Определение влияния антифрикционных компонентов на трибологические свойства резьбовых покрытий

Авторы

  • Чурикова Татьяна Николаевна ОАО «Российский научно-исследовательский институт трубной промышленности», Челябинск (Россия) https://orcid.org/0000-0002-4395-9786
  • Самкова Нина Петровна ОАО «Российский научно-исследовательский институт трубной промышленности», Челябинск (Россия) https://orcid.org/0000-0002-0694-2707
  • Саврай Роман Анатольевич Институт машиноведения Уральского отделения Российской академии наук, Екатеринбург (Россия) https://orcid.org/0000-0001-9873-3621

DOI:

https://doi.org/10.18323/2073-5073-2020-3-46-52

Ключевые слова:

резьбовое смазочное покрытие, трибологические свойства, антифрикционные компоненты, коэффициент трения, стойкость к истиранию

Аннотация

В рамках разработки материала, образующего на резьбовой поверхности труб и муфт многофункциональное покрытие, установлены требования, предъявляемые к покрытию. Одним из основных требований является возможность проведения многократного свинчивания резьбового соединения без повреждения резьбы. Необходимость получения высокого уровня антифрикционных свойств покрытия обусловила проведение исследований влияния антифрикционных добавок различной природы действия на трибологические свойства покрытия: уменьшение коэффициента трения сопряженных поверхностей и обеспечение стойкости покрытия к истиранию. Для определения влияния антифрикционных добавок различной природы действия на функциональные свойства покрытия проведены сравнительные лабораторные испытания резьбовых покрытий, содержащих различные антифрикционные добавки, в условиях трения скольжения при возвратно-поступательном перемещении по схеме «неподвижная пластина – палец». В качестве антифрикционных компонентов использованы графит, дисульфид молибдена и политетрофторэтилен (ПТФЭ), которые имеют различные антифрикционные свойства. Испытания проведены также для покрытий, содержащих комплекс добавок: графит – ПТФЭ, дисульфид молибдена – ПТФЭ. Трибологические свойства получаемых покрытий оценивали по величине коэффициента трения и стойкости покрытия к истиранию. Для выбора оптимальных концентраций антифрикционных компонентов проведены испытания материалов, содержащих комплекс добавок с различной концентрацией графита и дисульфида молибдена. В целях подтверждения результатов лабораторных испытаний проведены натурные испытания в заводских условиях при нанесении выбранных покрытий на резьбовую поверхность муфты и трубы. В результате проведенных исследований установлено положительное влияние комплексного использования антифрикционных компонентов. Определены системы антифрикционных компонентов (графит – ПТФЭ и дисульфид молибдена – ПТФЭ) и их оптимальные концентрации (графита и дисульфида молибдена – 8 масс. %, ПТФЭ – 6 масс. %) в материале резьбового покрытия. Результаты лабораторных исследований подтверждены натурными испытаниями в заводских условиях.

Биографии авторов

Чурикова Татьяна Николаевна, ОАО «Российский научно-исследовательский институт трубной промышленности», Челябинск (Россия)

ведущий инженер сектора химико-технологических исследований

Самкова Нина Петровна, ОАО «Российский научно-исследовательский институт трубной промышленности», Челябинск (Россия)

начальник сектора химико-технологических исследований

Саврай Роман Анатольевич, Институт машиноведения Уральского отделения Российской академии наук, Екатеринбург (Россия)

кандидат технических наук, заведующий лабораторией конструкционного материаловедения

Библиографические ссылки

Moskvitin G.V., Birger E.M., Polyakov A.N., Polyakova G.N. Modern strengthening coatings critical parts of machines and tools. Metalloobrabotka, 2015, no. 2, pp. 22–27.

Emelyanov A.V., Tokarev A.V. New solution of hermetic problems of thread connections of casing columns with use of “clear screw-up know-how” (clear make-up technology or smt). Burenie i neft, 2012, no. 2, pp. 46–48.

Ribalta Khesus Kasar, Dellerba Diego Nikolas, Karkagno Gabriel Eduardo. Trubnye soedineniya s uluchshennoy germetichnostyu, smazyvaniem i korrozionnoy stoykostyu [Pipe joints with the improved leak tightness, lubrication and corrosion resistance]. Patent EAPO no. 201370020, 2017. (In Russian)

Ribalta Khesus Kasar, Dellerba Diego Nikolas, Karkagno Gabltel Eduardo. Trubnye soedineniya s uluchshennoy germetichnostyu, smazyvaniem i korrozionnoy stoykostyu [Pipe joints with the improved leak tightness, lubrication and corrosion resistance]. Patent EAPO no. 201790346, 2017. (In Russian)

Gard E., Pinel E., Peti M., Guider M. Ustoychivyy k obrazovaniyu zadirov rezbovyy trubnyy komponent i sposob naneseniya pokrytiya na ukazannyy komponent [Scoring-resistant threaded pipe component and the method of applying a coating to this component]. Patent EAPO no. 020833, 2015. (In Russian)

Pitman Mankolm. Uplotnenie soedinitelnogo ustroystva [Connecting device sealing]. Patent EAPO no. 201171057, 2012. (In Russian)

Pinel Elit, Gard Erik, Baudin Nikolya. Smazochnyy sostav s adaptivnym koeffitsientom treniya dlya rezbovogo elementa sostavnoy chasti trubnykh rezbovykh soedineniy [Lubricator with the adaptive friction coefficient for a threaded element of a component of pipe threaded connections]. Patent EAPO no. 017185, 2012. (In Russian)

Breytueyt E.R. Tverdye smazochnye materialy i antifriktsionnye pokrytiya [Solid lubricants. and anti-friction coatings]. Moscow, Khimiya Publ., 1967. 320 p.

Kutkov A.A. Iznosostoykie antifriktsionnye pokrytiya [Wear-resistant anti-friction coatings]. Moscow, Mashinostroenie Publ., 1976. 151 p.

Safina G.F., Nonishneva N.P., Dyskina B.Sh. Investigation of the porous graphite structure for silication. Vestnik Yuzhno-Uralskogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya: Khimiya, 2018, vol. 10, no. 4, pp. 5–11.

Ivanov V.V., Marchenko Yu.V. Application prospects of molybdenum disulfide for forming vibratory mechano-chemical solid oil coverings. Vestnik Donskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta, 2010, vol. 10, no. 3, pp. 381–385.

Markova M.A., Gotovtseva M.E. The study of composites based on PTFE and carbon fillers. Vestnik nauki i obrazovaniya Severo-Zapada Rossii, 2017, vol. 3, no. 1, pp. 87–93.

Vasilev A.P., Okhlopkova A.A., Struchkova T.S., Alekseev A.G., Ivanova Z.S. Development of antifriction materials based on polytetrafluorethylene with carbon fibers. Vestnik Severo-Vostochnogo federalnogo universiteta im. M.K. Ammosova, 2017, no. 3, pp. 39–47.

Pavlov A.V., Merkulova Yu.I., Zelenskaya A.D., Zheleznyak V.G. Wear resistance of coatings. Lakokrasochnye materialy i ikh primenenie, 2018, no. 1-2, pp. 40–43.

Vasin V.A., Prozhega M.V., Somov O.V. The research of tribological properties of pyrolytic carbide-chromium coatings. Izvestiya vysshikh uchebnykh zavedeniy. Poroshkova metallurgiya i funktsionalnye pokrytiya, 2014, no. 2, pp. 50–54.

Shevchukov A.P., Senatov F.S., Cherdyntsev V.V. Study of tribological properties of protective composite coatings based on polysulfone. Sovremennye problemy nauki i obrazovaniya, 2012, no. 5, pp. 125–130.

Zaslavskiy Yu.S. Tribologiya smazochnykh materialov [Tribology lubricants]. Moscow, Khimiya Publ., 1991. 240 p.

Ipatov A.G., Kharanzhevskiy E.V., Strelkin S.M., Shmykov S.N. Study of tribotechnical characteristics of metal-polymeric coatings of “B83-MoS2-F4” system. Vestnik Izhevskoy gosudarstvennoy selskokhozyaystvennoy akademii, 2015, no. 3, pp. 14–20.

Danilova S.N., Okhlopkova A.A., Gavrileva A.A., Okhlopkova T.A., Borisova R.V., Dyakonov A.A. Wear resistant polymer composite materials with improved interfacial interaction in the system “polymer – fiber”. Vestnik Severo-Vostochnogo federalnogo universiteta im. M.K. Ammosova, 2016, no. 5, pp. 80–92.

Kuznetsova V.A., Deev I.S. Zheleznyak V.G., Silaeva A.A. Anti wear coating with quasicrystal filler. Trudy VIAM, 2018, no. 3, pp. 68–76.

Загрузки

Опубликован

2020-09-27

Как цитировать

Чурикова, Т. Н., Самкова, Н. П., & Саврай, Р. А. (2020). Определение влияния антифрикционных компонентов на трибологические свойства резьбовых покрытий. Вектор науки Тольяттинского государственного университета, (3), 46–52. https://doi.org/10.18323/2073-5073-2020-3-46-52

Выпуск

Раздел

Статьи