Úvod

Už několik let jsou diamantové povlaky ve stále větší míře používány v ucpávkové technice. Rovněž firma ANGA má ve své nabídce ucpávky s kluznými kroužky s diamantovými povlaky, využívanými ke zlepšení pracovních vlastnosti kluzných párů, potažmo tedy ucpávek. Zároveň umožnilo zavedení této technologie firmě ANGA přijmout výzvu pro řešení problémů zákazníků s utěsňováním, které byly doposud z materiálových důvodů těžko řešitelné. Je třeba rovněž mít na zřeteli fakt, že rozbory výrobců čerpadel a ucpávek ukazují, že více než polovina poruch ucpávek je zapříčiněna prací kluzných kroužků „na sucho“. Tato skutečnost má za následek, že zhruba pětina poruch čerpadel je zapříčiněna tímto problémem. Využití diamantových povlaků umožňuje značně snížit riziko poruch tohoto druhu.

Jaký povlak aplikovat?

Firma ANGA si zvolila diamantovy povlak tloušťky 7 µm, který je vhodný pro součásti, vyžadující vysoký stupeň přesnosti finalizace povrchu a které pracují s vysokými obvodovými rychlostmi (až 40000 ot/min) a průměrnými podmínkami zatížení. Tloušťka povlaku může být měněná v závislosti na požadavcích, a to od 1 do 10 µm. Pro získání lepších výsledků, tzn. snížení tření, doporučuje firma nanést diamantovou vrstvu na obě spolupracující součásti: rotační a stabilní. Jedná se o povlak z amorfního diamantu (který nemá krystalickou strukturu), nanesený metodou CVD (angl. chemical vapour deposition: chemického usazování z plynné fáze).

Přednosti

Diamantové povlaky tohoto typu mají následující přednosti:

špičkově vysoká tvrdost,
ideální přilnavost k základové vrstvě,
nízký koeficient tření,
vysoká odolnost vůči otěru,
nízká teplota povlakovacího procesu, což zamezuje změnám charakteristiky základní vrstvy,
velmi dobrá kopírovatelnost tvaru povlakovaného materiálu, kromě jiného díky malé tloušťce diamantové vrstvy,
není nutné zvláštní opracovávání povlakovaného povrchu, jak před povlakováním, tak rovněž po něm,
vysoká univerzálnost – povlaky mohou být nanášeny na různých materiálech – z hlediska mechanických ucpávek je důležitý fakt, že diamantový povlak lze nanášet na karbid křemičitý nebo karbid wolframu.

Aplikace

Výše uvedené vlastnosti umožňují používat kroužky z karbidu křemičitého s diamantovým povlakem v mechanických ucpávkách hřídelů, které pracují v čerpadlech, kompresorech, ventilátorech a míchačkách, kde:

má velký význam snížení energetické náročnosti,
existuje riziko přechodného fungování ucpávky „na sucho“.

Jako příklad obdobných aplikací mohou posloužit míchačky ve farmaceutickém průmyslu, kde ucpávky nabudované na horním konci hřídele pracují často „na sucho“, a částice vzniklé otěrem se v žádném případě nemohou dostat do míchané směsi. Dalším příkladem použití těchto ucpávek může být průmysl zpracování ropy, kde se vyskytují látky s nízkou teplotou varu, což má často za následek práci kluzných ucpávkových párů „na sucho“.

Kromě výše uvedených příkladů je možno ucpávky s diamantovými povlaky na kluzných kroužcích používat rovněž v jiných odvětvích, jako např. chemický průmysl, vodovody a kanalizace, energetika a teplárenství, tzn. všude tam, kde dochází k jejích přechodnému provozování „na sucho“ nebo existuje riziko nedostatečného mazání kluzných párů mechanických ucpávek.

Díky diamantovým povlakům na kroužcích lze docílit delší doby stabilního provozování za podmínek suchého tření, což přirozeně prodlužuje opravářské cykly ucpávky a čerpadla (MTBF), a to i v případě enormního provozního zatížení.