Cold-resistant lubricant to the nodes of pipeline valves

Трубопроводная арматура  российских предприятий и хозяйств эксплуатируется в различных климатических поясах. Это накладывает необходимость уже на этапе проектирования обеспечить эффективность эксплуатации при отрицательных температурах вплоть до -70 °С. Выбор смазочных материалов для узлов трубопроводной арматуры при таких условиях работы является сложной задачей.

При использовании неподходящих смазок приводит к повышенному износу, так как на морозе из-за снижения текучести базовых масел такие материалы загустевают и теряют свою эффективность. При этом значительно возрастает мощность, необходимая для корректного привода запорных и регулирующих устройств.

Влияние состава пластичной смазки  на ее низкотемпературные свойства

В качестве основных компонентов пластичных смазок используется базовое масло и загуститель. Базовое масло определяет основные смазочные свойства.  Загуститель вступает в роли каркаса, губки, удерживающей масло. В состав смазок могут входить также антифрикционные наполнители и присадки.

Морозостойкость смазок определяется, прежде всего, вязкостью и индексом вязкости базового масла.

Чем ниже вязкость масла, тем более низкая температура вызывает потерю его текучести. В то же время необходимо иметь в виду, что масла с меньшей вязкостью имеют более низкую несущую способность.

Индекс вязкости показывает, насколько изменяется вязкость масла с повышением или понижением температуры. Масла с высоким индексом вязкости с понижением температуры лучше сохраняют свою консистенцию.

Минеральные масла малопригодны для использования в составе морозостойких смазок. Чтобы обеспечить их работоспособность в условиях низких температур приходится  использовать маловязкие базовые масла. Однако при этом несущая способность и противоизносные свойства таких смазок оказываются невысокими.

Синтетические масла имеют высокий индекс вязкости, поэтому имеют более широкий диапазон рабочих температур. Они наиболее эффективны при создании морозостойких пластичных смазок.

Методы оценки низкотемпературных характеристик пластичных смазок

В технических описаниях пластичных смазок производитель, как правило, указывает нижнюю границу рабочих температур. Однако это значение является очень приблизительной усредненной оценочной величиной. Практика показывает, что для многих применений смазка работает и при гораздо более низких температурах.

Методы определения этого показателя могут существенно различаться. Многие из них применяются в отечественной практике и закреплены  в западных стандартах. Это ведет к путанице к оценке реального значения нижних границ температуры, при которой может работать та или иная смазка.

Если сравнивать нижние пределы рабочих температур смазок, измеренных по ГОСТ  и по DIN или ASTM, можно ошибиться на десятки градусов.

Так, например, при проведении испытаний по наиболее широко применяемому методу DIN 51805 нижний предел рабочих температур для одной из отечественных смазок составил -18 °С. Для этой же смазки, при измерениях согласно ГОСТ значение этого показателя оказалось равным -40 °С.

Морозостойкие пластичные смазочные материалы Molykote и EFELE

В линейке смазочных материалов Molykote и EFELE имеются различные морозостойкие смазки, однако наиболее широкое применение в арматуростроении получили  материалы с нижним пределом рабочих температур ниже -40 °С.  Они изготовлены на базе полиальфаолефиновых (ПАО), полидиметилсилоксановых синтетических  (ПДМС), перфторполиэфирных (ПФПЭ) и полифенилметилсилоксановых (ПФМС) масел (см. табл.  1).

В таблице 1 приведены основные характеристики морозоустойчивых смазок Molykote и EFELE.

Табл. 1. Основные характеристики морозостойких пластичных смазок

Пластичные морозостойкие смазки Molykote и EFELE на основе ПАО масел обладают высокими противоизносными свойствами и несущей способностью. Их применяют для подшипников, зубчатых зацеплений, уплотнительных устройств и других узлов трения арматуры.

Смазки на базе ПДМС и ПФМС масел имеют меньшую несущую способность, но более широкий диапазон рабочих температур (до -73 °С). Они преимущественно применяются для пластиковых и эластомерных уплотнительных устройств.

Смазки на основе ПФПЭ масел обладают высокой устойчивостью к химически агрессивным веществам – концентрированным щелочам, кислотам, органическим растворителям.

Современные пластичные смазки, разработанные и произведенные по новейшим технологиям, могут иметь замечательные морозоустойчивые свойства. Однако в некоторых случаях применения в трубопроводной арматуре даже такие материалы не могут обеспечить необходимого смазывающего эффекта.  

Любые масла, в том числе те, которые используются в качестве базовых, имеют определенный физический предел работы при отрицательных температурах.

Чтобы обеспечить работоспособность и надежность арматуры в еще более суровых условиях, производители запорной и регулирующей арматуры все чаще переходят на новую технологию твердой смазки с применением антифрикционных покрытий. Эти материалы обеспечивают эффективное смазывание  пары трения до -200 °С.