Антифрикционные минеральные покрытия для пар трения запорной и регулирующей арматуры С.Ю. Лазарев, Г. Г. Черник, В.А. Шмелев ООО «АКТИВ-НАНО» Галина Георгиевна Черник

Проблемы ЭнергетикаВысокие Т и РПары трения металл/металл Эрозионный износ Задир Нефть и газ Судостроение Шельф: Морская вода Соляной туман H 2 S, H 2 Коррозия Наличие мехпримесей – абразивный износ Химия Нефтехимия Агрессивные среды Коррозия Нужны новые материалы

Проблемы Трение и износ – главные причины выхода из строя машин и оборудования Стоимость ремонтов и простоев высока Стоимость 1 недели простоя Грузовое судно 80 тыс. $ НПЗ400 тыс. $ Химический завод800 тыс. $ ТЭС800 тыс. $ Завод ЦБП 1,500 тыс. $ АЭС 2,200 тыс. $ Трение – основной потребитель энергии

Решение – антифрикционные технологии 50 мкм Минеральные покрытия твердосмазочные материалы природного происхождения Ленточные и слоистые силикаты, Si, Al, Zr, C - 80 минералов Снижение трения, устойчивость к Т и Р, защита от задира, коррозии и абразивного износа, хорошее обтекание поверхностей жидкостью

Низкая адгезия между слоями 5 Высокая адгезия к металлу

Минеральная твердая смазка Покрытие наносят на металл механическими методами при комнатной Т. ЦУЗТ Ультразвук Научные основы: Разработки выполнены на базе зарегистрированного научного открытия 323 (2007 г.) – Зуев В.В., Лазарев С.Ю. Техническое описание 15 патентов РФ

Будущее принадлежит минеральной твердофазной смазке

Толщина покрытия мкм Коэффициент трения – для сухого трения 0.05; при регулярной смазке Шероховатость поверхности – класс Твердость поверхности увеличивается Возрастает усталостная прочность Минеральные покрытия имеют высокую Т (1300 С) и химическую стойкость, способны работать в самых тяжелых условиях: морская вода, соляной пар, H 2 S в паре при 240 С, наличие абразива Низкое сопротивление потоку Техническое описание

Сравнение свойств материалов МатериалКоэффицие нт Трения Сухое трени е Коэффициент Трения в масле ИзносТ инвте рвал Интервал РЗащита от коррозии Защита от абразивного износа Защита от задира Сталь/сталь Полимеры (PTFE) Тефлон/сталь Узкий ДаНет MoS 2, WS MoO 2 + SO 2 Нет Алмазоподобное покрытие DLC/сталь Узкий Керамика (TiN, etc) 0.5Широкий Отличная Минеральные покрытия * Широкий > 1300 C ШирокийОтличная Минеральные покрытия: трение – на уровне тефлона и MoS2, Т и Р стабильность – на уровне керамики

Актив-нано Технологи я эффективного измельчения минералов в высокоэнергонапряженных планетарных мельницах. Контроль сырья и произведенных порошков с помощью современного научно-исследовательского оборудования.

Снижение механических потерь Снижение потребления топлива/энергии Высокая изностойкость Высокая стойкость к коррозии Антизадирные свойства Замена экологически вредных и трудоемких способов обработки поверхности: хромирования, нитридизации, цементации Проблемы сухого трения Повышение ресурса узлов и механизмов Повышение надежности Преимущества

Продукты и услуги Разработка и передача технологии нанесения покрытия на детали узлов трения Поставка материала покрытия

Арматура Насосы Компрессоры Уплотнения металл/ТРГ, металл/резина и др. Резьбовые соединения Подшипники, Вал/втулка, Быстроизнашиваемые детали Объекты применения

Пример 1 Компрессор К МВт Обработаны Подшипниковые узлы, Ротор Всасывающий трубопровод и тракт Диафрагмы Редукторная пара, газовые полости Энергопотребление снизилось на 8,1-8,7 % Оценка эконом. эффекта: 18 млн.р. в год

Пример 2 Испытательный стенд главных вертолетных редукторов ~ 300 кВт Экономия энергопотребления ~ 10 %

Камчатка - геотермальная станция Условия работы турбин: пар при температуре С, содержащий соли и газы (H 2 S – до 13 %, соли Si, Na, Fe, Cl). Детали системы управления и регулирования турбин – валы, оси, втулки, штоки – подвергались коррозии, систему заклинивало каждые 3 месяца. После применения минеральных покрытий пары трения работают 10 лет Пример эксплуатации Пример 3

Пример 4 Насос центробежный Д630-90а, 250 кВт ОАО «Красный Октябрь» Экономия электроэнергии - 3 %. 24 часа, 365 дней Экономия электроэнергии в год кВт. За 4 года – экономия в 15 рублей на каждый рубль Только на одном насосе экономия 0,7 млн. р.

Насосы поддержания пластового давления ЦНС 63(100)1400 ЦНС 180(240)1422 Ремонт произведен ремонтным предприятием в Удмуртии Применялись минеральные материалы Актив-нано Установки ЦУЗТ Пример 5

Партнеры: Университеты: СПбГУ, СПбГПУ (Политех) Технопарк – каф. Триботехники – измерения по трению и износу Хельсинки NewCoFactory ЦКТИ – покрытие на шпиндель для насоса уплотнение - пара трения металл/резина НПО Флэйм – клапан, уплотнение металл/ТРГ, металл/металл Момент страгивания: 250 Н*м, с покрытием ~ 40 Н*м ЦКБА – покрытие на резьбу

Выводы Технологии снижения трения и износа позволяют предприятиям достичь существенного повышения надежности оборудования Потребитель выигрывает: Повышение надежности оборудования Снижение затрат на ремонты и простои Улучшение экологических характеристик

Генеральный директор ООО "Актив-нано" Галина Георгиевна Черник Спасибо за внимание! Тел. (812) (921) С.Петербург, Петродворец Университетский пр. 26