Існує багато типів ущільнювальних прокладок, і прокладки, виготовлені з різних матеріалів, мають різне застосування та відмінні характеристики. Так який матеріал краще? Як вибрати конкретно? Редактор вибрав 8 поширених ущільнювальних прокладок для аналізу та порівняння. Тільки зрозумівши детальні параметри, ми зможемо зробити більш точний вибір!
1. Лист промислової гуми
Натуральний каучук підходить для таких середовищ, як вода, морська вода, повітря, інертні гази, луги, розчини солоної води тощо, але він нестійкий до мінерального масла та неполярних розчинників. Його температура тривалого використання не перевищує 90 градусів, а його низька температура чудова. Його можна використовувати вище -60 градуса.
Нітрильний каучук підходить для нафтопродуктів, таких як нафта, мастила, мазут тощо. Його температура тривалого використання становить 120 градусів, і він може витримувати 150 градусів у гарячій олії з низьким температурним діапазоном -10 ~-20 ступінь .
Хлоропреновий каучук підходить для морської води, слабких кислот, слабких основ і розчинів солей. Він має відмінну стійкість до старіння під дією кисню та озону, а його маслостійкість поступається нітрильному каучуку, але перевершує інші звичайні каучуки. Його температура тривалого використання нижче 90 градусів, а максимальна температура використання не перевищує 130 градусів. Низька температура становить -30~-50 градусів.
Існує кілька різновидів фторкаучуку, кожен з яких має чудову стійкість до кислот і окислення, а також стійкість до масел і розчинників. Його можна використовувати майже в усіх кислих середовищах, а також у деяких оліях і розчинниках, при температурі тривалого використання нижче 200 градусів.
Гумовий лист зазвичай використовується як фланцева прокладка для трубопроводів або часто розбираних люків і колодязів з тиском, що не перевищує 1,568 МПа. Серед різних типів прокладок гумові прокладки є найм’якшими та мають гарну адгезію, що дозволяє досягти ефекту ущільнення за допомогою невеликої сили попереднього затягування. Тому під впливом внутрішнього тиску прокладка схильна до екструзії через свою товщину або низьку твердість.
Гумові листи, які використовуються в органічних розчинниках, таких як бензол, кетони та ефіри, схильні до набухання, збільшення ваги, розм’якшення та прилипання, що призводить до пошкодження ущільнення. Як правило, якщо ступінь набухання перевищує 30%, його не можна використовувати.
За умов низького тиску (особливо нижче 0,6 МПа) і вакууму краще використовувати гумові прокладки. Гумові матеріали мають хорошу щільність і низьку повітропроникність. Наприклад, фторкаучук є найбільш підходящою ущільнювальною прокладкою для вакуумних контейнерів із максимальним ступенем вакууму 1,3 × 10-7Па. При використанні гумових прокладок у діапазоні вакууму 10-1~{10-7Па їх необхідно прожарити та відкачати.
2. Азбестогумовий лист
Нижча ціна в порівнянні з іншими прокладками, зручна у використанні; Найбільша проблема полягає в тому, що, хоча гума та деякі наповнювачі додаються до матеріалу прокладки, вони все одно не можуть повністю заповнити невеликі взаємопов’язані пори, що призводить до слідової інфільтрації. Тому його не можна використовувати в середовищах із високим ступенем забруднення, навіть якщо тиск і температура невисокі. При використанні в деяких високотемпературних масляних середовищах, як правило, на пізніх стадіях використання, через карбонізацію гуми та наповнювачів, міцність знижується, матеріал стає пухким, і інфільтрація відбувається на межі розділу та всередині прокладки, що призводить до коксування і куріння. Крім того, листи азбестової гуми схильні до прилипання до ущільнювальної поверхні фланця при високих температурах, що доставляє чимало клопоту при заміні прокладок.
Тиск використання прокладок у різних середовищах в умовах нагрівання залежить від коефіцієнта збереження міцності матеріалу прокладки. Кристалічна вода та адсорбована вода присутні в матеріалах з азбестового волокна. При 110 градусах 2/3 адсорбованої води між волокнами вже випало в осад, і міцність на розрив волокон зменшується приблизно на 10%; При 368 градусах вся адсорбована вода випадає в осад, і міцність волокон на розрив зменшується приблизно на 20%; При температурі вище 500 градусів кристалічна вода починає випадати в осад і міцність падає.
Середовище також має значний вплив на міцність азбестогумових листів. Листи азбестової гуми містять іони хлориду та сульфіди, які можуть легко роз'їсти оригінальну батарею з металевими фланцями після поглинання води. Зокрема, вміст сірки в маслостійких листах азбестової гуми в кілька разів вищий, ніж у звичайних листах азбестової гуми, тому вони непридатні для використання в немасляних середовищах. Прокладки можуть набухати в маслі та середовищі розчинника, але в певному діапазоні це мало впливає на ефективність ущільнення. Наприклад, аркуш із маслостійкої азбестової гуми 400 піддається 24--годинному випробуванню на занурення в авіаційне паливо при температурі навколишнього середовища з вимогою, щоб збільшення ваги поглинання масла не перевищувало 15%.
3. Політетрафторетилен
Політетрафторетилен схильний до холодної течії та повзучості під тиском і високою температурою, тому він зазвичай використовується в середовищах низького тиску, середньої температури, сильно корозійних і екологічно чистих середовищах, таких як сильні кислоти, сильні основи, галогени, ліки тощо. робоча температура становить 150 градусів, а тиск нижче 1 МПа. Хоча наповнений політетрафторетиленом має більш високу міцність, його температура використання не перевищує 200 градусів, і його стійкість до корозії знижується. Максимальний робочий тиск політетрафторетиленових прокладок зазвичай не перевищує 2 МПа.
Через підвищення температури матеріал зазнає повзучості, що призводить до значного зниження тиску ущільнення. Навіть без нагрівання з плином часу стискаюча напруга на ущільнювальній поверхні зменшуватиметься, що призведе до "явища релаксації напруги". Це явище відбувається в різних прокладках, але явище релаксації напруги прокладок з PTFE є більш серйозним і його слід зазначити.
Коефіцієнт тертя політетрафторетилену є відносно малим (з напругою стиску понад 4 МПа та коефіцієнтом тертя 0.035-0.04), і прокладка схильна до ковзання назовні під час попереднього затягування, тому вона найкраще використовувати увігнуту опуклу поверхню фланця. При використанні плоского фланця зовнішній діаметр прокладки може стикатися з болтом, щоб запобігти вислизанню прокладки назовні.
Через те, що емалеве обладнання виготовляється шляхом напилення шару порцелянової глазурі на поверхню металу та її спікання, шар глазурі дуже крихкий. Крім того, нерівномірне розпилення та розтікання шару глазурі призводить до поганої рівності поверхні фланця. Використання металевих композитних прокладок може легко пошкодити шар глазурі, тому рекомендується використовувати прокладку з PTFE з азбестовим картоном і гумою в якості основного матеріалу. Цей тип подушки легко приклеюється до поверхні фланця, стійкий до корозії та має хороші характеристики.
Багато заводів використовують аркуші з азбестової гуми, обмотані політетрафторетиленовою стрічкою в сильно корозійних середовищах з низькою температурою та тиском, які використовуються на люках і трубопроводах, які часто розбираються. Завдяки зручному виготовленню і використанню він досить популярний.
4. Дошка з азбестової смоли та просочена азбестова прокладка
Зазвичай використовується для трубопроводів, насосів, клапанів, вхідних і вихідних фланців у різних кислих середовищах, з температурою використання 8 0 градусів і тиском нижче 0,6 МПа.
Азбестові прокладки підходять для умов низького тиску та високої температури з тиском нижче 0.1MPa та температурою не вище 800 градусів. І відповідно до конкретних вимог обладнання, його можна вплітати в прокладки різної ширини, товщини та діаметру. Або відріжте азбестову стрічку і наклейте її безпосередньо на поверхню фланця. Він використовується на стику великих печей окислення сірчаної кислоти та азотної кислоти, а також деякого необробленого обладнання, і його ефект значно перевищує ефект оригінального азбестового троса.
5. Азбестова прокладка з металевою оболонкою
Покриття листів азбесту або листів азбестової гуми металевими листами запобігає прямому контакту із середовищем, уникаючи зниження міцності азбестового волокна та запобігаючи витоку, тим самим розширюючи діапазон використання листів азбестової гуми.
Загальна температура для використання азбестових прокладок з металевою упаковкою становить 450 градусів (деякі можуть досягати 600~700 градусів, наприклад, у димових газах при атмосферному тиску ~0,16 МПа), а робочий тиск становить 4 МПа, максимум 6 МПа. Якщо тиск збільшується далі, прокладка схильна до перехресного потоку, і матеріал серцевини видавлюється з перекриття.
Через високу силу затягування болтів, необхідну для металевих азбестових прокладок, навіть якщо тиск нижче 2,45 МПа, фланці вагою менше 25 кг не можна використовувати. Інакше жорсткість фланців і болтів буде недостатньою, що призведе до деформації та поломки ущільнення. Деякі люди вважають, що якщо замінити матеріал серцевини на синтетичний каучук з кращою еластичністю, його сила затягування зменшиться. Насправді це не так, оскільки після того, як матеріал серцевини розм’якшується, зусилля кріплення поглинається матеріалом серцевини, який не може забезпечити необхідну силу кріплення для прилипання металевої пластини до поверхні фланця, і прокладку легко пошкодити . Крім того, у середовищі з високою концентрацією іонів хлориду та кислих середовищах перекриття між прокладками з нержавіючої сталі та залізними прокладками схильне до щілинної корозії.
Якщо температура вище 450 градусів, як основний матеріал можна використовувати керамічне волокно або вуглецеве волокно. Певний сталеливарний завод використовує металеві прокладки з керамічного волокна для високих температур 1100 градусів, які не були пошкоджені після двох років використання. Використання гнучкого графіту як основного матеріалу є більш ефективним, ніж азбестові прокладки з металевою оболонкою.
Металеві прокладки можуть мати різні форми і широко використовуються для великих кришок, завантажувальних і розвантажувальних отворів, фланців люків тощо в різних теплообмінниках і реакторах.
На поверхню металевої прокладки нанесено шар гнучкого графітового листа. У порівнянні з аналогічними металевими прокладками без поверхневого покриття, ця прокладка має менший коефіцієнт попереднього натягу та кращі характеристики ущільнення
Застосування існуючої гнучкої графітової зморшкуватої стрічки до поверхні металевих прокладок, металевих плоских прокладок, зубчастих прокладок і навіть прокладок з азбестової гуми вирішило багато проблем із витоком. Наприклад, теплообмінник на певному заводі має тиск 5,88 МПа, температуру 450 градусів, а середовище водень/нафта та газ. Раніше я використовував металеві плоскі та зубчасті колодки, обидві з яких мають витоки. Пізніше, щоб вирішити цю проблему, на плоску подушечку наклеїли гнучку графітову стрічку для зморщування. Слід зазначити, що ця форма прокладки є простим заходом для усунення витоку прокладки фланця, а робоча якість гнучкої графітової стрічки безпосередньо впливає на те, чи може обладнання працювати нормально. Якщо на тильну сторону стрічки нанести шар клею, це може поліпшити якість покриття.
6. Металева намотувальна колодка
Прокладки з металевою оболонкою вміло використовують термостійкість, пружність і міцність металів, а також гнучкість неметалевих матеріалів, що забезпечує кращу ефективність ущільнення. Серед них найкраща продуктивність гнучких графітових подушечок з нержавіючої сталі. Коефіцієнт попереднього затягування менший, ніж у азбестових пакувальних прокладок, і немає недоліку у вигляді капілярного витоку з азбестового волокна. На рисунку 2-10 показана крива залежності між коефіцієнтом попереднього натягу та швидкістю витоку обох. У масляних середовищах 0Cr13 зазвичай використовується для металевих смуг, тоді як 1Cr18Ni9Ti рекомендується для інших середовищ.
Гнучку графітову намотувальну пластину з нержавіючої сталі можна використовувати в газовому середовищі за тиску 14,7 МПа (до 19,6 МПа) і до 30 МПа в рідині. Температура -190~+600 градусів (можна використовувати до 1000 градусів в анаеробних умовах і в умовах низького тиску).
Політетрафторетилен має хорошу стійкість до низьких температур, а його межа текучості при низьких температурах значно вища, ніж при кімнатній. Таким чином, намотувальні накладки з PTFE можна використовувати для низькотемпературних середовищ, таких як рідкі вуглеводні. У той же час додавання металевих смуг покращує теплопровідність, а температура використання політетрафторетиленових прокладок може досягати 250 градусів, що може використовуватися до 9 МПа та 200 градусів у кислому середовищі.
Спіральні накладки підходять для теплообмінників, реакторів, трубопроводів, клапанів і вхідних і вихідних фланців насосів із значними коливаннями тиску та температури. Для середнього та високого тиску та температур, що перевищують 300 градусів, слід розглянути можливість використання внутрішнього кільця, зовнішнього кільця або внутрішнього зовнішнього кільця. Якщо використовується увігнутий опуклий фланець, кращий ефект матиме пакувальна подушечка з внутрішнім кільцем.
Застосування гнучких графітових листів з обох боків гнучкої графітової подушечки для намотування також може досягти хорошого ефекту ущільнення. Котел-утилізатор великого заводу з виробництва добрив є ключовим обладнанням для високої температури та високого тиску. У ньому використовуються гнучкі накладки з графітовою оболонкою із зовнішнім кільцем, яке не протікає при повному навантаженні, але протікає при зниженому навантаженні. По обидва боки прокладки було додано гнучку графітову пластину товщиною 0.5 мм, вирізану у формі дуги кола, а з’єднувальну частину перекрили скошеним отвором, що добре спрацювало.
7. Металеві плоскі накладки, накладки з хвилеподібною формою та накладки у формі зубів Металеві плоскі накладки та накладки з металевою формою хвилі
Зазвичай використовується на фланцях клапанів середнього та високого тиску, трубопроводів та обладнання меншого діаметру. Використовуваний тиск змінюється залежно від температури, причому перший коливається від 1,568 до 31,36 МПа, а другий — від 1,568 до 3,92 МПа. Матеріал прокладки вибирається в залежності від середовища і температури.
8. Восьмикутні та еліптичні колодки
Восьмикутна прокладка та еліптична прокладка (в нафтопереробній промисловості широко відомі як «кільце із земляної сталі»), що використовуються для фланців із трапецієподібними канавками, мають хороші показники ущільнення. На конічній поверхні канавки восьмикутна накладка має поверхневий контакт, тоді як еліптична накладка має прямий контакт. Тому еліптична накладка має хорошу адгезію при невеликій силі кріплення, але вимагає вторинного кріплення; А восьмигранні колодки, як правило, менш схильні до протікання після одноразового затягування. Їх недолік полягає в тому, що вони вимагають великого зусилля затягування болта, а при використанні в умовах низького тиску та високої температури клас фланця повинен бути вище pg25 кг.