Вспомогательные материалы. Огнеупорные и теплоизоляционные, прокладочные и набивочные материалы Прокладочные и уплотнительные материалы применяемые в котельной

Материаловедение - Неметаллические и композиционные материалы

НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ

К традиционным неметаллическим материалам относятся волокнистые материалы (древесина), полимерные органические и неорганические материалы (пластмассы), каучуки и резины, клеи и герметики, лакокрасочные покрытия, стекло, керамика, а также материалы нового поколения – композиционные материалы на неметаллической основе.

ПЛАСТИЧЕСКИМИ МАССАМИ (пластмассами, пластиками) называют многокомпонентные искусственные материалы на основе природных или синтетических высокомолекулярных органических веществ, в состав которых входят: высокомолекулярная основа-связка (синтетические смолы, эфиры, целлюлоза); наполнители (порошкообразные, волокнистые, сетчатые вещества органического или неорганического происхождения), – пластификаторы (олеиновая кислота, стеарин, дибутилфторат), стабилизаторы, красители, отвердители и другие специальные добавки.

Классификация пластмасс

а) по типу связующего (полимера): фенопласты (основа – фенольные и фенолоальдегидные смолы); эпоксипласты (эпоксидная смола); амидопласты (полиамидная смола).

б) по виду наполнителя:

– пресс-порошки – с порошкообразным органическим (древесная мука, целлюлоза, графит) или минеральным наполнителем (тальк, кварцевая мука, микроасбест и др.);

– пресс-материалы :

– волокниты – с волокнистым наполнителем из очесов хлопка и льна;

– стекловолокниты – в виде стеклянных нитей;

– асбоволокниты – в виде нитей асбеста;

– слоистые пластики – с тканым и с листовым наполнителем, в том числе бумажные листы (гетинакс), хлопчатобумажные ткани (текстолит), стеклоткани (стеклотекстолит), асбестовые ткани (асботекстолит);

– газонаполненные пластики – с воздушным наполнителем (пенопласты, поропласты).

в) в зависимости от поведения смолы при нагреве:

– реактопласты

– термопласты

Методы переработки пластмасс: экструзия, прессование, литьевое прессование, литье, вакуумное и пневматическое формование, вальцевание, вспенивание, сварка, горячее напыление, строгание в листы, обработка на станках со снятием стружки

Резинами называют высокомолекулярные материалы, которые получают при вулканизации (нагрев до 100–150С) смеси натурального или синтетического каучука с различными наполнителями (ингредиентами). В процессе вулканизации образуются пространственные «сшитые» (сетчатые) структуры, заменяя линейную или слабоветвистую структуру каучуков. Здесь активную роль играет вулканизирующее вещество – сера (или селен), от количества которого зависит величина ячейки структуры, эластичность и твердость резины: а) мягкие резины (2–4 % S); б) жесткие – полуэбониты (12–13 % S); в) эбониты (30–50 % S). Кроме серы в состав резин входят:наполнители, мягчители, противостарители, антипирены, фунгициды, дезодоранты, красители ипигменты, регенерат.

Резинотехнические изделия получают при вулканизации (термической обработке) прессованных деталей из сырой резины. Резиновые изделия часто армируют тканью или металлической сеткой.

Клеи и Герметики

относятся к пленкообразующим материалам, так как они способны при затвердевании образовывать прочные пленки, хорошо прилипающие к различным материалам.

Клеи применяются для склеивания разнородных материалов (металла, керамики, пластмасса, дерева), а герметики обеспечивают уплотнение и герметизацию клепаных, сварных и болтовых соединений, топливных отсеков и баков, различных металлических конструкций, приборов, агрегатов, швов, стыков и т.д. Клеи и герметики могут быть в виде жидкостей, паст, замазок, пленок.

Лакокрасочные материалы (лкм)

Лакокрасочные материалы представляют собой многокомпонентные составы, в жидком состоянии наносимые на поверхность изделий и высыхающие с образованием пленок, удерживаемых силами адгезии. Назначение лакокрасочных покрытий: а) защита металлов от коррозии, дерева и тканей – от гниения и набухания; б) в декоративных целях – придание изделиям желаемого внешнего вида; в) для достижения специальных свойств – электроизоляционных, теплозащитных, светостойких и др.

Различают лакокрасочные материалы: прозрачные (лак); кроющие (эмаль) и подготовительные (грунтовка). Покрытия наносятся вручную кистью, распылением, окунанием и другими способами. Надежность защиты поверхности изделий обычно достигается использованием многослойных покрытий.

Стекла

Стеклами (или стеклом) называют переохлажденные вещества, получаемые из жидких расплавов неорганических соединений и их смесей.

Основой стекол являются стеклообразуюшие оксиды, по которым стекла разделяют на силикатные (SiO 2), алюмосиликатные (А1 2 О 3 иSiO 2), боросиликатные (В 2 О 3 иSiO 2), алюмоборосиликатные А1 2 О 3 , В 2 О 3 иSiО 2), борофторалюмосиликатные (В 2 О 3 , А1 2 О 3 ,FиSiO 2), алюмофосфатные (А1 2 О 3 и Р 2 О 5), алюмосиликофосфатные (А1 2 О 3 ,SiO 2 и Р 2 О а), силикотитановые (SiO 2 и ТiO 2), силикоциркониевые (SiО 2 иZrО 2) и др.

По назначению стекла классифицируют на химически стойкие, термостойкие, электровакуумные, электрические, оптические и т. п.

Достоинством стекол является их способность к многократному переплаву без изменения свойств.

Жидкую однородную стеклянную массу перерабатывают в изделия различными методами : вытягиванием (листовое стекло, трубки и стержни), прокаткой (листовое стекло, трубки и стержни), прессованием (толстостенные изделия), методом выдувания (тонкостенные изделия сложной конфигурации, например, баллоны ламп, электронно-лучевых трубок и других приборов), методом спекания стеклянных порошков (детали сложной конфигурации, эксплуатируемые в условиях больших тепловых нагрузок). Применяют также методы прямого литья (для низковязких масс и изготовления несложных изделий), литья под давлением и центробежного литья. Техника и технологические приемы идентичны с переработкой металлов. Стеклянные изделия и полуфабрикаты после изготовления подвергают отжигу при 400–600 °С для снятия остаточных напряжений. Длительность отжига зависит от толщины изделия.

Ситаллами называют искусственные материалы микрокристаллического строения, получаемые направленной инициированной кристаллизацией изделий из стекол.

От стекол ситаллы отличаются более высокими физико-механическими свойствами (твердостью, химической стойкостью, низкими диэлектрическими потерями при высоких частотах и температурах, высокой диэлектрической проницаемостью при высоких температурах).

Изделия из ситаллов формуют методами вытягивания и прокатки, прессованием, литья под давлением.

Керамика – неорганический материал, получаемый из отформованных минеральных масс в процессе высокотемпературного обжига (спекание), в результате которого при 1200–2500 °С формируется структура материала, и изделие приобретает необходимые физико-механические свойства. Керамика была первым конкурентоспособным по сравнению с металлами классом материалов для использования при высоких температурах.

Основными компонентами технической керамики являются: а) оксиды (А1 2 O 3 – корунд,ZrO 2 ,MgO,CaO,BeO,ThO 2 ,UO 2), б) бескислородные соединения металлов (карбиды, бориды, нитриды, силициды, сульфиды).

В керамике могут присутствовать фазы: а) кристаллическая (основа в виде химических соединений или твердых растворов), б) стекловидная (в виде прослоек стекла в количестве 1–10 %, связывающих кристаллическую фазу), в) газовая (находится в порах керамики).

Большинство видов специальной технической керамики обладает плотной спекшейся структурой поликристаллического строения, для ее получения применяют специфические технологические приемы. Принципиальными недостатками керамики являются ее хрупкость и сложность обработки.

К основным областям применения керамических материалов относятся режущий инструмент, детали двигателей внутреннего сгорания и газотурбинных двигателей и др.

Прокладочные и уплотнительные материалы

Прокладочные материалы применяются для герметизации соединений корпусных или иных деталей (особенно при высоких давлениях и температурах внутри герметизируемой полости), для теплоизоляции и электроизоляции разъемных частей, устранения возможного просачивания жидкости и прорыва газов.

В качестве прокладочных материалов используют естественные, синтетические или композиционные материалы.

Естественные материалы – кора пробкового дерева, асбест, войлок и отожженная медь. Кора пробкового дерева применяется при небольших давлениях и температурах. Основное ее достоинство – маслобензостойкость. Из-за дефицитности применение коры пробкового дерева ограничено. Часто используют пробковую крошку в синтетическом клеящем составе. Асбест обладает прочностью, эластичностью, диэлектрическими свойствами, он устойчив при температурах до 1 500 °С. Войлок – плотный шерстяной материал. Войлочные прокладки предотвращают попадание в соединения посторонних загрязнений, задерживают смазочные масла, смягчают удары и вибрации, являются хорошим шумоизолятором. При высоких температурах и давлениях применяют красную отожженную медь.

Синтетические материалы – маслобензостойкая резина, различные пластмассы. Эти материалы обычно являются хорошими диэлектриками, но имеют низкие морозостойкость, теплостойкость и малый срок службы. Синтетические материалы применяются в неответственных соединениях или в качестве матрицы композиционных материалов.

Композиционные материалы – это целлюлозосодержащие материалы или композиция синтетический материал–упрочнитель. Целлюлозосодержащие материалы (бумага, плотный картон) применяются в качестве тонких прокладок в узлах, не подвергаемых воздействию влаги. Из бумаги, обработанной хлористым цинком, касторовым маслом и глицерином, получают фибру – прочный и долговечный диэлектрик, стойкий к маслу и воде. Из композиционных материалов чаще всего применяют композиции на основе маслобензостойкой резины. В качестве наполнителя используют распушенный асбест, графитный порошок, стальную фольгу, стальную проволоку или их сочетание. Композиционные прокладочные материалы наиболее универсальны, относительно дешевы, имеют большую долговечность.

Технические жидкости и газы

1) Смазочные материалы – вещества, обладающие смазочным действием, т.е. способностью снижать трение, уменьшать скорость изнашивания и устранять заедание трущихся поверхностей. Большинство смазочных материалов, за исключением твердых смазок (графит, сульфид молибдена и др.), являются жидкими.

2) К технологическим жидкостям относят: а) разделительные составы , предназначенные для снижения адгезии в контакте пресс-форм и литьевых форм с изделиями из резины и пластических масс, б) моющие жидкости (для промывки деталей и узлов машин в процессе их производства и ремонта), в) закалочные среды (приготовляемые на основе масел, водных растворов солей, водорастворимых полимеров).

3) Смазочно-охлаждающие жидкости (СОЖ) совмещают свойства смазочных масел и технологических жидкостей. Они одновременно смазывают поверхность инструмента и обрабатываемой детали, облегчая деформирование и улучшая качество получаемой поверхности, отводят теплоту, смывают стружку, пыль и другие загрязнения, а также защищают поверхность инструмента и деталей от коррозии. Вследствие многофункционального назначения СОЖ для их приготовления используют широкую номенклатуру масел, синтетических жидкостей, водных растворов, присадок и добавок.

4) Жидкие топлива – бензины, дизельные топлива, керосин и мазут, которые являются продуктами перегонки нефти. В машиностроении эти жидкости используют в качестве компонентов моющих жидкостей, СОЖ, растворителей и т.д.

5) При химико-термической обработке сталей применяют специальные газовые среды . Газы (азот, аммиак, аргон, ацетилен, водород, фреон , кислород, криптон и ксенон – в электровакуумной технике для наполнения различных приборов, метан и пропан , углекислый ) и их смеси имеют широкое применение и в качестве топлив при газопламенной резке и закалке, плазмообразующих сред в процессах ионно-плазменной обработки, сварочных газов, хладагентов в холодильных установках и т.д.

6) Различные масла и синтетические жидкости, используемые в качестве рабочих тел в прессах, гидравлических передачах и приводах, вакуумных насосах, амортизаторах, тормозах и других устройствах . К ним относятся амортизационные жидкости, гидравлические масла, вакуумные масла, демпфирующие жидкости, приготовляемые в основном на базе минеральных масел и кремнийорганических жидкостей.

Абразивные материалы

(от латинского abrasio - соскабливание)– зернистые или порошкообразные вещества, предназначенные для оснащения рабочей части режущих инструментов.

Естественными абразивами являются: корунд, наждак, фанат, кремень, полевой шпат, пемза и др. В промышленности наиболее распространены искусственные абразивы: электрокорунд, карборунд и карбид бора.

Из порошков изготовляют шлифовальные круги различной формы, бруски, абразивные головки, сегменты, предназначенные для производства специальных абразивных инструментов.

КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ

– это материалы, состоящие из сильно различающихся по свойствам друг от друга, взаимно нерастворимых компонентов (из сравнительно пластичного матричного материала, который связывает композицию и придает ей нужную форму и более твердых и прочных веществ, являющихся упрочняющими наполнителями). Композиционные материалы используют для производства летательных аппаратов, в машиностроении, приборостроении, энергетике, в электронной, радиотехнической и электротехнической промышленности, а также на транспорте, в строительстве и других отраслях народного хозяйства.

В зависимости от материала матрицы различают композиционные материалы с металлической матрицей или металлические композиционные материалы (МКМ), с полимерной – полимерные композиционные материалы (ПКМ) и с керамической – керамические композиционные материалы (ККМ).

По типу упрочняющих наполнителей композиционные материалы подразделяют:

Применение резиновых изделий.

Виды резин.

Общие сведения о резине.

Тема 24. Резиновые и прокладочные материалы

Вопросы:

1. Резиной называют продукты химической переработки каучука и вулканизирующих веществ (сера, натрий), осуществляемой при помощи термической обработки (горячая вулканизация) или без неё (холодная вулканизация).

Основные свойства резины: эластичность, вибростойкость, повышенная химическая стойкость, газо- и водонепроницаемость, электроизоляционность.

Резиновые смеси составляют на основе каучука, массовое содержание которого в различных изделиях колеблется от 5 до 95 % смеси содержат также мягчители, наполнители, вулканизирующн вещества, противостарители, красители.

Исходные материалы для резиновых изделий. Каучук бываем натуральный и синтетический. Натуральный каучук получают из млечного сока каучукогенных растений. Синтетический каучук – вещество, по свойствам близкое к натуральному. Его получают путем синтеза органических веществ. Промышленные виды синтетического каучука, которых насчитывается несколько десятков, различают между собой как по исходному сырью и способам производства, так и по составу и физико-механическим свойствам. Производство син­тетического каучука складывается из двух основных процессом: получения каучукогенов (бутадиена, стирола, хлоропрена, акрилонитрила, изобутилена и др.) и их полимеризации в каучукоподобный продукт. Сырьем для получения каучукогеиов являются нефтепро­дукты, природный газ, ацетилен, древесина и др. При полимеризации каучукогены из низкомолекулярных веществ превращаются и высокомолекулярные соединения с типичными для натурального ка­учука физико-механическими и технологическими свойствами. Про­изводство синтетического каучука впервые в мире разработано рус­ским химиком С. В. Лебедевым.

Синтетические каучуки (СК) подразделяются на две основные группы: СК общего назначения, применяемые в производстве изде­лий, с наиболее характерным свойством резины - эластичностью (массовое производство шин, конвейерных лент, амортизаторов, уплотнителей, обуви, игрушек и т. д.) и СК специального назначения, которые наряду с эластичностью должны обладать специфическими свойствами. В качестве СК общего назначения применяют в основ­ном бутадиеновые и бутадиен-стирольные каучуки, в качестве бензо- и маслостойких – бутадиен-нитрильные, тепло- и морозостойких – кремнийорганические, износостойких – уретановые СК.

Мягчители (стеарин, олеиновая кислота) повышают пластичности сырой резины и мягкость резиновых изделий.

Наполнители повышают твердость и прочность резиновых изделий. К ним относятся сажа, оксид цинка, мел, каолин и др., а также рукавные и кордовые ткани и волокна (хлопчатобумажные, вискоз­ные, капроновые, нейлоновые), применяется также корд из стальных проволочек.

При вулканизации линейные макромолекулы каучука взаимодействуют с вулканизатором, в результате обра­зуется трехмерная (сшитая) сетка и каучук превра­щается в резину.

Основным вулканизирующим веществом для СК общего назна­чения, бутадиен-нитрильных и других каучуков является сера. Для вулканизации отформованные заготовки из сырой резины нагревают до температуры 140…180 °С; формование может совмещаться с нагревом.

Ускорители вулканизации (каптакс, тиурам и др.) вместе с окси­дом цинка не только сокращают время вулканизации, но и обеспечи­вают возможность вулканизации при комнатной температуре.

Для изготовления мягкой резины (автомобильные камеры, мячи) и каучук вводят 1…3 % серы; при массовом содержании серы 4…7 % получается твердая резина. Для вулканизации кремнийорганических СК применяют пероксиды бензоила, для уретановых – изоцианиды.

Противостарители (парафин, вазелин и др.) замедляют процесс окисления каучука, повышают устойчивость и сроки службы рези­новых изделий.

Изготовление резиновых изделий. Процесс складывается из при­готовления резиновых смесей, вулканизации и отделки изделий.

Смешивание компонентов обеспечивает равномерное распределе­ние в каучуке всех составных частей, оно производится на вальцах или в закрытых смесителях. Полученная сырая резина представляет собой однородную пластичную массу, которой легко придается нуж­ная форма.

Для получения листовой резины сырую резиновую смесь обраба­тывают на каландрах, рабочим органом которых являются пустоте­лые подогреваемые прокатные валки из отбеленного чугуна. На каландрах производится также обкладка тканей сырой резиной, сдавливание листов резины и промазанных резиной тканей, обра­ботка пропитанного корда. Из листовой заготовки при надобности производят раскрой на резательных машинах или вырубных прессах.

Резиновые профили (трубки, шнуры) получают шприцеванием – выдавливанием сырой резины на червячном прессе через матрицу Изделия сложной формы получают методами прессования и литья под давлением

Полученные полуфабрикаты подвергают вулканизации и от­делке. Плотность различных сортов резины от 0,9 до 2 г/см 3 , предел прочности при растяжении от 3 до 60 МПа, относительное удлинение 200…800 %. Следует подчеркнуть, что для каучуков и резины (а также для некоторых видов пластмасс и других материалов) характерна релаксация (ослабление) напряжений, которая возрастает с увеличением силы и скорости деформации и с повышением температуры.

2. Виды резин.

Резины подразделяются на следующие основные группы:

1) резины общего назначения (температуры эксплуатации от –50 до +150 °С) – могут работать в воде, воздухе, слабых растворах кислот и щелочей (шины, ремни, рукава, транспортные ленты, изоляция электрокабелей);

2)специальные резины:

а) теплостойкие резины – выдерживают температуру до 400°С;

б) морозостойкие резины – выдерживают температуру до –150 °С;

в) масло- и бензостойкие резины – работают в среде массе, топлива, бензина;

г) электротехнические резины – бывают диэлектрические и электропроводящие (состоят до 70 % из сажи и графита);

д) магнитные;

е) фрикционные и др.

3. В машиностроении резиновые изделия применяют для движущихся устройств (шин, приводных ремней, транспортных лент), в магистралях для транспортирования жидкостей, газов (напорные и всасывающие рукава, соединительные шланги, трубки), в каче­стве опор, буферов, изоляции, уплотнителей (сальники, манжеты, прокладочные пластины, кольца) и др.

4. Прокладочные материалы предназначены для создания герметичности сопрягаемых деталей с целью предохранения от попадания пыли, а также выте­кания смазки, газов и др. К прокладочным материалам относятся кожа, фибра, войлок, картон, паронит, клингерит, пробка, асбометаллические прокладки и кольца, фторопласт-4.

Техническую кожу применяют для изготовления ман­жет и уплотнительных прокладок для насосов, компрес­соров, прессов. Она хорошо сохраняется в среде бензина, масла, но имеет слабую химическую стойкость и повы­шенную способность к водопоглощению. В качестве за­менителей кожи используют дермантин (ткань, покрытая специальной пленкой) и фибру.

Фибру прокладочную (марки ФТ) получают из специ­альной бумаги (типа фильтровальной), обработанной концентрированным раствором хлористого цинка. Фибра идет на изготовление уплотнительных прокладок и шайб, а специальная электротехническая фибра используется в качестве изоляционного материала.

Войлок изготовляют уплотнением шерсти. Он имеет высокие теплоизоляционные свойства. Технический вой­лок применяют для изготовления сальников, прокладок между металлическими поверхностями, а также для мас­ляных фильтров.

Бумагу и картон изготовляют из дешевых сортов дре­весины. Их применяют в качестве электроизоляционных материалов и прокладок..

Паронит – листовой материал, изготовленный из ас­беста, каучука и наполнителей. Применяют в виде уплот­нительных прокладок соединений в моторах, паропрово­дах, гидравлических установках и других механизмах, работающих при температуре до 450 °С.

Клингерит – листовой материал, изготовляемый из асбеста, смешанного с графитом, суриком, окисью желе­за и каучуком. Прокладки из клингерита используют в соединениях машин, работающих при температуре до 200 °С.

Пробка изготовляется из коры пробкового или бар­хатного дерева и применяется в качестве изоляционных прокладок и сальников в двигателях электроустановок.

Асбометаллические прокладки и кольца применяют для уплотнения соединений металлических поверхностей, работающих при температуре до 350°С и большом давлении (прокладки головки блока в двигателях внутреннего сгорания).

Фторопласт-4 применяют для изготовления уплотнительных прокладок, манжет, сильфонов.

Арендный блок

Прокладочные материалы служат для уплотнения фланцевых соединений трубопроводов, арматуры, аппаратов и другого оборудования.

Материал прокладки должен обладать эластичностью. При стягивании фланцев прокладка деформируется и, заполняя мельчайшие неровности поверхностей фланцев, обеспечивает герметичность соединения.

Прокладка должна быть достаточно прочной, чтобы выдерживать давление среды, стремящейся вырвать ее из пространства между фланцами, и достаточно упругой, чтобы сохранять герметичность соединения при температурных деформациях.

Кроме того, от материала прокладки требуется стойкость к действию агрессивных сред и способность сохранять прочность в определенных температурных режимах.

Наиболее часто используют следующие прокладочные материалы.

Картон прокладочный выпускают двух марок: А — пропитанный, Б — непропитанный. Картон листовой, пропитанный в горячей олифе, применяют во фланцевых соединениях при перекачке нефтепродуктов, воды и многих других нейтральных сред. Предельное допускаемое давление транспортируемой среды 1 МПа, предельная температура 40°С.

Асбестовый картон используют в горячих (до 300°С) газовых, а после соответствующей пропитки жидкостных и паровых средах при давлении до 2,0 МПа. Листовой асбест, покрытый жидким стеклом, олифой или натертый графитом, служит для изготовления прокладок, устанавливаемых на трубопроводах для серной, соляной, азотной кислот и других агрессивных сред. Асбестовые шнуры используют для уплотнения неподвижных деталей машин и аппаратов: ШАМ (шнур асбестовый магнезиальный) выдерживает температуру до 425°С, ШАПТ (шнур асбестовый повышенной теплостойкости) —температуру до 300°С.

Паронит листовой широко применяют в качестве прокладочного материала на трубопроводах горячей воды, конденсата, пара при температуре до 300°С, а также спирта, серной кислоты, сжатого воздуха при температуре до 100°С и во многих других случаях. Некоторые сорта паронита устойчивы к действию нефтепродуктов.

Паронит листовой общего назначения (марка ПОН) служит для уплотнения плоских разъемов неподвижных соединений компрессоров с давлением рабочей среды не более 4,0 МПа.

Пластикат хлорвиниловой листовой применяют в кислых и щелочных средах при температуре не выше 80°С и низких давлениях.

Полиизобутилен листовой марки ПСГ отличается очень высокой стойкостью к действию большинства химически активных сред, в том числе кислот — азотной (концентрацией до 32%), серной, соляной, муравьиной, уксусной (до 50%), растворов едкого натра (до 50%) и т. д. Однако полиизобутилен неустойчив к маслам, бензину и некоторым другим органическим жидкостям.

Резину техническую (листовую) используют для уплотнения фланцевых соединений при работе на паре, воде, слабых щелочах, кислотах, нейтральных жидкостях и газах при температуре до 100°С.

Полиэтилен стоек против действия 40%-ной азотной кислоты, горячей концентрированной соляной кислоты, 60%-ной серной кислоты. Особенно устойчив к плавиковой кислоте, нерастворим в этиловом спирте, ацетоне, бензоле, четыреххлористом углероде. Поэтому полиэтилен применяют в качестве прокладок для фланцевых соединений при транспортировке указанных продуктов. Кроме того, полиэтилен используют для покрытия резиновых и асбестовых прокладок для повышения их химической стойкости.

В настоящее время фторопласт-4 широко применяют для прокладочного материала во многих отраслях промышленности. Фторопласт обладает высокой теплостойкостью, сохраняя свои свойства при температуре от —100 до +300°С, на него не действуют кипящие щелочи, окислители, кислоты, хлор, бром и йод. Он практически не растворим и не набухает ни в одном известном растворителе.

Лента прокладочная из фторопласта-4 предназначена для изготовления прокладочного и изоляционного материала, стойкого к сильным агрессивным средам, работающего при температурах от —60 до +250° С.

Фторопластовый уплотнительный материал (ФУМ) используют в качестве химически стойкого самоомазывающего набивочного и прокладочного материала, работающего при температурах от —60 до +150°С и давлении среды до 6,5 МПа.

Фторопласт-4 часто применяют как покрытие для прокладок из других материалов (обычно асбеста) в тех случаях, когда по трубопроводу транспортируют высокоактивные среды при температурах до 250°С.

Красная отожженная медь (листы и проволока) и мягкая сталь служат для уплотнения фланцевых соединений трубопроводов, аппаратов и машин, работающих при высоких давлениях и температурах до 350°С.

Алюминий используют для изготовления прокладок в газовых средах при высоком давлении (водород, азотоводородная смесь, водяной газ и др.).

Стальные линзовые прокладки применяют на трубопроводах высокого и сверхвысокого давления (до 200 МПа) при температуре до 1000°С.

Для изготовления асбометаллических прокладок используют листовую медь, алюминий и асбест. Прокладки обладают прочностью и термостойкостью, применяют на трубопроводах при транспортировке воды, пара, кислот и щелочей при высоких давлениях и температурах.

Набивочные материалы обеспечивают герметичность сальниковых уплотнений в различном оборудовании и арматуре.

Хлопчатобумажная сухая набивка служит для уплотнения сальников и арматуры в водяных насосах и на водопроводах.

Пеньковую просаленную набивку и шнуры применяют для арматуры и водяных насосов при давлении до 15,0 МПа и температуре не выше 50°С.

Сухой асбестовый шнур используют в газовых средах при высоких температурах, асбестовый просаленный и прографиченный шнур — для водо-, газо- и паропроводов при температуре до 300°С и давлении 2,5 МПа. Асбестовый шнур, пропитанный специальными веществами (парафин, графит, технический вазелин и Др.). применяют для уплотнения сальников кислотных насосов. Графитовые прессованные кольца употребляют в газодув-ках и паровых турбинах.

Свинец, баббит, бронзу, медь, сталь и другие металлы и сплавы применяют для сальниковых набивок в насосах и компрессорах высокого давления.

Прорезиненные шнуры используют в различных машинах, работающих при средних давлениях и температуре 100°С. Шнуры из асбометаллической ткани могут применяться при температуре до 400ЧС.

В последнее время большое распространение получили уплотнительные кольца из пластмасс и стеклопластиков.

У нас самая большая информационная база в рунете, поэтому Вы всегда можете найти походите запросы

Эта тема принадлежит разделу:

Гидравлика. Термодинамика

Гидравлика — одно из направлений единой науки механики жидкости, называемой технической гидромеханикой, изучающей вопросы равновесия и движения различных жидкостей. Законы гидравлики широко используют во многих областях техники.

К данному материалу относятся разделы:

Свойства жидкостей

Сведения из гидростатики и гидродинамики

Практическое использование законов гидростатики и гидродинамики

Истечение жидкости через отверстия и насадки

Параметры состояния газа

Идеальный и реальный газы

Теплоемкость газов

Первый закон термодинамики

Термодинамические процессы

Второй закон термодинамики

Свойства водяного пара

Свойства влажного воздуха

Истечение и дросселирование

Основы теплопередачи

Основные сборочные единицы трубопроводов

Принцип действия и устройство трубопроводной арматуры

Ремонт и испытание трубопроводов и арматуры

Правила безопасной эксплуатации трубопроводов и арматуры

Составление и чтение схем трубопроводов

Объемные насосы. Общие сведения

Возвратно-поступательные насосы

Основные сборочные единицы насоса

Процессы всасывания и нагнетания

Газовые колпаки

Индикаторная диаграмма поршневого насоса

Дозировочные и синхродозировочные электронасосные агрегаты

Паровые прямодействующие насосы

Примеры составления и чтения схем насосных установок

Динамические насосы. Общие сведения

Схема установки центробежных насосов

Основные параметры центробежного насоса

Уравнение Эйлера для определения теоретического и действительного напоров центробежного насоса

Характеристики центробежного насоса и трубопровода

Совместная работа центробежных насосов

Осевая сила и способы ее разгрузки

Основные сборочные единицы центробежных насосов

Горизонтальные одноколесные и многоступенчатые центробежные насосы

Центробежные консольные и погружные химические насосы

Центробежные герметичные электронасосы. Насосы из неметаллических материалов

Типовые схемы насосных установок

Общие положения по эксплуатации насосов

Регулирование работы и смазывание насосов

Автоматическое управление насосными установками

Эксплуатация поршневых насосов

Эксплуатация центробежных насосов

Объемные компрессоры. Общие сведения

Основные параметры поршневых компрессоров

Способы регулирования производительности поршневых компрессоров

Назначение и устройство основных сборочных единиц поршневых компрессоров

Смазочные системы поршневых компрессоров

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

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

Статьи по теме:

Своевременный ремонт сантехнических устройств предотвращает аварийные ситуации и создает условия для безаварийной многолетней эксплуатации домашней сантехники. Кроме того, что домашний умелец-сантехник предотвращает массу неприятностей в масштабах своей многоэтажки, он еще экономит семейные средства, вовремя отремонтировав, пока это можно сделать, неисправный сантехнический прибор. Умение отремонтировать «забарахлившее» устройство тем ценно, что не всегда есть возможность его заменить новым по финансовым трудностям либо из-за отсутствия в продаже подобного аналога.

Большинство неисправностей бытовой сантехники связаны с износом уплотнителей, прокладок, коррозией деталей. Техническим решением возникающих при этом проблем являются:

Прокладочные, уплотнительные и набивочные материалы в бытовой сантехнике

Бытовая сантехническая система каждого дома или квартиры состоит из сантехнических приборов и коммуникаций, состоящих из жестких или гибких трубопроводов. Для соединения их в единую работоспособную систему используются резьбовые, фланцевые или другие способы сопряжения узлов и деталей. Большинство сопряжений должны быть разъемными, чтобы обеспечивать ремонтопригодность системы и замены вышедших из строя элементов. В этом случае возрастают требования к обеспечению герметичности соединений, чтобы не допустить затопления собственного жилища и нанесения ущерба соседям.

Герметичность соединений элементов бытовой сантехнической системы обеспечивается прокладочными, уплотнительными и набивочными материалами. Необходимость их наличия в арсенале домашнего сантехника вызвана тем, что при ремонтно-профилактических работах эти материалы практически полностью заменяют новыми.

В настоящее время традиционные способы герметизации сантехнических соединений уверенно теснят новые технологии сборки с использованием силиконовых герметиков. У каждого сантехника в арсенале — пластиковая туба сантехнического силиконового герметика и пистолет для выдавливания герметика из тубы.

Материалы для уплотнений и прокладок

Назначение уплотнений состоит в том, чтобы препятствовать проникновению воздуха вовнутрь сантехнического прибора, если он работает в условиях давления, ниже атмосферного, и не допускать утечку воды из гидросистемы, если она находится под избыточным давлением. Уплотнение обеспечивается размещением мягкого эластичного материала между поверхностями деталей с целью создания минимально возможного зазора между ними. В практике используются прокладки, изготавливаемые из прокладочных материалов, либо уплотнительные материалы. Домашнему умельцу достаточно иметь в своей мастерской определенный ассортимент прокладочных материалов, чтобы самостоятельно, по месту, изготовить прокладку требуемой формы и размеров.

Паронитом называется гибкий листовой прокладочный материал, изготовленный по технологии прессования асбеста, каучука, минеральных наполнителей, серы и растворителей. Листовой паронит производится в соответствии с ГОСТ 481−80 «Паронит и прокладки из него. Технические условия» листами толщиной от 0,4 до 6,0 мм размерами от 300 х 400 мм до 3000 х 1500 мм. Паронитовые прокладки используются в диапазоне рабочих температур теплоносителей от — 60 0 С до + 450 0 С. Главное условие для эффективного применения паронитовых прокладок — уплотняемые разъемы должны быть плоскими.

Для сантехники нашего жилища используется паронит ПОН (паронит общего назначения), способный работать при температурах от −50 0 С до + 450 0 С в водяной или паровой среде, в среде водных растворов солей, нефтепродуктов. Из паронита изготовлены кольцевые прокладки во всех фланцевых соединениях трубопроводов, в которых температура теплоносителя превышает 100 0 С (горячая вода и пар), а также для герметизации резьбовых и раструбных соединений. Перед установкой паронитовые прокладки необходимо смочить горячей водой и смазать графитом, замешанным на олифе.

При совместном хранении в общем помещении паронит необходимо хранить отдельно от органических растворителей, кислот и смазочных масел, воздействующих на него разрушающе.

Техническая резина

Для изготовления уплотнительных прокладок фланцевых соединений трубопроводов холодной и горячей воды используется техническая резина ГОСТ 7338−90 «Пластины резиновые и резинотканевые. Технические условия». Изделия из резиновых и резинотканевых пластин отлично зарекомендовали себя при уплотнении неподвижных соединений (фланцевые соединения) в трубопроводах холодной и горячей воды. В соответствии с ГОСТ 7338−90 пластины выпускаются двух типов:

На рисунках: поз. 1 — резина, поз. 2 — ткань.

При изготовлении резинотканевых пластин соблюдается условие — на каждые 2 мм резинового слоя пластины должно быть не более одного слоя ткани.

Прокладки из технической резины делаются толщиной 3−4 мм и используются следующим образом:

• Для трубопроводов с холодной водой — прокладки из резины;
• Для трубопроводов с горячей водой до 100 0 С — прокладки из резинотканевых пластин.

Большинство сантехников держит при себе комплекты резиновых прокладок заводского исполнения, не утруждая себя на самодельное исполнение с помощью пробойника.

Лента ФУМ, шнур ФУМ

Уплотнительные фторопластовые материалы в виде ленты или шнура широко применяются в бытовой сантехнике.

Для уплотнения резьбовых соединений на трубах до Д у =65 мм используется ФУМ-лента, а шнур ФУМ используется для уплотнений фланцев, контргаек и как сальниковая набивка вентилей. Уплотнения из ФУМа (фторопластового уплотнительного материала) водостойки, выдерживают температуру от −60 0 С до +200 0 С. Заготовкой для производства ФУМ ленты или шнура служит фторопласт-4. Лента ФУМ производится в соответствии с ГОСТ 24222−80 «Пленка и лента из фторопласта-4. Технические условия» шириной от 10 до 25 мм и толщиной от 0,08 до 0,12 мм, шнуры выпускают в соответствии с ТУ 6−05−1570−86 «Материал фторопластовый уплотнительный. Технические условия» круглого и квадратного сечения.

Кожа техническая

Из технической кожи ГОСТ 20836−75 изготавливают прокладки и манжеты под соединения вентилей и кранов с трубопроводами холодного водоснабжения. С горячей водой контактировать кожаным прокладкам не рекомендуется, так как дубильные вещества горячей водой из кожи вымываются, а сам материал теряет эластичность.

Лен трепаный и льняная пакля

Трепаный лен является классическим подмоточным уплотнением. Главные достоинства льна, как уплотнительного материала:

• Возможность использования для любого вида соединений;
• Увеличение своего объема при набухании. Льняные волокна при намокании разбухают и перекрывают небольшие протечки. Если сразу после уплотнения льняными волокнами имелась небольшая течь, она через короткое время «закрывается»;
• Механическая стойкость волокон, позволяющая вносить изменения в ориентирование сантехнической арматуры путем возвратного вращения в пределах полного оборота без потери герметичности.

Нередко лен трепаный ошибочно называют паклей. Путаница происходит из-за способа уплотнения, когда льняные пряди или спутанную паклю расправляют на отдельные волокна и наматывают на резьбу. Внешне трудно отличить, но по чистоте материала имеются существенные отличия.

Среди недостатков применения льна для уплотнений отмечают два существенных момента:

• Органическое происхождение льняных волокон провоцирует их склонность к гниению при совместном воздействии теплой воды и воздуха. Поэтому применение льна требует обязательного использования сопутствующих материалов типа литола, солидола, масляных красок. Однако впоследствии эти материалы будут препятствовать демонтажу соединений, поскольку крепко приклеивают герметизируемые части друг к другу.
• Лен очень требователен к соблюдению правил намотки, от сантехника требуется определенная сноровка для ее выполнения.

Набивочные материалы

Домашнему сантехнику набивочные материалы необходимы:

• для герметизации запорной арматуры в системах водоснабжения;
• для заделки раструбов канализационных и водопроводных труб.

Сальниковые набивки

Сальниковыми набивками ГОСТ 5152−77 «Набивки сальниковые. Технические условия» уплотняют сальники арматуры, насосов и другого оборудования, работающего в широком диапазоне давлений и температур рабочих сред. Для питьевой воды используется набивка ХБС (плетеная набивка хлопчатобумажная сухая) ТУ 2572−141−00149363−99, представляющая собой эластичный шнур квадратного или круглого сечения, сплетенный из хлопчатобумажных нитей.

Смоляные пряди и канаты

Для заделки раструбов труб при монтаже канализации или водопроводных систем используют смоляные пряди ГОСТ 16183−77 «Пакля ленточная пропитанная. Технические условия», называемые в обиходе «каболкой», и пеньковые канаты ГОСТ 483−75 «Канаты пеньковые. Технические условия». Пропитка смолой волокон пакли и канатов придает им биостойкость и сопротивляемость к гниению, что увеличивает их ресурс эксплуатации.

Силиконовые герметики

Все чаще в сантехнических работах используются герметики, прекрасно справляющиеся с протечками. Наиболее подходящим для применения в бытовых условиях является жидкий силоксановый каучук, получивший название сантехнического силиконового герметика. Сантехнический герметик для заполнения и герметизации швов и разъемов представляет собой однокомпонентный состав, что весьма технологично в условиях бытового применения.