Использование минеральных покрытий для повышения износостойкости хромсодержащих коррозионно-стойких сталей

Авторы: С.В. Кислов, П.В. Балаш (ООО «НПЦ «Технологии минеральных покрытий»), В.Г. Кислов (ООО «НПО «Геоэнергетика»), А.В. Сказочкин (Калужский филиал РАНХиГС).
Опубликовано в журнале Химическая техника №8/2016

В последние годы активно развивается промышленное применение минеральных покрытий, придающих высокие антикоррозионные, износостойкие, противоабразивные, антифрикционные свойства деталям, устройствам и механизмам, работающих в различных отраслях промышленности. Во многих случаях именно свойства металлической поверхности детали дают возможность длительного и надежного функционирования деталей. Активная практика последних пяти лет позволила накопить значительный объем информации по применению многофункциональных минеральных покрытий на деталях пар трения, используемых предприятиями различных отраслей (судостроение, металлургия, нефтегазодобыча, машиностроение, энергетика и др.).

Основа оригинальной технологии минеральных покрытий для повышения износостойкости металлических деталей была создана в России в период 2009–2013 гг. [1]. После экспериментального и эксплуатационного подтверждения свойств минеральных покрытий, созданных в НПЦ «Технологии минеральных покрытий» (НПО «Геоэнергетика»), специалистами из Федерального института исследования и тестирования материалов (ВАМ, Германия) [2], РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина, МИЭМ НИУ ВШЭ [3–5] начался этап активного использования технологии промышленными предприятиями России и ЕС.

Суть технологии заключается в создании модифицированного слоя (глубиной 5…50 мкм от поверхности металла) путем пластического деформирования поверхности с использованием ультразвукового, механического и другого вида воздействия, сопровождающего диффузию ультрадисперсных частиц минералов природного происхождения в объем металла [2, 3].

Практические преимущества технологии минеральных покрытий очевидны:

технология не изменяет геометрические размеры деталей;
минеральные слои могут быть созданы на поверхности локально;
в процессе создания слоев не происходит нагрев детали;
все технологические операции проводятся на воздухе при комнатной температуре [3].

Минеральные покрытия значительно повышают износостойкость пар трения, осуществляют антикоррозионную и противоабразивную защиту, уменьшают коэффициент трения. В процессе практического применения минеральные покрытия были созданы на поверхности деталей из различного вида сталей, титана, чугуна, бронзы, меди. Кроме того, оказалось, что детали с минеральными слоями хорошо работают, демонстрируя преимущество над всеми существующими в настоящее время покрытиями, в морской воде, соляном тумане, абразивной пыли, сероводороде, при повышенной влажности, в присутствии различных кислот и других агрессивных сред; при высокой температуре (до 1100°С), а также при термоциклических нагрузках в широком диапазоне температур.

Эти достоинства технологии обусловили создание специалистами НПЦ «Технологии минеральных покрытий» (НПЦ ТМП) минеральных покрытий на металлических деталях, которые успешно работают на таких объектах, как спецтехника Военно-морского флота России; плавучая атомная электростанция «Академик Ломоносов»; Камчатская (Мутновская) геотермальная станция; ТЭЦ ОАО «Мосэнерго»; несколько металлургических комбинатов.

В настоящее время выполнены экспериментальные исследования и используются около 80 видов минеральных материалов для создания многофункциональных минеральных покрытий.

Основные виды минеральных материалов, используемых при создании покрытий [6]

Число разновидностей

Серпентиниты Mg6[Si4O10](OH)8	28
Ряд SiO2	18
Ряд Al2O3	10
Жадеит NaAlSi2O6	4
Графит	2
Алмазы	3
Слюды [например, KMg3AlSi3O10(OH)2]	4
Циркон Zr[SiO4]	2
Бадделеит ZrO2	1
Эвдиалит	1
Оливин Mg1,8Fe0,2[SiO4]	3
Ряд форстерита Mg2SiO4	4
Комбинированные вещества	10

Можно выделить специфику природных материалов, которые, возможно, способствуют достижению уникальных параметров деталей с минеральными покрытиями [6]:

минералы сформировались под воздействием высоких давлений и температур, которые недостижимы при промышленном получении;
минералы получают из горных пород, содержащих значительное количество примесей, которые в ряде случаев могут быть полезными и улучшать свойства природного материала;
минералы содержат до сотни различных атомов различных веществ в одной молекуле, при этом атомы могут быть объединены в группы, которые могут менять свои аллотропические состояния при различном воздействии на поверхность детали при эксплуатации.

Учет конкретных характеристик таких веществ затруднен, что вызывает необходимость в специальных приемах при определении и прогнозировании их физикохимических свойств.

Отбор и переработка горной породы производится НПЦ «Технология минеральных покрытий» по многим параметрам, включающим как оценку вещественного состава породы, так и ее различные физико-химические и механические характеристики, влияющие на свойства создаваемых минеральных покрытий.

Вопросы теоретического объяснения эффектов, возникающих при легировании металлов ультрадисперсными частицами минералов природного происхождения, пока носят характер предположений. Помимо причины, указанной выше, еще одной из причин является изменение свойств минералов при измельчении [6]:

увеличение удельной поверхности, повышение поверхностной активности;
переход вещества в новую модификацию;
морфизация кристаллических веществ;
дегидратация и гидратация.

Еще один из возможных вариантов механизма действия природных минеральных материалов в узлах трения был предложен в работе [7]. Он касается использования серпентинитов как наиболее распространенных модификаторов поверхностей пар трения для решения проблемы водородного изнашивания металла и заключается в следующем. В силикатных материалах типа серпентина имеются силоксановые (мостиковые) связи Si–O–Si, при разрыве которых вследствие разрушения (измельчения) минерала образуются нескомпенсированные связи Si–O, являющиеся активными акцепторами водорода в виде Н+ или Н0. При их взаимодействии образуются скомпенсированные силанольные группы Si–OH. Таким образом, при введении в смазку (или при легировании поверхности) серпентина ультрадисперсного помола, обладающего большой удельной поверхностью и большим числом оборванных силоксановых связей, технология минеральных покрытий создает условия для связывания находящиеся у поверхности в зоне трения активного водорода, т.е. препятствует его взаимодействию с металлом и предотвращает водородное изнашивание последнего. В работе [7] делается предположение о том, что силикаты с оборванными связями Si–O–Si являются эффективными адсорбентами, поглотителями, акцепторами активного водорода, и, следовательно, могут применяться для решения проблемы водородного изнашивания металла в узлах трения.

Как показала практика, использование слоистых силикатов типа серпентинита особенно эффективно в узлах трения с экстремальными нагрузками, в том числе при высоких температуре и давлении (в НПЦ имеются протоколы эксплуатации деталей с минеральным покрытием прокатного стана). В этом случае можно предположить, что термическое разложение серпентина приводит к образованию более высокоэнергоплотных и твердых фаз по сравнению с исходным серпентином. Также можно предположить, что тонкодисперсный материал продуктов разложения серпентина (по-видимому, в значительной степени аморфизированный) заполняет микропоры, микротрещины, различного рода дефекты, вакансии на поверхностях узла трения, что приводит к их упрочнению [8] и значительному повышению износостойкости.

Приведем результаты стендового испытания стойкости резьбы З-133 комплекта резьбового соединения труб из стали Magnadur с минеральным покрытием и без покрытия, выполненного в 2021 г. НПЦ ТМП совместно с ООО «ПКФ-ГазНефтеМаш» и ООО «Ковровский завод бурового оборудования». Информация об испытании была представлена в выступлениях авторов настоящей статьи на III Международном Форуме Valve Industry Forum& Expo’2016 – Промышленная трубопроводная арматура для нефти, газа, энергетики, химии и ЖКХ в Москве.

Детали испытаний

Бурильная труба из немагнитной стали Magnadur 501 производится на сталелитейных заводах Германии и предназначена для создания осевой нагрузки на долото, повышения жесткости и устойчивости нижней части бурильной колонны при бурении наклонно-направленных и горизонтальных скважин, а также для исключения влияния ферромагнетизма при использовании телеметрических систем внутри трубы.

Состав стандартной стали Magnadur 501: 13,0–16,0% Cr, 18,5–22,0% Mn, 0,25–0,5% Ni, 0,3–0,6% Si, 0,35–0,60% Mo, 0,32–0,40% N, < 0,04% C, < 0,006% S, < 0,03% P, остальное – Fe.

Сопротивление нержавеющей стали коррозии напрямую зависит от содержания хрома: при его содержании 13% и выше сплавы являются нержавеющими в обычных условиях и в слабоагрессивных средах, более 17% – коррозионно-стойкими и в более агрессивных окислительных и других средах. Причина коррозионной стойкости нержавеющей стали объясняется, главным образом, тем, что на поверхности хромсодержащей детали, контактирующей с агрессивной средой, образуется тонкая пленка нерастворимых окислов. Однако образование защитной пленки окислов на поверхности создает проблемы при создании надежных износостойких покрытий традиционными способами.

К тому же стоимость трубы из немагнитной стали Magnadur 501 довольна высока, а, по данным статистики, число поломок, например насосно-компрессорных труб (НКТ), в ряде случаев достигает 80% общего числа аварий оборудования для бурения скважин. При этом в большинстве случаев (~50%) возникают отказы НКТ, связанные с резьбовым соединением [9, 10]. Все это свидетельствует об актуальности проблемы повышения износостойкости и долговечности труб, в частности нефтяного и газового сортамента.

При проведении испытаний износостойкие минеральные покрытия были созданы на комплектах образцов ниппель–муфта соединения труб из стали Magnadur 501.

В экспериментах использовали образцы с минеральным покрытием и без покрытия.

Цель настоящей работы – определение ресурса работы комплекта ниппель-муфта соединения труб из стали Magnadur 501 с минеральным покрытием по сравнению с комплектом без минерального покрытия.

Перед испытанием на все резьбовые соединения была нанесена резьбо-уплотнительная смазка РУСМА Р-14 ТУ 0254-068-46977243–2009, затем образцы (рис. 1) свинтили вручную с использованием воротка длиной 0,4 м.

Рис. 1. Образцы для проведения испытаний комплекта ниппель-муфта

Методы повышения коррозионной стойкости.

Из всех конструкций. материалов наибольшей стойкостью к коррозии характеризуются пластмассы, керамика, стекло, резина, асбест и бетон. Однако по многим другим эксплуатационным свойствам эти материалы не могут конкурировать с металлами. Обладающие высокой стойкостью благородные металлы слишком дороги для использования в качестве основные конструкции материалов современной техники. Наиболее доступный металл — железо, обладает требуемым комплексом физ. свойств, но низкой стойкостью к коррозии. Для повышения последней без ухудшения механических характеристик Fe легируют другими металлами, например, хромом. При легировании значительного кол-вом хрома, а иногда и никелем получают нержавеющие стали. Наибольшей стойкостью к равномерной коррозии обладают аустенитные стали, если имеются условия для поддержания их в пассивном состоянии. Аустенитные стали устойчивы к воздействию воздуха, р-ров азотной и мн. орг. кислот, серной кислоты в некотором интервале концентраций, сернистой кислоты и щелочей. Однако в других средах они подвержены питтинговой, щелевой и межкристаллитной коррозии, а также коррозионному растрескиванию. Важными коррозионностойкими материалами являются также Ni, Al, Cu, Ti и сплавы на их основе. Никель устойчив к воздействию горячих и холодных щелочей, разбавленных неокисляющих органических и неорганических кислот, а также воздушной атмосферы. Легирование медью повышает его стойкость к коррозии в восстановит. средах, а также к питтинговой коррозии в морской воде. Легирование хромом повышает сопротивление воздействию окислительных сред, а молибденом — восстановительных; одновременное легирование хромом и молибденом — воздействию тех и других сред. Алюминий обладает хорошей стойкостью к коррозии, в растворах уксусной и азотной кислот, парах S, SО2 и других. Легируют Аl небольшими количествами других металлов, главным образом для улучшения его механических характеристик. Медь устойчива к воздействию воздуха, морской и пресной (горячей и холодной) воды, деаэрирных растворов неокисляющих кислот. Сплавы Сu с Аl (алюминиевая бронза) и Ni (купроникель) используют для изготовления конденсаторных труб, а алюминиевую бронзу — также для корпусов насосов и корабельных гребных винтов. Титан и его сплавы обладают высокой коррозионной стойкостью в морской воде, воздухе, загрязненном промышлеными выбросами, в ряде агрессивных химических сред (см. также Коррозионностойкие материалы). В практике защиту от коррозии широко применяют поверхностное легирование недорогих сплавов, имеющих хорошие механические характеристики. Поверхностный слой обычной стали можно превратить в сплав с высокой коррозионной стойкостью путем нагрева в порошкообразной шихте, содержащей Zn (диффузионное цинкование), Аl (алитирование) или Сr (хромирование), иногда со спец. активирующими добавками. Можно также плакировать дешевый малостойкий материал тонким слоем более коррозионностойкого, например, путем совместной горячей прокатки двух листов до нужной толщины образующегося «биметалла». Поверхность изделий модифицируют путем нанесения тонких покрытий из других металлов или сплавов, преимлимых для защиты от атмосферной коррозии. Состав и способ нанесения покрытий может быть различными. На стальной прокат покрытия из Zn, Al и их сплавов чаще всего наносят методом напыления: металл покрытия в виде проволоки или порошка плавится в электрической дуге или пламени, распыляется газовой струей и осаждается на подготовленную поверхность. Хорошей адгезией и равномерной толщиной отличаются покрытия, образуемые окунанием защищаемых изделий в ванну расплавленного Zn или Аl. Электрохимические методы нанесения широко используют в тех случаях, когда необходимо покрытие очень малой и контролируемой толщины, а изделие не должно сильно нагреваться. Так наносят Cr, Ni, Sn, Zn, Cd и другие. Хромовые покрытия декоративны и благодаря высокой способности хрома пассивироваться могут обладать высокой защитной способностью, но, как правило, содержат трещины и потому чаще их наносят поверх никелевых покрытий.

Методы снижения коррозионной активности среды. Наиболее распространенные агрессивные среды — вода, водные растворы кислот и щелочей, атмосфера, почва. Агрессивность водных сред зависит от растворенных в них О2 и СО2, удаление которых является одним из методов борьбы с коррозией железа, стали, меди, латуни, цинка, свинца. Физ. удаление О2 и СО2 достигается нагревом воды при пониженном давлении или продувкой инертным газом, химическое — пропусканием через слой железных или стальных стружек, обработкой восстановителем (сульфатом натрия, гидразином). В энергетике и некоторых отраслях техники воду освобождают также от стимуляторов локальной коррозии, например, хлоридов. Эффективно снижают агрессивность водных сред небольшие добавки (редко более 1%) ингибиторов коррозии, защитное действие которых обусловлено образованием прочно связанных с поверхностью нерастворимых продуктов коррозии. Обычно применяют анодные ингибиторы гидроксид, карбонат, силикат, борат, фосфаты, нитрит и бензоат натрия и катодные (сульфаты цинка, бикарбонат натрия и некоторые др.). Анодные ингибиторы в недостаточной концентрации вызывают питтинговую коррозию. Они более эффективны в смеси с катодными ингибиторами, причем совместное действие часто превосходит сумму отдельных эффектов. В кислых средах используют специфические, главным образом органические ингибиторы. Особый класс составляют ингибиторы-пассиваторы, переводящие металл в пассивное состояние посредством смещения его электродного потенциала в более положит. область. Это окислители, чаще пероксидного типа, а также соединения благородных металлов, обменное осаждение которых на защищаемом металле способствует достижению потенциала пассивации. Агрессивность атмосферы сильно зависит от ее влажности и от того, является ли район промышленным, сельским, морским и т. п. (см. Атмосферная коррозия). Для любого металла в зависимости от гигроскопичности продуктов его коррозии и пылевых частиц, попадающих на поверхность, имеется некоторая критичическая относительная влажность, ниже которой он не подвергается атм. коррозии; для Fe, Cu, Ni, Zn она находится в пределах от 50 до 70%. Поэтому в открытой атмосфере целесообразна периодическая очистка поверхности изделия от гигроскопических загрязнений. Гигроскопичность продуктов коррозии стали уменьшают легированием медью в небольших количествах. Для изделий, имеющих историческая ценность, темперару их хранения иногда искусственно поддерживают несколько выше точки росы. В полостях и упаковках ценных изделий пониженную относительную влажность поддерживают с помощью поглотителей влаги. Весьма эффективны также летучие ингибиторы коррозии, например, карбонат или нитрат циклогексиламина, которые, медленно испаряясь, осаждаются на защищаемой поверхности с образованием независимой адсорбционной пленки. Однако, защищая сталь, такие ингибиторы могут усиливать коррозию др. металлов. Поэтому для защиты от коррозии изделий, включающих различные металлы, необходимы специальные составы. Распространены упаковочные материалы (бумага, картон, пленка), содержащие подходящий ингибитор коррозии. Агрессивность промышленной атмосферы определяется в основном продуктами сгорания топлив и другими выбросами (SO2, CO2, H2S, NO2, NH3, сажа, взвеси солей). Из них главным стимулятором коррозии является SO2, превращающийся на поверхности металла во влажной атмосфере в серную кислоту. В закрытых объемах стимуляторами коррозии оказываются пары орг. кислот (муравьиной, уксусной, пропионовой), выделяющиеся из некоторых сортов древесины, пластмасс, клеев, красок. Единственный путь снижения агрессивности промышленной атмосферы — устранение выбросов, в помещениях кондиционирование и фильтрация поступающего воздуха. Коррозионная агрессивность почвы определяется содержанием в ней О2, влажностью, электрической проводимостью, рН (см. Подземная коррозия). В кислых почвах куски извести вблизи зарытого в почву металла могут долго создавать рН, достаточный для поддержания металла в пассивном состоянии.

Защитные изолирующие покрытия. Из органических изолирующих покрытий для защиты от атмосферной коррозии широко используют лакокрасочные, для подземных конструкций — толстые покрытия из каменного-угля пека, битумов, полиэтилена, сочетаемые с катодной электрохимической защитой. Для улучшения адгезии производится подготовка поверхности под покрытие: тщательная (мех. или хим.) очистка от грязи и продуктов коррозии, специальная химическая или электрохимическая обработка (фосфатирование, хроматирование, анодирование). Сплошность повышают использованием многослойных (обычно трехслойных) покрытий. От первого (грунтовочного) слоя требуется макс. адгезия к металлу и хорошие защитные характеристики, достигаемые введением пигментов с ингибирующими свойствами (свинцовый сурик, хромат цинка). Конечная толщина покрытия обычно не превышает 0,75 мм. Применение вместо натуральных масел современных синтетических материалов позволяет увеличить срок службы покрытия в 3-5 раз. Некоторые пластмассы, напр., эпоксидные и полиуретановые смолы, надежно защищают металл в виде тонких покрытий; другие (поливинилхлорид, полиэфиры, некоторые фторзамещенные полиолефины, полиэтилен) используются в виде относительно толстых покрытий. Толстые и особенно армированные покрытия можно рассматривать как коррозионностойкую футеровку. Среди неорганических защитных покрытий важными являются стекловидные эмали, используемые преим. для защиты чугунных и стальных изделий (резервуары, ванны, бытовая техника) от воздействия атмосферы, воды и других сред. Внутренняя поверхность стальных трубопроводов, резервуаров для горячей и холодной воды, емкостей для хранения нефти и некоторых продуктов химической промышленности можно защищать дешевыми покрытиями из цемента. Особый класс составляют т. наз. конверсионные защитные покрытия, которые состоят из стойких соединений на основе самого покрываемого металла (фосфатных, хроматных, оксидных), получаемых путем его хим. или электрохимической обработки. Их используют преим. как основу под лакокрасочные покрытия.

Электрохимическая защита основана на характерной зависимости скорости коррозионных процессов от электродного потенциала металла. Катодную защиту широко используют для снижения скорости коррозии подземных сооружений (трубопроводов, кабелей связи, свайных и стальных фундаментов), корпусов морских судов, эстакад, морских буровых скважин. Обычно катодная защита применяется в нейтральных средах, когда коррозия протекает с кислородной деполяризацией, и, следовательно, в условиях повышения катодной поляризуемости металла. Существуют два варианта катодной защиты. В первом варианте требуемое смещение электродного потенциала достигается путем катодной поляризации с помощью внеш. источника тока и вспомогательных инертных анодов (защита с наложенным током); во втором — посредством контакта его с массивными электродами из более электроотрицательного металла, которые, анодно растворяясь, обеспечивают протекание катодного тока к защищаемой конструкции (гальваническая защита). В качестве «жертвенных» анодов используют сплавы. Первый вариант применяют для защиты протяженных конструкций, обычно в комбинации с изолирующими покрытиями, в средах как с низким, так и с высоким электрическим сопротивлением. Преимущество его — в легкости регулирования защитного тока и поддержании защитного потенциала даже в условиях изменения изолирующих свойств покрытия во времени. Однако при использовании катодной защиты с наложенным током др. металлическая конструкция, расположенная вблизи защищаемой, может служить проводником и подвергаться усиленной коррозии. Гальванический вариант катодной защиты обычно применяют для защиты от коррозии небольших конструкций с хорошим покрытием и низким потреблением тока или для локальной защиты. Обычно при этом не наблюдается коррозия соседних металлических конструкций. Анодная защита, используемая в кислых средах, применима к металлам и сплавам, способным пассивироваться и оставаться пассивными в сравнительно широком интервале значений их потенциалов (большинство переходных металлов и сплавов на их основе, включая нержавеющие и углеродистые стали). Металл пассивируется и поддерживается в пассивном состоянии путем поляризации его внеш. анодным током. Ввиду малой величины тока его проникающая способность высока и защите поддаются даже отдаленные от катода участки поверхности. Чаще, однако, этот метод используют для защиты емкостей, содержащих агрессивные химические продукты.

Процедура испытаний

Детали транспортировали к муфтонаверточному станку МС-4 и устанавливали в станок (рис. 2). Отмечали положение маховика относительно неподвижной станины (точка 0), свинчивали до упора и развинчивали до точки 0.

Рис. 2. Схема установки образцов в станок

Условия свинчивания:

скорость свинчивания – 6 об/мин;
число свинчиваний – 400 циклов;
момент свинчивания – не более номинального момента крепления замковой резьбы по ТУ 1324-00186528288–2010.

Так, для трубы D = 168 мм, d = 83 мм, с резьбой 3-133 номинальный момент крепления равен 31,8 кНм.

На станке МС-4 установили следующие моменты свинчивания:

первое свинчивание – 10 кНм (1000 кгс);
второе свинчивание – 21 кНм (2000 кгс);

Результаты испытаний

Первый комплект [образец Н (ниппель) без покрытия – образец М (муфта) без покрытия] выдержал 30 свинчиваний и развинчиваний, затем произошло заклинивание. После разворачивания видны следы залипания резьбы (разрушение резьбы по четвертой нитке, рис. 3).

Рис. 3. Пара ниппель–муфта первого комплекта после испытаний

Второй комплект [образец Н с минеральным покрытием – образец М с минеральным покрытием] выдержал планируемое число циклов испытаний – 400 свинчиваний и развинчиваний. После развинчивания установлено, что повреждены были только упорные торцы образцов (рис. 4).

Рис. 4. Пара ниппель–муфта второго комплекта после испытаний

Можно сделать вывод, что износостойкие антифрикционные минеральные покрытия могут быть успешно созданы на сложной поверхности резьбового соединения.

Результат испытаний комплекта образцов трубы (ниппель –муфта) из стали Magnadur 501 показал, что с минеральным покрытием число циклов свинчивания–развинчивания более чем на порядок больше, чем у комплекта образцов из этой же стали без минерального покрытия.

Учитывая состояние резьбы с минеральным покрытием после проведения 400 циклов свинчивания–развинчивания, можно прогнозировать хорошее состояние этой пары и после 1000 циклов.

Рекомендуется при планировании большого числа операций свинчивания–развинчивания (более 100 циклов) создавать износостойкие минеральные покрытия и на торцовых поверхностях этих деталей.

Минеральные покрытия представляют собой перспективный технологический инструмент для повышения износостойкости различных деталей, узлов и механизмов, в том числе из хромсодержащих коррозионно-стойких сталей для использования в различных отраслях промышленности, в том числе в арматуростроении, компрессорной технике и нефтегазовой отрасли.

Список литературы

Патент РФ №2421548. Способ формирования комбинированного минерального поверхностного слоя на металлических деталях, защищающего их от воздействия агрессивных сред и с заданными триботехническими свойствами.
Kislov S., Kislov V., Ostrovsky P. and Woydt M. Localized hardening and structuring of steel by a simple process//53 Tribologie Fachtagung «Reibung, Schmierung und Verschleiβ» der GfT in Gottingen, Gottingen, 24.09–26.09.2012, Herstellung: Druckservice Zillekens, Band 2, p.49/1–49/7.
Кислов С.В., Кислов В.Г., Сказочкин А.В., Бондаренко Г.Г., Тихонов А.Н. Эффективные минеральные покрытия для упрочнения поверхности металлических материалов//Металлы. 2015. №4.
Кислов С.В., Кислов В.Г., Балаш П.В., Сказочкин А.В., Бондаренко Г.Г., Тихонов А.Н. Повышение износостойкости резьбового соединения стальных насосно-компрессорных труб при нанесении минерального покрытия//Нефтегазовое дело. 2015. №4. Электронный доступ: [https://ogbus.ru/years/42015/]/
Kislov S.V., Kislov V.G., Balasch P.V., Skazochkin A.V., Bondarenko G.G. and Tikhonov A.N. Wear resistance of a metal surface modified with minerals//Materials Science and Engineering/IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering 110 (2016). Электронный доступ: [https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1757899X/110/1/012096/pdf].
Грушев В.В., Лазарев С.Ю. Промышленное применение минеральных покрытий и ультразвуковой обработки. Чита: ЗабГУ, 2012.
Хайнике Г. Трибохимия. М.: Мир, 1987.
Юшкин Н.П. Механические свойства минералов. Л.: Наука, 1971.
Прокофьев А.А. Технологическое повышение коррозионной стойкости резьб насосно-компрессорных труб. Дис…. канд. техн. наук. М.: Мос. гос. индустр. ун-т, 2013.
Сароян А.Е., Субботин М.А. Эксплуатация колонн насосно-компрессорных труб. М.: Недра, 1985.

Химическая стойкость алюминия и его сплавов.

Стандартный электродный потенциал алюминия равен -1,66В, т.е. он является достаточно активным металлом. Однако, благодаря склонности к пассивированию, алюминий может быть стоек во многих средах.

В обычном состоянии поверхность алюминия покрыта слоем оксида толщиной от 5 до 100 нанометров. Пленка прочно сцеплена с металлом и покрывает его сплошным слоем. Пленка на алюминии образуется при рН=3-9. Коррозионная стойкость алюминия выше у максимально чистого алюминия (АВ1 и АВ2) с содержанием алюминия 99,9-99,85% соответственно, ниже — у технически чистого А00 и А0 с содержанием алюминия 99,7-99,6 соответственно. Дюралюминий (дюраль, 2-7% меди) имеет низкую коррозионную стойкость. Литейные сплавы силумины (0,8-13% кремния) хорошо держатся в окислительных средах.

Алюминий стоек:

• В атмосферных условиях;

• В средах, содержащих H2S, SO2, NH3;

• В воде при нагревании;

• В растворах солей, обладающих окислительными свойствами — хромовокислых, азотнокислых;

• В концентрированных растворах азотной и серной кислот (обладают окислительными свойствами);

• В разбавленной серной кислоте при 20о С;

• В олеуме до 200о С;

• В фосфорной кислоте при комнатной температуре;

• В уксусной кислоте с концентрацией 1-99%масс при температуре до 65о С;

• В кипящей уксусной кислоте только при концентрациях 98-98,8%масс;

• В формальдегиде;