न्यूमेटिक सिस्टम सिलेंडरों की जटिल सुरक्षा के लिए MODENGY 1014 एंटी-फ्रिक्शन सॉलिड-फिल्म कोटिंग्स

परिचय

विभिन्न तकनीकी प्रक्रियाओं के मशीनीकरण और स्वचालन के कार्यों को हल करने के लिए आज न्यूमैटिक ड्राइव का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

पाइपलाइनों पर ऐसे उपकरणों का उपयोग लागत कम करने के उद्देश्य से उनके डिजाइन को अनुकूलित करने में सक्षम बनाता है, और इसकी जकड़न (tightness), सेवा जीवनकाल, घर्षण हानि, दक्षता कारक, पर्यावरणीय कारकों के संपर्क के प्रति प्रतिरोध जैसी परिचालन विशेषताओं में सुधार करता है।

न्यूमैटिक ड्राइव की परस्पर क्रिया करने वाली घर्षण जोड़ियों के लिए विशेष रचनात्मक सामग्रियां चुनी जाती हैं जो कनेक्शन की जकड़न प्रदान करती हैं, घर्षण को कम और स्थिर करती हैं, साथ ही तंत्र के सेवा जीवनकाल को बढ़ाती हैं।

न्यूमैटिक सिलेंडर कार्ट्रिज, एक नियम के रूप में, स्टील, या स्टेनलेस या एल्यूमीनियम मिश्र धातुओं से बना होता है। इसकी आंतरिक सतह के खुरदरेपन को कम करने के लिए फिनिशिंग मैकेनिकल मेटलवर्किंग के तरीकों का उपयोग किया जाता है, अतिरिक्त कार्यात्मक कोटिंग्स लगाई जाती हैं, विभिन्न ग्रीस का उपयोग किया जाता है।

इन या उन सामग्रियों और प्रसंस्करण विधियों का उपयोग करने से पहले, घर्षण प्रक्रियाओं की विशेषताओं और जोड़ियों की घिसावट को बिना भूले ध्यान में रखा जाता है, अन्यथा घर्षण गुणांक स्थिरीकरण प्राप्त करना संभव नहीं होगा, और इससे मेटिंग तत्वों की स्टिक-स्लिप गति, उन पर इलास्टोमेर सील का जमाव और ड्राइव दक्षता कारक में कुल कमी आएगी।

न्यूमैटिक सिस्टम रखरखाव में प्रासंगिक कार्य ऐसी तकनीकों की खोज और अनुप्रयोग बना हुआ है जो उपकरणों के आवश्यक परिचालन गुणों का पूरा सेट प्रदान करने में सक्षम हों, और ऐसा कम से कम खर्च के साथ करें।

एंटी-फ्रिक्शन सॉलिड-फिल्म कोटिंग्स के कार्य और लाभ

एंटी-फ्रिक्शन सॉलिड-फिल्म कोटिंग्स (ASCs) एक साथ दो कार्य कर सकते हैं: चिकनाई (लुब्रिकेटिंग) और सुरक्षात्मक। ये सामग्रियां पुर्जों के घर्षण और घिसावट को कम करती हैं, साथ ही उन्हें संक्षारक रूप से सक्रिय और रासायनिक रूप से आक्रामक मीडिया के नकारात्मक प्रभाव से बचाती हैं।

सूखी स्नेहन (dry lubrication) तकनीक, जिसके अनुसार एंटी-फ्रिक्शन सॉलिड-फिल्म कोटिंग्स बनाई जाती हैं, उन्हें धातु की सतहों पर एक पतली मिश्रित फिल्म (30 µm तक) बनाने में सक्षम बनाती है जो आधार (base) से मजबूती से जुड़ी होती है। रासायनिक परिप्रेक्ष्य से, कोटिंग परत एक बहुलक मैट्रिक्स (polymer matrix) है जिसकी कोशिकाएं ठोस स्नेहन सामग्री के बहुत महीन कणों से भरी होती हैं।

मॉडलिंग एंड इंजीनियरिंग रूसी कंपनी विभिन्न उद्देश्यों के एंटी-फ्रिक्शन सॉलिड-फिल्म कोटिंग्स विकसित करती है।

MODENGY 1014 एंटी-फ्रिक्शन सॉलिड-फिल्म कोटिंग का उद्देश्य न्यूमैटिक सिस्टम सिलेंडरों पर उपयोग किया जाना है।

जब सतह पर लगाया जाता है, तो यह अपनी संरचना में पॉलीटेट्राफ्लोरोएथिलीन (PTFE) और मोलिब्डेनम डाइसल्फाइड जोड़ने के कारण एक चिकनी बनावट (चित्र 1 देखें) और विशिष्ट ग्रे रंग प्रदर्शित करता है। यही घटक कोटिंग को उन्नत जंग-रोधी और एंटी-स्कफ गुण प्रदान करते हैं।

नमक धुंध (salt mist) में त्वरित परीक्षणों के अनुसार (तालिका 1 देखें), MODENGY 1014 जंग सुरक्षा स्तर 672 घंटे तक पहुँच जाता है। यदि कोई अतिरिक्त सतह तैयारी की जाती है (उदाहरण के लिए फॉस्फेटिंग), तो यह कारक और भी अधिक हो सकता है।

कोटिंग न्यूमैटिक सिलेंडरों के अंदर सीलिंग और एंटी-फ्रिक्शन कार्य करती है, और बाहर से सुरक्षात्मक और सजावटी कार्य करती है।

ग्रीस जैसी चिकनाई वाली सामग्रियों के विपरीत, एंटी-फ्रिक्शन सॉलिड-फिल्म कोटिंग्स भार और कार्यशील माध्यम के दबाव के संपर्क में आने पर संपर्क क्षेत्र से बाहर नहीं निकलती हैं। इसके द्वारा बनाई गई अलग करने वाली परत बाहरी कारकों पर निर्भर नहीं करती है। यह सब कोटिंग्स के पक्ष में पारंपरिक ग्रीस को छोड़ने में सक्षम बनाता है।

MODENGY 1014 को स्प्रे करके पेंटिंग विधि द्वारा लगाया जाता है। उपचारित पुर्जों को कोटिंग को सुखाने (cure) के लिए कुछ समय के लिए भट्टी (kiln) में रखा जाता है।

चित्र 1. न्यूमैटिक सिलेंडर कार्ट्रिज के आंतरिक भाग पर MODENGY 1014 कोटिंग का स्वरूप

तालिका 1. एंटी-फ्रिक्शन सॉलिड-फिल्म कोटिंग की विशिष्ट विशेषताएं

MODENGY 1014 कोटिंग रासायनिक प्रतिरोध का आकलन

एनोडाइज्ड एल्यूमीनियम मिश्र धातु से बने न्यूमैटिक सिस्टम तत्वों के जटिल परीक्षणों के दौरान कोटिंग के रासायनिक प्रतिरोध और सुरक्षात्मक गुणों का परीक्षण किया गया था (चित्र 2 देखें)।

परीक्षण GOST 9.403-80 के अनुसार एक के बाद एक विधि A और B का उपयोग करके आयोजित किए गए थे। विशिष्ट परिस्थितियों का उपयोग किया गया था: कसकर बंद कंटेनर, वातावरण: हाइड्रोक्लोरिक एसिड 25% घोल, तापमान: +20 (± 2) °С।

चित्र 2. एल्यूमीनियम मिश्र धातु से बने भागों पर लगाए गए MODENGY 1014 कोटिंग का स्वरूप

विधि A के अनुसार, एक कंटेनर में 250 मिलीलीटर हाइड्रोक्लोरिक एसिड भरा गया था, और एक उपचारित भाग को इसमें इस तरह रखा गया था कि इसकी सपाट सतह तरल को छुए। फिर कंटेनर को ढक्कन से कसकर बंद कर दिया गया और 50 घंटे तक कमरे के तापमान पर इसी तरह रखा गया, और किसी भी क्षति के लिए वस्तु का नियमित आकलन किया गया।

विधि B के अनुसार, एसिड घोल में भिगोए गए एक टैम्पोन को भाग की सतह पर उसके किनारे से कम से कम 20 मिमी दूर रखा गया था, इसे एक विशेष कैप के साथ बंद किया गया था और इसकी स्थिति तय की गई थी ताकि किनारे टैम्पोन को न छुएं (चित्र 3 देखें)। परीक्षण आवश्यक तापमान पर 7 दिनों के दौरान आयोजित किए गए थे। जब प्रक्रिया समाप्त हो गई, तो टैम्पोन को हटा दिया गया, और पूरी कोटिंग की स्थिति की तुलना उस क्षेत्र की स्थिति से की गई जो एसिड के साथ भिगोए गए टैम्पोन के संपर्क में आया था। मूल्यांकन दृश्य तरीके से और आवर्धक कांच (GOST 9.407-2015 के अनुसार) के साथ किया गया था, और साथ ही, ISO 2409:2013 के अनुसार कोटिंग आसंजन (adhesion) की जाँच की जा रही थी।

चित्र 3. विधि B द्वारा GOST 9.403-80 के अनुसार रासायनिक प्रतिरोध पर परीक्षण

जब दोनों विधियों द्वारा परीक्षणों के बाद नियत अवधि बीत गई, तो रंग परिवर्तन, क्रैकिंग, छिलने, सूजन या कोटिंग के किसी अन्य दोष का पता नहीं चला।

कोटिंग आसंजन पर परीक्षण जालीदार कट (lattice cuts) विधि द्वारा आयोजित किया गया था। परिणामों का आकलन 1 से 3 स्कोर पैमाने द्वारा किया गया था जो 'उत्तीर्ण/अनुत्तीर्ण परीक्षण' उपायों के अनुरूप है। इन परीक्षणों के परिणाम तालिका 2 में प्रस्तुत किए गए हैं।

तालिका 2 विधि B द्वारा परीक्षण से पहले और बाद में आसंजन परिणामों पर परीक्षण

परीक्षण विधि	परीक्षण से पहले मूल्यांकन	परीक्षण के बाद मूल्यांकन
ISO 2409:2013 के अनुसार जालीदार कट विधि द्वारा आसंजन पर परीक्षण	0 अंक	1 अंक

रासायनिक प्रतिरोध पर परीक्षण के परिणामस्वरूप, MODENGY 1014 कोटिंग ने नगण्य आसंजन कमी के साथ उच्च सुरक्षात्मक गुण प्रदर्शित किए हैं। भाग की सतहों पर इसके द्वारा बनाई गई सजावटी परत ने लंबे समय तक हाइड्रोक्लोरिक एसिड में रखे जाने के बाद भी अपनी चिकनाई और सौंदर्यपूर्ण रूप बनाए रखा।

MODENGY 1014 कोटिंग के अनुप्रयोग परिणाम

MODENGY 1014 एंटी-फ्रिक्शन सॉलिड-फिल्म कोटिंग अतिरिक्त स्नेहन के बिना न्यूमैटिक ड्राइव की कार्यक्षमता प्रदान करती है। उदाहरण के लिए, बढ़ी हुई धूल की स्थिति में ऐसा समाधान इष्टतम है।

कोटिंग और उचित रूप से चयनित ग्रीस का संयुक्त उपयोग घर्षण को 3 से 4 गुना कम करने के साथ-साथ उपकरणों के सेवा जीवनकाल को बढ़ाने में सक्षम बनाता है।

प्रासंगिक न्यूमैटिक ड्राइव मुद्दों में से एक धातु के हिस्सों में रबर सीलिंग तत्वों का चिपकना है। इस अवांछित विशेष विशेषता के परिणामस्वरूप, चलते हुए हिस्सों को हिलाना शुरू करने के लिए अधिक बल खर्च करना पड़ता है, और उसी समय, सील क्षतिग्रस्त हो सकती हैं और अपने सील गुण खो सकती हैं।

एंटी-फ्रिक्शन कोटिंग सतहों पर एक अलग करने वाली परत बनाती है जो रबर को धातु के साथ सीधे चिपकने वाली बातचीत से रोकती है और ड्राइव को शुरू करना आसान बनाती है।

न्यूमैटिक सिलेंडरों पर MODENGY 1014 का उपयोग उनके डिजाइन को अनुकूलित करने और पारंपरिक लुब्रिकेंट्स का उपयोग करने की तुलना में कई लाभ प्राप्त करने में सक्षम बनाता है जैसे कि:

• आक्रामक बाहरी जोखिमों के खिलाफ सुरक्षा का उच्च स्तर
• धूल भरी परिस्थितियों में कार्यक्षमता
• ठोस चिकनाई वाले घटकों की सामग्री के कारण सुचारू ड्राइव गति प्रदान करना जो घर्षण को प्रभावी ढंग से कम करने में सक्षम हैं
• न्यूमैटिक सिलेंडर दक्षता कारक और सेवा जीवनकाल में वृद्धि
• आसान लगाने वाली तकनीक जिसमें किसी महत्वपूर्ण निवेश की आवश्यकता नहीं होती क्योंकि पेंटिंग के उपकरण ही पर्याप्त हैं
• कार्ट्रिज के लिए अधिक उपलब्ध रचनात्मक सामग्री का उपयोग करने की संभावना, और फिनिशिंग मैकेनिकल उपचार के श्रमसाध्य तरीकों को खत्म करने के कारण ड्राइव की मूल लागत में कमी (Ra=0.3 से 1 µm रेंज के भीतर सतह का खुरदरापन एंटी-फ्रिक्शन सॉलिड-फिल्म कोटिंग लगाने के लिए इष्टतम है)

न्यूमैटिक सिलेंडरों की सुरक्षा के अलावा, MODENGY 1014 एंटी-फ्रिक्शन कोटिंग का उपयोग बेयरिंग और स्लाइडिंग गाइडवे, स्प्लाइन जोड़ों और की-कनेक्शन, बन्धन तत्वों और धातु-से-धातु घर्षण जोड़ियों वाले अन्य इकाइयों में किया जाता है।