Инженерные решения в области
смазочных материалов и клеев-герметиков

Как предотвратить типичные проблемы при сборке и эксплуатации насосов систем водо- и теплоснабжения?

Применение современных материалов и смазочных технологий позволяет создавать для систем водо- и теплоснабжения надежные долговечные насосы с высокой энергоэффективностью.

Содержание: Введение
Смазочные материалы для неподвижных соединений
Смазочные материалы для уплотнительных устройств и других резиновых элементов
Смазочные материалы для уплотнительных устройств и других резиновых элементов
Смазочные материалы для подшипников качения
Заключение

Введение

Насосное оборудование систем тепло- и водоснабжения эксплуатируется в условиях постоянного воздействия  высоких и низких температур,  вибраций, динамических нагрузок, при взаимодействии с рабочими коррозионно-активными средами-носителями, влажностью окружающей среды и т.д. Для тепловых сетей и водоканалов обязательным требованием является обеспечение бесперебойного снабжения потребителей теплом и водой.

Независимо от типа насосов и принципа действия  любая конструкция включает в себя типовые узлы трения – подшипники, уплотнительные элементы, резьбовые соединения и т.д. Характерные для этого оборудования агрессивные факторы становятся причиной типичных для насосов эксплуатационных проблем.

Смазочный материал – это неотъемлемый конструктивный элемент  узла трения. Как и другие элементы, он напрямую влияет на функциональные свойства насоса.

Применение современных материалов и смазочных технологий позволяет создавать для систем водо- и теплоснабжения надежные долговечные насосы с высокой энергоэффективностью.

В настоящем обзоре рассмотрены различные типовые узлы трения насосного оборудования и даны рекомендации по выбору специальных смазочных материалов для их обслуживания.

Смазочные материалы для неподвижных соединений

Для неподвижных резьбовых, шпоночных и шлицевых соединений насосов  характерны следующие эксплуатационные проблемы (Илл. 1-3).

Илл. 1. Повреждение резьбы нержавеющего крепежа из-за заедания при сборке Илл. 2. Коррозия и прикипание в соединениях сальникового узла центробежного насоса Илл. 3. Развитие фреттинг-коррозии на наружном кольце подшипника, который был смонтирован путем запрессовки в корпус

Заедания и движение рывками при монтаже узла. Наиболее ярко эта проблема проявляется в прессовых соединениях и при сборке крепежа из нержавеющей стали (илл. 1).

Прикипание и образование коррозии, вызывающие затруднения при демонтаже и регулировании. Эта проблема характерна для узлов, подвергающихся  длительным воздействием влажной среды и  высоких температур (илл. 2).

Фреттинг-коррозия проявляется на неподвижных соединениях при  микроперемещениях контактирующих элементов под воздействием вибрации. Этот вид изнашивания протекает с относительно высокой интенсивностью и приводит к повреждениям поверхности и уменьшению натяга прессовых соединений (илл. 3).

Смазочные материалы EFELE для насосов систем водо- и теплоснабжения

Эффективным решением для предотвращения перечисленных проблем является применение при сборке насосов резьбовых и сборочных паст Molykote и EFELE.

Пасты представляют собой высокодисперсные антифрикционные порошки, в большой концентрации диспергированные в базовом масле. Эти смазочные материалы образуют прочный граничный разделительный слой и обеспечивают стабильное трение, облегчают процесс монтажа и предотвращают повреждения контактирующих поверхностей при сборке.

Основные свойства и технические характеристики резьбовых и сборочных паст Molykote и EFELE для насосного оборудования  приведены в таблице 1.

Таблица 1. Резьбовые и сборочные пасты Molykote и EFELE насосного оборудования

Наименование

пасты

Базовое масло

Антифрикционные наполнители

Верхний предел рабочих температур, °С

Несущая способность (нагрузка сваривания по DIN 51650), Н

Коэфф. закручивания

Коэфф. трения при запрессовке

EFELE MP-413
Минеральн. Медь, графит +1100 - - -

EFELE MP-491

Минеральн. Композиция белых твердых смазок
+1400 > 3600 - -
Molykote 1000 Минеральн. Графит, медь, композиция белых твердых смазок +650 4800 0,17 -
Molykote P-37 Полусинт. Диоксид циркония +1400 4400 0,18 -
Molykote P-74 Синтетич. Графит, композиция белых твердых смазок +1500 4800 0,16 0,14
Molykote P-40 Полусинт. Композиция белых твердых смазок +1200 3000 0,18 0,12

Molykote P-1900FM

Минеральн. Композиция белых твердых смазок +300 3200 0,17 0,10
Molykote G-n Plus Минеральн. Дисульфид молибдена, графит +450 2800 0,14 0,08
Molykote G-Rapid Plus Минеральн. Дисульфид молибдена, графит +450 5300 0,13 0,05
Molykote D Paste Минеральн. Композиция белых твердых смазок +250 2600 - 0,10

Илл. 4. Упаковка пасты Molykote P-74 и ее применение для резьбового крепежа

Пасты наносят на поверхность тонким слоем. В зоне трения они предотвращают прикипания деталей, образование коррозии и фреттинг-коррозии. Демонтаж узлов даже после длительной эксплуатации или простоя для ремонта или технического обслуживания не вызывает каких-либо затруднений.

Для удобства нанесения упаковки многих паст Molykote снабжены специальной кистью (рисунок 4).

Смазочные материалы для уплотнительных устройств и других резиновых элементов

К уплотнительным устройствам насосного оборудования относятся кольцевые, манжетные, торцевые и сальниковые уплотнения, изготовленные из эластомеров.

Под воздействием рабочей среды и высоких температур материал уплотнений теряет упругие свойства, поэтому одной из характерных проблем для уплотнительных устройств  является растрескивание, старение, а также деформации, вызывающие нарушение герметичности конструкции. При монтаже или страгивании с места может произойти защемление, выдавливание резиновых элементов и их повреждение.

Кроме того, для пар трения резина-металл или резина-резина характерен высокий коэффициент трения. Так, например, при запуске винтового насоса металлический ротор, вращаясь внутри резинового статора, требует высокой мощности привода.

Для решения перечисленных проблем разработаны специальные силиконовые уплотнительные пластичные смазки и компаунды марок Molykote, Dow Corning и EFELE (Табл. 2). Образуя сплошной разделительный слой с очень низким коэффициентом трения, эти материалы облегчают монтаж и демонтаж и защищают уплотнительные устройства  от старения и воздействия среды.

Таблица 2. Силиконовые пластичные смазки и компаунды Molykote

Смазка / компаунд

Диапазон рабочих температур, °С

Степень коррозии по DIN 51802

Смываемость горячей водой по DIN 51807, %

Допуски

Отличит. особенности

EFELE SG-393 -40...+160 - ≤ 1,5 NSF H1 Повышенная герметиз. способность
Molykote 111 -40…+200 0 2,24 NSF/ANSI 61 (контакт с питьевой водой) Повышенная герметиз. способность
Molykote PG-21 -50…+190 0 1,00 - Оптимальный баланс свойств
Molykote 55 O-Ring -65…+175 0 4,20 - Низкое трение в паре резина-металл
Dow Corning 4 -55…+200 0-1 2,55 NSF/ANSI 61 (контакт с питьевой водой) Повышенная герметиз. способность
Molykote 33 Medium -73…+204 2 1,00 - Морозо- и термостойкость

Илл. 5. Силиконовый компаунд Molykote 111Силиконовые компаунды – особый вид уплотнительных смазок, представляющих собой композиции полидиметилсилоксановых масел, загущенных обработанного поверхностно-активными гидрофобными соединениями силикагелем.

Отличительные особенности этого класса смазок – очень высокая герметизирующая способность и высокие диэлектрические свойства.

Наибольшей популярностью пользуются силиконовые компаунды Molykote 111 (Илл. 5), Dow Corning 4 и уплотнительная смазка EFELE SG-393.

Материалы Molykote и EFELE наиболее безопасны для здоровья человека, имеют допуск NSF / ANSI 61 (Molykote) и могут использоваться в системах питьевого водоснабжения. Многие производители рекомендует и используют их для монтажа электрических коммуникаций, в том числе подводных.

Смазочные материалы для подшипников качения

Подшипники качения насосного оборудования работают в условиях воздействия вибрации при повышенной частоте вращения – фактор скорости DN достигает 150 тыс. мм/мин и более.  На многие подшипники в процессе эксплуатации попадает вода. В насосах теплоснабжения они могут нагреваться до 90-95 °С.

Применение стандартных литиевых смазок в этих условиях малоэффективно – они разрушаются или вытекают из узла трения и быстро теряют свою смазочную способность. Это приводит к снижению ресурса подшипников и необходимости сокращать интервал их повторного смазывания.

Увеличить интервал повторного смазывания в 3-4 раза можно путем использования специальных пластичных смазок Molykote и EFELE на основе синтетических ПАО масел и комплексных загустителей. Такие материалы не только повышают ресурс подшипников, но и отлично демпфируют шумы и вибрации.

Илл. 6. Пластичная смазка Molykote G-1502FM в подшипнике качения



Одна из новинок Dow Corning – пластичная cмазка Molykote G-1502FM (рисунок 5) с пищевым допуском NSF H1. Благодаря тщательно подобранному составу этот материал обладает оптимальным сочетанием крайне важных для насосного оборудования свойств: водостойкости, несущей способности, антикоррозионных и противоизносных свойств.




Пластичные смазки на основе сульфоната кальция EFELE MG-221 и EFELE SG-321


К числу особо эффективных материалов относятся минеральная смазка EFELE MG-221 и морозостойкая смазка EFELE SG-321 от компании "Эффективный Элемент". Это сульфонат кальциевые смазки, предназначенные для работы в тяжелых условиях эксплуатации.

Помимо устойчивости к очень высоким нагрузкам, EFELE MG-221 и EFELE SG-321 устойчивы к смыванию водой и эффективно работают в подшипниках, подверженных воздействию влаги.





В нижеследующей таблице перечислены материалы Molykote и EFELE для обслуживания подшипников качения.

Таблица 3. Пластичные смазки Molykote и EFELE для подшипников качения

Смазка

Диапазон рабочих температур, °С

Несущая способность (нагрузка сваривания по DIN 51650), Н

Фактор скорости DN, тыс. мм/мин

Степень коррозии по DIN 51802

Смываемость горячей водой по DIN 51807, %

Допуски

EFELE MG-221 -30...+150 ≥5000
- 0 - -
EFELE SG-321 -55...+150 6100 - 0 - -
EFELE SG-301 -40...+160 ≥ 3000
- 0 0 Пищевой допуск NSF H1
EFELE SG-391 -40...+160 ≥ 2000
- 0-1 1 Пищевой допуск NSF H1
EFELE SG-392 -45...+170 4000
- 0-1 0 Пищевой допуск NSF H1
Molykote G-0102 -25…+140 3200 450 0-1 0,70 -
Molykote
BG-20
-45…+180 2400 800 1-2 1,00 -
Molykote G-1502FM -40…+149 3924 200 0 1,89 Пищевой допуск NSF H1
Molykote
G-4700
-40…+177 3700 350 0 <3,00 -
Molykote
G-2001
-50…+130 1500 900 0 <3,00 -
Molykote G-4500FM -40…+150 3100 325 1 3,46 Пищевой допуск NSF H1
Molykote
Longterm
 W2
-30…+110 2400 450 0-1 3,25 -

Заключение

Необходимо помнить, что смазка – неотъемлемый конструктивный элемент узла трения, напрямую влияющий на потребительские свойства узла и всего изделия в целом.

Предотвратить типичные проблемы при сборке и эксплуатации насосов, а также существенно увеличить их ресурс возможно путем применения смазочных материалов, соответствующих условиям работы каждого узла трения.

При расчете экономического эффекта от применения той или иной смазки необходимо учитывать не только ее стоимость, но и такие параметры как ресурс узла трения с этой смазкой, интервал повторного смазывания, стоимость процедуры замены изношенного узла трения и простоя оборудования в этот период времени.

Зачастую использование более дорогого материала, обладающего оптимальными свойствами, способно в конечном итоге сэкономить потребителям насосного оборудования немалые средства на ремонт и обслуживание.

Для предприятий – изготовителей насосного оборудования применение специальных материалов Molykote и EFELE способствует поддержанию имиджа, завоеванию уважения и доверия потребителей, повысит конкурентоспособность.