थर्मल पावर स्टेशनों के वाल्व भागों के लिए घर्षण-रोधी सॉलिड-फिल्म कोटिंग्स का अनुप्रयोग प्रभाव

परिचय

थर्मल पावर-स्टेशन (TPS) लॉकिंग वाल्व की घर्षण इकाइयाँ उच्च संपर्क दबाव, कम गति और बढ़े हुए तापमान की स्थितियों में कार्य करती हैं। इन उपकरणों के लिए घर्षण हानि का मुद्दा काफी गंभीर है, और विभिन्न संरचनाओं में इस समस्या को कितनी सफलतापूर्वक हल किया गया है, इस पर वाल्वों का सेवा जीवन, फ्लाईवहील के साथ पोजिशनिंग का बल, या इलेक्ट्रिक इंजन की आवश्यक शक्ति निर्भर करती है।

इस समस्या को ठीक करने के लिए ग्रीस का उपयोग करना प्रभावी नहीं है क्योंकि सबसे अधिक गर्मी प्रतिरोधी पेरफ्लुओरोपॉलीईथर बेस ऑयल भी +230 से +250 ºС सेवा तापमान पर तीव्रता से वाष्पित हो जाते हैं और ऑक्सीकृत हो जाते हैं।

यह लेख Firma SOYUZ-1, CJSC द्वारा निर्मित लॉकिंग वाल्वों में घर्षण कम करने के कार्य को हल करने के लिए ठोस स्नेहन (solid lubrication) तकनीक के सफल अनुप्रयोग के उदाहरण की जांच करता है।

कार्य निर्धारण

C.K3 सीरीज लॉकिंग वाल्वों का उपयोग थर्मल पावर-स्टेशनों, मुख्य ताप और बिजली संयंत्रों, और राज्य जिला बिजली संयंत्रों में नियंत्रित शट-ऑफ उपकरणों के रूप में किया जाता है ताकि ऑपरेटिंग माध्यम के प्रवाह को गुजरने दिया जा सके या उसे रोका जा सके। Firma SOYUZ-1, CJSC द्वारा निर्मित वाल्व मैनुअल नियंत्रण के लिए फ्लाईवहील या अंतर्निहित इलेक्ट्रिक ड्राइव से लैस हैं।

वाल्व में कुल घर्षण हानि इसके व्यक्तिगत गतिशील मेटिंग भागों में घर्षण हानि से मिलकर बनती है। यह पाया गया है कि वे निम्नलिखित मेटिंग भागों में उच्चतम मान तक पहुँचते हैं:

• रॉड थ्रेड और थ्रेडेड बुशिंग
• चिकनी रॉड बेलनाकार सतह और सीलिंग तत्व
• थ्रस्ट प्लेन बेयरिंग

वाल्व संचालन स्थितियों को ध्यान में रखते हुए, घर्षण कम करने के मुद्दे को हल करने के लिए ठोस स्नेहन तकनीक का उपयोग करना इष्टतम है। ठोस स्नेहन सामग्री +600 °С तक के तापमान, 2,500 MPa तक के संपर्क दबाव पर कुशल होती है, वे 0.5 m/s तक की धीमी स्लाइडिंग पर 0.03 तक कम घर्षण गुणांक प्रदर्शित करती हैं।

इस तकनीक को भागों पर एंटी-फ्रिक्शन सॉलिड-फिल्म कोटिंग्स (ASC) लगाकर कार्यान्वित किया जा सकता है।

एंटी-फ्रिक्शन सॉलिड-फिल्म कोटिंग्स क्या हैं?

एंटी-फ्रिक्शन सॉलिड-फिल्म कोटिंग्स तकनीक भाग की सतह पर 5 से 20 µm मोटी पतली मिश्रित परत बनाने में सक्षम बनाती है। यह परत एक पॉलिमर मैट्रिक्स है जो बेस से मजबूती से जुड़ी होती है जबकि इसके सेल ठोस स्नेहन पदार्थ के अतिसूक्ष्म कणों से भरे होते हैं (चित्र 2, 3 देखें)। कोटिंग में उच्च संपीड़न शक्ति और कम कतरनी (shear) शक्ति होती है। परिणामस्वरूप, संपर्क दबावों पर शुष्क घर्षण गुणांक कुछ सौवें हिस्से के मान तक पहुँच जाता है जो बेस की सामग्री की प्रवाह सीमा के अनुरूप होते हैं।

चित्र 2. एंटी-फ्रिक्शन सॉलिड-फिल्म कोटिंग्स संरचना योजना

चित्र 3. 500x आवर्धन पर एंटी-फ्रिक्शन सॉलिड-फिल्म कोटिंग्स संरचना की तस्वीर

एंटी-फ्रिक्शन सॉलिड-फिल्म कोटिंग्स का चयन

युवा वैज्ञानिकों और व्यावहारिक इंजीनियरों की एक टीम द्वारा प्रतिनिधित्व की जाने वाली Modengy कंपनी ने, अग्रणी लुब्रिकेंट कंपनियों के निवेश के समर्थन से, मशीन निर्माण में सबसे गंभीर ट्राइबोलॉजिकल कार्यों को हल करने के लिए एंटी-फ्रिक्शन सॉलिड-फिल्म कोटिंग्स उत्पाद श्रृंखला तैयार की है।

वर्तमान में 16 से अधिक प्रकार की कोटिंग्स उपलब्ध हैं जिनके फॉर्मूले में विभिन्न रासायनिक प्रकृति के बाइंडिंग रेजिन और ठोस स्नेहन सामग्री शामिल हैं। इन घटकों को विभिन्न संयोजनों में मिलाया जा सकता है जिसमें उनकी सहक्रियात्मक अंतःक्रिया प्रकट होती है। संक्षिप्त कोटिंग संरचना समीक्षा तालिका 1 में प्रस्तुत की गई है।

तालिका 1. MODENGY कोटिंग्स के विशिष्ट कार्यात्मक घटक

एंटी-फ्रिक्शन सॉलिड-फिल्म कोटिंग्स तकनीक का अनुप्रयोग ऐसी घर्षण इकाइयों को बनाने में सक्षम बनाता है जिन्हें किसी रख-रखाव की आवश्यकता नहीं होती है, और इस प्रकार, पारंपरिक स्नेहन सामग्री को पूरी तरह से त्याग दिया जाता है। कोटिंग्स को केवल एक बार लगाया जाता है, और वस्तुओं के पूरे सेवा जीवन के दौरान काम करती रहती हैं, जिससे सतहों को आवश्यक स्नेहन और सुरक्षा प्रदान की जाती है।

C.K3 लॉकिंग वाल्व भागों के लिए, MODENGY 1001 और MODENGY 1004 एंटी-फ्रिक्शन सॉलिड-फिल्म कोटिंग्स का चयन किया गया है।

इन कोटिंग्स की संरचना और प्रदर्शन तालिका 2 में प्रस्तुत किए गए हैं।

तालिका 2. MODENGY 1001 और MODENGY 1004 कोटिंग्स की संरचना और प्रदर्शन

तरल कोटिंग को स्प्रे करके तैयार सतह पर लगाया जाता है। कोटिंग 5 मिनट के भीतर स्पर्श करने योग्य सूख जाती है, और फिर इस भाग को बिना किसी सुरक्षात्मक परत के नुकसान के जोखिम के ले जाया जा सकता है। पूरी कोटिंग की क्योरिंग तब होती है जब इसे आवश्यक अवधि के लिए एक निश्चित तापमान पर रखा जाता है। ये स्थितियां एक निश्चित कोटिंग पर निर्भर करती हैं।

MODENGY 1001 अपने उच्च घर्षण प्रतिरोध और कमरे के तापमान पर तेजी से क्योर (3 घंटे के भीतर) होने की क्षमता के कारण आर्मेचर इंजीनियरों के बीच पहले से ही लोकप्रिय है। जब अच्छी संक्षारण सुरक्षा की आवश्यकता होती है, तो MODENGY 1004 का उपयोग करना अधिक उचित होता है जो न केवल अपने स्नेहन कार्य को पूरा करता है बल्कि उच्च स्तर के संक्षारण-रोधी गुण भी प्रदान करता है (तालिका 2 में अंतिम कॉलम देखें)। यह कोटिंग 200 °С तक गर्म करके और उसके बाद 30 मिनट तक रखने पर क्योर होती है।

परीक्षण परिणाम

चित्र 4 लॉकिंग वाल्व भागों की तस्वीरें प्रस्तुत करता है जिनकी परस्पर क्रिया करने वाली सतहों पर MODENGY 1004 लगाया गया है। कोटिंग की परत ग्रे-ब्लैक रंग की होती है क्योंकि इसकी संरचना में मोलिब्डेनम डिसल्फाइड की मात्रा होती है जो स्तरित क्रिस्टल संरचना की प्रसिद्ध ठोस स्नेहन सामग्री है।

चित्र 4. MODENGY 1004 से ढके हुए लॉकिंग वाल्व के भाग

चित्र 5 नियमित ग्रीस पर चलने वाले वाल्व और हमारी कोटिंग से ढके वाल्व के खुलने और बंद होने के बिंदुओं को दर्शाने वाला चार्ट प्रस्तुत करता है। परीक्षण विनिर्माण संयंत्र में आयोजित किए गए थे। जैसा कि चार्ट से स्पष्ट है, बिंदु न केवल 5 गुना कम हो गया बल्कि स्थिर भी हो गया। यह ठोस स्नेहन तकनीक की विशेषताओं में से एक है: परिचालन स्थितियों की एक विस्तृत श्रृंखला में कम और स्थिर घर्षण प्रदान करना।

चित्र 5. नियमित लुब्रिकेंट से ढके वाल्व और एंटी-फ्रिक्शन सॉलिड-फिल्म कोटिंग से ढके वाल्व के खुलने और बंद होने के बिंदु

निष्कर्ष

पारंपरिक ग्रीस अक्सर चरम स्थितियों के करीब काम करने वाले पाइपलाइन वाल्वों के लिए परिचालन आवश्यकताओं को पूरा नहीं करते हैं। यहीं पर एंटी-फ्रिक्शन सॉलिड स्नेहन कोटिंग्स बहुत सहायक होती हैं क्योंकि उनमें सभी आवश्यक ट्राइबोटेक्निकल और सुरक्षात्मक गुणों का सेट होता है।

उनका उपयोग घर्षण को प्रबंधित करने, सेवा जीवन को बढ़ाने और तंत्र की ऊर्जा दक्षता को बढ़ाने में सक्षम बनाता है। और इस लेख में वर्णित Firma SOYUZ-1, CJSC द्वारा उत्पादित वस्तुओं पर एंटी-फ्रिक्शन सॉलिड-फिल्म कोटिंग्स के क्रमिक अनुप्रयोग का अनुभव इसकी पुष्टि करता है।

ठोस स्नेहन तकनीक को लागू करना आसान है, और इसे विकसित करने के लिए किसी महत्वपूर्ण निवेश की आवश्यकता नहीं है, क्योंकि इसमें मानक पेंटिंग उपकरण का उपयोग शामिल है।

अपने विशिष्ट कार्यों को हल करने के लिए अधिक जानकारी और परामर्श के लिए कृपया Modengy कंपनी से संपर्क करें।