स्टेनलेस स्टील फिटिंग के थ्रेडेड गॉलिंग (धातु का घिसकर चिपकना) को कैसे रोकें

ऊर्जा, तेल और गैस क्षेत्र, और उपकरण निर्माण में सामग्रियों के संक्षारण प्रतिरोध (corrosion resistance) की बढ़ती आवश्यकताओं के कारण उच्च-मिश्र धातु इस्पात (high-alloy steels) और मिश्र धातुओं का उपयोग बढ़ गया है।

ऐसी सामग्रियों की कई विशेषताएं हैं, लेकिन अक्सर कई सीमाएं भी होती हैं, जो स्टेनलेस स्टील के थ्रेडेड कनेक्शन की असेंबली और माउंटिंग पर प्रभाव डालती हैं।

यह लेख निम्नलिखित पर विचार करता है:
1. माउंटिंग के दौरान स्टेनलेस फास्टनरों (fasteners) की गैलिंग (galling) और जैमिंग की समस्याओं को हल करने के तरीके
2. थ्रेडेड कनेक्शन के निर्माण और असेंबली के दौरान विश्वसनीयता बढ़ाने के कुछ आधुनिक तरीके।

परिचय

आधुनिक रचनात्मक सामग्रियां विभिन्न उद्योगों में जटिल इंजीनियरिंग कार्यों को हल करने में सक्षम बनाती हैं:

• तेल और गैस
• ऊर्जा
• उपकरण निर्माण

विभिन्न उपकरणों को डिजाइन करने में संक्षारण प्रतिरोधी धातुओं और मिश्र धातुओं का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। क्रोम युक्त उच्च-मिश्र धातु स्टील्स में उच्च रासायनिक और यांत्रिक गुण होते हैं, और वे संक्षारण प्रतिरोध द्वारा प्रतिष्ठित होते हैं और स्टेनलेस स्टील समूह से संबंधित होते हैं। सबसे व्यापक रूप से А2, А3, А4 ऑस्टेनिटिक स्टील्स का उपयोग होता है। उन्हें रूसी बोलचाल में 'nerzhaveyka' (=स्टेनलेस स्टील) के नाम से भी जाना जाता है। (चित्र 1)

चित्र 1 स्टेनलेस स्टील पाइप

आइए स्टेनलेस थ्रेडेड कनेक्शन और फिटिंग पर अधिक विवरणों पर विचार करें जिनका उपयोग गैस पाइपलाइनों की असेंबली में बन्धन के लिए किया जाता है, साथ ही उपकरण निर्माण क्षेत्र, ऊर्जा उपकरण और रासायनिक घटकों के उत्पादन में केबल इनलेट्स के लिए किया जाता है।

स्टेनलेस थ्रेडेड कनेक्शन की विशेष विशेषताएं

ऊपर दिए गए लाभों के अलावा, स्टेनलेस स्टील की सामग्री की रासायनिक संरचना से संबंधित कुछ सीमाएँ भी हैं। मिश्र धातु तत्वों की उच्च मात्रा सामग्री की चिपचिपाहट और प्रवाह सीमा को कम करती है, हिस्से की सतह पर ऑक्साइड फिल्म बनने में विफल रहती है, जिसके परिणामस्वरूप थ्रेडेड कनेक्शन असेंबली के दौरान हिस्सों के संपर्क में घर्षण बढ़ जाता है, जिसके बाद धागे के मुड़ाव (thread turns) का गर्म होना और प्लास्टिक विरूपण (plastic deformation) होता है।

यह प्रभाव हिमस्खलन जैसा होता है और इसके कारण स्कफिंग (scuffing) (चित्र 2) बनती है और फिर थ्रेड गैलिंग हो जाती है। जैसा कि कई परीक्षण परिणामों से पता चलता है, यह पाया गया है कि स्टेनलेस फास्टनरों के टॉर्क को बढ़ाने से थ्रेड स्कफिंग होती है और भविष्य में इसे खोलना (dismantling) असंभव हो जाता है।

चित्र 2 थ्रेड टर्न की सतह पर स्कफिंग

इसके अलावा, स्टेनलेस जोड़ों और फिटिंग का यांत्रिक उपचार करना काफी कठिन होता है जिससे उनके उत्पादन की लागत बढ़ जाती है, और थ्रेड के खराब होने पर ऐसे जोड़ों को यांत्रिक तरीके से अलग करना काफी कठिन होता है।

एंटी-फ्रिक्शन सॉलिड-फिल्म कोटिंग्स थ्रेड गैलिंग को रोकने का एक नया तरीका है

स्टेनलेस स्टील के थ्रेडेड कनेक्शन में अत्यधिक घर्षण को रोकने के कई तरीके हैं। वे सभी सॉलिड लुब्रिकेशन तकनीक पर आधारित हैं जब खनिजों, 'नरम' धातुओं या पॉलिमर पर आधारित एंटी-फ्रिक्शन सामग्री को घर्षण क्षेत्र में डाला जाता है। बाइंडिंग एजेंट का उपयोग एंटी-फ्रिक्शन फिलर के विश्वसनीय निर्धारण और प्रतिधारण के उद्देश्य से किया जाता है।

1. थ्रेड पेस्ट का अनुप्रयोग
थ्रेड पेस्ट का उपयोग अपेक्षाकृत श्रमसाध्य और अप्रभावी तकनीक है। इसलिए, अब वे कोटिंग्स अधिक पसंद की जाती हैं जहां बाइंडर घर्षण क्षेत्र के भीतर फिलर को सुरक्षित रूप से बनाए रखता है।

2. 'नरम' धातुओं पर आधारित कोटिंग्स (कॉपर प्लेटिंग, सिल्वर प्लेटिंग आदि सहित)
उनके पास एक जटिल अनुप्रयोग तकनीक है और वे आवश्यक एंटी-फ्रिक्शन प्रदर्शन प्रदान नहीं करते हैं। उच्च स्क्रूइंग-ऑफ टॉर्क पर इंटरैक्टिंग सतहों को अलग करने के लिए एक विश्वसनीय एंटी-फ्रिक्शन परत प्रदान करना असंभव है। इसके अलावा, गैल्वेनिक धातु निक्षेपण तकनीकों को अपशिष्ट घटकों के भंडारण और निपटान के लिए विशिष्ट परिस्थितियों की आवश्यकता होती है।

कई परीक्षणों और व्यावहारिक अनुभवों के आधार पर, यह सिद्ध हो चुका है कि: थ्रेड गैलिंग की समस्या का कुशल समाधान फिटिंग या फास्टनरों के थ्रेडेड क्षेत्र पर खनिजों और पॉलिमर पर आधारित एंटी-फ्रिक्शन कोटिंग्स लगाना है।

MODENGY एंटी-फ्रिक्शन सॉलिड-फिल्म कोटिंग्स (ASCs) का अनुप्रयोग सबसे कुशल और आधुनिक समाधान है। थ्रेडेड कनेक्शन या फिटिंग आइटम की सतह पर ऐसी कोटिंग की संरचना नीचे दिए गए चित्र में दी गई है।

चित्र 3 एंटी-फ्रिक्शन सॉलिड-फिल्म कोटिंग्स की संरचना

थ्रेड की सतह पर एंटी-फ्रिक्शन सॉलिड-फिल्म कोटिंग द्वारा बनाई गई एक पतली फिल्म आधार से मजबूती से जुड़ा एक बाइंडर मैट्रिक्स है, जबकि ठोस चिकनाई सामग्री के बहुत महीन कण इस मैट्रिक्स की कोशिकाओं को भरते हैं। सतह की सूक्ष्म-खुरदरापन की रिक्तियां भर जाती हैं, और परिणामस्वरूप, इसकी सहायक सतह का विस्तार होता है, और इसकी भार वहन क्षमता बढ़ती है।

चित्र 4 एंटी-फ्रिक्शन सॉलिड-फिल्म कोटिंग के बिना घर्षण पर संपर्क इंटरैक्शन की योजना

चित्र 5 उन हिस्सों के घर्षण पर संपर्क इंटरैक्शन की योजना जिनमें से एक को एंटी-फ्रिक्शन सॉलिड-फिल्म कोटिंग के साथ लेपित किया गया था

अपनी विशेष संरचना के कारण, कोटिंग में उच्च संपीड़न शक्ति (compression strength) और निम्न कतरनी शक्ति (shear strength) होती है। परिणामस्वरूप, घर्षण गुणांक काफी कम हो जाता है, और इस प्रकार, इंटरैक्टिंग सतहें अलग हो जाती हैं और उच्च टॉर्क मानों पर सुरक्षा प्राप्त करती हैं।

कोटिंग के लाभ, और उन्हें लागू करने के तरीके

MODENGY एंटी-फ्रिक्शन कोटिंग्स, रूसी कंपनी का एक विकास, पेटेंट प्रौद्योगिकियों के आधार पर उत्पादित की जाती हैं, और कई उत्पादकों के पास व्यवहार में अच्छी तरह से सिद्ध हुई हैं।

एंटी-फ्रिक्शन सॉलिड-फिल्म कोटिंग्स का मुख्य लाभ उनकी बहुमुखी प्रतिभा है, और विभिन्न प्रकारों, आकारों और व्यासों के थ्रेडेड कनेक्शन और फिटिंग पर उपयोग किए जाने की संभावना है।

अन्य लाभ:

• घर्षण गुणांक/ट्विस्टिंग टॉर्क को स्थिर करना
• रासायनिक रूप से आक्रामक मीडिया जैसे एसिड, क्षार, कार्बनिक सॉल्वैंट्स आदि के प्रति प्रतिरोध।
• विस्तृत सेवा तापमान सीमा -180°C से +550°C तक
• निर्वात (vacuum) और विकिरण स्थितियों के अंतर्गत कार्यक्षमता

ASС अनुप्रयोग तकनीक पर्यावरण के अनुकूल है और इसमें उपकरणों में महत्वपूर्ण निवेश की आवश्यकता नहीं होती है। छोटे पैमाने के कार्यों के लिए, थ्रेड की सतह पर कोटिंग छिड़कने की तकनीक का उपयोग किया जा सकता है। औद्योगिक पैमाने के उत्पादन में लगाने के लिए डुबोने (dipping) और सेंट्रीफ्यूजिंग के तरीकों का उपयोग किया जाता है। कोटिंग परत की मोटाई 3 से 20 µm सीमा के भीतर समायोजित की जाती है, और यह विभिन्न प्रकार के थ्रेड्स और विभिन्न आकारों के थ्रेडेड कनेक्शन और फिटिंग पर कोटिंग्स लगाने में सक्षम बनाती है।

आप Modengy की वेबसाइट (modengy.ru) के माध्यम से एंटी-फ्रिक्शन सॉलिड-फिल्म कोटिंग्स तकनीक के बारे में अधिक विस्तृत जानकारी के लिए अनुरोध सबमिट कर सकते हैं। Modengy विशेषज्ञों ने उपकरण निर्माण में केबल इनलेट्स और एयर लाइनों (चित्र 6, 7 देखें), परमाणु उद्योग में विशेष वीडियो कैमरों में स्टील के लिए (चित्र 8 देखें), ऊर्जा और तेल और गैस उद्योगों में (चित्र 9 देखें) स्टेनलेस स्टील के थ्रेडेड कनेक्शन और फिटिंग के संरक्षण पर कई दर्जन परियोजनाओं को सफलतापूर्वक हल किया है।

चित्र 6 एंटी-फ्रिक्शन सॉलिड-फिल्म कोटिंग लगाने से पहले केबल इनलेट्स

चित्र 7 एंटी-फ्रिक्शन सॉलिड-फिल्म कोटिंग के उपचार के बाद केबल इनलेट्स

चित्र 8 परमाणु उद्योग में विशेष वीडियो कैमरे

चित्र 9 एंटी-फ्रिक्शन सॉलिड-फिल्म कोटिंग लगाने के बाद केबल इनलेट्स

स्टेनलेस स्टील की वस्तुओं के थ्रेडेड हिस्से पर MODENGY एंटी-फ्रिक्शन सॉलिड-फिल्म कोटिंग लगाने के बाद निम्नलिखित लाभ प्राप्त हुए हैं:

• थ्रेड टर्न के बीच स्थिर घर्षण गुणांक
• थ्रेड के सीजिंग और जैमिंग के विरुद्ध सुरक्षा
• टॉर्क को कसने पर आसान नियंत्रण
• जोड़ के बहुविध समायोजन (ढीला करना-कसना) की संभावना

निष्कर्ष

स्टेनलेस स्टील के थ्रेडेड कनेक्शन और फिटिंग के निर्माण और माउंटिंग के दौरान एंटी-फ्रिक्शन कोटिंग्स लगाने की MODENGY तकनीक थ्रेड के सीजर और जैमिंग को रोकने और टॉर्शन टॉर्क को बढ़ाने में सक्षम बनाती है। MODENGY तकनीक का तंत्र ठोस स्नेहन सिद्धांत पर आधारित है, जबकि आधुनिक बाइंडिंग घटकों और ठोस स्नेहन सामग्री का उपयोग थ्रेड टर्न पर एक पतली सुरक्षात्मक परत बनाने में मदद करता है, और इस तकनीक को विभिन्न वस्तुओं के उत्पादन में जल्दी से पेश करता है।

MODENGY एंटी-फ्रिक्शन सॉलिड-फिल्म कोटिंग तकनीक के अनुप्रयोग ने कई रूसी कंपनियों को न केवल आयात प्रतिस्थापन अवधारणाओं का पालन करने की अनुमति दी है बल्कि महत्वपूर्ण प्रतिस्पर्धात्मक लाभ भी प्राप्त किए हैं।