Какие бывают покрытия для крепежа?
Современные металлоконструкции применяются в самых разнообразных условиях – на Крайнем Севере и в тропиках, на морском побережье; крепежные изделия эксплуатируются при контакте с кислотами, щелочами и другими агрессивными средами, работают в вакууме, радиации и других условиях, которые сложно назвать традиционными.
Для обеспечения длительной работоспособности крепежных соединений в сложных режимах инженеры выбирают одно из множества решений.
В коррозионно-активной среде часто используют высоколегированные нержавеющие стали, которые не подвержены разрушению при воздействии неблагоприятных факторов.
Однако такой конструкционный материал не является оптимальным выбором для сложных ответственных металлоконструкций. Во-первых, из-за низкого предела текучести материала возникает сваривание резьбы, приводящее к усложненному монтажу и крайне сложному демонтажу.
Во-вторых, прочность нержавеющей стали на порядок ниже углеродистой.
Поэтому для металлоконструкций, требующих применения высокопрочных болтокомплектов, использование нержавеющей стали при производстве крепежа не распространено.
В нормальных условиях допускается монтаж стальных болтокомплектов без дополнительной обработки.
В коррозионно-активной среде инженеры выбирают другие решения – например, покрытия для крепежа.
Цинковые покрытия обеспечивают высокую коррозионную стойкость металла при неблагоприятных воздействиях окружающей среды, обеспечивая протекторную защиту. Под влиянием атмосферных факторов окисляется слой цинка, предотвращая потерю эффективности обработанной детали.
Чтобы болтокомплекты металлоконструкций длительное время оставались в необходимом натяжении, при монтаже пользуются динамометрическими ключами. Они обеспечивают требуемый момент затяжки, за счет которого происходит скольжение гайки по наклонной плоскости резьбы.
Кроме этого, для достижения высокой прочности и обеспечения работоспособности соединений длительное время необходимо учитывать коэффициент закручивания болтов.
При затягивании стальных болтокомплектов без смазки около 90 % усилий тратится на преодоление сил трения. Управлять трением и добиваться требуемого коэффициента закручивания возможно только с применением смазочных материалов.
Это могут быть масла и резьбовые смазки. Однако зачастую необходимо обеспечение узкого диапазона значений коэффициента закручивания, штатного демонтажа крепежа после продолжительной эксплуатации или многократной разборки резьбовых соединений для обслуживания оборудования. В таких случаях применяют другой вид смазочных материалов – антифрикционные покрытия для крепежа.
Применение смазочных материалов позволяет снизить требуемое усилие затяжки (параметр рассчитывается на этапе проектирования), минимизирует вероятность повреждения резьбы при сборке, за счет достижения необходимого натяжения в резьбовом соединении значительно продлевает надежность и срок службы крепежа.
Разделительный слой препятствует прямому контакту резьбы, защищает от схватывания, обеспечивает легкий демонтаж после продолжительной эксплуатации, а для повторной сборки этих же деталей не требуется их дополнительная обработка – слой покрытия сохраняет свою целостность после многократных циклов сборки-разборки соединений.
Антифрикционные покрытия для крепежа. Покрытие Xylan и российские альтернативы
Нанесение антифрикционных покрытий позволяет обеспечить барьерную защиту от коррозии, стабилизировать коэффициент трения, придать поверхностям устойчивость к воздействию химически агрессивных веществ, предотвратить контактную коррозию.
Эффективно применение систем покрытий, в которых топовым (верхним) слоем является антифрикционное покрытие, а базовым (нижним) – покрытие с протекторным механизмом защиты.
Крепеж с комплексом покрытий обладает очень высокими эксплуатационными свойствами и подходит для применения в самых суровых условиях работы.
В мировой практике покрытия используются при возведении сооружений для нужд различных отраслей промышленности – особенно тех, которые работают на открытом воздухе, близко к морям, в атмосфере, содержащей большое количество коррозионно-активных веществ.
Крепеж с покрытиями используется при возведении мостов, шельфовых платформ, буровых вышек и при реализации подобных ответственных масштабных проектов.
Крепеж с покрытием Xylan знаком всем специалистам, работа которых вязана с монтажом ответственных металлоконструкций.
Материалы этой торговой марки получили широкое распространение по всему миру.
В России возможность применения материалов этой марки ограничена. Но отечественные компании способны полностью удовлетворить возросший спрос на высококачественные покрытия для крепежных изделий.
Одна из них – «Моденжи», которая специализируется на разработке, исследованиях и производстве смазочных материалов на основе твердых смазочных веществ.
Покрытия MODENGY имеют многолетний опыт применения в особо ответственных конструкциях, например, они используются при возведении морских платформ для обустройства шельфовых месторождений.
Условия работы крепежа крайне жесткие – морской агрессивный климат приводит к быстрому коррозионному разрушению металла. Для обеспечения штатной эксплуатации болтокомплектов необходимо эффективно управлять трением.
Покрытие MODENGY 1014 на основе политетрафторэтилена и дисульфида молибдена применяется для обеспечения высокого ресурса деталей.
Оно характеризуется высокими антикоррозионными свойствами – барьерная защита от коррозии более 672 часов в нейтральном соляном тумане по ISO 9227. При использовании в системе с базовым покрытием антикоррозионные свойства превышают 1000 часов в нейтральном соляном тумане.
Также покрытие снижает трение в резьбе, обеспечивая штатную сборку соединений, исключает схватывания, задиры и прикипание резьбы, предотвращая проблемы при демонтаже соединений.
Коэффициентs трения покрытий Xylan и MODENGY в сравнительных испытаниях по международному стандарту ASTM G99 представлены на графике.
Согласно графику, покрытия Xylan и MODENGY сходи по триботехническим характеристикам, а значит могут одинаково эффективно решать задачи по снижению трения и износа.
Применение антифрикционных покрытий для крепежа становится обязательным для монтажа металлоконструкций, в которых особо важны безопасность и продолжительность эксплуатации.
За счет обеспечения требуемого натяжения в узле (покрытия отвечают за коэффициент закручивания, монтаж осуществляется в несколько этапов с требуемым моментом затяжки, который контролируется приборами) резьбовые соединения, с одной стороны, не раскручиваются под воздействием вибраций и, с другой стороны, не разрушаются при тепловом расширении металла.