НОВОСТИ О ФТОРОПЛАСТАХ

 

При использовании в авиационно-космической отрасли смазочных материалов, к ним предъявляют самые строгие требования. По сравнению с автомобильными производствами, к примеру, диапазон рабочих температур должен быть значительно шире. Военные применения в аэрокосмической отрасли могут включать в себя еще более экстремальные условия, в дополнение к другим требованиям, таким, как длительный срок хранения.

Стив Джонстон, менеджер смазочных материалов для технического обслуживания компании Chemours, предложил следующий пример:

«Рассмотрим самолет, стоящий на взлетно-посадочной полосе в Саудовской Аравии, где температура окружающей среды может составлять 50 градусов. Когда самолет достигает крейсерской высоты, температура снижается до примерно -55 ^оС. Устройства самолета, расположенные близко к двигателям, могут достигать рабочей температуры >200^оС, с потенциальной возможностью выдержать отклонение температуры ещё на 50-100 ^оС. "

Перфторполиэфирные смазочные материалы (ПФПЭ) впервые в мире получили коммерческое применение в аэрокосмической отрасли под торговой маркой Krytox в 1965 году и с тех пор постоянно производятся в компании Chemours. Это неудивительно, учитывая их термическую стабильность, тот факт, что они химически инертны, и что они обладают низким давлением паров при очень низких молекулярных массах.

Элементарно ПФПЭ состоят только из углерода, фтора и кислорода, с различными количествами углерода и кислорода, дающими разные свойства. По сравнению с другими смазочными материалами, ПФПЭ являются наименее распространенными и самыми дорогими.

Это связано с тем, что цепочка поставок для ПФПЭ намного более сложна и капиталоемка по сравнению с другими смазочными материалами. Сырая нефть, полученные из нее мономеры и синтетические смазки, производятся миллиардами килограммов в год.

Krytox, напротив, производится с использованием фторида кальция, превращенного в фтористоводородную кислоту (HF). Затем HF используется для получения моноуглеродных гидрохлорфторуглеродов, которые превращаются в тетрафторэтилен (TFE) или гексафторпропилен (HFP). ПФПЭ затем получают из этих мономеров либо непосредственно, либо с помощью дополнительных мономеров.

На каждом шаге объем продукции уменьшается, поэтому сочетание небольшого объема с дополнительной обработкой приводит к увеличению цены. Это ограничивает сферы применения ПФПЭ, например, в аэрокосмической.

Есть очень веские причины, почему специальные смазочные материалы, предназначенные для авиационной и аэрокосмической промышленности, как правило, стоят дороже. Эти продукты часто требуют значительных усилий в области разработки и развития, измеряемых годами, а применения обычно требуют очень малых объемов - иногда только десятки килограммов в год.

Поломки компонентов в аэрокосмических устройствах могут быть катастрофическими не только с точки зрения капитальных затрат на сами части, но и из-за дополнительных затрат на ремонт и риски безопасности, которые они порождают. Для космических применений важным является работоспособность смазки в вакууме. Многим устройствам в космосе требуются смазочные материалы, которые могут функционировать в течение всего срока службы устройств, поскольку никогда не будет возможности нанести смазку повторно.

Многие смазочные материалы, используемые на самолетах, могут также использоваться в наземных механизмах, но эти применения будут обладать некоторыми ключевыми эксплуатационными характеристиками, сходными с аэрокосмическими и авиационными назначениями, например, непосредственно связанные с безопасностью в очень сложных условиях.

Существует несколько ключевых свойств смазочных материалов Krytox, которые делают их наиболее подходящими для аэрокосмических применений.

• Они не будут гореть или поддерживать горение, даже в жидком или газообразном кислороде.
• Различные сорта смазок Krytox покрывают широкий диапазон температур, от -75 °C до + 360 °C, с пиковыми значениями температур выше 400 °C.
• Смазочные материалы Krytox не деградируют и не разрушаются в присутствии агрессивных химических веществ и обеспечивают длительный срок службы смазочных материалов без потенциальной опасности образования углеродистых отложений.
• Высокая толщина смазывающей пленки защищает поверхности при высоких нагрузках и на разных скоростях.
• Они совместимы с большинством эластомеров, полимеров и широким кругом металлов, помимо того, что являются неопасными, нетоксичными и полностью химически инертными.

Рецептура смазок Krytox обычно состоит из трех основных ингредиентов: ПФПЭ масла Krytox, политетрафторфторэтилена и различных добавок. Эти добавки включают противоизносные или антикоррозионные составы, такие как нитрат натрия, вещества для сред с экстремальным давлением, такие как дисульфид молибдена и другие вещества, адаптированные к конкретным применениям.

Смазки Krytox тестируются с использованием многочисленных стандартных процедур оценки срока службы смазочных смазок, включая методы испытаний ASTM D-3336 и SKF R0F +. Вы можете увидеть результаты испытаний по ASTM D-3336 смазки Krytox (зеленая линия) по сравнению со стандартными смазочными материалами для подшипников электродвигателя на рисунке ниже:

Перфторполиэфирные смазки используются в комплексе аэрокосмических применений, в том числе:

• Кислородные соединительные муфты, клапаны, регуляторы и уплотнения;
• Ракетные двигатели с жидкостным топливом и наземные опорные системы;
• Инструменты, гироскопы и карданные подвески;
• Уплотнения, клапаны и пневматика;
• Подшипники;
• Трапецеидальные и шариковые винты;
• Электромеханические приводы;
• Коробки передач;
• Антифрикционные опоры, баки моторного масла;
• Непроводящий ток смазочный материал для герметизации электрических разъемов
• ИК-датчики и оптика

Есть также несколько конкретных примеров применения смазки Krytox:

• Смазка Krytox 283AD используется для шлицевого вала стартера двигателя в двигателях серии PW 400 и является единственным продуктом, предназначенным для этого применения. Смазка Krytox 250AD одобрена для гидравлических и топливных насосов двигателей PW самолетов A330, A340 и A380.
• Консистентная смазка Krytox AGL683 была специально разработана для электромеханических приводов подшипников, зубчатых передач и шариковых винтов. Она одобрена для использования в системах кондиционирования салонов и системы генерации азота. Легкая, полужидкая смазка предназначена для пожизненной смазки в температурном диапазоне от -70°C до + 180°C и специально разработана для низкотемпературного пускового момента с применением пакета присадок, предназначенного для антифрикционной и антикоррозионной защиты.
• Консистентная смазка Krytox AGL829 была разработана как огнеупорная смазка для реверсивных приводов тяги, чтобы исключить необходимость использования внешних огнестойких покрытий. Консистентная смазка для трансмиссионных масел специально разработана для низкотемпературных применений (-60 ° C), которые подвержены высоким вибрациям и нагрузкам.
• Консистентные смазки Krytox XHT-BD были разработаны для применения в условиях сверхвысокой температуры. Krytox XHT-BDX используется с уплотнительными кольцами и гибкими муфтами в системах антиобледенения крыльев и хвоста самолетов. Компоненты в этом назначении регулярно испытывают температуру 315°C.

Одним из наиболее интересных использований смазочных материалов ПФПЭ является вариант истребителя F-35 с коротким взлетом и вертикальной посадкой (STOVL). В нём смазки Krytox используются для подшипников выхлопных каналов, приводных редукторов и приводов, температура каждого из которых обычно превышает 320°C. F-35 также демонстрирует пример использования смазок ПФПЭ для улучшения характеристик традиционно не смазываемых материалов, таких как лопастные щетки Vespel, установленные в подъемном вентиляторе F-35.

Сочетание термической стабильности, химической инертности и способности к низкому давлению паров при очень низких молекулярных массах делает смазки Krytox идеальными для ряда гражданских и военных применений. 

 

По материалам http://www.engineering.com