Неметаллические и композитные материалы. Прокладочные материалы Виды прокладочных материалов в машиностроении
При соединении деталей трубопровода с трубопроводной арматурой требуется обеспечить герметичность этих соединений, чтобы избежать утечки среды.
Неплотность особенно опасна при транспортировании агрессивных и взрывоопасных сред, а также находящихся под давлением и имеющих высокую температуру.
Основным типом разъемных соединений трубопроводов являются фланцевые соединения, а его неотъемлемым элементом – прокладка.
Материал прокладки должен обладать следующими свойствами:
ü эластичностью, чтобы при создании давления заполнить мельчайшие неровности поверхности фланца, обеспечивая герметичность соединения;
ü прочностью, для того чтобы выдержать силу давления среды;
ü стойкостью к действию агрессивных сред.
В зависимости от назначения и условий работы трубопроводной арматуры в качестве материала прокладок применяют картон, паронит, листовой асбест, резину, фторопласт, полиэтилен, алюминий, свинец, медь, мягкую отожженную сталь.
Выбор прокладочных материалов для уплотнения фланцевых соединений зависит от транспортируемой среды и ее рабочих параметров.
Некоторые материалы прокладок в зависимости от параметров среды и типов уплотнительных поверхностей представлены в таблице 9.
Таблица 9 – Материалы прокладок в зависимости от параметров среды и типов уплотнительных поверхностей
Продолжение таблицы 9
| Материал прокладок | Рабочая Среда | Предельная темпера- тура, 0 С | Предел рабочего давления, МПа | ||
| гладкая поверх -ность | выступ–впадина | шип–паз | |||
| 3. Паронит маслобензо- стойкий (ПМБ) 4. Резина техническая кислотощелочностойкая (КЩ) 5. Резина техническая маслобензостойкая (МБ) 6. Резина техническая теплостойкая (Т) 7. Картон асбестовый 8. Фторопласт 4 9. Алюминий отожженный (АМЦ) 10. Медь листовая (М 2) 11.Свинец марки С2 12.Гофрированные асбоалюминиевые 13.Спиральные из стали 12Х18Н10Т (наполнитель – асбест) | Легкие нефтепродукты Тяжелые нефтепродукты Кислород, азот газообразный Кислород, азот жидкий Коксовый газ Вода, воздух, нейтральные растворы, нейтральные газы и пары, серная кислота (до 65%), соляная кислота (до 30%) Тяжелые нефтепродукты, керосин, масла, бутиловый спирт Водяной пар, сухие нейтральные и инертные газы Углеводороды жидкие и газообразные, мазут, масла, смолы Кислоты, щелочи, растворители и органические жидкости Углеводороды жидкие и газо- образные, мазут, масла, смолы Вода перегретая, водяной пар, жидкие и газообразные нефтепродукты Растворы серной и уксусной кислот (до 60%), хлор сжиженный Тяжелые и легкие нефтепродукты, углеводородные газы, дымовые газы, диоксид углерода Водяной пар, сухие газы, нефтепродукты | – 182 от минус 30 до 50 от минус 30 до 50 от минус 196 до 250 от минус 196 до 250 от минус 70 до 250 | 2,5 2,0 2,5 0,25 2,5 1,0 1,0 1,0 0,15 – 1,6 2,5 0,6 2,5 2,5 | – – 5,0 – 6,4 – – – – – 4,0 10,0 – 6,4 10,0 | вакуум – 5,0 – – – – – – 2,5 вакуум вакуум – – – |
Продолжение таблицы 9
Для герметизации сальников трубопроводной арматуры и сальниковых компенсаторов применяют набивки в виде шнуров, сплетенных из асбестовых или пеньковых нитей, пропитанных различными составами, придающими им стойкость к агрессивным средам.
Материал для набивки сальников выбирают в зависимости от условий работы. Асбестовая прожиренная набивка может быть использована при температурах не выше 200 0 С, так как при более высоких температурах жировые вещества вытекают, и плотность сальника снижается.
При температурах выше 200 0 С применяют асбестовую прографиченную набивку или специальные асбометаллические набивки, пропитанные особым составом, стойким к разрушению под влиянием транспортируемых сред и высокой температуры.
Набивку из фторопласта применяют в виде колец или шнура, который обеспечивает высокую стойкость к кислым и щелочным средам при температуре до 250 0 С.
Сальниковая набивка должна быть изготовлена из плетеного шнура квадратного сечения по ширине, равной ширине сальниковой камеры. Из такого шнура нарезают отдельные кольца со скошенными под углом 45 0 концами. Кольца следует укладывать в сальниковую коробку вразбежку линий разреза, с уплотнением каждого кольца в отдельности. Грундбукса при сборке должна входить в камеру не менее чем на 5 мм, но не более 1/7 ее высоты.
Подтяжку сальников следует выполнять равномерно, без перекосов грундбуксы.
ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ
1. По каким основным признакам можно классифицировать трубопроводную арматуру?
2. Что такое условный диаметр? Что такое условное давление?
3. Что такое задвижка? Какие бывают задвижки, где и как они устанавливаются?
4. Перечислите основные преимущества и недостатки задвижек по сравнению с другими видами трубопроводной арматуры.
5. Что такое вентиль? Из каких основных элементов он состоит?
6. Перечислите основные преимущества и недостатки вентиля по сравнению с другими видами трубопроводной арматуры.
7. Какие бывают типы уплотнительных поверхностей вентиля?
8. Что такое кран? Какие типы кранов вы знаете?
9. Перечислите основные преимущества и недостатки кранов по сравнению с другими видами трубопроводной арматуры.
11. Что относится к предохранительной и защитной трубопроводной арматуре?
12. Как маркируется трубопроводная арматура?
13. Расшифруйте маркировку следующих видов трубопроводной арматуры: 15кп3п; 11ч3бк; 30с64бр.
14. По каким причинам нарушается нормальная работа трубопроводной арматуры?
15. Что такое ревизия трубопроводной арматуры, в чем она заключается?
16. Как производится ремонт трубопроводной арматуры (вентиля, задвижки, крана)? Какие при этом используются приспособления?
17. Как производится испытание трубопроводной арматуры? Какие бывают виды испытания?
18. Сформулируйте основные принципы выбора трубопроводной арматуры.
19. Какими свойствами должна обладать прокладка?
20. Перечислите основные материалы прокладочных материалов и области их применения.
21. До какой максимальной температуры можно применять фторопласт в качестве прокладочного материала?
23. Как правильно произвести набивку сальника?
Чугун.
Это нековкий сплав железа с углеродом (2,5-3,6%). Он обладает хорошими литейными качествами, низкой стоимостью, но это хрупкий материал (разрушается сразу, в пластичных материалах есть период пластических деформаций, когда можно установить момент наступления разрушения). В связи с этим чугун имеет ограниченную область применения.
Из чугуна изготавливают арматуру, кронштейны, стойки.
Серый чугун СЧ15-32 (цифры означают предел прочности при растяжении и при сжатии соответственно) используется для изготовления арматуры на сети низкого давления.
Ковкий чугун КЧ30-6 (коваться не может, но имеет повышенные пластичные свойства) используется для арматуры сетей среднего и высокого давления.
Жаростойкий чугун ЖЧ-1 используется для арматуры, работающей при температуре до 600 0 С.
Прокладочные материалы.
Их назначение – обеспечить плотность неподвижных соединений. Поэтому они:
- должны быть дешевыми и доступными (т.к. их необходимо достаточно часто заменять),
- должны быть упругими (для достижения высокой плотности соединений),
- должны иметь достаточную прочность (чтобы не разрушиться, не раздавиться и не выдавливаться при затяжке),
- должны сохранять свои физические свойства при температуре рабочей среды,
- не должны подвергаться коррозии.
Паронит используют для холодных и горячих газов с температурой до 450 0 С в газопроводах с давлением до 1,2 МПа, в установках СУГ давлением до 1,6 МПа, для нефтепродуктов.
Пластификат, фторопласт для уплотнения фланцевых соединений в газопроводах с давлением до 1,2 МПа, в установках СУГ давлением до 1,6 МПа.
Металлические кольца . Их «-» - создание необходимых усилий для достижения плотности соединений. Алюминий – для уплотнения оборудования, установок СУГ при всех давлениях, а также для сернистых газов. Медь – для уплотнения оборудования, установок СУГ.
Резина обладающая высокой морозо- и маслобензостойкостью используется для уплотнения соединений в газопроводах с давлением до 0,6 МПа.
Для придания прокладкам огнестойких свойств применяют асбест (асбестовый картон, асбестовое армированное полотно).
Льняная прядь промасленная свинцовым суриком используется для уплотнения резьбовых соединений.
Большинство конструкций газового оборудования имеет сальниковое устройство для уплотнения подвижных соединений.
Материалы сальниковых набивок должны иметь:
- высокие упругие свойства
- физическую стойкость против действия рабочей среды
- малый коэффициент трения
Для этих целей применяют: асбест в виде плетеного шнура,
пеньковый шнур,
графит,
тальк,
фторопласт и др.
(В расплавленное говяжье сало опускают шнур, кипятят 5 минут, охлаждают и обваливают в порошке графита.)
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
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
Уплотнительные, изоляционные и обивочные материалы
При изготовлении и эксплуатации машин возникает необходимость герметизации мест соприкосновения некоторых деталей друг с другом. Кроме того, способность аккумуляторных батарей поддерживать очень большие значения силы тока (сотни ампер), а также наличие высокого напряжения в системе зажигания (20...30 кВ) предопределили высокие требования к изоляционным материалам.
Использование обивочных материалов улучшает вид кабины, салона, кузова, повышает комфортность.
Рассмотрим используемые в автомобилестроении уплотнительные, изоляционные и обивочные материалы.
Уплотнительные материалы разделяют на две группы - прокладочные и набивочные.
Прокладочные материалы используют при необходимости герметизации разъёмных частей двигателя, картеров трансмиссии и других узлов. Прокладками иногда регулируют зазоры или усилия в контактных парах.
Набивочные материалы используют для герметизации зазоров между подвижными парами деталей, а также для защиты узлов трения от пыли, грязи и воды.
Уплотнительные материалы подразделяют на бумажные, асбестовые, резиновые, войлочные, пробковые и пластмассовые. Иногда в качестве уплотнительных материалов используют мягкие материалы: алюминий, свинец и медь.
К бумажным прокладочным материалам относят собственно бумагу, картон, фибру и пергамент. Бумажные материалы толщиной до 0,5 мм и удельной массой до 250 г/м 2 условно относят к бумаге, а большей массы и толщины - к картону. Картоны различают на прокладочные, тарные, строительные, декоративные и др.
Прокладочный картон является сравнительно эластичным, маслобензостойким материалом, выпускается толщиной 0,2...1,5 мм. Поверхность листа картона должна быть ровной, а толщина - постоянной по всей площади.
В качестве заменителя прокладочного картона используют технический картон или чертёжную бумагу. Для повышения пористости их смачивают горячей водой до полного насыщения и затем высушивают. Поры заполняют пропиткой в течение 20...25 минут подогретыми до 60...70 0 С растительным маслом или олифой.
Пергамент - прозрачная масложиронепроницаемая влагостойкая бумага. Получается в результате обработки непроклеенной бумаги серной кислотой с последующей её нейтрализацией раствором щёлочи.
Фибра - прокладочный материал, получаемый при обработке непроклеенной бумаги или картона раствором хлористого цинка, что придаёт материалу высокую прочность, а также маслобензостойкость. При эксплуатации узлов необходимо иметь в виду, что высокая гигроскопичность (до 60...65%) приводит к тому, что фибра при увлажнении коробится.
Фибра выпускается нескольких марок:
ФСВ - специальная, высокопрочная (для изготовления особо прочных изделий);
ФТ - техническая, для изготовления деталей в машиностроении и приборостроении;
ФЭ - электрическая, для изготовления электроизолирующих деталей;
КГФ - касторо-глицериновая, используется в качестве уплотнительного материала, предохраняющего от течи воды, масла, керосина и бензина.
Фибру изготавливают в виде листов шириной 1,1...1,4 м и длиной 1,7...2,3 м, толщиной 0,4...25,0 мм и плотностью не менее 1100 кг/м 3 .
Общий недостаток бумажных прокладочных материалов - невысокая теплостойкость. При температурах более 130...140 0 С бумага и картон теряют гибкость, становятся хрупкими, при 180 0 С начинается обугливание (почернение), а при 240...250 0 С происходит полное разложение бумажных волокон.
Асбест - природный минерал (хризотиласбест). Имеет волокнистую структуру, способен к расщеплению (распушке) на тончайшие гибкие и прочные волокна, представляющие собой нитевидные кристаллы ромбовидной формы. Плотность кускового асбеста 2000...2500 кг/м 3 , а асбестовых изделий без наполнителей - 1000...2000 кг/м 3 . Асбест не горит, теплостоек, хороший диэлектрик. Легко выдерживает нагрев до 300 0 С, а при 386 0 С теряет адсорбированную воду, что снижает его прочность и гибкость (явление обратимое). При нагреве более 450 0 С вода теряется необратимо. Процесс заканчивается при 700...800 0 С, асбест становится непрочным, легко растирается в порошок. Прочность асбеста зависит от температуры: с 315...320 кгс/см 2 при 20 0 С до 70...80 кгс/см 2 при 600 0 С.
В зависимости от длины волокон асбест подразделяют на девять сортов с различным назначением. Так, для изготовления тканей, шнуров, нитей сальниковых набивок, изоляционной ровницы, тканых лент и тому подобных текстильных изделий применяют асбест сортов АК; 1-й, 2-й и 3-ий жёсткой текстуры и 2-й сорт полужёсткой текстуры (с длиной волокон 6...18 мм).
Для изготовления паронита, электронита, асбестового картона и асбестовой бумаги используют сорта 3-ей и 4-ой полужёсткой и мягкой текстуры.
Для производства асбестового картона и других изоляционных изделий используют 6-ой сорт асбеста (длина волокон 1...2 мм), а 7-ой и 8-ой сорта предназначают для изготовления различных асбоцементных изделий и в качестве теплоизоляционного заполнения (длина волокон не более 1 мм).
Асбест, как обладающий высокой теплостойкостью, используют в качестве уплотняющего материала, работающего при повышенных температурах (прокладки выпускного коллектора, глушителя). При использовании асбеста в качестве прокладок головок блока (цилиндров) двигателей его заключают в медную или стальную оболочку (фольгу), чтобы исключить контакт с горячими газами. Повреждение оболочки приводит к контакту, потере конституционной (входящей в состав) воды и быстрому разрушению.
Для различного вспомогательного оборудования используют асбестовый картон, асбестовые шнуры и нити, паронит, а также измельчённый асбест для теплоизоляционных работ.
Асбестовые картон и бумага служат для огнезащиты, термоизоляции, электроизоляции и уплотнения.
Картон асбестовый выпускается в виде листов толщиной 2...10 мм и размерами около одного квадратного метра. Плотность 1000...1300 кг/м 3 , коэффициент теплопроводности (для 20...100 0 С) - 0,13 ккал/м× ч× град.
Бумага асбестовая выпускается в рулонах толщиной 0,25...1,0 мм, шириной 670...1150 мм.
Паронит - прокладочный листовой материал из вальцованного асбеста с каучуковым (с серой) связующим и минеральными наполнителями в соотношении: 60...75% - 12...13%. В качестве минеральных наполнителей используют глину, полевой шпат, тальк и т. п.
Паронит применяют в качестве прокладок крышек распределительных шестерён, фланцев трубок маслоприёмника, водяного насоса, топливного отстойника и др.
Паронит выпускают следующих марок:
ПОН - общего назначения;
ПМБ - маслобензостойкий;
ПА - армированный стальной сеткой.
Толщина листов 0,4...3 мм длина - до 3 м и ширина - до 1,5 м.
Ткани асбестовые служат для теплоизоляции, изготовления огнестойкой спецодежды и одеял, сальниковых набивок, производства асботекстолита. Для повышения прочности в асбестовые ткани добавляют хлопчатобумажные волокна, армируют латунной проволокой или стеклянными нитями. Ширина асбестовых тканей 1040...1550 мм, толщина 1,2...3,8 мм.
Шнуры и нити асбестовые - служат для сальниковых набивок и теплоизоляционных обмоток. Изготовляют шнуры трёх сортов:
шнур асбестовый из скрученных асбестовых нитей;
асбопухшнур из прочёсанных асбестовых и хлопковых волокон, оплетённых асбестовыми шнурами;
шнур асбомагнезиальный с сердечником из магнезии и асбонитей, также оплетённый асбестовыми нитями (для теплоизоляции поверхностей с температурами до 550...600 0 С; коэффициент теплопроводности 0,080...0,150 ккал/м× ч× град).
Ленты асбестовые служат для тепло- и электроизоляции. Толщина 0,4...1,4 мм, ширина 13...250 мм.
Листы асбостальные служат для вырубки фасонных прокладок. Шесть марок, размеры: длина 215...875 мм, ширина 500 и толщина 1,4...1,75 мм.
Необходимо отметить, что в последнее время по соображениям снижения вредного воздействия на человека объём использования изделий из асбеста снижается.
Пробковые прокладочные материалы - получают путём прессования крупы коры пробкового дуба и применяют для уплотнения соединений, работающих при небольшом напряжении в среде воды или нефтепродуктов:
крышки клапанной коробки двигателей;
стаканов фильтров топливного насоса;
фильтра вентиляции картера;
картера двигателя;
крышки головки блока;
крышек коромысла и т. п.,
а также в качестве набивки сальника игольчатого подшипника.
Войлок прокладочный представляет собой листовой материал, изготовленный из волокон шерсти. Технический войлок подразделяют:
тонкошерстный;
полугрубошерстный;
грубошерстный.
Войлок - пористый материал, в котором воздушные поры составляют не менее 75% от объёма. Плотность войлока 200...430 кг/м 3 .
Войлок обладает высокими тепло-, звукоизолирующими и амортизирующими свойствами. Термическая же стойкость войлока не превышает 75 0 С.
Волокна шерсти войлока разрушаются от действия грибков и моли, неустойчивы против щелочей, но стойки против кислот.