В атомных энергетических установках широко применяются узлы, детали которых изготовлены из нержавеющих сталей и сплавов. Однако под воздействием радиации металл может становиться более хрупким, а его усталостная прочность – снижаться. По этой причине резьбовые соединения оборудования атомных электростанций испытывают ряд специфических проблем при их эксплуатации. Уже при относительно невысоких нагрузках на витках резьбы может происходить образование задиров, обусловленное высокой вязкостью и низким пределом текучести нержавеющих материалов.
В процессе монтажа или демонтажа резьбовых соединений задиры часто становятся причиной пластических деформаций и, как следствие, – заеданий и заклиниваний на поврежденном участке. Эта проблема подробно рассматривается в статье "Типичные проблемы при работе резьбовых соединений и пути их решения" .
Предотвратить различные повреждения крепежа из нержавеющей стали на атомных электростанциях можно путем применения специальных смазочных материалов при условии обязательного учета специфики их эксплуатации.
Резьбовые соединения оборудования АЭС подвергаются воздействиям влаги, высоких температур и повышенного радиоактивного излучения, которое вызывает постепенное разрушение традиционных смазок. Некоторые компоненты обычных смазочных материалов, такие как, например, сурьма, в условиях радиации образуют радиоактивные изотопы и сами становятся источниками излучения.
Российская компания "Моденжи " разработала и производит ряд специальных антифрикционных покрытий MODENGY, которые идеально подходят для работы в резьбовых соединениях атомных электростанций. Эти инновационные материалы устойчивы к длительному воздействию радиации и не содержат компонентов, которые в процессе эксплуатации атомного реактора могут сами становиться источниками излучения.
В отличие от традиционных резьбовых паст и смазок антифрикционные твердосмазочные покрытия (АТСП) MODENGY наносятся на поверхность соединений не непосредственно перед сборкой, а заблаговременно, приобретая все необходимые эксплуатационные свойства в процессе отверждения. АТСП – это материалы, которые подобны обычным краскам, однако вместо красящего пигмента они содержат твердые смазочные вещества, распределенные равномерно в объеме смеси растворителей и связующих.
В качестве твердых смазок для антифрикционных покрытий обычно используют тщательно подобранные композиции порошков графита, дисульфида молибдена и некоторых других специальных наполнителей. Эти твердые смазки характеризуются высокой окислительной стабильностью, термостойкостью и химической инертностью.
При проектировании антифрикционных покрытий MODENGY учитывается синергетическое взаимодействие их компонентов, которое позволяет значительно усилить эксплуатационные свойства АТСП.
Производители диагностического оборудования для атомных энергетических установок постоянно сталкиваются при обслуживании со сложностью монтажа и демонтажа корпусов телевизионных систем, предназначенных для оперативного контроля состояния внутренних поверхностей топливных каналов и графитовой кладки ядерных реакторов.
Из-за риска загрязнения оптических и внутренних электронных компонентов применение пластичных и жидких смазочных материалов здесь недопустимо.
Отличным решением данной проблемы стало термоотверждаемое антифрикционное покрытие MODENGY 1006 на основе графита и дисульфида молибдена с полиамидным связующим в системе специальных растворителей.
Характеристики антифрикционного покрытия MODENGY 1006
Покрытие серо-черного цвета имеет диапазон рабочих температур от -70 до +350 °С. Полимеризуется при температуре +200 °С в течение 20 минут. Его несущая способность составляется 1800 МПа, нормативный расход – 67 г/м2
В ходе проведенных испытаний MODENGY 1006 наносилось на предварительно очищенную и обезжиренную резьбовую поверхность путем распыления. Для полимеризации покрытия деталь нагревалась до +220 °С и выдерживалась в течение 30 минут. Толщина отвержденной пленки при этом составила 11±1 мкм.
В течение испытаний собранное изделие подвергалось воздействию гамма-излучения с интегральной дозой 2·108 Рад. В течение нескольких циклов откручивания-закручивания визуально оценивалось изменение качества покрытия, производилось измерение момента силы откручивания-закручивания.Исследования показали, что под воздействием гамма-излучения внешнего вид и цвет покрытия не изменились, стирания и осыпания покрытия не произошло. При откручивании и закручивании скрипов и заеданий в резьбовых соединениях не отмечено. Среднее значение максимального момента силы откручивания-закручивания также не изменилось.
Таким образом, покрытие MODENGY 1006 сохраняет все свои эксплуатационные свойства и эффективно работает на АЭС даже в экстремальных условиях воздействия радиации, влаги и высоких температур.
По результатам испытаний изготовителем радиационно-стойких телевизионных систем для АЭС было принято решение о внедрении антифрикционного покрытия MODENGY 1006 в производство.