- Какие материалы корпуса и роликов подходят для агрессивных сред

Основной совет – использовать сплав 316L (наименее подвержен воздействию хлоридов) совместно с политетрафторэтиленовыми элементами, когда система контактирует с кислотами, щелочами или морской водой.

Металлические решения

Ниже перечислены проверенные варианты:

• 
  
• Сталь 316L – выдерживает концентрацию хлорида до 25 % при температуре до 350 °С, http://rlu.ru/5etu1 коррозионный ток менее 0.1 мкА·см⁻¹.
  
• Дуальный сплав 2205 (двухфазный) – устойчив к сульфатам, температура эксплуатации до 400 °С, механическая прочность 550 МПа.
  
• Хастеллой C‑276 – предпочтительный при контакте с азотными, фосфорными и хлорными соединениями, сопротивление коррозии 1.2 мкА·см⁻¹.
  
• Титан Grade 5 (Ti‑6Al‑4V) – исключительная стойкость к кислой среде, предел прочности 900 МПа, максимальная температура 300 °С.
  
• Монель 400 – эффективен в растворах меди, температурный диапазон до 350 °С, коррозионный ток 0.08 мкА·см⁻¹.
  

Тепловые ограничения

При превышении 350 °С большинство ферритных сплавов начинают терять защитный слой; в этом случае следует перейти к никелевым или титановым альтернативам.

Полимерные и керамические варианты

Для скользящих деталей рекомендуется:

1. 
   
2. PTFE (политетрафторэтилен) – практический предел прочности 20 МПа, коэффициент трения 0.05, химическая инертность к более чем 300 видеам реактивов.
   
3. PEEK (полиэфирэтеркетон) – выдерживает температуры до 260 °С, прочность 90 МПа, сопротивление к растворителям класса II.
   
4. UHMWPE (ультра‑высокомолекулярный полиэтилен) – отличная ударная вязкость, температура эксплуатации до 80 °С, устойчив к щелочам.
   
5. Керамика Si₃N₄ (нитрид кремния) – износостойкость выше 10 раз по сравнению с хромированным сталью, температура до 500 °С, почти нулевой коэффициент трения.
   
6. Алмазные покрытие (ДМА) – максимальная плотность 3.5 г/см³, износ менее 0.001 мм/час, пригодно для высокоскоростных систем.
   

Условия эксплуатации

При работе в среде с pH < 2 или > 12 предпочтительнее PTFE‑комплекты, поскольку их молекулярная структура не разрушается даже при длительном воздействии.

Сочетание вариантов

Оптимальная комбинация – металлическая опора из 316L + подшипник из Si₃N₄ + уплотнитель из PTFE. Такая система демонстрирует снижение износа на 85 % и стабильность в течение более 10 лет без регенерации.

Как проверить срок службы и коэффициент износа выбранного изделия

Сразу измерьте предел прочности на испытателе растяжения, фиксируя значение в мегапаскалях; ниже 200 МПа – сигнал к пересмотру поставки.

Твердость определите методом Бринелля или Виккерса; значение выше 350 HB подтверждает устойчивость к механическим нагрузкам.

Проведите циклический тест в автоматическом стенде: 10 000 циклов при нагрузке 80 % от номинальной силы, запишите время, требуемое до появления первых трещин.

Для расчёта коэффициента износа используйте формулу K = Δm/Δt, где Δm – потеря массы в граммах, Δt – пройденные часы работы; K < 0,05 г/ч считается приемлемым.

Сравните полученные данные с нормативными таблицами: при t = 5000 ч и K ≤ 0,03 г/ч изделие подходит к эксплуатации в условиях повышенной нагрузки.

Документируйте результаты в протоколе, включив графики изменения силы, температуры и вибраций; такие записи позволяют прогнозировать замену через ±10 % от рассчитанного срока.