Кто может прояснить вопрос разложения дисульфида (сульфида) молибдена MoS2?

[psnsergey 350]

Добрый день!

В народе бытует страшная сказка, что, например, если теряется герметичность пыльника ШРУСа, то он быстро входит из строя из-за химической реакции MoS2 с кислородом и водой с образованием абразивного оксида молибдена и/или сернистой кислоты.

 

У меня по этому поводу сомнения. MoS2 используют во многих маслах и смазках, далеко не все из которых применяются без доступа воды и кислорода. Оба они присутствуют в атмосферном воздухе (причем с химической точки зрения, если влажность, допустим, 50%, то скорость гомогенной химической реакции с водой всего лишь вдвое меньше, чем при погружении в воду, если не брать в расчет скорость диффузии и химическое равновесие), оба они прекрасно диффундируют через многие эластомеры ("резины"), воздух неизбежно остаётся в узлах после их набивки.

 

Где правда? В каких условиях с MoS2 происходят эти прискорбные вещи, а в каких их не стоит опасаться?

Изменено 11 июля 2019 пользователем psnsergey

[Andri 17]

При чем тут молибден? Дело в грязи и пыли, которую как насосом закачивает в шрус при вращении через дырку в пыльнике, пыльник работает как меха у гармошки.

[psnsergey 350]

Andri , это-то очевидно. Но также очевидно и то, что всё-таки MoS2 не сильно устойчив. Вот по поводу реальных пределов этой устойчивости и нужен комментарий специалиста. Когда можно не беспокоиться, а когда стоит насторожиться.

Изменено 11 июля 2019 пользователем psnsergey

[SL1 3 951]

psnsergey Вы забыли про высокую температуру в месте локального контакта нагруженного узла. Без нее реакции не будет. С ней и остальными вышеупомянутыми элементами - да.

[Screwdriver78 2 424]

4 часа назад, psnsergey сказал:

В народе бытует страшная сказка, что, например, если теряется герметичность пыльника ШРУСа, то он быстро входит из строя из-за химической реакции MoS2 с кислородом и водой с образованием абразивного оксида молибдена и/или сернистой кислоты.

https://ru.wikipedia.org/wiki/Сульфид_молибдена(IV)

 

В зонах развития контактного трения, когда, собственно говоря, MoS2 и срабатывает как противозадирная присадка, локально температура доходит до 1500 градусов. В отсутствии воды и кислорода дисульфид вступает в реакцию с железом и плакирует поверхность, в присутствии - распадается на оксиды молибдена, серы и сернистую кислоту. Вот и вся сказка.

Изменено 11 июля 2019 пользователем Screwdriver78

[psnsergey 350]

Screwdriver78 , логично. Получается, MoS2 можно применять только без воды и кислорода.

Но ведь когда набиваешь ШРУС смазкой, воздух там остаётся, вместе со влагой! И пыльник далеко не герметичен, влагу сколько-то пропускает. И моторное масло далеко не изолировано от кислорода и влаги. И на рынке вообще полно DIY масел и смазок с MoS2, которые работают с доступом кислорода и влаги! Да и в годы войны тоже никто не изолировал авиадвижки от кислорода. Это всё развод, что ли?

 

Какой вывод из этого следует? Что MoS2 применять целесообразно либо при герметичной изоляции от атмосферы, либо без такой изоляции, но - в тяжелонагруженных парах трения с небольшим межсервисным интервалом, где положительный эффект этой добавки (трущиеся детали не свариваются за короткое время, как было бы без подобных твердых присадок) оправдывает наносимый ею вред? Я правильно понял?

Изменено 11 июля 2019 пользователем psnsergey

[Screwdriver78 2 424]

1 час назад, psnsergey сказал:

Да и в годы войны тоже никто не изолировал авиадвижки от кислорода.

Какой там был ресурс в моточасах, не помните?

1 час назад, psnsergey сказал:

Но ведь когда набиваешь ШРУС смазкой, воздух там остаётся, вместе со влагой!

Но они дополнительно не поступают. То, что там есть, кислород и вода, прореагируют и свяжутся с тем, с чем можно и - всё.

1 час назад, psnsergey сказал:

И пыльник далеко не герметичен, влагу сколько-то пропускает.

Так и ШРУС не вечен, через сколько-то да износится.

 

1 час назад, psnsergey сказал:

И моторное масло далеко не изолировано от кислорода и влаги.

А в моторном масле и не создается условий для срабатывания дисульфида молибдена. Это развод. Он там собирается в фильтре и в поддоне или плавает по системе и ничего не делает.

 

1 час назад, psnsergey сказал:

И на рынке вообще полно DIY масел и смазок с MoS2, которые работают с доступом кислорода и влаги!

Ну так если в узле без защиты от воздуха и воды используется дисульфид молибдена и там создаются такие же условия для задиров, как в ШРУСе, так такой узел и заржавеет.

На рынке, к сожалению, вообще полно всякого говна, а производители разводят доверчивых потребителей, как лохов.

Изменено 11 июля 2019 пользователем Screwdriver78

[psnsergey 350]

Screwdriver78 , всё логично, но я думаю, что всё-таки за десятки тысяч часов службы ШРУСа туда может поступить вполне достаточно кислорода и воды для того, чтобы дисульфид прореагировал, а оксид вызвал износ деталей. Ну не вакуумное там уплотнение. Кислород и вода туда не поступают в основном потому, что внутри они тоже имеются с примерно теми же парциальными давлениями, поэтому поток практически отсутствует. Будь иначе, т.е. определяйся срок службы этого узла проникновением влаги и кислорода, мы бы видели в ШРУСах специальный влаго- и кислородопоглотитель наподобие геттера в электровакуумных приборах или пакетика с силикагелем в коробках с обувью.  А его там нет. Хотя вещества, поглощающие влагу и кислород без вредного остатка, недороги.

 

Но хотелось бы услышать: правильно ли я понимаю, что любая смазка с MoS2, предназначенная производителями для узла с существенным сроком службы, но без эффективной герметизации от воздуха, скажем, редуктора мотокосы или электродрели - развод?

Изменено 11 июля 2019 пользователем psnsergey

[Screwdriver78 2 424]

1 час назад, psnsergey сказал:

но я думаю, что всё-таки за десятки тысяч часов службы ШРУСа туда может поступить вполне достаточно кислорода и воды для того, чтобы дисульфид прореагировал, а оксид вызвал износ деталей.

Когда в ШРУС поступает достаточно воды и кислорода - он и умирает. Пока не поступает - он работает. Если это микронасачивание через стыки нормального пыльника и вала  - это десятки тысяч часов работы, если это трещина или дыра - это несколько часов. Никаких противоречий.

 

1 час назад, psnsergey сказал:

Будь иначе, т.е. определяйся срок службы этого узла проникновением влаги и кислорода, мы бы видели в ШРУСах специальный влаго- и кислородопоглотитель наподобие геттера в электровакуумных приборах или пакетика с силикагелем в коробках с обувью

Как вы себе представляете техническую реализацию поглотителя чего бы то ни было в узле с непрерывно перемешиваемой смазкой? Поглотитель пропитается базовым маслом и его поглощение на этом закончится.

 

1 час назад, psnsergey сказал:

для узла с существенным сроком службы

Это сколько?

 

Вы все время оперируете не количественными, а сравнительными категориями. "Вполне достаточно", "существенно", "практически отсутствует". Приведите конкретные цифры, и сравним.  Если вы их не знаете - все эти рассуждения ничего не весят.

 

1 час назад, psnsergey сказал:

правильно ли я понимаю, что любая смазка с MoS2, предназначенная производителями

Предназначенная производителями смазки? Я сильно вас огорчу, если скажу, что в описании любой смазки любого производителя почти всегда написано, что она отлично подходит для всего, на весь срок службы, для любых узлов, применений и скоростей? Вы понимаете, что это маркетинговые уловки? Каждый тип смазки наилучшим образом подходит для конкретного применения, а для всех остальных она тоже подходит, но посредственно.

 

1 час назад, psnsergey сказал:

скажем, редуктора мотокосы или электродрели

В скоростных узлах смазки с дисульфидом молибдена вообще не применяются, потому что любые твердые присадки в них разрушают масляную пленку и вызывают абразивный износ деталей, а плакирования поверхности наоборот, не вызывают - нет необходимых контактных давлений. До оржавления просто не дойдет.

 

Вот честный производитель пишет: http://tpgargo.ru/press-czentr/blog/smazki-s-disulfidom-molibdena

Цитата

В завершение хотел бы предложить выводы, но и предостеречь читателя этого поста от неоправданного применения смазок с дисульфидом молибдена. Смазки с этой антифрикционной добавкой имеют строго определенное назначение и область применения. Так, ранее мы рассмотрели применение смазки ARGO Elit M в качестве смазки внутреннего ШРУСа переднеприводных автомобилей, обратив внимание на особенности работы близких по конструкции шарниров и требований к смазкам для них. В этот раз хочу обратить внимание на то, что смазки с дисульфидом молибдена традиционно применяются в низкоскоростных, но высоконагруженных механически узлах трения, защищая их от интенсивного износа при высоких удельных и ударных нагрузках. Но в высокоскоростных подшипниках дисульфид молибдена способен создать обратный эффект в виде абразивного износа и внутреннего разогрева узла с соответствующим вытеканием смазки. Так подшипник ступицы колеса скоростного автомобиля или подшипник электродвигателя может преждевременно выйти из строя от смазки с дисульфидом молибдена.

 

[psnsergey 350]

Screwdriver78 , коэффициент газопроницаемости для эластомеров порядка 10^-17 м2/(с*Па).

Для разности парциальных давлений 10 кПа O2, площади пыльника 0,001 м2, толщины 0,001 м, времени испытания 10^8 с (десяток лет) имеем объем кислорода порядка 10 мл. Действительно, похоже на правду в свете Вашего объяснения. Спасибо!

[psnsergey 350]

Однако должен заметить, что поглотителю кислорода ничуть не помешает перемешивание смазки, наоборот это хорошо. Главное локализовать гранулы поглотителя в какой-нибудь полости, отделенной от основного объема материалом с высокой кислородопроницаемостью. Химически поглотитель может быть каким-нибудь активным металлом, например.

[psnsergey 350]

Получается, что в негерметичных узлах применение MoS2 ограничивается случаем сильной нагрузки при малых скоростях. При этом происходит деградация этой твердой добавки с образованием не только химически активных оксидов серы (хрен с ними, они могут и улетучиваться), но и абразивного оксида молибдена. С этим мирятся, но в этом же одно из принципиальных ограничений для применения MoS2.

Но в любом случае графит все равно хуже, так как у него изначально выше трение и собственные абразивные свойства. Единственный резон для его применения - это цена и экология. Правильно?

[verlube 798]

17 minutes ago, psnsergey said:

Получается, что в негерметичных узлах применение MoS2 ограничивается случаем сильной нагрузки при малых скоростях.

С периодической заменой смазки, когда часть деградивавшего  уходит из узла.

Графит применяется также для аккустического комфорта, в некоторых смазках для рцеппов например смесь дисульфида с графитом.

Смесь графита и дисульфида даёт бонусы обоих добавок в одной смазке, которые превосходят чисто графитную или чисто дисульфидную смазку.

 

Изменено 12 июля 2019 пользователем verlube

[Screwdriver78 2 424]

1 час назад, psnsergey сказал:

Получается, что в негерметичных узлах применение MoS2 ограничивается случаем сильной нагрузки при малых скоростях. При этом происходит деградация этой твердой добавки с образованием не только химически активных оксидов серы (хрен с ними, они могут и улетучиваться), но и абразивного оксида молибдена. С этим мирятся, но в этом же одно из принципиальных ограничений для применения MoS2.

Но в любом случае графит все равно хуже, так как у него изначально выше трение и собственные абразивные свойства. Единственный резон для его применения - это цена и экология. Правильно?

Смазку с дисульфидом очень хорошо применять в цсс. Когда в узел под давлением всегда постепенно подаётся свежая смазка, а продукты распада старой выносятся наружу.

Графит не плакирует поверхность, и обладает существенно более низкой несущей способностью.

Изменено 12 июля 2019 пользователем Screwdriver78

[Screwdriver78 2 424]

1 час назад, psnsergey сказал:

Однако должен заметить, что поглотителю кислорода ничуть не помешает перемешивание смазки, наоборот это хорошо. Главное локализовать гранулы поглотителя в какой-нибудь полости, отделенной от основного объема материалом с высокой кислородопроницаемостью. Химически поглотитель может быть каким-нибудь активным металлом, например.

Не забывайте, что производитель узла не особо то и заинтересован в его долговечности. Владелец должен покататься три-пять лет и сменить машину, потому что она начинает сыпаться.

А во взрослой технике, типа строительной, проще сделать узел изначально с многократным запасом прочности, чем пытаться сделать смазку вечной. Или просто предусмотреть регламентную замену смазки или вообще узла. Это проще и надёжнее.