Для чего нужен смазочный материал для болтов нержавейки?

Нержавеющий крепеж незаменим там, где превыше всего надежность и долговечность конструкции. Год за годом он не теряет своей коррозионной стойкости, прочности и внешнего вида, несмотря на самые жесткие условия эксплуатации.

Нержавеющая сталь получена в результате добавления в железный сплав хрома и никеля. На воздухе атомы легирующих добавок входят в реакцию с кислородом, в результате чего образуется оксидная пленка, предупреждающая коррозию. При повреждении поверхности защитная пленка восстанавливается (процесс самопассивации).

Причины заедания резьбы при монтаже и демонтаже

Болты, винты, шпильки, гайки из нержавейки способны выдержать испытание временем, но при работе с ними могут возникнуть такие проблемы, как заедание резьбы и даже пластическая деформация витков. Это связано с тем, что нержавеющие (аустенитные) стали марок А2 и А4 обладают высоким коэффициентом трения и низким пределом текучести. Практическим путем доказано, что задиры на витках резьбы нержавеющего крепежа возникают при приложении нагрузки в 7-10 раз меньшей, чем для обычных конструкционных метизов.

Разборку такого заклинившего соединения невозможно произвести с помощью обычных инструментов. Ситуация усугубляется еще и тем, что аустенитная сталь тяжело поддается распилу и газовой резке.

Способ решения проблемы заедания нержавеющего крепежа

Избежать вышеперечисленных трудностей при работе с нержавеющими крепежными элементами помогут специальные резьбовые или сборочные пасты на основе твердых смазок. Их наносят на резьбовую часть болта и гайки перед монтажом, используя кисть или способом распыления из аэрозольного баллончика.

Преимущества использования твердых смазок:

• обеспечение качественной затяжки болтового соединения;
• предотвращение повреждения и заклинивания крепежа;
• легкость сборки и дальнейшей разборки крепежного узла;
• возможность приложения высокого момента затяжки.

Применение сборочных паст и смазок при монтаже позволит в последующем без повреждений открутить болт обычным ключом даже после длительного простоя узла крепления. Защитный слой из твердого смазочного материала устойчив к смыванию, не теряет своей эффективности в широком диапазоне температур и нагрузок, а также при продолжительном воздействии агрессивных сред.

Нажмите, чтобы поставить оценку

Одним из наиболее эффективных способов повышения коррозионной стойкости стали является ее легирование никелем или хромом.

Стали, в состав которых входят легирующие элементы, относятся к группе нержавеющих. Из них производятся различные изделия, устойчивые к коррозии, в том числе крепежные элементы. Чаще всего их выполняют из аустенитной нержавеющей стали A2, аустенитной нержавеющей кислотостойкой стали А4 или их отечественных аналогов – сталей марок 12Х18Н10Т и 10Х17Н13М2.

Крепежи из этих материалов отличаются эстетичным внешним видом,  высокой прочностью, низкими магнитными свойствами, нетоксичностью. Такие изделия широко используются в сфере электроэнергетики, транспортном машиностроении, металлургии, приборостроении, при изготовлении оборудования пищевой, целлюлозно-бумажной, фармацевтической, химической и нефтехимической промышленностей, а также во многих других отраслях.

Одной из особенностей нержавеющих аустенитных сталей является отсутствие на поверхностях деталей прочных оксидных пленок, снижающих адгезию и предотвращающих чистый металлический контакт. Наряду с высокой вязкостью материала, низким пределом текучести и плохими антифрикционными свойствами это приводит к образованию задиров на витках резьбы даже при невысоких нагрузках.

Доказано, что для возникновения заеданий нержавеющим сталям достаточно в 7-10 раз меньше нагрузки, чем конструкционным.

Практика показала, что в процессе монтажа деталей из аустенитных сталей может происходить не только заедание, но и пластическая деформация ее витков. В случае заклинивания соединения его разборка затрудняется: с помощью обычных инструментов произвести ее невозможно, только путем разрушающих методов.

Предотвратить повреждение крепежных элементов из нержавеющих сталей при монтаже позволяют резьбовые пасты Molykote, в состав которых входят твердые смазки – высокодисперсный порошок графита, дисульфида молибдена, медный порошок, специальные наполнители. Оптимально подобранное соотношение компонентов позволяет добиться их синергетического взаимодействия. В результате повышаются эксплуатационные свойства композиции при ее наименьшей себестоимости.

Таблица 1. Свойства и характеристики резьбовых паст Molykote.

Резьбовая паста Molykote 1000 обеспечивает контролируемую затяжку резьбовых соединений из нержавеющих сталей без повреждений. Она устойчива к вымыванию и агрессивным воздействиям окружающей среды. Типичные примеры применения пасты Molykote 1000 – резьбовые соединения центробежных сепараторов в пищевой промышленности и фланцевые соединения трубопроводов различного назначения. Паста позволяет обеспечить равномерную затяжку всех болтов соединений и предотвратить деформации стыка.

Паста Molykote P-37 благодаря особой чистоте компонентов совместима с жаростойкими сталями. Она снижает риск межкристаллитной коррозии и является оптимальным решением для соединений, подверженных действию высоких температур. Molykote P-37 широко применяется в металлургии, энергетике, нефтегазовой и химической промышленности для резьбовых соединений шиберных затворов, паровых и газовых турбин, бурильных труб, геофизического оборудования, насосов.

Резьбовая паста Molykote P-1900 не имеет запаха и вкуса, не содержит токсичных веществ. Ее ингредиенты входят в список одобренных для применения в пищевой промышленности 21 CFR 178.3750. Наличие пищевого допуска NSF H1 позволяет применять ее на тех участках пищевых производств, на которых возможен случайный контакт с продуктами питания.

Резьбовые пасты Molykote наносятся на резьбовую и торцевую поверхности кистью или путем распыления из аэрозольного баллона.

За счет высокого содержания твердых смазок в составе паст (до 60 %) между контактирующими металлическими поверхностями образуется эффективный разделительный слой, выдерживающий значительные нагрузки и защищающий детали соединения от непосредственного контакта и схватывания.

Впадины микронеровностей рельефа заполняются высокодисперсными частицами графита, меди или специальных композиций, что приводит к увеличению  опорной площади и несущей способности поверхностей. Благодаря слоистой структуре твердых частиц пасты Molykote обладают уникальными антифрикционными характеристиками. Применение этих смазочных материалов позволяет снизить и стабилизировать трение, тем самым обеспечив  качественную затяжку резьбовых соединений.

https://youtube.com/watch?v=gAWRyC6lZJg

Твердые смазки, входящие в состав паст Molykote, отличаются химической инертностью, термической и окислительной стабильностью. Даже после длительного простоя узла в условиях воздействия агрессивных факторов окружающей среды они обеспечивают возможность неразрушающей разборки резьбовых соединений с использованием обычных инструментов.

Экспериментальные исследования, проведенные в ЦНИИПСК им. Мельникова показали, что резьбовые пасты Molykote предотвращают заедания соединений из нержавеющих сталей при усилиях, в 2-2,5 раза  превышающих усилия возникновения заеданий в соединениях без смазок. Смазочные материалы Molykote обеспечивают работу резьбовых соединений без схватываний вплоть до нагрузок, сравнимых с прочностью материалов крепежных элементов (илл. 1.)

Илл. 1. Зависимости крутящего момента от усилия затяжки резьбового соединения М16х80 из стали А2-70.

Кроме того, выбранные для испытаний резьбовые пасты Molykote снижают коэффициент закручивания со значений 0,26-0,29 до 0,18-0,22 (илл. 2), поддерживая его стабильность в широком диапазоне прилагаемых нагрузок.

Илл. 2. Зависимости коэффициента закручивания от крутящего момента в резьбовом соединении М16х80 из стали А2-70.

Результаты теоретических и экспериментальных исследований, а также практика эксплуатации подтвердили высокую эффективность применения резьбовых паст Molykote для предотвращения заедания нержавеющего крепежа, обеспечения его качественной затяжки, легкого монтажа идемонтажа резьбовых соединений. Применение этих продуктов позволяет снизить затраты на обслуживание оборудования, а также минимизировать число его отказов. Составы Molykote доступны в фасовках от 100 гр. (тюбик) до 180 кг (бочка).

Неотъемлемой частью систем водо- и газоснабжения является арматура. При помощи резьбового крепежа, изготавливаемого, как правило, из аустенитных нержавеющих сталей марок А4 (10Х17Н13М2) и А2 (08Х18Н10), она монтируется в оборудование. Предпочтение таких конструкционных материалов обусловлено их высокой прочностью и устойчивостью к коррозии. Кроме того, шпильки, болты, гайки и другие крепежные изделия из сталей вышеупомянутых марок имеют весьма эстетичный внешний вид.

2. Проблема заедания при монтаже/демонтаже резьбовых соединений и ее решение

На поверхностях деталей из аустенитных нержавеющих сталей отсутствуют прочные оксидные слои, цель которых – воспрепятствовать чистому металлическому контакту. Это обстоятельство с учетом низкого предела текучести и высокой вязкости конструкционных материалов влечет за собой возникновение задиров на резьбе даже при не очень высоких нагрузках.

При затяжке нержавеющих крепежных элементов их соприкасающиеся поверхности часто схватываются, что приводит к заеданию деталей при движении. Далее резьбовые витки подвергаются пластической деформации, вследствие чего происходит полное заклинивание поврежденного соединения. В результате становится практически невозможным демонтировать узел при помощи стандартного ручного инструмента, а распилить аустенитные стали или разрезать их газовым резаком весьма затруднительно.

Добиться качественной затяжки нержавеющих крепежных элементов – также непростая задача. Дело в том, что увеличение растягивающего усилия является непропорциональным моменту затяжки. Прилагаемое усилие тратится на то, чтобы преодолеть растущую силу трения. В результате этого возникает схватывание металла, резьба повреждается и происходит заедание деталей.

Предотвратить заедание крепежа из нержавеющей стали в ходе его монтажа можно, применив специальные пасты и антифрикционные покрытия (АФП), которые произведены на основе твердых смазочных веществ (порошков дисульфида молибдена, графита и др.) со специальными добавками.

Себестоимость твердосмазочных композиций, созданных с применением синергетического подхода, не высока. При этом они обеспечивают улучшенные эксплуатационные характеристики.

3. Антифрикционные покрытия – сухие смазки

Нанесение АФП позволяет снизить и стабилизировать коэффициент трения при монтаже резьбовых сопряжений. Такие составы по своей структуре похожи на краски. Разница между ними в том, что красящий пигмент в антифрикционных покрытиях заменяется большим количеством частиц твердых смазочных компонентов, которые находятся в смеси растворителей и связующих смол, усиленной присадками.

После нанесения жидкая основа (растворители) испаряется, а связующий компонент при этом отверждается и прочно сцепляется с обрабатываемой поверхностью. Полимеризация может осуществляться при нагревании или при обычной температуре (зависит от вида связующего вещества). Отвержденное покрытие – матрица, в которой содержатся распределенные равномерным образом частицы твердых смазочных веществ (илл. 1).

Илл. 1. Структура АФП

Иногда АФП наносятся на крепеж из нержавеющей стали прямо при изготовлении. Благодаря этому исчезает необходимость выполнять трудоемкую обработку металлических поверхностей резьбовыми составами на монтажной площадке. Такое преимущество снижает трудозатраты при сборочном процессе.

Наибольшее распространение получили антифрикционные покрытия Molykote. Многие из них допускают дальнейшее окрашивание (илл. 2).

Илл. 2. Гайки и болты из стали А2-70 с нанесенным АФП Molykote 3400A Leadfree

4. Как наносить АФП?

Перед нанесением АФП поверхность следует очистить и обезжирить, так как качество ее подготовки главным образом влияет на уровень адгезии и срок работы покрытия.

При обработке деталей антифрикционным покрытием используют те же способы, что и при окрашивании:

• распыление;
• окунание;
• нанесение кистью;
• окунание с центрифугированием.

Окунание на полуавтоматических или автоматических центрифугах отлично подходит для фурнитуры и небольших крепежных элементов (илл. 3). Этот способ нанесения является достаточно быстрым (1 цикл – приблизительно 2 минуты) и обеспечивает равномерность слоев покрытия.

Илл. 3. Центрифуга для нанесения АФП

Оптимальной толщиной одного слоя покрытия считается значение в диапазоне от 5 до 15 мкм. Данный параметр регулируется посредством изменения вязкости материала, а для этого необходимо варьировать количество растворителя в его составе. Для большей толщины покрытия можно также наносить его несколькими слоями, давая каждому из них высохнуть перед намазыванием следующего.

С целью экономии материала антифрикционным покрытием достаточно обработать лишь одну из двух деталей в резьбовом соединении. Смазочный слой, который нужен для разделения контактирующих поверхностей, при этом все равно образуется.

Качество нанесения АФП контролируется посредством измерения полученного коэффициента трения, адгезии и толщины слоя материала (илл. 4).

Илл. 4. Измерение толщины покрытия толщиномером

5. Антифрикционные покрытия Molykote

Ассортимент антифрикционных покрытий, выпускаемых под торговой маркой Molykote, достаточно широк и при выборе какого-то определенного из них следует принимать во внимание такие параметры, как:

• верхняя и нижняя границы диапазона рабочих температур;
• выдержка и температура необходимые для отверждения;
• коэффициент закручивания;
• условия воздействия среды (влажность, пыль, химикаты и т. п.).

Таблица 1. Основные свойства АФП Molykote для нержавеющего крепежа

Приведенные в таблице 1 антифрикционные покрытия обладают различным балансом эксплуатационных характеристик и различаются условиями отверждения.

6. Пасты для резьбовых соединений

Уменьшить и стабилизировать трение в процессе свинчивания резьбы и обеспечить постоянство затяжки соединения позволяют пасты.

В составе резьбовых паст Molykote содержатся большое количество мелкодисперсных частиц твердых смазок (до 60 % от всей массы). Заполняя микронеровности поверхностей, они способствуют увеличению их опорных площадей и несущей способности. Образующийся слой устойчив к большим нагрузкам и при этом отлично разделяет поверхности, не давая нержавеющим крепежным деталям соприкасаться между собой.

Рекомендуемые для резьбового крепежа из аустенитных сталей пасты Molykote содержат такие твердые смазки, как графит и дисульфид молибдена. Они имеют уникальные антифрикционные характеристики в широком спектре температур и нагрузок благодаря четкой слоистой структуре. В определенных пропорциях взаимодействие дисульфид молибдена и графита дает синергетический эффект.

Эти твердосмазочные вещества химически инертны, а также обладают окислительной и термической стабильностью. Они сохраняют эффективность даже после длительного простоя узла, позволяя разобрать резьбовое соединение при помощи обычного инструмента без каких-либо повреждений.

Нанести пасту на резьбу можно кистью (илл. 5) или методом распыления.

Илл. 5. Нанесение резьбовой пасты Molykote 1000 на болт перед сборкой крепежного соединения

АФП и резьбовые пасты Molykote обладают всеми необходимыми эксплуатационными характеристиками для того, чтобы эффективно управлять трением в соединении резьбовых деталей и предотвращать их заедание при монтаже/демонтаже.

Резьбовые пасты целесообразно наносить прямо перед сборкой крепежа в ходе монтажных работ. При этом антифрикционные покрытия используются, чтобы подготовить крепежные детали к сборке в условиях завода-изготовителя и тем самым избежать лишних трудозатрат на монтажной площадке.

Противозадирочные и смазочные средства- характеристики и преимущества

Интернет-магазин «Техноберинг» предлагает своим покупателям обширный выбор современных антизадирных или противозадирочных смазочных материалов высокого качества, основным производителем которых по состоянию на сегодняшний день является известная шведская компания SKF. Рассматриваемый вид смазок представляет собой профессиональный продукт, предназначающийся для обработки резьбовых соединений и других трущихся деталей из металла, которые нуждаются в дополнительной защите от износа, прикипания и окислительных процессов. Имеющие возможность активно действовать в широком температурном диапазоне, антизадирные смазки проявляют высокую устойчивость к воздействию атмосферных факторов, солей, кислот и т.д. Помимо стандартной защиты от заедания отдельных частей агрегатов, устройств и механизмов, использование рассматриваемых смазочных материалов позволяет обеспечить защиту от коррозии.

Шведский производитель SKF выпускает противозадирочные смазки высокого уровня пластичности, основой которых выступает литиевое мыло и минеральное масло. При этом наделение смазочного материала специализированными антизадирными характеристиками обеспечивается использованием в производственном процессе соответствующих присадок. Сферой применения рассматриваемых смазок SKF является ряд целевых промышленных областей, включая использование смазочных материалов в автомобильной технике грузового и сельскохозяйственного назначения. Использование антизадирных смазок актуально в том случае, если рабочий диапазон температур является неподходящим для применения смазочных материалов многоцелевого типа.

Антизадирные смазочные материалы SKF, предлагаемые в рамках ассортимента магазина «Техноберинг», обладают впечатляющим подбором функциональных преимуществ. Так, с их помощью можно осуществлять эффективное смазывание рабочих деталей и элементов при пиковых температурах за короткое время. Смазывание ступичных подшипников с помощью рассматриваемой смазки позволяет защитить их даже в самых тяжелых эксплуатационных условиях, продлив срок их службы и не допустив преждевременного выхода из строя. Смазывание при помощи антизадирной смазки высокой пластичности можно осуществлять и во влажных условиях, что не повлияет на достижение высоких водостойких и антикоррозийных характеристик. Использование смазочных материалов SKF рекомендовано при высоких нагрузках, а также минимальных частотах вращения.

Сфера применения

Сегодня противозадирочные смазки SKF применяются для обработки ступичных подшипников, деталей электродвигателей, вентиляторов, стиральных машин и т.д. Стандартные антизадирные смазки SKF могут также применяться в бумагоделательных машинах, в оборудовании для сталелитейного производства (подшипники валков), в тяжелых механизмах. Если говорить о антизадирных смазочных материалах низкотемпературного характера, то их могут использовать в ветряных турбинах, сферических упорных роликоподшипниках, в централизованных смазывающих системах. Наконец, высокотемпературная и высоковязкая разновидность антизадирной смазки SKF может применяться в подшипниках скольжения со стальными контактными поверхностями, а также во всех вышеперечисленных агрегатах и устройствах, включая станки сталелитейного производства. Перед выбором конкретной модели антизадирной смазки в «Техноберинге», обязательно прочитайте размещенную на нашем сайте подробную техническую информацию, касающуюся того или иного смазочного материала.