Смазки для повышенных температур

Выбираем лучшую высокотемпературную смазку

К высокотемпературным (термостойким) смазкам принято относить материалы, которые способны в течение длительного времени осуществлять свои смазочные и защитные функции при температурах, превышающих +150 °С.

Смазка высокотемпературная – это не какая-то определенная марка смазки, а общее название для разных классов термостойких смазочных материалов.

Чем они отличаются от традиционных смазок, и какие к ним предъявляются требования? Какими они бывают и где применяются? Какие термостойкие смазки самые лучшие?

На эти вопросы постараемся дать ответ в статье.

Отличия высокотемпературных смазок от традиционных

И высокотемпературные, и традиционные смазки хорошо работают в обычных условиях, при комнатной температуре. При нагревании же они ведут себя по-разному. 

Уже при +80 °С некоторые виды пластичных смазок (например, кальциевые) начинают плавиться и вытекать из узлов трения.

У литиевых смазок температура плавления гораздо выше, порядка +130 °С. Однако все традиционные смазки при нагревании теряют смазочную способность и перестают выполнять свои функции. 

Они высыхают и коксуются, вытекают, выгорают и т.д.

Термостойкие смазки отлично работают при высоких температурах в гораздо более широком диапазоне. Некоторые из них остаются эффективными до +250…+300 °С. Некоторые композиции на основе твердых смазок способны выдержать температуру свыше +1500 °С.

Чтобы добиться высокотемпературных свойств, состав смазок для каждого применения тщательно подбирается.

Иногда максимальную рабочую температуру удается повысить путем добавления в состав материалов специальных присадок.

Часто задачу повышения верхней границы рабочих температур решают с помощью применения других базовых компонентов. Например, синтетические масла, комплексные загустители или загустители на основе фторопласта обеспечивают материалам более высокую термостойкость.

Существуют термостойкие материалы, которые используют двойной механизм смазывания. До достижения определенных температур они действуют как традиционные смазки, а при дальнейшем нагреве – как твердые.

Применение специальных компонентов и технологий при изготовлении высокотемпературных смазок существенно увеличивает их стоимость. Это определяет их отличие от традиционных смазок и по условиям использования. 

Жаростойкие материалы нецелесообразно применять там, где хорошо справляются обычные материалы. Они наиболее эффективны лишь в тех  узлах, которые постоянно или с определенной периодичностью подвергаются воздействию высоких температур.

Какие требования предъявляют к термостойким смазкам?

Требования к термостойким смазкам, как и к традиционным материалам, определяются конкретными условиями их применения.

Подавляющее большинство промышленного высокотемпературного оборудования работает до +200… +250 °С. В отдельных случаях применения рабочие процессы механизмов проходят при температурах до +250…+260 °С.

Соответственно, главным требованием для высокотемпературных составов является соответствие значения верхней границы рабочих температур условиям, соответствующим конкретному применению.

Такие смазки должны оставаться в зоне трения при любых температурах. Они не должны вытекать или выгорать, высыхать или закоксовываться. В месте соприкосновения трущихся деталей термостойкая смазка должна обеспечивать устойчивый смазочный слой, предотвращающий непосредственный контакт двух поверхностей.

Большинство современных механизмов состоят не только из металлических деталей. В их конструкции часто используются также детали из пластмасс или эластомеров. Поэтому к жаростойким сервисным материалам часто выдвигаются требования о совместимости с такими материалами.

Термосмазки должны сохранять или незначительно менять вязкость в широком диапазоне температур.

Основные виды высокотемпературных смазок

Высокотемпературные смазки можно разделить на несколько основных типов:

• Жидкие термостойкие смазки (масла)
• Пасты
• Антифрикционные покрытия
• Пластичные смазки

Масла

Термостойкие масла изготавливаются на основе нефтяных или синтетических (в частности силиконовых) масел и могут содержать специальные присадки, повышающие стойкость к высоким температурам.

Пасты

Термостойкая смазка в виде пасты представляет собой частицы твердосмазочных веществ, диспергированных в большой концентрации в масле.

Такие материалы имеют двойной механизм смазывания. Твердые частицы заполняют микронеровности поверхности и сглаживают их. Твердые смазки надежно защищает поверхность контакта даже в том случае, когда под действием нагрузок или высоких температур жидкие масла, содержащиеся в пастах, выдавливаются из зоны трения или разрушаются.

Антифрикционные покрытия

Антифрикционные покрытия также состоят из твердых частиц. Однако они диспергированы не в масле, а связаны специальным веществом. После нанесения связующее отверждается и образует полимерную матрицу, ячейки которой заполнены твердыми смазками. Большинство таких материалов способны выдерживать колоссальные нагрузки и температуры.

Консистентные смазки

Консистентные смазки используются для подшипников и других узлов, в которых невозможно обеспечить смазывание маслом.

Например, конструкция некоторых нагревающихся при движении узлов ходовой части и тормозных механизмов транспортных средств не предусматривает применения масла. Многие виды промышленного оборудования, работающего при высоких температурах, также предусматривают использование лишь консистентных материалов.

Термостойкие консистентные смазки различаются по виду загустителя.

Натриевые – сохраняют свои свойства при температурах до +200 °С. Однако они не могут применяться в условиях контакта с водой и в настоящее время практически не применяются.

Материалы на основе кальциевого комплекса эксплуатируются при температурах, достигающих +200 °С. Это недорогие по сравнению с другими видами термостойкие материалы, которые нашли широкое применение и используются практически на всех производствах.

Типичными представителями таких смазок являются УНИОЛ 2М/1, ВНИИНП 207, ВНИИНП 214, и другие. При этом кальциевые комплексные смазки изготавливаются как с использованием нефтяных, так и синтетических базовых масел. Так, ЦИАТИМ 221С – это высокотемпературная силиконовая смазка.

Полимерные смазки получают, вводя в масло фторопласт, полиуретан или другие полимерные загустители.

В качестве термостойких материалов иногда используют масла, загущенные силикагелем.

Области применения

Силиконовые, кальциевые, полимерные смазки, графитовая смазка и другие высокотемпературные материалы, разработанные для работы при высоких температурах широко используются на предприятиях химической, энергетической, керамической, нефтеперерабатывающей, пищевой, деревообрабатывающей, металлургической  промышленности.

Эти уникальные составы находят свое применение как на производстве, так и на автотранспорте.

Ниже приведены некоторые примеры применения термостойких смазок:

• Подшипники печей, сушилок и другого оборудования, работающего при высоких температурах
• Резьбовые соединения экструдеров
• Оборудование, подверженное действию радиации
• Оборудование пищевых производств
• Оборудование линий по изготовлению гофрокартона
• Узлы оборудования по производству и переработке полимеров
• Подшипники вентиляторов
• Подшипники насосов по перекачке химически агрессивных сред
• Подшипники обжиговых вагонеток, тележек печей
• Ступичные подшипники
• Суппорты дисковых тормозов
• Электрические узлы автомобилей
• Свечи накаливания
• Форсунки дизельных двигателей
• Резьбовые соединения выхлопной трубы
• Термовалы принтеров
• Узлы энергетической запорной арматуры
• Шарниры сушильных камер
• Конвейерные цепи

Лучшие высокотемпературные смазки

Материал применяется в подшипниках и направляющих вафельных, ротационных, ярусных, туннельных печей, этикетировочных автоматов, линий жарки и термообработки и т.п.

Он также используется в подшипниках, которые работают под воздействием высоких нагрузок, температур и в контакте с агрессивными средами, например, в мебельном производстве, текстильной промышленности, оборудовании гофролиний, конвейерных системах, оборудовании по переработке полимеров, узлах трубопроводной арматуры.

Смазка идеально подходит для цепных передач, открытых и закрытых зубчатых передач, уплотнений, гибких валов и тросов управления в оболочках.

EFELE SG-394 совместима с большинством эластомеров и пластмасс, не имеет температуры каплепадения, устойчива к воздействию химически агрессивных сред. Она прекрасно работает в вакууме и запыленной среде, обладает высокими антикоррозионными свойствами и окислительной стабильностью, а также предотвращает скачкообразное движение и имеет длительный срок службы.

Применяется в направляющих и подшипниках печей, упаковочного и запаечного оборудования, узлах оргтехники, которые работают под воздействием высоких температур, уплотнениях, подшипниках и других узлах вакуумных систем. Помимо этого используется в узлах трения оборудования в электронной промышленности и на производстве полупроводников.

Материал подходит для цепных передач, открытых и закрытых зубчатых передач, уплотнений, гибких валов и тросов управления в оболочках, подшипников качения и скольжения, направляющих качения и скольжения.

Molykote HP-300 обладает длительным сроком службы, устойчивостью к химически агрессивным средам и вымыванию водой. Смазка работает во влажной и запыленной среде, вакууме, не имеет температуры каплепадения, предотвращает скачкообразное движение и совместима с пластмассами и эластомерами. Она также имеет очень высокую стоимость, по сравнению с EFELE SG-394.

Материал используется в подшипниках промышленного оборудования, которые работают под воздействием высоких нагрузок и температур.

Он обеспечивает длительное смазывание, не разрушается под воздействием агрессивных веществ, не вымывается водой и защищает от коррозии. Из минусов следует отметить высокую стоимость и то, что производитель не предоставляет описание материала в свободном доступе.

Материал предназначен для обслуживания тяжелонагруженных подшипников скольжения и качения, направляющих роликов конвейерных систем, узлов лакировочных, сушильных и обжиговых печей, электромоторов, туннельных печей, вентиляторов горячего газа, безмасляных компрессоров и т.д. Подходит для обслуживания различной запорной и трубопроводной арматуры.

Материал снижает износ и трение, не подвержен воздействию концентрированных кислот, щелочных растворов, растворителей, спиртов и галогенов. В отличие от предыдущих материалов смазка обладает высокой стоимостью и недостаточными рабочими характеристиками.

Материал используется в узлах трения, которые работают под воздействием тяжелых нагрузках, например, подшипниках качения и скольжения, резьбовых передачах и червячных редукторах. Он нетоксичен, совместим с резинами и полимерами, обладает химической стойкостью.

Смазка не предназначена для применения в кислородных установках, но может использоваться в узлах оборудования пищевой промышленности.

Следует помнить, что только правильный подбор высокотемпературных смазок с учетом особенностей каждого конкретного применения способен повысить срок службы механизма и значительно увеличить интервал между его обслуживанием.

&nbsp

Высокотемпературные смазки отличаются от всех прочих, как это можно понять из их названия, устойчивостью к высоким температурам. Они сохраняют свои защитные и смазывающие свойства при температурах, достигающих 1100ºC. Состояние смазок при этом может меняться, в зависимости от состава: некоторые марки разжижаются, при этом лучше обволакивая поверхности, а некоторые, наоборот – загустевают, образуя прочный защитный слой.

Высокотемпературная смазка изменяет свое состояние, но не теряет своих основных функций – защиты механизмов от коррозионных процессов, и снижение трения во взаимодействующих между собой узлах.

Применение

Незначительное количество высокотемпературных смазок задействовано в быту – это смазки для подшипников качения или скольжения и зубчатых или цепных передач.

Применяются они в автомобилях и мотоциклах. Владельцам техники, которые занимаются ремонтом и профилактикой сами, такие смазки хорошо знакомы.

Большинство высокотемпературных смазок имеют промышленное назначение, и здесь спектр их применения довольно широк. Они применяются в легком и тяжелом машиностроении, нефте- и газодобывающей отрасли, в производстве электродвигателей, в пищевой промышленности, и это далеко не весь список.

Состав

Высокотемпературные смазки имеют различные составы, в зависимости от сферы применения, но принцип их изготовления одинаков для всех разновидностей смазок.

Основу составляет минеральное или синтетическое масло, к нему добавляют загуститель и пакет присадок.

Компоненты и их состав подбираются, исходя из их конечного предназначения. В качестве загустителя, как правило, используется 12-гидроксистеарат, либо литиевое мыло. Смазки, производимые на этой основе, не теряют своих свойств при нагревании, а также не вымываются при работе в жидких средах.

Классификация

По составу и областям применения высокотемпературные смазки можно разделить на следующие:

Смазки на силиконовой основе. Производятся из синтетических масел, загущенных при помощи силикагеля. Имеют относительно невысокие температурные показатели – в среднем, от 180 до 250ºC.

Идеально подходят для пластиковых узлов трения, применяются в швейных машинках, вентиляторах, бытовых духовках, офисной оргтехнике. Также применяются для герметизации узлов в системах водоснабжения.

Основным достоинством силиконовых смазок является создание прочного влагонепроницаемого слоя на поверхностях. Помимо этого, они малочувствительны к резким перепадам температуры.

Смазки на литиевой основе. Используются, в основном, для автомобильных, или мотоциклетных подшипников, имеют высокий класс вязкости. Раньше в этой сфере применялись жидкие смазки, однако они имели небольшой ресурс, и подшипники требовали более частой профилактики.

Продолжительность действия современных литиевых смазок гораздо выше. Помимо смазывающих свойств, они обладают противозадирными свойствами, благодаря соответствующим присадкам, а также защищают подшипники от попадания в них пыли и прочих мелких частиц.

Также литиевые составы обладают хорошими токопроводящими характеристиками, что позволяет использовать их в производстве электродвигателей и для защиты электрических контактов в условиях высоких температур. Литиевые смазки сохраняют свои рабочие качества до температуры 250ºC, а некоторые марки – до 350ºC.

Графитовые смазки. Основа – синтетические или органические масла с добавлением большого количества измельченного графита. Выглядят, как густая мазь черного цвета.

Применяются в горячих цехах, например, при производстве хлебо-булочных изделий. Помимо этого, востребованы на кирпичных заводах, а также в оборудовании для добычи нефти и газа.

Хорошо подходят для водопроводной арматуры в условиях высокой температуры – в котельных и на распределительных станциях горячего водоснабжения. Температурные показатели этого вида смазок высоки – до 400ºC. Следует отметить, что при 250ºC масляная основа смазки начинает выгорать, остается только графит, который и обеспечивает защиту и смазывание рабочих поверхностей. В процессе выгорания масла возможно выделение дыма, поэтому использовать такие смазки можно только в помещениях с хорошей вентиляцией.

Медные смазки. Производятся на основе меди из минеральных, синтетических, и полусинтетических масел. Применяются для защиты резьбовых соединений, в низкооборотных узлах трения, работающих при высоких температурах, для смазки форм прессов в литейных цехах.

Используются в автомобилестроении. Обладают хорошими водоотталкивающими свойствами, не изменяют своих свойств при взаимодействии с различными типами металлов. Защищают поверхности от задиров и агрессивных сред. Благодаря присутствию в составе частиц меди, имеют высокую электропроводность. Переносят температуры до 1100ºC.

Керамические смазки.

Основные плюсы:

• устойчивы к воде и прочим влажным средам;
• не меняют свой состав и свойства при взаимодействии со щелочами, кислотами и прочими агрессивными веществами;
• не воздействуют на резину и пластик, защищают от коррозии и смазывают.

Обладают хорошими диэлектрическими показателями. В качестве керамической составляющей наиболее часто применяется нитрид бора, смазывающие характеристики которого в некоторых составах лучше, чем у дисульфида молибдена.

Нитрид бора – порошок белого цвета, смазки на его основе, соответственно, имеют белый цвет. Кристаллическая решетка нитрида бора схожа по своей структуре с алмазной.

Керамические смазки применяются в обслуживании автомобилей, в частности, для обработки резьбовых соединений, подвергающихся воздействию высоких температур – гнезда свечей зажигания, а также болты крепления тормозных колодок. После такой обработки резьба не подвергается коррозии и не «закисает», что обеспечивает легкое отвинчивание. Также керамические смазки применяются в нефтеперерабатывающей и сталепрокатной промышленности. Температурная устойчивость керамических составов очень высока и достигает 1500ºC у некоторых марок.

Несмотря на свою специфичность, высокотемпературные смазки обладают разнообразными качествами и применяются в самых различных областях. Практически у всех производителей различных масел, среди всего разнообразия ассортимента, обязательно присутствует линейка высокотемпературных смазок.

Популярные марки

Рассмотрим самые популярные и распространенные.

Shell. Высокотемпературные смазки представлены у этой компании линейкой Gadus, различаются, в зависимости от сферы применения индексами S2, S3 и S5. Используются, в основном, для смазки подшипников в различных условиях работы – низкооборотных, высоконагруженных, работающих в условиях высокой запыленности. Применяются, как в автомобилестроении, так и в металлургической и деревообрабатывающей промышленности. Распространены на производстве цемента. Максимальные температуры – 180 – 200ºC.

Liqui Moly. Паста LM 50 Litho HT применяется для смазки подшипников и шарниров в грузовых авто и в сельскохозяйственной технике. Хорошо переносит ударные нагрузки и воздействие воды. Диапазон температур – от -30 до 160ºC.

Mannol. Высокотемпературная паста 9896 Kupferpaste от этого производителя производится с применением алюминия в качестве загустителя, а также имеет медный наполнитель.

Хорошая электропроводность позволяет применять ее для креплений автомобильных выхлопных систем, систем зажигания, а также для смазки тормозных цилиндров. В промышленности применяется, в основном, для гидравлических и пневматических прессов с высокими нагрузками.

Kluber Lubrication. У этого немецкого производителя целых три линейки высокотемпературных смазок – Klubergrease, Klubersynth и Kluberalfa. Первая производится из минерального масла с полиуретановым загустителем и предназначена для подшипников в условиях высоких температур, смазки асфальтоукладчиков. Также применяется в стекольном и керамическом производстве. Обладает хорошими антикоррозийными и антиокислительными показателями. Рабочие температуры до 180, кратковременно – до 200ºC. Вторая линейка – на полигликолевой основе, предназначены для подшипников, зубчатых и цепных передач. Имеют очень высокую износоустойчивость. Отлично работают в связках сталь-бронза. Третья линейка создана на основе высоковязких масел, обладает отличной устойчивостью к выпариванию и работает при температурах до 300ºC. Применяется, как правило, в бытовых и производственных хлебопечах, а также направляющих, шарнирах и прочих механизмах, работающих при высоких температурах.

Перечисленные производители и их смазки – очень малая часть от общего объема, количество производителей исчисляется десятками, а количество смазок – сотнями наименований. Главное при выборе высокотемпературной смазки – точно знать ее конечное предназначение, а специалисты всегда помогут подобрать смазку, соответствующую заданным параметрам.