Электропроводящая смазка для комплексной защиты резьбы в заземлителях (варианты)
ELECTROCONDUCTIVE LUBRICANT FOR INTEGRATED THREAD PROTECTION IN EARTHING SWITCHES (VERSIONS)

Предлагаемое изобретение относится к области электротехники, касается электропроводящей смазки, применяемой для комплексной защиты резьбы в заземлителях.
Конструкция заземляющего устройства, предназначенного для снижения электрического напряжения прикосновения до значения, безопасного для человека (RU 2667904 C1, кл. H01R 4/66, опубл. 25.09.2018 г.), является сборной и предусматривает нанесение смазки на резьбу комплектующих компонентов.
Известны и широко применяются в разных механизмах смазки на масляной основе, включающие твердые наполнители: графитные, медные, цинковые, смеси графита и металла и др. Использование этих смазок связано с их важными свойствами:
- высокая тепло- и электропроводность, что позволяет смазывать даже контакты;
- устойчивость к воздействию влаги;
- термостойкость и химическая нейтральность;
- защита от коррозии;
- не теряют свойств при продолжительном использовании;
- не реагируют на статическое напряжение и имеют отличные антифрикционные показатели.
В смазках в качестве масляной основы используют нефтяные масла (RU 2007129944, RU 2556215, RU 2355740, RU 2414504, RU 2267520, RU 2008119000, US 2019315625, CN 107794108, CN 107760427), растительные (CN 108300547), синтетические (RU 2704968, RU 2529854, RU 2663843, CN 108300547, KR 20180067966, KR 20180033142, CN 107722631), а также их смеси (RU 2700711, RU 2177982, RU 2552989).
Применение растительных масел ограничено в связи с их высокой стоимостью, кроме того они способны окисляться, особенно при повышенных температурах, высыхать с образованием прочных пленок. Синтетические масла аналогично имеют высокую стоимость, хотя смазки на их основе обладают рядом преимуществ: широкий температурный интервал эксплуатации, стабильность свойств и др.
Наиболее практичны смазки на основе нефтяных масел, в РФ чаще других используют индустриальные масла (ГОСТ 20799-88. Масла индустриальные. Технические условия). Такие смазки надежно работают в условиях изменения температур от -40 до 60°C (Пластичные смазки и пасты. Издательство Fuchs. https://lk.fuchs-oil.ru/upload/iblock/ade/cbuueiibtoggusjgwxew %20espoyytjqoqt%202014.pdf).
Однако многие низкотемпературные смазки на основе минеральных масел являются коллоидно нестабильными, т.к. их готовят на основе маловязких масляных основ (Пластичные смазки. Издательство Fuchs, Топлива, смазочные материалы, технические жидкости. Ассортимент и применение, - Справочник под. ред. В.М. Школьникова. М.: «Техинформ», 1999).
Заземляющие устройства, предназначенные для снижения электрического напряжения прикосновения до значения, безопасного для человека могут использоваться в промерзшем грунте. В связи с этим важны их низкотемпературные свойства. Известны разработки таких смазок на основе литолов, пластичных, водостойких смазок многоцелевого применения, которые приготовлены чаще всего, на основе минеральных нефтяных масел. Для придания им свойств теплопроводности и электропроводности в их состав вводят дисперсные токопроводящие материалы. (Топлива, смазочные материалы, технические жидкости. Ассортимент и применение, - Справочник под. ред. В.М. Школьникова. М.: «Техинформ», 1999, с. 320-321, https://dic.academic.ru/dic.nsf/ruwiki/346684, https://superdvigatel.com/ustrojstvo-avtomobilya/masla-i-smazki/litol.html).
Известна электропроводящая смазка «Суперконт» (RU 2046412 C1, кл. H01B 1/20, опубл. 20.10.1995 г.), которая содержит нефтяное минеральное масло, пластификатор, порошок меди. Смазка обладает низким электрическим сопротивлением. К недостаткам смазки следует отнести большое содержание медного порошка (до 80%), что увеличивает стоимость состава и может стать причиной низкой коллоидной стабильности.
Известны электропроводящие смазки «Спекс 1» (RU 2324243 C1, кл. H01B 1/20, C01M 101/02, C01M 125/04, H01B 1/22, опубл. 10.05.2008 г.) и «Скипс» (RU 2331129 C1, кл. H01B 1/22, C01M 125/02, C01M 125/04, опубл. 10.08.2008 г.) для разьемных контактных соединений, в состав которых входит готовая антифрикционная смазка литол на основе нефтяного масла и отходы металлургического производства: клинкер цинкового производства в случае смазки «Спекс 1» и медная пыль (отход медного производства) в случае смазки «Скипс» в качестве дополнительного наполнителя. Смазка имеет низкую себестоимость, однако недостатком смазок является неоднородность свойств за счет возможного изменения состава отходов.
Наиболее близкой к заявленной по свойствам составу компонентов является «Графитная смазка» по ГОСТ 3333-80 (Топлива, смазочные материалы, технические жидкости. Ассортимент и применение, - Справочник под. Ред. В.М. Школьникова. М.: «Техинформ», 1999, с.319), принятая за ближайший аналог (прототип). Она содержит нефтяное индустриальное масло, гидратированное кальциевое мыло солей жирных кислот и в качестве токопроводящего и антифрикционного наполнителя - природный графит марки ГС-4. Ее применяют в рессорах, торсионных подвесках гусеничных машин, в открытых шестернях и других тяжелонагруженных узлах трения. Смазка по прототипу обладает низким электрическим сопротивлением, позволяющим использовать ее в тех случаях, когда нужна электропроводность.
Недостатком смазки является нижняя граница температуры эксплуатации (до -200°С), ограничивающая применение ее в районах крайнего Севера, где почва промерзает до-400°С, что обусловлено температурой застывания масляной основы смазки, и низкая коллоидная стабильность, обусловленная большим содержанием маловязких компонентов (Пластичные смазки и пасты. Издательство Fuchs. https://lk.fuchs-oil.ru/upload/iblock/ade/ cbuueiibtoggusjgwxew %20espoyytjqoqt%202014.pdf).
В задачу изобретения положено создание электропроводящей смазки для комплексной защиты резьбы в заземлителях для эксплуатации при температурах до -40°C.
Техническим результатом от использования предлагаемого изобретения является понижение температуры застывания смазки и высокая коллоидная стабильность.
Поставленная задача достигается тем, что в электропроводящей смазке для комплексной защиты резьбы в заземлителях, включающей масляную основу, органическое связующее в виде высокомолекулярного органического мыла и графит в качестве антифрикционного наполнителя, в качестве масляной основы используется смесь индустриального, веретенного и силиконового масел, в качестве органического связующего используется кальциевое мыло соли олеиновой кислоты, дополнительно смазка содержит технический животный жир при следующем соотношении компонентов, %: индустриальное масло - 28-36; веретенное масло - 4-11; олеиновая кислота - 8-11; гидроокись кальция - 1-2; вода - 2; графит - 40-45; силиконовое масло - 1-2; технический животный жир - 1-2; используется индустриальное масло марки И-40 или марки И-50; используется веретенное масло марки АУ; используется силиконовое масло марки ПМС 400; используется графит марок ГС 1, ГС 2, ГС 3, ГС 4 или ГЛ 1, ГЛ 2, ГЛ 3.
Поставленная задача достигается также тем, что в электропроводящей смазке для комплексной защиты резьбы в заземлителях, включающей масляную основу, органическое связующее в виде высокомолекулярного органического мыла и графит в качестве наполнителя, в качестве масляной основы используется смесь индустриального, веретенного и силиконового масел, в качестве органического связующего используется кальциевое мыло соли олеиновой кислоты, в качестве наполнителя используется смесь графита с дисперсным порошком метала, дополнительно смазка содержит технический животный жир при следующем соотношении компонентов, масс. %.: индустриальное масло - 28-36; веретенное масло - 4-11; олеиновая кислота - 8-11; гидроокись кальция - 1-2; вода - 2; графит - 40-45; порошок металла - 3-6; силиконовое масло - 1-2; технический животный жир - 1-2; используется индустриальное масло марки И-40 или марки И-50; используется веретенное масло марки АУ; используется силиконовое масло марки ПМС 400; используется графит марок ГС 1, ГС 2, ГС 3, ГС 4 или ГЛ 1, ГЛ 2, ГЛ 3; в качестве порошка металла используется порошок меди, или порошок никеля, или порошок цинка.
Предлагаемую электропроводящую смазку для комплексной защиты резьбы в заземлителях готовят следующим образом.
Сначала изготавливают смесь минеральных нефтяных масел. Для этого загружают в реактор с перемешивающим устройством и перемешивают 28-36% индустриального масла, например, марки И-40 или марки И-50 и 4-11% веретенного масла, например, марки АУ.
К полученной смеси добавляют наполнитель, в качестве которого используют, например, графит марок ГС 1, ГС 2, ГС 3, ГС 4 или ГЛ 1, ГЛ 2, ГЛ 3, или графит и дисперсный порошок метала. При этом используют дисперсный порошок меди, или никеля, или цинка при следующем соотношении компонентов:
графит - 40-45%;
дисперсный порошок металла - 3-6%.
Затем в полученную смесь вводят 1-2% низкозастывающего силиконового масла и 1-2% технического животного жира.
В последнюю очередь в полученную смесь добавляют органическое связующее в виде кальциевого мыла соли олеиновой кислоты. Предварительно изготавливали водную дисперсию гидроокиси кальция, перемешивая порошок гидроокиси натрия с водой. Для этого сначала вводят 8-11% олеиновой кислоты, затем 3-4% водной дисперсии гидроокиси кальция.
Компаундирование смеси компонентов осуществляют при перемешивании при температуре 50-70°C в течение 4-7 часов.
Получают густую темную смазку, застывающую при температуре ниже минус 45°C и имеющую коллоидную стабильность по ГОСТ 7142-74 не более 4.
Использование масляной основы, выполненной из смеси трех масел, включая низкозастывающие масла: веретенное (Т застывания -45°C) и силиконовое (Т застывания -62°C) обеспечивает электропроводящей смазке понижение температуры застывания в сравнении с прототипом.
Наличие технического животного жира, имеющего в составе жирные кислоты, обеспечивает электропроводящей смазке высокую адгезию к токопроводящим материалам и высокие значения коллоидной стабильности.
Ниже приведены примеры конкретного исполнения предложенной смазки.
Пример 1.
Осуществляли компаундирование компонентов смеси при следующем соотношении, %:
индустриальное масло И-40 - 36,
веретенное масло АУ - 4,
олеиновая кислота - 9,
водная дисперсия гидроокиси кальция - 2 в 2 воды;
графит марки ГЛ-1 - 45,
силиконовое масло - 1,
технический свиной жир - 1.
Компаундирование проводили при температуре 60-70°С в течение 5 часов. Смазку охлаждали. Образец испытывали по показателям: коллоидная стабильность и температура застывания (ГОСТ 20287-91). Получены показатели: температура застывания - минус 45°С, и коллоидная стабильность - 2,7.
Пример 2.
Осуществляли компаундирование компонентов смеси при следующем соотношении, %:
индустриальное И-50 - 36,
веретенное АУ - 5,
олеиновая кислота - 8,
водная дисперсия гидроокиси кальция - 1 в 2 воды,
графит марки ГЛ-2 - 42,
медь мелкодисперсная - 3,
силиконовое масло - 1,
технический свиной жир - 2.
Компаундирование проводили при температуре 50-60°C в течение 5 часов. Смазку охлаждали. Образец испытывали по показателям: коллоидная стабильность и температура застывания (ГОСТ 20287-91). Получены показатели: температура застывания - минус 45°C, коллоидная стабильность - 3,3.
Пример 3.
Осуществляли компаундирование компонентов смеси при следующем соотношении, %:
индустриальное И-50 - 30,
веретенное АУ - 10,
олеиновая кислота - 11,
водная дисперсия гидроокиси кальция - 2 в 2 воды,
графит марки ГЛ-3 - 40,
цинк мелкодисперсный - 4,
силиконовое масло - 2,
технический свиной жир - 1.
Компаундирование проводили при температуре 50-60°C в течение 5 часов. Смазку охлаждали. Образец испытывали по показателям: коллоидная стабильность и температура застывания (ГОСТ 20287-91). Получены показатели: температура застывания - минус 45°C, коллоидная стабильность - 1,9.
Пример 4.
Осуществляли компаундирование компонентов смеси при следующем соотношении, %:
индустриальное И-40 - 30,
веретенное АУ - 9,
олеиновая кислота - 9,
водная дисперсия гидроокиси кальция - 2 в 2 воды,
графит марки ГЛ-4 - 40,
никель мелкодисперсный - 6,
силиконовое масло - 1,
технический свиной жир - 1.
Компаундирование проводили при температуре 60-70°C в течение 5 часов. Смазку охлаждали. Образец испытывали по показателям: коллоидная стабильность и температура застывания (ГОСТ 20287-91). Получены показатели: температура застывания - минус 45°C, коллоидная стабильность - 2,4.
Пример 5.
Осуществляли компаундирование компонентов смеси при следующем соотношении, %:
индустриальное И-40 - 29,
веретенное АУ - 10,
олеиновая кислота - 9,
водная дисперсия гидроокиси кальция - 2 в 2 воды,
графит марки ГС-1 - 41,
цинк мелкодисперсный - 4,
силиконовое масло - 1,
технический свиной жир - 2.
Компаундирование проводили при температуре 50-60°C в течение 5 часов. Смазку охлаждали. Образец испытывали по показателям: коллоидная стабильность и температура застывания (ГОСТ 20287-91). Получены показатели: температура застывания - минус 45°C, коллоидная стабильность - 2,7.
Пример 6.
Осуществляли компаундирование компонентов смеси при следующем соотношении, %:
индустриальное И-40 - 28,
веретенное АУ - 11,
олеиновая кислота - 9,
водная дисперсия гидроокиси кальция - 2 в 2 воды,
графит марки ГС-2 - 40,
никель мелкодисперсный - 5,
силиконовое масло - 1,
технический свиной жир - 2.
Компаундирование проводили при температуре 60-70°C в течение 5 часов. Смазку охлаждали. Образец испытывали по показателям: коллоидная стабильность и температура застывания (ГОСТ 20287-91). Получены показатели: температура застывания - минус 45°C, коллоидная стабильность - 1,9.
Пример 7.
Осуществляли компаундирование компонентов смеси при следующем соотношении, %:
индустриальное И-40 - 31,
веретенное АУ - 8,
олеиновая кислота - 9,
водная дисперсия гидроокиси кальция - 2 в 2 воды,
графит марки ГС-2 - 40,
медь мелкодисперсная - 5,
силиконовое масло - 1,
технический свиной жир - 1.
Компаундирование проводили при температуре 50-60°C в течение 5 часов. Смазку охлаждали. Образец испытывали по показателям: коллоидная стабильность и температура застывания (ГОСТ 20287-91). Получены показатели: температура застывания - минус 45°C, коллоидная стабильность - 2,7.