (АФП). В отличие от традиционных смазок, которые применяются непосредственно перед сборкой соединений, покрытия Molykote наносятся заранее и проходят цикл отверждения. АФП подобны краскам, только вместо красящего пигмента содержат частицы твердых смазочных веществ, равномерно распределенные в смеси смол и растворителей. Большая часть антифрикционных покрытий отверждается при нормальных условиях и не требует применения дополнительного оборудования. Такие АФП используются не только в промышленности, но и в сфере ремонта техники и быту (рис. 2).

Рис. 2. Колесные болты с антифрикционным покрытием Molykote D-321R

Некоторые антифрикционные покрытия для отверждения требуют нагрева до +120…+220 °С и выдержки при установленной температуре. Такие материалы используются в промышленных условиях (например, при изготовлении метизов).

Отверждаемые АФП имеют ряд преимуществ перед традиционными резьбовыми смазками:

  • лучшая защита от коррозии;
  • более эффективное предотвращение заеданий и срывов резьбы;
  • однократное нанесение в течение всего срока службы резьбового соединения;
  • предотвращение налипания абразивных частиц благодаря способности образовывать сухую смазочную пленку.

Состав и характеристики антифрикционных покрытий Molykote приведены в таблице 3.

Таблица 3. Характеристики антифрикционных покрытий Molykote

Наименование АФП Цвет Твердые смазочные материалы Связующее вещество Верхний предел рабочих температур, °С Условия полного отверждения (выдержка/температура), мин/°С
Molykote 3400A LF серый дисульфид молибдена эпоксидная смола +430 30/200
Molykote 3402C LF серый дисульфид молибдена органическое +310 120/20
Molykote D-106 темно-серый дисульфид молибдена, графит эпоксидная смола +250 60/200
Molykote D-7409 темно-серый дисульфид молибдена, графит полиамидимид +300 30/220
Molykote D-3484 серо-черный дисульфид молибдена, графит фенольное +250 10/170
Molykote D-708 черный политетра-фторэтилен эпоксидная смола +240 20/200
Molykote D-7405 желтовато-зеленый синтетические полиамидимид +200 60/120
Molykote D-321R серо-черный дисульфид молибдена, графит титанат +450 120/23

Если при сборке резьбовые соединения не обрабатывались специальными смазками или покрытиями, их демонтаж может вызвать сложности. Под влиянием коррозии и прикипания может произойти срыв или деформация резьбы, разрушение деталей.

Облегчить разборку заржавевших резьбовых соединений помогут проникающие смазки: дисперсии с высокой проникающей способностью Molykote Supergliss , Molykote Multigliss и Molykote Omnigliss .

ПОЧЕМУ НАМ ДОВЕРЯЮТ

Инженеры БОРФИ – профессионалы в своем деле. Серьезный подход к решению любой производственной задачи – наше кредо. Знания и опыт позволяют нам оказывать квалифицированную техническую поддержку крупнейшим российским предприятиям. Мы ценим тех, с кем работаем, и дорожим их доверием.

ПОСЛЕДНИЕ НОВОСТИ

Линейка очистителей бренда EFELE пополнилась новыми составами на водной основе

С применением покрытий MODENGY количество брака на производствах спойлеров для грузовиков сводится к минимуму

Источник

Adblock
detector