अत्यधिक परिचालन स्थितियों के लिए MODENGY 2560 घर्षण-रोधी सॉलिड-फिल्म कोटिंग

एंटी-फ्रिक्शन सॉलिड-फिल्म कोटिंग्स (ASCs) का भारी मशीन निर्माण में तेजी से उपयोग किया जा रहा है।

यह उनकी उच्च तकनीकी दक्षता, लगाने के आसान तरीके (पेंटिंग विधि द्वारा), संसाधन स्नेहन प्रदान करने की क्षमता और ऐसे घर्षण इकाइयों को बनाने की क्षमता से प्रेरित है जिन्हें रखरखाव की आवश्यकता नहीं होती है।

वाल्व इंजीनियरिंग में इनका उपयोग निम्न जोड़ों में किया जाता है: स्लाइडिंग वाल्व के गेट-सैडल, लीड स्क्रू, स्लाइडिंग बेयरिंग, ग्लोब वाल्व, ड्राइव के गियरव्हील, पाइपों के थ्रेडेड कनेक्शन और अन्य भारी लोड वाली घर्षण इकाइयों में।

यह लेख एंटी-फ्रिक्शन सॉलिड-फिल्म कोटिंग्स के लाभों, उनके उपयोग पर संभावित सीमाओं और उन्हें दूर करने के तरीकों पर विचार करता है।

शास्त्रीय कोटिंग्स की संरचना और विशेषताएं

एक एंटी-फ्रिक्शन सॉलिड-फिल्म कोटिंग पारंपरिक रूप से लेयर्ड क्रिस्टल संरचना वाली ठोस स्नेहन सामग्री (मोलिब्डेनम डिसल्फाइड), एक कार्बनिक बाइंडिंग राल (एपॉक्सी, फेनोलफॉर्मेल्डिहाइड, एक्रिलिक, आदि), और एक कार्बनिक विलायक से बनी होती है।

संरचना में मोलिब्डेनम डिसल्फाइड कोटिंग को उसका विशिष्ट ग्रे रंग और धात्विक चमक प्रदान करता है (चित्र 1 देखें), कम घर्षण और उत्कृष्ट अत्यधिक दबाव गुण प्रदान करता है।

चित्र 1. कीड़ा और कृमि गियर जोड़ी भागों पर मोलिब्डेनम डिसल्फाइड के साथ कोटिंग का स्वरूप।

मोलिब्डेनम डिसल्फाइड पर आधारित कोटिंग्स के उपयोग पर महत्वपूर्ण सीमा यह तथ्य है कि MoS₂ +400 ºC से ऊपर के तापमान पर तेजी से ऑक्सीकृत होने लगता है, और कार्बनिक राल नष्ट होने लगते हैं।

जब मोलिब्डेनम डिसल्फाइड ऑक्सीकृत होता है, तो मोलिब्डेनम ट्राइऑक्साइड बनता है, और इसमें कोई स्नेहन गुण नहीं रह जाते बल्कि इसके बजाय अपघर्षक गुण आ जाते हैं। इसे नीचे दी गई तस्वीर (चित्र 3 देखें) में स्पष्ट रूप से देखा जा सकता है - उसी समय कोटिंग का रंग ग्रे से बदलकर पीला हो जाता है।

चित्र 2. +400 ºC से ऊपर गर्म करने पर मोलिब्डेनम ट्राइऑक्साइड (पीला) बनने के साथ कोटिंग संरचना (ग्रे) में मोलिब्डेनम डिसल्फाइड का ऑक्सीकरण

अधिकांश कोटिंग्स एसिड और तरल ऑक्सीजन के वातावरण में अपना आसंजन खो देती हैं, और जब फिसलने की गति 0.5 मीटर/सेकंड से ऊपर बढ़ जाती है, तो कोटिंग के घिसने की तीव्रता अचानक बढ़ जाती है।

इसलिए, शास्त्रीय कोटिंग्स केवल धीमी गति वाली घर्षण इकाइयों के लिए ही कुशल हैं।

हालांकि, कई इकाइयां - उदाहरण के लिए, पाइपलाइन वाल्व और टर्बाइन - लगभग +500 ºC तापमान पर संचालित होती हैं, जिससे न केवल एंटी-फ्रिक्शन सॉलिड-फिल्म कोटिंग्स का उनमें उपयोग असंभव हो जाता है, बल्कि किसी भी अन्य पारंपरिक स्नेहन सामग्री का उपयोग भी नहीं किया जा सकता।

इसके संबंध में, उच्च तापमान, गति और रासायनिक रूप से आक्रामक माध्यमों में संचालित होने वाली इकाइयों में घर्षण और घिसाव को कम करने का कार्य काफी प्रासंगिक है।

MODENGY एंटी-फ्रिक्शन सॉलिड-फिल्म कोटिंग्स के लाभ

ऊपर बताई गई सीमाओं को दूर करने और एंटी-फ्रिक्शन सॉलिड-फिल्म कोटिंग्स के अनुप्रयोग के क्षेत्रों को बढ़ाने के लिए, रूसी मोंडेंगी कंपनी ने मौलिक रूप से भिन्न घटकों का उपयोग करके कोटिंग्स की श्रृंखला विकसित की है।

उनमें बाइंडिंग पदार्थ अकार्बनिक प्रकृति का होता है - इसे धातु लवणों के संयोजन के आधार पर बनाया गया है। विशेष रूप से संश्लेषित ग्रेफाइट और टंगस्टन डिसल्फाइड की संरचना का उपयोग ठोस एंटी-फ्रिक्शन घटक के रूप में किया जाता है। इसके अतिरिक्त, सुदृढ़ीकरण और स्थिरीकरण तत्वों को डाला गया था।

नए फार्मूले पर आधारित ऐसी ही एक कोटिंग - MODENGY 2560 - ने पहले ही घरेलू उपकरणों के उत्पादन में अपना स्थान बना लिया है।

मोलिब्डेनम डिसल्फाइड पर आधारित शास्त्रीय कोटिंग्स की तुलना में, इसके निम्नलिखित लाभ हैं:

• +500°C तक थर्मल प्रतिरोध
• एसिड के प्रति प्रतिरोध
• तरल ऑक्सीजन माध्यम में संचालन क्षमता
• बेहतर आसंजन
• घिसाव के प्रति प्रतिरोध
• कम और उच्च दोनों फिसलने की गति (0 से 20 मीटर/सेकंड) पर दक्षता

कोटिंग संरचना और सब्सट्रेट-कोटिंग संक्रमण क्षेत्र चित्र 3 में प्रस्तुत किए गए हैं।

चित्र 3. MODENGY 2560 कोटिंग संरचना, और x500 आवर्धन पर संक्रमण क्षेत्र

MODENGY 2560 कोटिंग परीक्षण परिणाम और अनुप्रयोग क्षेत्र

स्नेहन सामग्री के बाजार में उपलब्ध सबसे अधिक थर्मल प्रतिरोधी कोटिंग्स में से एक, Molykote 3400A को नई MODENGY 2560 कोटिंग के साथ तुलना करने के लिए चुना गया है। मोलिब्डेनम डिसल्फाइड और बाइंडिंग एपॉक्सी राल पर आधारित इस कंपाउंड की सेवा तापमान की ऊपरी सीमा +430 ºC है।

कोटिंग्स के प्रयोगशाला ट्राइबोटेक्निकल परीक्षण इनकोनेल 750 मिश्र धातु से बने भागों पर 20 N के लोड पर '14 मिमी त्रिज्या के गोलाकार इंडेंटर - कोटिंग वाला एक सपाट नमूना' योजना के अनुसार आयोजित किए गए थे।

परीक्षण परिणामों का एक अंश तालिका 1 में उद्धृत किया गया है

तालिका 1. विभिन्न कोटिंग्स के साथ और उनके बिना कवर किए गए नमूने के तुलनात्मक प्रयोगशाला परीक्षण परिणाम

बाजार में उपलब्ध अन्य प्रकार की एंटी-फ्रिक्शन सॉलिड-फिल्म कोटिंग्स का भी इसी तरह का परीक्षण किया गया। परीक्षण के परिणामों से पता चला है कि नई MODENGY 2560 कोटिंग न केवल थर्मल प्रतिरोध पर बल्कि ट्राइबोटेक्निकल गुणों पर भी मौजूदा समकक्षों से बेहतर है।

वर्तमान में, MODENGY 2560 कोटिंग को मंजूरी मिल गई है और इसका सफलतापूर्वक टर्बाइनों के पेटल गैस-डायनेमिक बेयरिंग और उच्च तापमान पाइपलाइन फिटिंग पर उपयोग किया जा रहा है (चित्र 4 देखें)।

चित्र 4. MODENGY 2560 के साथ कवर किए गए +500 °C तापमान के लिए वाल्व की गेंद और धातु सैडल

यह एसिड, तरल ऑक्सीजन और अन्य आक्रामक पदार्थों के वातावरण में संचालित होने वाली घर्षण इकाइयों के लिए भी उतना ही प्रभावी है।

निष्कर्ष

रूसी मॉडेंगी कंपनी द्वारा नए कंपोजिटिव फॉर्मूले के आधार पर डिज़ाइन की गई कोटिंग्स की श्रृंखला उच्च तापमान, उच्च फिसलने की गति और आक्रामक कामकाजी मीडिया की स्थितियों के तहत सॉलिड स्नेहन तकनीक के अनुप्रयोग के क्षेत्रों को बड़ा करने में सक्षम बनाती है।

MODENGY एंटी-फ्रिक्शन सॉलिड-फिल्म कोटिंग्स की तकनीक सतहों को ट्राइबोटेक्निकल और सुरक्षात्मक गुणों का आवश्यक जटिल मिश्रण प्रदान करती है।