МАГНИТНЫЕ  ЖИДКОСТИ  ДЛЯ  ГЕРМЕТИЗАЦИИ  ВАЛОВ

 

Байбуртский Ф. С.¹, Сенатская И. И.¹,

Радионов А. В.², Виноградов А. Н.², Любченко Л. М.²

 

Институт биохимической физики имени Н. М.Эмануэля РАН,

      Российская Федерация, г. Москва, 119991, ул. Косыгина, дом 4, телефон 137 – 64 – 20.

      E – mail: Chembio@sky.chph.ras.ru, Bayburt@mail.ru

Научно-производственное внедренческое предприятие «Феррогидродинамика»,    

      Украина, г. Николаев, 54029, а/я 79, ул. Пушкинская, дом 35.

      E – mail: Radionov@fhd.nikolaev.ua

 

Использование магнитных жидкостей (МЖ) при герметизации вращающихся валов требует такого их состава, при котором необхо­димо максимально исключить смешение МЖ со смазочными материалами, употребляемыми в подшипниках. Одновременно, необходимо максимально обезопасить вал от контакта с водой, поскольку это может привести к коррозии на его поверхности.

В настоящей работе рассмотрен синтез МЖ на ос­нове глицерина. Были применены различные способы стабилизации малых частиц с помощью поверх­ностно-ак­тив­ных веществ (ПАВ). Были синтезированы МЖ на основе Fe₃O₄. Магнетит получали соосаждением солей железа Fe (III) и Fe (II) из растворов, взятых в соотношении 2:1  водным раствором аммиака в присутствии водоотнимающего реагента – ацетона. В этом случае образованный в ходе реакции магнетит не содержал связанной воды и обладал лучшими адсорбционными и магнитными свойствами. Для получения МЖ на основе магнетита в ка­честве ПАВ, обра­зую­щего первый хемосорбционный слой на поверхности частиц, использо­вали олеиновую кислоту, а в качестве ПАВ, обра­зующего второй, физически адсорбирован­ный слой, одно из веществ: на­триевую соль олеиновой кислоты или сульфонол. Вначале готовили устойчивую МЖ на водной основе, её под­вергали процессу центрифугирования. Затем в МЖ добавляли глицерин, смесь подвер­гали нагреванию при интенсивном перемешивании. В процессе нагревания про­исхо­дило испарение воды. В вязкий магнитный коллоид добавляли водный раствор по­ли­мера (натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы или поливинилового спирта). До­бав­ление растворимых в воде полимеров приводило к увеличению липофобных (оттал­ки­вающих масло) свойств магнитного коллоида.  Для понижения вязкости дисперсной системы в магнитный коллоид вводили этиленгликоль, который обеспечивал лучшую текучесть при сохранении хорошей намагниченности. Для обеспечения коррозионной стой­ко­сти вала при длительном контакте МЖ, содержащей до 15 – 20 % воды, в коллоидную систему добавляли фосфаты натрия и алкилфосфаты. Остатки воды удаляли упариванием на песчаной бане. МЖ имела черную окраску и была устойчива в гравитационном поле в течение двух лет.

Проведённые испытания на магнитожидкостных уплотнениях показали, что приготовленная МЖ не образует устойчивой эмульсии при длительном контакте со смазочными материалами (типа ЛИТОЛ, ЦИАТИМ, минеральными маслами) в рабочих условиях (скорость вращения вала – 3000 оборотов в минуту, температурный предел:           75 – 80^ОС). На поверхности вала после использования данной маг­нитной жидкости в течение 1 года практически не наблюдали следов влажной атмо­сферной коррозии. Расслоение системы «МЖ – масло» в виде эмульсии происходило в течение 5 минут на посто­янном магните (Sm-Co).

На основании проведённых исследований были намечены основные приоритеты при создании подобного рода материалов: МЖ должна быть текучей, относительно вязкой (для предотвращения нежелательного разбрызгивания в уплотне­нии), устойчи­вой к образованию эмульсий со смазочно-охлаждающими материалами и не должна приводить к коррозии рабочих механизмов.