【摘要】 俄罗斯Sel'kin团队研发的销盘式边界润滑摩擦试验机，专为解决石油管道截止阀涂层耐磨测试难题，通过精准对位补偿技术实现±0.01mm级测试精度，满足API 6D标准要求的工业检测需求。

传统摩擦试验设备为何难以满足石油管道检测需求？

在石油管道关键部件研发领域，传统摩擦试验机存在三大技术瓶颈：

1.加载机构自重过大（典型设备重量达1吨）

2.摩擦面跳动误差＞0.1mm

3.温度波动范围±15℃

传统设备与新型边界润滑摩擦试验机的测试数据对比柱状图

图1. 所研制的摩擦机原理图。[1]

 

新型销盘式摩擦机的核心创新

俄罗斯Tochpribor公司联合科研团队推出的2168UMT改进型设备，通过三大技术创新实现检测革命：

1.动态补偿对位系统

采用六轴联动微调机构（图2），在测试过程中实时修正样品位移，使接触面压力偏差控制在±5%以内。该技术特别适用于Φ10mm以下的微型试件检测。

销盘式摩擦试验机动态补偿对位系统三维结构示意图

图2. 所开发的摩擦机的视图。[1]

2.恒温边界润滑模块

集成PEEK材质温控腔体，配合闭环热管理系统，可将试验温度稳定在设定值±2℃范围，完美模拟石油管道阀门的实际工况。

3.多维度数据采集

配置16通道传感器阵列，可同步监测：

  • 摩擦系数波动曲线
  • 接触面微观形貌变化
  • 润滑膜破裂临界点

 

某油田截止阀涂层的验证测试

在DN300管道阀门密封面的碳化钨涂层检测中，新型设备展现出显著优势：

检测指标

传统设备

新型设备

数据重复性

32%

89%

温度控制精度

±12℃

±1.5℃

最小检测位移

0.5μm

0.02μm

 

满足ASTM G133标准的关键指标

该设备已通过俄罗斯GOST认证，主要技术特征包括：

  • 轴向负载范围：5N-20kN
  • 滑动速度：0.01-2m/s
  • 试样尺寸：Φ3mm-Φ150mm
  • 数据采样频率：1000Hz

 

参考文献：[1] Sel’kin, V.P., Kopylov, S.V. Friction machine for testing materials under boundary lubrication. J. Frict. Wear 37, 184–186 (2016).

 

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