В процессе сборки обсадных и насосно-компрессорных труб широко применяются специальные – резьбовые – смазочные материалы. С их помощью обеспечивается необходимый коэффициент трения в соединениях, предотвращается образование задиров и заеданий, облегчается демонтаж труб.
Традиционная технология защиты резьбы, которая заключается в использования пластичных смазок и паст, с одной стороны, проста и доступна, с другой – доставляет определенные неудобства:
- Смазочные материалы разных производителей отличаются своими характеристиками, поэтому при подборе нового средства требуется проводить дополнительные испытания и соответствующую корректировку крутящего момента при затяжке
- При каждом последующем монтаже и после длительного хранения труб пластичный смазочный материал необходимо обновлять
- Смазки и пасты содержат в своем составе масло, на которое активно налипает пыль и другие абразивные частицы, повреждающие рабочие поверхности при сборке
- Пластичные материалы небезопасны для окружающей среды – особенно те, которые используются при монтаже морских скважин
В данной статье рассмотрена альтернативная технология увеличения ресурса обсадных и наносно-компрессорных труб – применение антифрикционных твердосмазочных покрытий (АТСП).
Данная технология может использоваться как на заводах по изготовлению трубных конструкций, так и в полевых условиях. Она достаточно проста, не требует больших финансовых затрат и сложного специализированного оборудования.
Особенности твердосмазочной технологии MODENGY™
Антифрикционные твердосмазочные покрытия в нашей стране производит компания «Моделирование и инжиниринг». Ее продукция – это уникальные «сухие» смазки, обладающие низким коэффициентом трения, высокими антикоррозионными и противозадирными свойствами.
По внешнему виду и способу нанесения покрытия MODENGY похожи на краски, однако вместо пигмента они содержат мелкодисперсные твердосмазочные компоненты: дисульфид молибдена, политетрафторэтилен (ПТФЭ), графит и другие специальные композиции, равномерно распределенные в связующих смолах. После отверждения смол (условия этого процесса зависят от типа АТСП) покрытия образуют на поверхности тонкую, но прочную пленку с высокими защитными свойствами.
Многие покрытия MODENGY производятся на основе дисульфида молибдена (MoS2). Молекула этой твердой смазки имеет ярко выраженную слоистую структуру. Атомы молибдена легко скользят в параллельных плоскостях. Однако каждый молибденовый слой с обеих сторон окружен слоями атомов серы. Сдвиговое сопротивление по плоскости раздела этого «сэндвича» незначительно, а связь между слоями достаточно слаба. Именно этим обуславлен низкий коэффициент трения MoS2 даже при сильном нагреве и высоких нагрузках.
Высокодисперсные частицы дисульфида молибдена, входящие в состав покрытия, заполняют микронеровности поверхности, увеличивая тем самым ее опорную площадь. В процессе трения частицы ориентируются параллельно направлению скольжения – в результате образовывается гладкая и скользкая защитная пленка, выдерживающая значительные контактные давления.
Применение АТСП на основе MoS2 особенно эффективно в граничном и смешанном режимах трения – в таких условиях покрытия способствуют снижению износа, предупреждают появление задиров на резьбе, предотвращают ее схватывание и облегчают приработку.
В отличие от стандартных пластичных смазок, дисульфидмолибденовые покрытия выдерживают экстремально высокие контактные давления (до 3000 МПа), обладают химической инертностью и уникальными антифрикционными свойствами.
Основные свойства и преимущества покрытий MODENGY для трубных резьбовых соединений
В сфере обслуживания обсадных и насосно-компрессорных труб отлично зарекомендовало себя покрытие MODENGY 1002 на основе дисульфида молибдена и органического связующего вещества.
Оно обладает оптимальным балансом износостойкости и антикоррозионных свойств, обеспечивает постоянный коэффициент трения на протяжении многочисленных циклов откручивания-закручивания.
На резьбовые части труб и муфт покрытие MODENGY 1002 наносится методом окрашивания из распылительного оборудования. Сухим на ощупь оно становится уже через 5 минут при комнатной температуре, что позволяет транспортировать обработанные изделия к месту хранения.
При необходимости АТСП может наноситься в несколько слоев с промежуточной сушкой каждого в течение 10 минут. Толщина готового слоя должна составлять от 5 до 25 мкм. Вязкость АТСП можно уменьшать, разбавляя его специальным растворителем MODENGY 1013.
При комнатной температуре окончательная полимеризация покрытия MODENGY 1002 происходит за 120 минут (при нагреве до +130 °С – за 15 минут). По истечении этого времени обработанная деталь готова к сборке и эксплуатации.
Испытания показали, что АТСП MODENGY 1002 обеспечивает постоянный коэффициент трения с разбросом в пределах ±0,01 в течение 5-8 циклов откручивания-закручивания. По результатам ускоренного тестирования в камере соляного тумана покрытие сохраняет антикоррозионные свойства более 160 ч.
Если необходима более высокая защита от коррозии, вместо MODENGY 1002 рекомендуется применять MODENGY 1014, отверждаемое при нагреве. Оно также характеризуется большей износостойкостью и несущей способностью.
Покрытия MODENGY отличаются от материалов аналогичного назначения:
- Повышенной несущей способностью
- Отличными противозадирными свойствами
- Стабильным коэффициентом трения даже при высоких контактных давлениях
- Простотой нанесения (с помощью стандартного покрасочного оборудования)
- Высокой скоростью отверждения
- Отсутствием необходимости в завершающей механической обработке
Помимо стандартной фасовки в банки и ведра, АТСП MODENGY 1002 имеет аэрозольные формы выпуска, что очень удобно при работе в полевых условиях (в отсутствии какого-либо дополнительного оборудования).
Применение покрытий MODENGY обеспечивает качественную подготовку обсадных труб к сборке без проведения трудоемких операций в условиях монтажной площадки. Таким образом удается добиться максимального снижения временных и финансовых затрат.
