§ 41. ПРОКЛАДОЧНЫЕ, УПЛОТНИТЕЛЬНЫЕ И ИЗОЛЯЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Для придания плотности и герметичности соединениям деталей машин (трубы, различные соединения и др.) и устранения возможного просачивания жидкости и прорыва газов используют прокладочные и уплотнительные материалы.
Изоляционные материалы - это органические и неорганические вещества, обладающие огнестойкостью и малой тепло- и электропроводностью. Они применяются для изоляции находящихся под током деталей машин и электропроводов. Наибольшее распространение получили следующие прокладочные и изоляционные материалы.
Бумага - листовой материал, изготовленный из растительных волокон и целлюлозы. Целлюлоза - растительные волокна, очищенные от смол и других компонентов. Картон – специально обработанная толстая бумага толщиной 0,25-3 мм. В зависимости от способа обработки он приобретает масло- и бензостойкость, электро- и термоизоляционность. Бумагу и картон применяют как прокладочный и изоляционный материал.
Фибра - разновидность бумажного материала, изготовляют ее из бумаги, пропитанной раствором хлористого цинка. Отличается высокой прочностью и хорошо поддается механической обработке, масло- и бензостойка. Недостаток фибры - значительная гигроскопичность (влагопоглощаемость), поэтому при увлажнении она деформируется. Фибры применяются для изготовления шайб, прокладок и втулок.
Асбест - естественный волокнистый белый минерал, состоящий из кремнезема и небольших количеств окиси железа и окиси кальция. Для него характерны высокая огнестойкость, а также малая тепло- и электропроводность, выдерживает температуру до 500°С. Из асбеста делают волокно, нити, шнуры, ткани с примесью хлопка и чисто асбестовые ткани, листовые и прокладочные асбестовые материалы, асбестовую бумагу, картон.
Паронит - листовой материал из асбеста, каучука и наполнителей. Применяют для уплотнения водяных и паровых магистралей (при давлении до 5,0 МПа и при температуре до 450°С), а также для уплотнения трубопроводов и арматуры для нефтепродуктов: бензина, керосина, масла.
Войлок - листовой пористый материал, изготовленный из волокон шерсти. Воздушные поры в нем составляют не менее 75% объема. Он обладает высокими тепло- и звукоизолирующими, а также амортизирующими свойствами. Войлок используют для набивки сальниковых уплотнений и изготовления прокладок.
Важной задачей современного машиностроения является надежная герметизация и уплотнение соединений деталей и сборочных единиц, работающих в жестких условиях. Материал обычно используемых уплотнительных прокладок (паронит, картон и др.) не всегда обеспечивает надежную длительную герметичность соединений. Под действием температуры и вибрации прокладки со временем претерпевают ряд изменений, теряют свои уплотняющие свойства, в них возникают разрывы и трещины. В процессе эксплуатации это приводит к утечке масла, топлива и др. Для этих целей применяют различные герметики . Уплотняющая жидкая прокладка ГИПК-244 предназначена для герметизации неподвижных соединений деталей и сборочных единиц, работающих в водяной, паро-водяной, кислотно-щелочной и масло-бензиновых средах.
Уплотнительная замазка У-20А предназначена для герметизации соединений в воздушной и водяной средах. Герметик Эластосил 137-83 герметизирует неподвижные соединения в водяной, паро-водяной, кислотно-щелочной и масляной средах. Анаэробный клей ДН-1 обеспечивает герметизацию соединений с зазорами до 0,15 мм.
Минеральная вата - продукт переработки металлургических или топливных шлаков. Служит для изоляции поверхностей с низкими и высокими температурами нагрева. Применяются в качестве изоляционного материала также плиты на основе минеральной ваты, проклеенной фенольной смолой или битумной эмульсией.
Изоляционная прорезиненная лента представляет собой суровую тонкую хлопчатобумажную ткань (миткаль), пропитанную с одной или двух сторон липкой сырой резиновой смесью.
Липкая изоляционная лента – это пленочный пластик, покрытый слоем перхлорвинилового клея. Толщина ленты 0,20-0,45 мм, ширина 15-50 мм. Изоляционные ленты выпускаются различных цветов.
Прокладочные материалы применяют для соединений полых деталей и труб, во избежание просачивания жидкостей и газов.
В машиностроении применяют следующие прокладочные уплотнительные и набивочные материалы.
Фибра - изготовляется путем пропитки тряпичной бумажной массы крепким раствором хлористого цинка и последующего прессования. Она широко распространена как прокладочный и электроизоляционный материал; в продаже встречается в виде листов, прутков и трубок черного или коричнево-красного цвета. Существенный недостаток фибры - гигроскопичность: под влиянием воды и бензина она набухает, а при высыхании коробится и дает усадку. Поэтому фибровые прокладки часто заменяют прокладками из паранита.
Паранит - листовой прокладочный материал, состоящий из асбеста и резины. Прокладки из паранита устойчивы против действия бензина и масла и поэтому применяются для уплотнения соединений в бензо- и маслопроводах.
Медноасбестовые прокладки - состоят из асбестового картона, обложенного с двух сторон фольгой из красной меди. Эти прокладки стойки против высоких температур и широко применяются в двигателях внутреннего сгорания.
Кожаные прокладки применяют как временные и в таких местах, которые не подвергаются большому нагреву; они считаются очень хорошим материалом для прокладок в бензиновых и масляных кранах.
Пробковые прокладки изготовляют из мелкой прессованной пробки; они предназначаются для уплотнения различных соединений.
Во избежание выкрашивания прокладки оклеивают с двух сторон картоном.
Резиновые прокладки в виде листов, колец, наконечников ставят главным образом для предупреждения протекания воды.
Нельзя применять резиновые прокладки в тех местах, где температура превышает 100°, а также в соединениях бензо- и маслопроводов.
Бумажные и картонные прокладки применяют под цилиндрами двигателей и другими большими поверхностями, не подвергающимися действию высоких температур.
Прокладки делают из обыкновенной, негладкой и достаточно толстой бумаги или картона. Для того чтобы бумага легче заполняла все неровности и лучше присасывалась к уплотняемым поверхностям, ее следует хорошо смазывать маслом с обеих сторон.
Клингерит изготовляют из асбеста в смеси с графитом, суриком, окисью железа и каучуком. В продажу он поступает в виде листов. Прокладки из клингерита применяют при высоких температурах (до 185°) и больших давлениях (до 12 атм). Клингеритовые прокладки перед установкой необходимо слегка смазать маслом с обеих сторон; под действием высокой температуры они становятся чрезвычайно плотными и эластичными, то есть легко прогибаются и плотнее прилегают к соединяемым поверхностям.
Дополнением к твердым прокладкам служат свинцовые белила, сурик, жидкое стекло, а для бензо- и керосинопроводов - мыло.
Войлок применяется для уплотнения валов и полуосей, выходящих из масляных резервуаров подшипников, картеров, коробок скоростей и т. п. В качестве уплотняющего материала необходимо применять лишь лучший, совершенно белый и плотный войлок из кроличьей шерсти (фетр).
Пакля и пенька служат прокладочным материалом при соединении труб. При правой нарезке пенька наматывается на резьбу по часовой стрелке, а при левой - наоборот. Пенька и пакля, пропитанные салом, служат также в качестве материала для набивки сальников.
Для уплотнения фланцевых соединений применяются плоские эластичные прокладки из паронита, резины, картона, фторопласта-4 и композиционных материалов на их основе. Согласно ГОСТ 15180-86, исполнение прокладок, в зависимости от исполнения уплотнительных поверхностей фланцев, должно соответствовать данным, указанным в табл. 1 и 2.
Таблица 1
| Исполнения прокладок | Исполнения уплотнительных поверхностей по ГОСТ 12815-80 | Чертеж |
|---|---|---|
| А | 1 | |
| Б | 2; 3 |  |
| В | 4; 5 |  |
| Г | 8; 9 |
 |
| Д | 1; 5 |  |
Таблица 2
| Исполнение прокладок | Условное давление Р у, МПа (кгс/см²) | Условный проход Д у, мм |
|---|---|---|
| А | 0,1; 0,25 (1; 2,5) | 10-3000 |
| 0,63(6,3) | 10-2400 | |
| 1,0(10) | 10-2000 | |
| 1,6(16) | 10-1600 | |
| 2,5(25) | 10-1400 | |
| 4,0(40) | 10-1200 | |
| Б, В, Г | 0,1-4,0 (1,0-40) | 10-800 |
| 6,3(63) | 10-600 | |
| 10(100) | 10-400 | |
| 16(160) | 15-300 | |
| Г | 20(200) | 15-250 |
| Д | 0,1-0,63 (1,0-6,3) | 40-800 |
| 1,0-4,0 (10-40) | 25-800 | |
| 6,3(63) | 25-600 | |
| 10(100) | 25-400 | |
| 16(160) | 25-300 | |
| 20(200) | 25-250 |
Прокладочные материалы должны обладать: упругостью, стойкостью к среде, в которой работают, сохранять свои физические свойства при рабочей температуре среды и не подвергаться коррозии. При использовании металлических прокладок металл не должен пластически деформировать уплотняющие поверхности фланца, поэтому металл прокладок должен иметь твердость и предел текучести ниже, чем металл уплотняемых поверхностей фланцев, не должен образовывать с металлом газового оборудования гальваническую пару.
Паронит (ГОСТ 481-80). Изготавливают из асбеста и каучука путем вулканизации и вальцевания под большим давлением. Является универсальным прокладочным материалом для уплотнения плоских разъемов с различными средами (холодных и горячих газов, воздуха, пара, масел и нефтепродуктов и др.). В зависимости от назначения паронит изготавливают семи марок. Для уплотнения соединений на газопроводах природного газа и в установках сжиженных газов рекомендуется применять паронит марки ПМБ (в диапазоне температур от −40 до +60 °С и предельного давления до 1,6 МПа). Паронит ПМБ выпускается листами длиной 500, 1000, 1500 мм и шириной 500, 750, 1000 мм, толщиной 0,4; 0,5; 0,6; 0,8; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5; 3,0; 3,5; 4,0 мм. Размеры прокладок из паронита должны соответствовать требованиям ГОСТ 15180-86. Перед установкой паронитовую прокладку следует покрыть с обеих сторон сухим графитовым порошком для предохранения от «прилипания» к плоскости фланца.
Пластмассы . Для прокладок фланцевых соединений газопроводов могут применяться различные пластмассы: полиэтилен высокой плотности (ВД) по ГОСТ 16338-77 и низкой плотности (НД) по ГОСТ 16337-77Е, толщиной 1-4 мм, фторопласт-4 (ПТФЭ) толщиной 1-4 мм по ГОСТ 10007-80Е.
Резина . Высокая эластичность позволяет легко достичь плотности между металлической поверхностью фланца и прокладкой при малых усилиях затяжки. Резина практически непроницаема для газов и жидкостей, имеет достаточную химическую стойкость. Поскольку чрезмерное сжатие ухудшает свойства резины, деформацию ее необходимо ограничить до 30-50 % от допускаемой. Выпускаемая промышленностью резина техническая листовая без тканевых или иных прокладок по ГОСТ 7338-77 предназначена для изготовления прокладок, клапанов и других деталей и производится пяти типов: кислотно-щелочестойкая, теплостойкая, морозостойкая, маслобензостойкая и пищевая.
В зависимости от твердости техническая резина подразделяется на мягкую (м), средней твердости (с) и повышенной твердости (п).
В зависимости от стойкости к воздействию масла и бензина маслобензостойкая резина подразделяется на марки А и Б.
Для фланцевых соединений систем газораспределения с рабочим давлением до 0,6 МПа рекомендуется применять прокладки, изготовленные из листовой маслобензостойкой резины (МБ) марок А и Б (без тканевой основы) по ГОСТ 17133-83 и ГОСТ 7338-77 толщиной 3-5 мм.
Картон . Если по условиям работы прокладкам требуются огнестойкие свойства, то для их изготовления рекомендуется применять:
- асбестовый картон (ГОСТ 2850-80) марок КАОН-1, КАОН-2. Выпускается листами размерами 900×900, 1000×800, 1000×900 и 1000×1000, толщиной 2; 2,5; 3; 3,5; 4; 5 мм;
- асбестовое армированное полотно (ГОСТ 2198-76) представляет собой прорезиненную и прографитизированную ткань полотняного или саржевого переплетения на основе латунной проволоки, а по утку * — из асбестовой пряжи, армированной латунной проволокой. Листы полотна выпускаются размерами 750×1500, 1000×1500 и толщиной 0,6; 0,7; 1,1 мм.
Металлические прокладки для фланцевых и других видов соединений изготавливают из листового проката в виде плоских колец. Металлические прокладки обеспечивают достаточную плотность при высоких давлениях и температурах среды, имеют коэффициент линейного расширения, близкий к коэффициенту расширения материала фланцев. К недостаткам применения металлических прокладок следует отнести необходимость создания больших усилий для обеспечения плоскости соединения, относительно низкие упругие свойства материала прокладок, высокую стоимость по сравнению с эластичными прокладками. Для уплотнения соединения деталей, оборудования установок сжиженных газов и на газопроводах всех давлений рекомендуемыми материалами для изготовления металлических прокладок являются:
- алюминий листовой отоженный по ГОСТ 13722-78, ленты из алюминия или алюминиевых сплавов (отоженных) по ГОСТ 13726-78, ГОСТ 21361-76, толщиной 1-4 мм;
- медь листовая мягкая марок М1, М2 по ГОСТ 495-77.
- льняную чесаную прядь (по ГОСТ 10330-76), которая в процессе соединения пропитывается суриком (по ГОСТ 19151-73) или свинцовыми белилами (по ГОСТ 12287-77), разведенными олифой (по ГОСТ 7931-76);
- ленты из фторопласта-4 (ФУМ-В), толщиной 0,1-1,5 мм по ТУ 6-05-1388-70;
- другой уплотнительный материал, обеспечивающий герметичность соединения.
В качестве набивочного материала для сальников запорной арматуры наиболее эффективен фторопластовый уплотнительный материал марки ФУМ-В. Выпускается круглого сечения диаметром 2,0-16,0 мм и квадратного сечения от 5×5 мм до 16×16 мм для применения в качестве химически стойкого самосмазывающего набивочного материала (в подвижных соединениях типа сальника) и прокладочного материала (в неподвижных соединениях). Соединения работают в диапазоне температур от −60 до +150 °С и при давлении до 6,0 МПа (предприятие-изготовитель ОАО «Пластополимер», г. Санкт-Петербург).
Характеристики отечественных уплотнительных материалов представлены в таблицах 3 и 4.
* Уток — поперечное направление нити в ткани.
Таблица 3
| Набивка плетеная сальниковая | Конструкция набивки | Размеры (диаметр, сторона квадрата), мм | Масса 1 см³ набивки, г | Условия применения |
|
|---|---|---|---|---|---|
| Предельное давление среды, МПа, не более | Предельная температура среды, °С, не более | ||||
| Пеньковая пропитанная (ПП) | Шнур, сплетенный из льняной (ГОСТ 16078-70 * ), пеньковой или джутовой пряжи (ГОСТ 4668-75 * ), пропитанный антифрикционным составом | Не менее 0,9 | 16,0 | 100 | |
| 4, 5, 6, 8, 10, 13, 16, 22, 25, 28 | |||||
| 8, 10, 13, 16, 19, 22, 25, 28, 32, 35, 38, 42, 46, 50 | |||||
| Асбестовая сухая (АС) | Шнур, сплетенный из асбестовой нити (ГОСТ 1770-74 * ) | Не более 1,1 | 4,5 | 400 | |
| 1) сквозного плетения, квадратный | |||||
| 2) с однослойным оплетением сердечника, круглый или квадратный | |||||
| 3) с многослойным оплетением сердечника | 8, 10, 13, 16, 19, 22, 25, 28, 32, 35, 38, 42 | ||||
| Асбестовая пропитанная (АП) | Шнур, сплетенный из асбестовой нити (ГОСТ 1770-74 * ), пропитанный антифрикционным составом | Не менее 0,9 | 4,5 | 300 | |
| 1) сквозного плетения, квадратный | 4, 5, 6, 8, 10, 13, 16, 19, 22, 25, 28 | ||||
| 2) с однослойным оплетением сердечника, круглый или квадратный | 5, 6, 8, 10, 13, 16, 19, 22, 25 | ||||
| 3) с многослойным оплетением сердечника, круглый или квадратный | 8, 10, 13, 16, 19, 22, 25, 28, 32, 35, 38, 42, 46, 50 | ||||
| Асбестовая маслобензостойкая (АМБ) | Шнур, сплетенный из асбестовой нити (ГОСТ 1779-83 * ), пропитанный антифрикционным маслобензостойким составом | Не менее 0,8 | 3,0 | 300 | |
| 1) сквозного плетения, квадратный | 4, 5, 6, 8, 10, 13, 16, 19, 22, 25, 28 | ||||
| 2) с многослойным оплетением сердечника, квадратный | 4, 5, 6, 8, 10, 13, 16, 19, 22, 25, 28, 32, 35, 38, 42, 46, 50 | ||||
Для изготовления прокладок применяются как неметаллические материалы, так и металлы. Металлические прокладки используются для ответственных объектов в тяжелых условий работы арматуры (высокой температуры, высокого давления и т. д.), но они требуют значительно больших усилий затяга соединения, чем мягкие прокладки.
Неметаллические материалы. Резина является наиболее пригодным материалом для уплотнения разъемных соединений. Она эластична, требует небольших усилий затяга уплотнений, практически непроницаема для жидкостей и газов. Резина применяется до температуры 50° С, а теплостойкая резина - до 140° С.
Для прокладок обычно применяется листовая техническая резина по ГОСТ 7338-65 без тканевых прослоек, так как при наличии прослоек иногда создается протечка среды через волокна прослойки. По твердости резину под¬разделяют на мягкую, средней твердости и твердую. Существует пять типов резины: маслобензостойкая (марки А, Б и В в зависимости от степени стойкости), кислотощелочестойкая, теплостойкая, морозостойкая и пищевая.
Прокладки из целлюлозного прокладочного картона широко используются в арматуре для пара низкого давления и воды при рабочей температуре tp < 120° С и рабочем давлении Pp до 0,6 МПа, для масла при tp < 80° С и Pр < 4 МПа и в других случаях. Применяется картон водонепроницаемый и прокладочный (пропитанный), последний используется и для нефтепродуктов при tр <= 85° С и рр < 0,6 МПа. Для картона допускается контактное давление не более 55 МПа. Для высоких температур целлюлозный картон не пригоден, так как обугливается.
Фибра листовая (ФЛАК) представляет собой бумагу или целлюлозу, обработанную хлористым цинком и затем каландрированную. Применяется для прокладок в арматуре при температуре до 100° С. Используется при работе на керосине, бензине, смазочном масле, кислороде и углекислоте. Коэффициент трения между фиброй и сухой сталью μ = 0,33.
Асбест в качестве прокладочного материала используется в арматуре при повышенных и высоких температурах. Материал минерального происхождения в технике используется после переработки в виде листового картона пли шнура. При 500° С прочность асбеста снижается на 33%, а при 600° С - на 77%. К щелочам асбест устойчив, к кислотам устойчив антофилит-асбест.
Асбестовый непропнтанный картон имеет рыхлое строение, низкую прочность, ио высокую жаростойкость, используется для арматуры, работающей при температуре до 600° С; задвижек для горячего дутья, генераторных и дымовых газов и для другой арматуры, не работающей на жидкости. Пропитанный натуральной олифой асбестовый картон может быть использован для нефтепродуктов при давлении до 0,6 МПа и температуре tp < 180° С, однако замена его при смене прокладок или ремонте арматуры затруднена, так как он прилипает к металлическим поверхностям. Для уплотнения средних фланцев газовых больших задвижек используется также асбестовый шнур, который укладывается спиралью на поверхности фланца, предварительно смазанной техническим вазелином. Кроме того, для прокладок используются специальные ткани с пряжей из мягкой латунной или никелевой проволоки. Изготовляют также комбинированные прокладки из колец различной формы и сечений, сердцевина которых выполняется из асбеста, а облицовка из тонкого металлического или пластмассового листа. Такие прокладки имеют хорошие эксплуатационные свойства, но сложны в изготовлении.
Листовой паронит (ГОСТ 481-71) изготовляется из смеси асбестовых волокон (60-70%), растворителя, каучука (12-15%), минеральных наполнителей (15-18%) и серы (1,5-2,0%) путем вулканизации и вальцевания под большим давлением. Теплостойкость паронита зависит от количества в нем резины.
Паронит является универсальным прокладочным материалом и используется в арматуре для насыщенного и перегретого пара, горячих газов и воздуха, растворов щелочей и слабых растворов кислот, аммиака, масел и нефтепродуктов при температуре до 450°С. Коэффициент трения паронита по металлу μ =0,5. Упругость паронита невелика. При контактном давлении свыше 32 МПа все неплотности в материале устраняются. Релаксация напряжений в период, ближайший после затяга, значительна. После обжатия при контактном давлении 70 МПа герметичность соединения сохраняется и при контактном давлении на прокладке, равном рабочему. Наибольшее допускаемое контактное давление на паронит 130 МПа, Чтобы улучшить герметичность соединения и увеличить сопротивление распору прокладки средой, на уплотнительных поверхностях соединения обычно создают две-три узкие канавки треугольного сечения, в которые паронит вдавливается под действием усилия затяга. Такие канавки делаются и при использовании других неметаллических прокладок. Листы паронита изготовляются толщиной до 6 мм. Прокладку целесообразно применять возможно более тонкую» но толщина ее должна быть достаточной для герметизации соединения при данной шероховатости обработанных поверхностей и площади уплотнения. Паронит листовой выпускается следующих марок: ПОН, ПМБ, ПА, ПЭ (см. табл. 4.29), ПС и ПСГ (последние две - специальные).
4.29. Условия применения паронита (по ГОСТ 481-71)
| Обозна- | Допустимая | Допу- | |||
| чение и | температура, | стимое | Область | ||
| наименование | давление. | применения | |||
| марок | от | до | МПа | ||
| Вода пресная | _ | 250 | 6,4 | ||
| Пар водяной | — | 450 | 6,4 | ||
| Воздух | -50 | + 100 | 1 | ||
| Сухие нейтральные и инертные газы | __ | 450 | 6,4 | ||
| Водные растворы | -15 | 100 | 2,5 | ||
| ПОН(паронит
назначения) |
солей различной кон- | ||||
| центрации | |||||
| Аммиак жидкий | -40 | + 150 | 2,5 | ||
| Спирты | — | 150 | 1,6 | ||
| Парафин | — | 150 | 1,6 | ||
| Тяжелые нефтепродукты | — | 200 | 6,4 | ||
| Легкие нефтепродукты | — | 150 | 2,5 | ||
| Жидкий кислород | -182 | — | 0,25 | Для уплотнения соединений типов: | |
|
«гладкие» с давле- |
|||||
| Вода морская | — | 50 | 4 |
нием рабочей сре- |
|
| Рассолы | -40 | +50 | 10 |
ды не более |
|
| Аммиак жидкий и газообразный | -40 | + 150 | 2,5 |
4 МПа; «шип- паз»; «выступ- |
|
| Коксовый газ | — | 490 | 6,4 | впадина» | |
| Воздух | -50 | 200 | 1,6 | ||
| Кислород и азот | -182 | — | 0,25 | ||
| ПМБ (паронит маслобензостойкий) | жидкий | ||||
| Сжиженные и га- | -40 | +60 | 1,6 | ||
| зообразные углеводо- | |||||
| роды С х -С 6 | |||||
| Кислород и азот | — . | 150 | 5 | ||
| газообразные | |||||
| Парафин | — | 150 | 1,6 | ||
| Расплав воска | ___ | 150 | 1 | ||
| Легкие нефтепродукты | — | 200 | 2,5 | ||
| Тяжелые нефтепро- | — | 300 | 2 | ||
| дукты | |||||
| Минеральные масла | — | 150 | 2.5 | ||
Продолжение табл. 4.29
| Обозначение и наименование марок | Среда | Допустимая температура, | Допустимое давление, МПа | Область применения | |
| ПА (паронит, армированный сеткой) | Вода пресная
Водяной пар Воздух, нейтральные и инертные сухие газы Тяжелые нефтепродукты Легкие нефтепродукты, минеральные масла |
10 | Для уплотнения соединений типов: «гладкие» с давлением рабочей среды не более 4 МПА; «шип- паз»; «выступ — впадина* | ||
| ПЭ | Щелочи с концентрацией 300-400 г/л, водород, кислород
Аммиак жидкий и газообразный Азотная кислота, (10%-ный раствор) Нитрозные газы |
2,5 | Электролизеры, арматура и др. Минимальное контактное давление, необходимое для герметизации 10 МПа для соединений, работающих под давлением 0,02 МПа, и 30 МПа для соединений, работающих под давлением 1 МПа | ||
| Примечание.
Применение паронита в случаях, не предусмотренных данной таблицей, допускается после проведения промышленных испытаний и согласования результатов с отраслевым научно-исследовательским институтом Министерства нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности СССР. |
|||||
Паронит марок ПОН и ПА испытывается на уплотнительную способность в среде пара при температуре 450° С и давлении 10 МПа. Прокладка наружным диаметром 120 мм и внутренним 80 мм, смазанная маслографитовой пастой, должна при контактном давлении 22,5 МПа сохранять герметичность в течение 30 мин. Кроме того, паронит этих марок, а также марки ПМБ испытывается на уплотняющую способность в керосине при температуре 20° С и давлении 15 МПа. Прокладка наружным диаметром 120 мм и внутренним 80 мм, смазанная маслографитовой пастой, при контактном давлении 32,4 МПа должна сохранять герметичность в течение 30 мин.
Паронит специальной марки ПС предназначен для этилового спирта, жидкого кислорода, масла Л-1 и воздуха. Применяется для давлений до 7,5 МПа при рабочей температуре от -182 до +400° С в зависимости от типа соединения и рабочей среды. Паронит марки ПСГ (паронит специальный графитированный) предназначается для этилового спирта, водяного пара и парогаза. Применяется для давлений до 7,5 МПа при рабочей температуре до 450° С (для спирта - до 50° С). Листы паронита имеют размеры от 0,3 X 0,4 до 1,5 X 3,0 м, толщина листов паронита марки ПОН - от 0,4 до 6,0 мм. Каждая марка паронита имеет свой диапазон размеров и толщин.
Пластмассы для прокладок арматуры применяются при невысоких температурах среды. Пластикат поливинилхлоридный по эластичности наиболее близко подходит к резине, используется для арматуры в химических производствах при сравнительно узком интервале температур (от -15 до 4-40° С). Полиэтилен в качестве прокладок может использоваться при температуры среды от -60 до +50° С. Фторопласт-4 и фторопластовый уплотнительный материал (ФУМ), выпускаемый в виде шнуров различных профилей и сечений, применяются для температур от -195до +200°С. Винипласт как прокладочный материал используется ограниченно.
Металлические материалы. Металлические прокладки изготовляются в виде плоских колец прямоугольного сечения из листового материала или в виде колец фасонного сечения из труб или поковок. К последним относятся линзовые прокладки чечевичного сечения, прокладки сечением в виде овала, расположенного параллельно оси прокладки, и гребенчатые прокладки, имеющие сечение прямоугольника с треугольными выступами в виде гребенки. Помимо этого изготовляются комбинированные прокладки, состоящие из мягкой сердцевины (асбеста или паронита), облицованной листовым материалом из алюминия, малоуглеродистой стали или коррозионностойкой стали 08Х18Н10Т или 12Х18Н10Т. Достоинства металлических прокладок: достаточная плотность при высоких давлениях и температурах среды, коэффициент температурного расширения близок к коэффициенту температурного расширения материала фланца и шпилек или болтов, возможность повторного использования после соответствующего ремонта. К недостаткам следует отнести: необходимость создания больших усилий для обеспечения герметичности соединения, относительно низкие упругие свойства, значительную релаксацию напряжений и относительно высокую сто¬имость изготовления. В табл. 4.30 приведены некоторые сведения о металлах, применяемых для изготовления прокладок арматуры.
4.30. Металлы, применяемые для изготовления прокладок
|
Допустимая |
||||
| Наимено- | Марка | Среда |
температура, *С |
|
| вание | ||||
| от | до | |||
| Сталь низ- | 05кп (особая) | Водяной пар | «я. | |
| коуглеро- | ||||
| дистая ти- | ||||
| па Армко | ||||
| То же | 05кп (особая) | Щелочи, кислоты, гнзы, содержащие оеру. Не применяется для водных растворов кислот и ше лочей | -70 | |
| Сталь | 0,5; 0,8 | Водяной пар, нефтепродукты | -40 | |
| Коррозион- | 12Х18Н10Т» | Водяной пар, неф- | -253 | |
| ностойкая | 08Х18Н10Т | тепродукты, корро- | ||
| сталь | зионные среды, кроме серной кислоты | |||
| Алюминий | АО; А; АД1 | Воздух, вода, нефтепродукты, азотная, фосфорная и другие кислоты, сухой хлор, сернистые газы | -253 | |
| Никель | НП1, НВК | Водяной пар, хлор и др.; нейтральные среды | -200 | |
| Монель- | НМЖМо.28-2,5-1,5 | Морская вода. | ||
| металл | коррозионные среды, водяной пар | |||
| Медь | М1.М2 | Криогенные и другие нейтральные среды | -253 | |
| Свинец | С2 | Коррозионные среды, в том числе серная | -200 | |
Набивочные материалы
Материалы для сальниковой набивки (табл. 4.31) должны иметь высокую упругость, физическую стойкость при рабочей температуре, химическую стой¬кость против действия рабочей среды и возможно малый коэффициент трения. В качестве набивочных материалов в основном применяются: хлопчатобумажные материалы, пенька, асбестовый шнур, асбест, графит, тальк, стекловолокно и фторопласт. Наиболее часто используется асбест в виде плетеного шнура квадратного или круглого сечения, но могут быть использованы и скатанные шнуры без плетения или чесания волокна (пенька и др.). Наиболее целесообразно применение набивки из заранее приготовленных и отформованных колец.
4.31. Основные материалы для сальниковой набивки (с учетом ГОСТ 5152 — 66)
| Допустимая | Допу- | ||||
| температура | стимое
давление, |
||||
| Набивка | Рабочая среда | ||||
| до | |||||
| Плетеные хлопчатобумажные | |||||
| ХБС (сухая) | Воздух; питьевая вода, спирты, пишеоые продукты, смазочные мчсла, органические растворители, углеводороды, нейтральные растворы солей | — | 100 | 20 | |
| ХБС (сухая) | Жидкий и газообразный аммиак | -40 | — | — | |
| ХБП (пропитан- | Воздух, промышленная во- | — | 100 | 20 | |
| ная) | да, нефтяное топливо, смазочные масла, инертные газы и пары, углеводороды
Плетеные пеньковые |
— | |||
| ПС (сухая) | Воздух, промышленная вода, водяной пар, смазочные масла, нефтяное топливо светлое, углеводороды | 100 | 16 | ||
| ПС (сухая) | Жидкий и газообразный азот | -40 | — | — | |
| ПП (пропитанная) | Воздух, промышленная пода, топливо нефтяное темное, смазочные масла, инертные пары и газы, углеводороды, растворы щелочей, соленая вода | — | 100 | 16 | |
Продолжение табл. 4.31
Продолжение табл. 4.31
Для герметизации разъемных соединений между фланцами
помещают прокладки из эластичного материала. При затягивании
болтов прокладки деформируются и создается прочноплотное со-
единение.
Прокладки должны быть достаточно прочными и эластич-
ными, чтобы хорошо уплотнять соединение и воспринимать
внутреннее давление и температурные удлинения трубопроводов.
Кроме того, они должны сохранять свои физические характери-
стики под действием агрессивной среды. Материал для прокла-
док выбирают с учетом рабочего давления, концентрации и тем-
пературы агрессивной среды, стоимости и дефицитности.
Для разъемных фланцевых соединений аппаратуры и трубо-
проводов применяют картон, асбест, полипропилен, текстолит,
свинец, медь, алюминий и другие материалы.
Картон в виде листов толщиной от 0,2 до 2,5 мм применяют
для уплотнения фланцевых соединений масло- и рассоло-
проводов. Для предохранения от размокания прокладки из карто-
на предварительно пропитывают горячим машинным маслом или
олифой. Прокладки из листового асбеста применяют на газопро-
водах сухих агрессивных газов с температурой до 600 ÉС. Про-
как они легко разрушаются под давлением.
Паронит, представляющий собой спрессованную смесь из
асбеста (60–70 %), каучука (12–15 %) и минеральных наполни-
телей (в том числе 1,5–2,0 % серы), является основным прокла-
дочным материалом для паропроводов. Его широко применяют
также для уплотнения трубопроводов, транспортирующих мине-
ральные кислоты и щелочные растворы при температурах до
150–170 ÉС и давлении не более 0,3 МПа. Для уплотнения газо-
проводов паронитовые прокладки применяют при гладких флан-
цах до давления 2,5 МПа, а при фланцах с выступом и впадиной –
Для холодной и горячей воды, слабых растворов минераль-
ных кислот и щелочей при температурах до 50–100 ÉС в качестве
прокладочного материала можно использовать соответствующие
сорта резины, в частности на основе полисилоксанового каучука,
которая способна работать в интервале температур от –65 до 250
ÉС. Полиизобутилен ПСГ, выпускаемый в виде листов толщиной
2,5 и 4 мм, применяют для уплотнения трубопроводов слабых ки-
слот и щелочей. Из-за хладотекучести полиизобутилен исполь-
зуют при давлениях не выше 0,05 МПа и температурах Ò40 ÉС.
Улучшенной прочностью обладает композиция полиизобутилена
с полиэтиленом. Такой материал используют в качестве прокла-
док для стеклянных трубопроводов при температурах от –30 до
Прокладкой может служить также «чистый² полиэтилен
(без добавок). Его применяют, например, в производстве реактив-
ной соляной кислоты.
Фторопласт в качестве прокладки используют обычно в ус-
тановках для получения продуктов реактивной квалификации и
особочистых веществ. Прокладки, полученные прессованием
композиции фторопласта-4Д и наполнителей (асбеста, стеклово-
локна, сульфата бария и т. д.), способны работать в интервале
температур от –195 до 250 ÉС и при давлениях до 5 МПа. Фторо-
пласт весьма устойчив, его используют в виде тонкой ленты для
обертывания прокладок из паронита в производстве разбавлен-
ной азотной кислоты.
Пластичные прокладки из свинца, меди и алюминия служат
для уплотнения трубопроводов высокого давления. При этом
следует учитывать их коррозионное поведение в данной среде.
Для обеспечения герметичности сальниковых уплотнений
машин и аппаратов используют набивки и набивочные материа-
лы: хлопковую, пеньковую и льняную пряжу для неагрессивных
сред; асбестовую пряжу, стекловолокно, пластмассы, мягкие ме-
таллы и прессованный графит при высоких давлениях.
Набивки – это сплетенные из пряжи шнуры круглого, квад-
ратного и прямоугольного сечения. Если их используют в саль-
никах валов и штоков, то пропитывают антифрикционными со-
применяют фторопласт Ф-4ДП. Для увеличения прочности шну-
ров их армируют медной или латунной проволокой. В настоящее
время промышленностью освоен эластичный уплотнительный
материал ФУМ из промасленного порошка фторопласта-4Д. Его
применяют в качестве химически стойкого и теплостойкого (150
ÉС) самосмазываемого набивочного материала.
