Предотвращение и профилактика износа, обусловленного трением, на всех стадиях жизненного цикла машин и механизмов – одна из крупнейших проблем современности.

Понятно, что внедрение «результативных» технологий безразборного восстановительного ремонта и профилактики (предупреждения) износа, как на стадии изготовления техники, так и совместимых со штатной эксплуатацией машин и механизмов - весьма актуальная задача. Кроме очевидных технико — экономических преимуществ такая технология, при ее комплексном системном внедрении может стать важнейшей антикризисной мерой!

В основу технологии безразборного восстановительного ремонта и профилактики износа положен принцип создания на кристаллической решётке металлов, подверженных износу поверхностей деталей машин и механизмов упрочненного износостойкого слоя с низким коэффициентом трения, процессом формирования которого можно управлять, используя особенности динамической адаптации трибосопряжений машин к условиям эксплуатации. Такое новообразование с заданными характеристиками одним из основателей технологии Валентином Ермаковым названо интеллектуальным поверхностным изоморфом (в дальнейшем ИПИ). Практическая реализация данного принципа основана на разработке, изготовлении и внедрении ремонтно-восстановительных составов (в дальнейшем РВС) по созданию интеллектуального поверхностного изоморфа, а также продуктов, содержащих микро- или наночастицы таких составов, масла, смазки, катализаторы топлива. Сочетание терминов: «РВС - ИПИ технология» используется инновационной компанией «Маджерик текнолоджис», созданной по инициативе В. Ермакова. На примере этой компании мы и рассмотрим основы технологии безразборного восстановительного ремонта, профилактики и предупреждения износа машин и механизмов.

Отметим, что термин «интеллектуальный» достаточно точно характеризует образующийся на поверхностях трибосопряжений поверхностный изоморф. РВС - составы «работают» только при наличии трения. В тоже время правильнее такие составы называть защитно – восстановительными (ЗВС), предусматривая их универсальность и возможность использования не только при ремонте, но и при изготовлении машин и механизмов.

Как будет показано в дальнейшем, комплексное внедрение технологии, дающее наиболее значимый эффект, основано на системном применении нескольких инновационных продуктов: собственно антифрикционных ремонтно – восстановительных (защитно – восстановительных) составов, восстановительных смазочных и моторных масел, пластических смазок и катализаторов топлив (для ДВС) с «подвешенными» наноструктурированными частицами РВС. Совместное производство этих продуктов осваивается в настоящее время инновационными компаниями «Маджерик текнолоджис» и «ЭФАМ».

Отличительные свойства поверхностного изоморфа (ИПИ - слоя), определяющие эффективность технологии следующие: повышенная поверхностная твердость (до 150% на стали), минимальный (часто аномально низкий) коэффициент трения, повышенная износостойкость и задиростойкость соответствующих трибосопряжений, повышенная антикорозийная стойкость, хорошее удержание «масляного клина».

РВС (ЗВС) – подборка мелкодисперсных порошков минералов на основе серпентинов со специальными добавками и связующими, которая подается в смесях с маслами, смазками или другими носителями в зону трения и действует в качестве катализатора интенсификации микрометаллургических процессов на поверхностях трения, в ходе которых и образуется поверхностный изоморф с заданными свойствами, компенсирующий износ.

Анализ истории развития технологии, получаемых в последнее время результатов, в том числе в «большой» энергетике (Черепецкая ГРЭС), на погружных насосах нефтедобычи (завод Борец), на карьерных самосвалах БелАЗ (Черниговский разрез), в ходе многолетних ресурсных испытаний некоторых видов автотехники позволяет сделать вывод о том, что профессиональное, комплексное внедрение технологии безразборного восстановительного ремонта и профилактики износа узлов трения позволит предприятиям промышленности перейти на более высокий уровень обеспечения безаварийной, энергоресурсосберегающей эксплуатации техники: повысить энергоэффективность производств на 5...10 %, экономить электроэнергию (до 30%), топливо (5...20%), смазочные и моторные масла (до 50% и более), увеличить энергоэффективный ресурс выпускаемой и эксплуатируемой техники в 2-3 раза и более (!), уменьшить затраты на ремонты до 50% и более (!), снизить аварийность производств, освоить выпуск продукции с более высокими технико - экономическими показателями, повысить конкурентоспособность. По существу, данная технология является «ключем» к решению проблемы преждевременного износа техники!

 

О ТЕХНОЛОГИИ

 

И так: РВС - ремонтно-восстановительный состав; ИПИ - интеллектуальный поверхностный изоморф. РВС-ИПИ технология - создатель интеллектуального поверхностного изоморфа на контактирующих поверхностях пар трения машин и агрегатов (патент на изобретение № 2377340). Технология позволяет остановить износ узлов трения работающих агрегатов, а в большинстве случаев восстановить технические характеристики до требований соответствующего стандарта и исходных параметров.

Образцы продукции компании ООО «Маджерик текнолоджис», которая является одним из производителей современных РВС - ИПИ составов показаны на фотографии.

 

 

 

Рис. 1. Образцы РВС — составов в гелях, маслах, пластической смазке.

 

Конкретные рецептуры РВС – составов являются «ноу – хау» компаний - производителей. Как показала многолетняя практика, РВС – ИПИ составы на сегодняшний день являются одними из наиболее эффективных по основным параметрам.

Следует отметить, что при трении детали контактируют на очень маленькой площади, составляющей 0.01-0.001 номинальной площади сопряженных поверхностей. В результате чего контактирующие участки испытывают весьма высокие напряжения, что приводит к их пластической, ударной деформации и локальным температурным вспышкам до 1200^oC с образованием плазмы. К примеру, на площади 1 кв. см зубчатых передач происходит до 1 миллиона микровспышек за 1 секунду продолжительностью от одной миллисекунды до одной микросекунды. При этом, интенсивно увеличивается количество и плотность дислокаций в поверхностных слоях кристаллических решеток металлов, что влечет за собой увеличение количества вакансий и их активное заполнение легирующими элементами, входящими в состав РВС: кремнием, никелем, алюминием, другими элементами и соединениями, участвующими в образовании ИПИ - слоя. Преобразование серпентина в узлах трения в форме «микровзрывов» приводит к интенсификации поверхностных микрометаллургических процессов, что регистрируется на практике некоторым повышением температуры всего узла трения. После образования поверхностного изоморфа (ИПИ - слоя), температура, как правило, экспоненциально падает. Этот эффект наблюдается не только при восстановительном ремонте узлов трения, но и при лабораторных проверках формирования ИПИ - слоя на образцах с использованием машин трения. Кривые изменения коэффициента трения и температуры при таких проверках, как правило, идентичны (см. график).

 

 

Рис. 2 – Типовой график изменения коэффициента трения при формировании ИПИ - слоя

 

График наглядно демонстрирует перевод трибосопряжения в фазу устойчивого граничного трения при образовании ИПИ – слоя, уменьшение количества «микровспышек» и их интенсивности, по крайней мере, на несколько порядков.

Микрометаллургическим процессам в узлах трения в присутствии РВС свойственны также поверхностные преобразования сталей (фазовые переходы), например, превращение перлита в мартенсит с увеличением объема или изменение структуры углеродных включений, а также процессы отпуска в масле. Фазовые переходы в поверхностных слоях трибосопряжений, ведущие к восстановлению геометрии трибосопряжений и компенсации износа – одна из главных особенностей технологии!

 

Содержание и перспективные направления развития РВС - ИПИ технологии отражены на нижепредставленной схеме.

Рис. 3 – Схема развития РВС-ИПИ технологии

 

Как показано на схеме РВС-ИПИ технология базируется на трех основных составляющих: качестве РВС - составов, средствах диагностирования восстанавливаемых (обрабатываемых) объектов техники и базовых методов формирования и поддержания ИПИ - слоя, отработанных на практике с подтверждением достигаемых результатов периодической диагностикой.

Конкретными практическими направлениями РВС-ИПИ технологии являются: собственно безразборный восстановительный (предупредительный) ремонт и профилактика износа машин и механизмов в режиме штатной эксплуатации, стендовое восстановление сборочных единиц и узлов трения, формирование ИПИ - слоя при изготовлении объектов техники. В дальнейшем, важным направлением развития технологии может стать направление автоматизации - создание и внедрение автоматических дозаторов смазки для ввода необходимого количества РВС в зону трения по команде, формируемой на основе мониторинга состояния объекта техники.

Следует особо отметить принципиально важную особенность технологии: в отличие от присадок к моторным и смазочным маслам РВС - обработки позволяют частично, или полностью (в зависимости от исходного состояния трибосопряжения) компенсировать износ и восстанавливать геометрию контактирующих поверхностей узлов трения!

По мере накопления практического опыта, стало очевидным, что применение данной технологии в базовых отраслях промышленности – энергетике, металлургии, на транспорте, не смотря значимый технико – экономический эффект и заинтересованность специалистов, весьма затруднительно, так как требует существенных изменений технической политики предприятий, совершенствования средств диагностики и повышения профессионального уровня персонала. В то же время, данная проблема, в основном, снимается производством и применением разрешенных для применения в отраслях моторных, смазочных масел, пластических смазок, катализаторов топлива и технологических жидкостей с наночастицами РВС.

Далее рассмотрим более подробно основные составляющие технологии безразборного восстановительного ремонта и профилактики (предупреждения) износа машин и механизмов, а также указанные составляющие комплексного развития технологии.