Существует множество типов уплотнительных прокладок, а прокладки, изготовленные из разных материалов, имеют разное применение и различаются в характеристиках. Так какой материал лучше? Как выбрать конкретно? Редактор выбрал для анализа и сравнения 8 распространенных уплотнительных прокладок. Только разобравшись в детальных параметрах, мы сможем сделать более точный выбор!
1. Лист промышленной резины
Натуральный каучук пригоден для таких сред, как вода, морская вода, воздух, инертные газы, щелочи, растворы соленой воды и т. д., но он не устойчив к минеральному маслу и неполярным растворителям. Температура длительного использования не превышает 90 градусов, а характеристики при низких температурах превосходны. Его можно использовать выше -60 степени.
Нитриловый каучук подходит для нефтепродуктов, таких как нефть, смазочное масло, мазут и т. д. Его долгосрочная температура использования составляет 120 градусов, и он может выдерживать 150 градусов в горячем масле с низким температурным диапазоном -10 ~-20 градус.
Хлоропреновый каучук подходит для морской воды, слабых кислот, слабых оснований и растворов солей. Он обладает превосходной устойчивостью к старению в кислороде и озоне, а его маслостойкость уступает нитриловому каучуку, но превосходит другие каучуки общего назначения. Температура длительного использования ниже 90 градусов, а максимальная температура использования не превышает 130 градусов. Низкая температура составляет -30~-50 градусов.
Существует несколько разновидностей фторкаучука, каждый из которых обладает превосходной стойкостью к кислотам и окислению, а также устойчивостью к маслам и растворителям. Его можно использовать практически во всех кислых средах, а также в некоторых маслах и растворителях, при температуре длительного использования ниже 200 градусов.
Листовая резина обычно используется в качестве фланцевой прокладки трубопроводов или часто разбираемых колодцев и люков с давлением не более 1,568 МПа. Среди различных типов прокладок резиновые прокладки являются самыми мягкими и обладают хорошими адгезионными характеристиками, что позволяет добиться эффекта герметизации при небольшом усилии предварительного затягивания. Поэтому под воздействием внутреннего давления прокладка склонна к экструзии из-за своей толщины или низкой твердости.
Резиновые листы, используемые в органических растворителях, таких как бензол, кетоны и эфиры, склонны к набуханию, увеличению веса, размягчению и слипанию, что приводит к нарушению герметичности. Как правило, если степень набухания превышает 30%, его нельзя использовать.
При низком давлении (особенно ниже 0,6 МПа) и вакууме более целесообразно использовать резиновые прокладки. Резиновые материалы имеют хорошую плотность и низкую воздухопроницаемость. Например, фторкаучук является наиболее подходящей уплотнительной прокладкой для вакуумных контейнеров с максимальной степенью вакуума 1,3 × 10-7Па. При использовании резиновых прокладок в диапазоне вакуума 10-1~10-7Па их необходимо обжечь и вакуумировать.
2. Лист асбестовой резины.
Более низкая цена по сравнению с другими прокладками, удобна в использовании; Самая большая проблема заключается в том, что, хотя в материал прокладки добавляют резину и некоторые наполнители, они все равно не могут полностью заполнить небольшие взаимосвязанные поры, что приводит к образованию следов инфильтрации. Поэтому его нельзя использовать в сильно загрязняющих средах, даже если давление и температура невысоки. При использовании в некоторых высокотемпературных масляных средах, обычно на поздней стадии использования, из-за карбонизации резины и наполнителей прочность снижается, материал становится рыхлым, происходит инфильтрация на границе раздела и внутри прокладки, что приводит к закоксовыванию. и курение. Кроме того, листы асбестовой резины склонны к прилипанию к уплотнительной поверхности фланца при высоких температурах, что доставляет немало хлопот при замене прокладок.
Давление применения прокладок в различных средах в условиях нагрева зависит от степени сохранения прочности материала прокладки. Кристаллическая вода и адсорбированная вода присутствуют в асбестовых волокнистых материалах. При 110 градусах 2/3 адсорбированной воды между волокнами уже выпадает в осадок, а предел прочности волокон снижается примерно на 10%; При 368 градусах вся адсорбированная вода выпадает в осадок, а предел прочности волокон снижается примерно на 20%; При температуре выше 500 градусов кристаллическая вода начинает выпадать в осадок, а прочность снижается.
Среда также оказывает существенное влияние на прочность листов асбестовой резины. Листы асбестовой резины содержат ионы хлора и сульфиды, которые могут легко вызвать коррозию оригинальной батареи с металлическими фланцами после впитывания воды. В частности, содержание серы в маслостойких листах асбестовой резины в несколько раз выше, чем в обычных листах асбестовой резины, поэтому они не подходят для использования в немасляных средах. Прокладки могут набухать в маслах и растворителях, но в определенных пределах это мало влияет на характеристики уплотнения. Например, маслостойкий лист асбестовой резины 400 подвергается 24-часовому испытанию на погружение в авиационное топливо при температуре окружающей среды с требованием, чтобы увеличение массы маслопоглощения не превышало 15 %.
3. Политетрафторэтилен.
Политетрафторэтилен склонен к хладотекучести и ползучести под давлением и высокой температурой, поэтому его обычно используют в средах низкого давления, средней температуры, сильно агрессивных и незагрязняющих средах, таких как сильные кислоты, сильные основания, галогены, лекарства и т. д. Рабочая температура составляет 150 градусов, а давление ниже 1 МПа. Хотя наполнитель из политетрафторэтилена имеет более высокую прочность, температура его использования не превышает 200 градусов, а коррозионная стойкость снижается. Максимальное рабочее давление подушек из политетрафторэтилена обычно не превышает 2 МПа.
Из-за повышения температуры материал подвергается ползучести, что приводит к значительному снижению давления уплотнения. Даже без нагрева с течением времени сжимающее напряжение на уплотнительной поверхности будет уменьшаться, что приводит к «феномену релаксации напряжений». Это явление встречается в различных прокладках, но явление релаксации напряжений у прокладок из ПТФЭ является более серьезным и должно быть отмечено.
Коэффициент трения политетрафторэтилена относительно невелик (с сжимающим напряжением более 4 МПа и коэффициентом трения 0.035-0.04), а прокладка склонна к соскальзыванию наружу во время предварительной затяжки, поэтому она Лучше всего использовать вогнутую выпуклую поверхность фланца. При использовании плоского фланца внешний диаметр прокладки может соприкасаться с болтом, чтобы предотвратить соскальзывание прокладки наружу.
В связи с тем, что эмалевое оборудование изготавливается путем напыления слоя фарфоровой глазури на поверхность металла и его спекания, слой глазури получается очень хрупким. Кроме того, неравномерное распыление и растекание слоя глазури приводит к плохой ровности поверхности фланца. Использование металлокомпозитных прокладок может легко повредить слой глазури, поэтому в качестве основного материала рекомендуется использовать прокладку из ПТФЭ с асбестовой плитой и резиной. Этот тип подушки легко приклеивается к поверхности фланца, устойчив к коррозии и обладает хорошими эксплуатационными характеристиками.
На многих предприятиях в высокоагрессивных средах с низкой температурой и давлением применяются листы асбестовой резины, обернутые политетрафторэтиленовой лентой, которые применяются на часто разбираемых колодцах и трубопроводах. Благодаря удобству изготовления и использования он довольно популярен.
4. Асбестовая плита и прокладка из пропитанной асбестовой плиты.
Обычно используется для трубопроводов, насосов, клапанов, входных и выходных фланцев в различных кислых средах, с температурой использования 80 градусов и давлением ниже 0,6 МПа.
Асбестовые прокладки пригодны для условий низкого давления и высоких температур с давлением ниже 0.1МПа и температурой не более 800 градусов. А в соответствии с конкретными требованиями оборудования из него можно сплести прокладки различной ширины, толщины и диаметра. Или отрежьте асбестовую ленту и наклейте ее прямо на поверхность фланца. Он используется на стыке больших печей для окисления серной и азотной кислоты, а также в некотором необработанном оборудовании, и его эффект намного превосходит эффект оригинального асбестового каната.
5. Асбестовая прокладка в металлической обертке.
Покрытие листов асбеста или листов асбестовой резины металлическими листами предотвращает непосредственный контакт со средой, позволяет избежать снижения прочности асбестовых волокон и предотвратить утечку, тем самым расширяя диапазон применения листов асбестовой резины.
Общая температура использования асбестовых прокладок с металлической оберткой составляет 450 градусов (некоторые могут достигать 600–700 градусов, например, в дымовых газах при атмосферном давлении ~0,16 МПа), а рабочее давление составляет 4 МПа, максимум 6МПа. Если давление увеличивается дальше, прокладка склонна к поперечному течению, и материал сердцевины выдавливается из перекрытия.
Из-за высокой силы затяжки болтов, необходимой для асбестовых прокладок с металлической оберткой, даже при давлении ниже 2,45 МПа нельзя использовать фланцы массой менее 25 кг. В противном случае жесткость фланцев и болтов окажется недостаточной, что приведет к деформации и выходу из строя уплотнения. Некоторые полагают, что если заменить материал сердечника на синтетический каучук с большей эластичностью, сила затяжки уменьшится. На самом деле это не так, поскольку после размягчения материала сердечника сила крепления поглощается материалом сердечника, который не может обеспечить необходимую силу крепления для прилегания металлической пластины к поверхности фланца, и прокладка легко повреждается. . Кроме того, в средах с высокой концентрацией хлорид-ионов и кислых средах перекрытие между пластинами из нержавеющей стали и железными пластинами склонно к щелевой коррозии.
Если температура превышает 450 градусов, в качестве основного материала можно использовать керамическое волокно или углеродное волокно. На одном сталелитейном заводе используются прокладки из керамического волокна, плакированные металлом, выдерживающие высокие температуры до 1100 градусов, которые не повредились после двух лет использования. Использование гибкого графита в качестве основного материала более эффективно, чем асбестовые прокладки с металлической оберткой.
Металлические прокладки могут быть изготовлены различной формы и широко используются для больших крышек, загрузочных и разгрузочных отверстий, фланцев люков и т. д. в различных теплообменниках и реакторах.
На поверхность металлической прокладки наносится слой гибкого графитового листа. По сравнению с аналогичными металлическими прокладками без поверхностного покрытия, эта прокладка имеет меньший коэффициент предварительного натяга и лучшие характеристики уплотнения.
Нанесение существующей гибкой графитовой морщинистой ленты на поверхность металлических накладок, металлических плоских накладок, зубчатых накладок и даже асбестовых резиновых накладок позволило решить многие проблемы с утечками. Например, теплообменник на определенном заводе имеет давление 5,88 МПа, температуру 450 градусов и среду из водорода/масла и газа. Раньше я использовал металлические плоские и зубчатые колодки, обе из которых имеют утечки. Позже, чтобы решить эту проблему, на плоскую площадку была нанесена гибкая графитовая морщинистая лента. Следует отметить, что эта форма прокладки является простой мерой для устранения утечки через фланцевую прокладку, а качество работы гибкой графитовой ленты напрямую влияет на возможность нормальной работы оборудования. Если на обратную сторону ленты нанести слой клея, это может улучшить качество покрытия.
6. Металлическая намоточная площадка.
Подушечки с металлической оберткой умело используют термостойкость, упругость и прочность металлов, а также гибкость неметаллических материалов, что приводит к улучшению герметизирующих характеристик. Среди них лучшими являются гибкие графитовые подушечки, обернутые нержавеющей сталью. Коэффициент предварительной затяжки меньше, чем у асбестовых оберточных прокладок, и нет недостатков, связанных с капиллярной утечкой асбестового волокна. На рисунке 2-10 показана кривая зависимости между степенью предварительного натяжения и скоростью утечки этих двух факторов. В масляных средах 0Cr13 обычно используется для металлических полос, а для других сред рекомендуется 1Cr18Ni9Ti.
Гибкая графитовая намоточная площадка из ленты нержавеющей стали может использоваться в газовой среде при давлении до 14,7 МПа (до 19,6 МПа) и в жидкой до 30 МПа. Температура -190~+600 градусов (может использоваться до 1000 градусов в анаэробных условиях и условиях низкого давления).
Политетрафторэтилен обладает хорошей устойчивостью к низким температурам, а его предел текучести при низких температурах значительно выше, чем при комнатной температуре. Таким образом, намоточные площадки из ПТФЭ можно использовать для низкотемпературных сред, таких как жидкие углеводороды. В то же время добавление металлических полос улучшает теплопроводность, а температура использования намоточных подушек из политетрафторэтилена может достигать 250 градусов, что позволяет использовать их при давлении до 9 МПа и 200 градусов в кислых средах.
Спиральные прокладки подходят для теплообменников, реакторов, трубопроводов, клапанов, а также входных и выходных фланцев насосов со значительными колебаниями давления и температуры. При среднем и высоком давлении и температурах, превышающих 300 градусов, следует рассмотреть возможность использования внутреннего кольца, наружного кольца или внутреннего наружного кольца. Если используется вогнутый выпуклый фланец, лучший эффект будет иметь наматывающая прокладка с внутренним кольцом.
Нанесение гибких графитовых листов на обе стороны гибкой графитовой намоточной площадки также позволяет добиться хорошего герметизирующего эффекта. Котел-утилизатор крупного завода по производству удобрений является ключевым оборудованием, работающим при высокой температуре и высоком давлении. В нем используются гибкие колодки с графитовой оболочкой и наружным кольцом, которые не дают протечек при полной нагрузке, но дают течь при пониженной нагрузке. С обеих сторон прокладки была добавлена гибкая графитовая пластина толщиной 0,5 мм, вырезанная в форме круглой дуги, а соединительная часть была перекрыта наклонной горловиной, что сработало хорошо.
7. Металлические плоские площадки, волновые площадки и зубчатые площадки. Металлические плоские площадки и металлические волнообразные площадки.
Обычно используется на фланцах клапанов среднего и высокого давления, трубопроводов и оборудования меньшего диаметра. Используемое давление варьируется в зависимости от температуры: первое находится в диапазоне от 1,568 до 31,36 МПа, а второе - от 1,568 до 3,92 МПа. Материал прокладки выбирается в зависимости от среды и температуры.
8. Восьмиугольные и эллиптические колодки.
Восьмиугольная прокладка и эллиптическая прокладка (широко известная в нефтеперерабатывающей промышленности как «стальное кольцо заземления»), используемые для фланцев с трапециевидными канавками, обладают хорошими герметизирующими характеристиками. На конической поверхности канавки восьмиугольная площадка имеет поверхностный контакт, а эллиптическая площадка имеет линейный контакт. Таким образом, эллиптическая накладка имеет хорошую адгезию при небольшой силе крепления, но требует вторичного крепления; А восьмиугольные колодки, как правило, менее склонны к утечкам после однократной затяжки. Их недостатком является то, что они требуют большого усилия затяжки болтов, а при использовании в условиях низкого давления и высокой температуры класс фланца должен быть выше 25 кг.