Важнейшими элементами гидроэлектростанций, плотин, дамб, водосбросов и других гидротехнических сооружений являются гидрозатворы. Они полностью или частично перекрывают водопропускные отверстия, регулируя таким образом поток жидкости.
Механизмы для подъема и опускания затворов оснащены резиновыми уплотнениями. Эти элементы обеспечивают герметичность конструкций в закрытом виде.
Повреждение уплотнений – крайне нежелательное явление, которое ведет к нарушению их целостности, возникновению утечек и прочих негативных последствий.
Срок службы уплотняющих элементов зависит от того, насколько быстро они истираются при контакте с металлическими деталями. Как правило, коэффициент трения между ними очень высок – более 1,0. Причем этот показатель в состоянии покоя и скольжения сильно отличается. В результате возникают сложности при страгивании гидрозатвора, а сам механизм начинает двигаться скачкообразно.
Характерные повреждения на поверхности резиновых гидроуплотнений, вызванные усиленным трением, смотрите на рис. 1.
Износ гидроуплотнений усугубляет их прилипание к металлу – такое явление часто наблюдается при высоких давлениях и воздействии других негативных факторов.
Все перечисленные проблемы приводят к тому, что резиновые уплотнения теряют свою способность к герметизации. В результате гидрозатворы не могут стабильно регулировать поток жидкости, нарушается работа всего гидротехнического сооружения.
Защита резиновых уплотнений с помощью покрытий MODENGY
Российская компания «Моденжи» разработала ряд антифрикционных твердосмазочных покрытий, использование которых помогает максимально снизить трение на поверхности гидроуплотнений.
Покрытия MODENGY 1012 и MODENGY PTFE‑A20 на основе высокодисперсного политетрафторэтилена (ПТФЭ) наносятся стандартными методами окрашивания. При комнатной температуре они становятся сухими на ощупь уже через 8 минут. Окончательная полимеризация наступает за 30 минут – после этого уплотнения готовы к эксплуатации.
Застывшие покрытия по эластичности не уступают резине. В процессе работы гидрозатворов они не трескаются и не отслаиваются, выдерживают высокие давления и температуры от -50 до +130 °С.
Очень важно, что ПТФЭ-составы MODENGY не смываются водой – это, пожалуй, одно из основных требований к смазочно-защитным материалам для гидротехнических сооружений.
MODENGY 1012 и MODENGY PTFE-A20 после отверждения не выделяют токсичных испарений и, таким образом, не представляют опасности для экологии. Оба покрытия не разрушают резину, а MODENGY 1012 на водной основе может применяться даже для тех эластомеров, которым противопоказан контакт с органическими растворителями.
На рис. 2 представлен гидроуплотнение до и после обработки покрытием MODENGY 1012.
Покрытия имеют несколько удобных вариантов фасовок: капсулы 200 г, банки 600 г и ведра 4,5 кг. Они поставляются уже полностью готовыми к применению – для работы потребуется лишь стандартное окрасочное оборудование (например, профессиональный пистолет MODENGY M1‑250).
MODENGY PTFE-A20 имеет также аэрозольную форму выпуска. При необходимости обработки небольших по площади участков непосредственно на объекте она особенно востребована.
Результаты испытаний покрытий
Специалисты провели ряд испытаний, целью которых было сравнить коэффициенты трения покоя (fп) и скольжения (fс) на гидроуплотнениях с покрытиями и без.
После измерения были получены следующие результаты:
- Элементы без покрытия: fп = 1,12, fс = 1,0
- Элементы с покрытием MODENGY 1012: fп = 0,2, fс = 0,24
- Элементы с покрытием MODENGY PTFE-A20: fп = 0,18, fс = 0,2
Приведенные цифры показывают, что уплотнения с покрытиями намного меньше подвержены трению, а значит, темпы их износа ниже.
Испытания показали, что применение покрытий MODENGY позволяет снизить потери на трение в 5 и более раз. Устойчивый к истиранию разделительный слой повышает надежность и ресурс гидрозатворов.