Виды прокладочных и уплотнительных материалов. Прокладочные, уплотнительные и изоляционные материалы. Схема установки центробежных насосов

Следующая страница>>

§ 15. ПРОКЛАДОЧНЫЕ, УПЛОТНИТЕЛЬНЫЕ И НАБИВОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

В машиностроении широко применяются прокладочные, уплотнительные и набивочные материалы.

Асбест представляет собой минерал, обладающий способностью расщепляться на тонкие гибкие волокна, допускающие при достаточной их длине скручивание в нить. Асбест устойчив при температуре нагрева до 600°, температура его плавления 1500°. Асбест слабо сопротивляется воздействию на него кислот. Он подразделяется на асбест кусковой и асбест механического обогащения, состоящий из смеси волокон различной длины и их агрегатов (асбест с волокнами неизменной формы). Из длинных волокон асбеста изготовляются шнуры, из коротких - асбестовый картон. Из асбеста с железом или медной фольгой изготовляются прокладки для нагнетательной трубки масляного насоса, для головки цилиндра и др. Секторы или диски трения в муфтах сцепления трансмиссии выполнены из асбестовой тканой ленты, имеющей прослойку из латунных проволок и пропитанной бакелитовой смолой.

Фибра листовая представляет собой тряпичную (бумажную) массу, пропитанную раствором хлористого цинка и затем спрессованную. Фибра применяется в тракторостроении. Из фибры изготовляются изоляционные шайбы для стартера, упорные шайбы якоря, шайбы подпятника пружины муфты сцепления и т. д. В зависимости от назначения листовая фибра разделяется на пять марок: ФТ (техническая), ФЭ (электротехническая), ФК и ФП (поделочная), ФПК (прокладочная кислородостойкая). Фибра марки ФТ изготовляется в листах толщиной 0,6-25 мм. Предел прочности при растяжении фибры толщиной 0,6-0,8 мм - 600 кгс/см 2 . Фибра марки ФТ хорошо сопротивляется маслопоглощаемости. Недостатком фибры является ее высокая водопоглощаемость (за 24 час до 65%), что приводит после высыхания к короблению и изменению формы.

Паронит изготовляется из асбеста, каучука и наполнителей. Паронит поставляется в виде листов серого цвета. Он применяется в качестве прокладок для уплотнения мест соединения металлических поверхностей, работающих в средах воды, насыщенного и перегретого пара, воздуха и инертных газов (азот и др.). Особенно эффективно применение паронита для уплотнения мест соединения деталей, работающих в средах бензина, керосина и масла. Размеры листов паронита от 300X400 до 1200X1500 мм при толщине 2,5-6,0 мм. Паронит выдерживает давление 50 кгс/см 2 и температуру 450° в средах воды и пара, а в средах бензина, керосина и масла - 75 кгс/см 2 при нормальной температуре. Удельный вес паронита не более 2 г/см 3 .

Техническая кожа применяется для изготовления кожаных деталей машин, прокладок, приводных ремней и других разнообразных изделий.

Пробка используется для изготовления прокладок. Прессованной пробковой крошкой уплотняют различные соединения. Для предупреждения выкрашивания пробковые прокладки обычно оклеивают с двух сторон картоном.

Клингерит является прокладочным материалом, изготовляемым из асбеста в смеси с графитом, суриком, окисью железа и каучуком. Клингерит поставляется в виде листов.

Клингеритовые прокладки являются устойчивыми при температурах до 185° и давлениях до 12 атм. Перед укладкой в места соединений клингеритовые прокладки смазывают маслом. Под воздействием высокой температуры клингеритовые прокладки становятся прочными и эластичными.

Для плотного прилегания к соединяемым поверхностям твердые прокладки обычно устанавливают на белилах, жидком стекле и свинцовом сурике.

Войлок технический полугрубошерстный в зависимости от назначения изготовляемых из него деталей подразделяется на следующие виды:

1) войлок для сальников, задерживающих смазочные масла в местах трения и предохраняющих места трения от попадания в них воды и пыли;

2) войлок для изоляционных прокладок, применяемых между металлическими поверхностями и предохраняющих их от коррозии, истирания, попадания посторонних веществ, а также для смягчения ударов и сотрясений;

3) войлок для фильтров, очищающих масла.

Толщина войлока 6-12 мм, влажность 12%, предел прочности при растяжении 15-25 кгс/см 2 и удлинение 100-125%.

В качестве уплотняющего материала в тракторостроении применяется войлок тонкошерстный белый и плотный. Из такого войлока изготовляются фитили для смазки бегунка в прерывателе магнето, одинарные войлочные сальники и др.

Войлочные сальники перед установкой их на трактор проваривают в масле. Влажность тонкошерстного войлока 10%, предел прочности на растяжение по длине 23 кгс/см 2 , а по ширине 15 кгс/см 2 . Удлинение войлока по длине составляет 60%, а по ширине 70%, Из тонкошерстного фетра изготовляют шайбы, фильц прерывателя магнето и др.

Для уплотнения фланцевых соединений применяются плоские эластичные прокладки из паронита, резины, картона, фторопласта-4 и композиционных материалов на их основе. Согласно ГОСТ 15180-86, исполнение прокладок, в зависимости от исполнения уплотнительных поверхностей фланцев, должно соответствовать данным, указанным в табл. 1 и 2.

Таблица 1

Исполнения прокладок	Исполнения уплотнительных поверхностей по ГОСТ 12815-80	Чертеж
А	1
Б	2; 3
В	4; 5
Г	8; 9
Д	1; 5

Таблица 2

Исполнение прокладок	Условное давление Р у, МПа (кгс/см²)	Условный проход Д у, мм
А	0,1; 0,25 (1; 2,5)	10-3000
	0,63(6,3)	10-2400
	1,0(10)	10-2000
	1,6(16)	10-1600
	2,5(25)	10-1400
	4,0(40)	10-1200
Б, В, Г	0,1-4,0 (1,0-40)	10-800
	6,3(63)	10-600
	10(100)	10-400
	16(160)	15-300
Г	20(200)	15-250
Д	0,1-0,63 (1,0-6,3)	40-800
	1,0-4,0 (10-40)	25-800
	6,3(63)	25-600
	10(100)	25-400
	16(160)	25-300
	20(200)	25-250

Прокладочные материалы должны обладать: упругостью, стойкостью к среде, в которой работают, сохранять свои физические свойства при рабочей температуре среды и не подвергаться коррозии. При использовании металлических прокладок металл не должен пластически деформировать уплотняющие поверхности фланца, поэтому металл прокладок должен иметь твердость и предел текучести ниже, чем металл уплотняемых поверхностей фланцев, не должен образовывать с металлом газового оборудования гальваническую пару.

Паронит (ГОСТ 481-80). Изготавливают из асбеста и каучука путем вулканизации и вальцевания под большим давлением. Является универсальным прокладочным материалом для уплотнения плоских разъемов с различными средами (холодных и горячих газов, воздуха, пара, масел и нефтепродуктов и др.). В зависимости от назначения паронит изготавливают семи марок. Для уплотнения соединений на газопроводах природного газа и в установках сжиженных газов рекомендуется применять паронит марки ПМБ (в диапазоне температур от −40 до +60 °С и предельного давления до 1,6 МПа). Паронит ПМБ выпускается листами длиной 500, 1000, 1500 мм и шириной 500, 750, 1000 мм, толщиной 0,4; 0,5; 0,6; 0,8; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5; 3,0; 3,5; 4,0 мм. Размеры прокладок из паронита должны соответствовать требованиям ГОСТ 15180-86. Перед установкой паронитовую прокладку следует покрыть с обеих сторон сухим графитовым порошком для предохранения от «прилипания» к плоскости фланца.

Пластмассы . Для прокладок фланцевых соединений газопроводов могут применяться различные пластмассы: полиэтилен высокой плотности (ВД) по ГОСТ 16338-77 и низкой плотности (НД) по ГОСТ 16337-77Е, толщиной 1-4 мм, фторопласт-4 (ПТФЭ) толщиной 1-4 мм по ГОСТ 10007-80Е.

Резина . Высокая эластичность позволяет легко достичь плотности между металлической поверхностью фланца и прокладкой при малых усилиях затяжки. Резина практически непроницаема для газов и жидкостей, имеет достаточную химическую стойкость. Поскольку чрезмерное сжатие ухудшает свойства резины, деформацию ее необходимо ограничить до 30-50 % от допускаемой. Выпускаемая промышленностью резина техническая листовая без тканевых или иных прокладок по ГОСТ 7338-77 предназначена для изготовления прокладок, клапанов и других деталей и производится пяти типов: кислотно-щелочестойкая, теплостойкая, морозостойкая, маслобензостойкая и пищевая.

В зависимости от твердости техническая резина подразделяется на мягкую (м), средней твердости (с) и повышенной твердости (п).

В зависимости от стойкости к воздействию масла и бензина маслобензостойкая резина подразделяется на марки А и Б.

Для фланцевых соединений систем газораспределения с рабочим давлением до 0,6 МПа рекомендуется применять прокладки, изготовленные из листовой маслобензостойкой резины (МБ) марок А и Б (без тканевой основы) по ГОСТ 17133-83 и ГОСТ 7338-77 толщиной 3-5 мм.

Картон . Если по условиям работы прокладкам требуются огнестойкие свойства, то для их изготовления рекомендуется применять:

• асбестовый картон (ГОСТ 2850-80) марок КАОН-1, КАОН-2. Выпускается листами размерами 900×900, 1000×800, 1000×900 и 1000×1000, толщиной 2; 2,5; 3; 3,5; 4; 5 мм;
• асбестовое армированное полотно (ГОСТ 2198-76) представляет собой прорезиненную и прографитизированную ткань полотняного или саржевого переплетения на основе латунной проволоки, а по утку * — из асбестовой пряжи, армированной латунной проволокой. Листы полотна выпускаются размерами 750×1500, 1000×1500 и толщиной 0,6; 0,7; 1,1 мм.

Металлические прокладки для фланцевых и других видов соединений изготавливают из листового проката в виде плоских колец. Металлические прокладки обеспечивают достаточную плотность при высоких давлениях и температурах среды, имеют коэффициент линейного расширения, близкий к коэффициенту расширения материала фланцев. К недостаткам применения металлических прокладок следует отнести необходимость создания больших усилий для обеспечения плоскости соединения, относительно низкие упругие свойства материала прокладок, высокую стоимость по сравнению с эластичными прокладками. Для уплотнения соединения деталей, оборудования установок сжиженных газов и на газопроводах всех давлений рекомендуемыми материалами для изготовления металлических прокладок являются:

• алюминий листовой отоженный по ГОСТ 13722-78, ленты из алюминия или алюминиевых сплавов (отоженных) по ГОСТ 13726-78, ГОСТ 21361-76, толщиной 1-4 мм;
• медь листовая мягкая марок М1, М2 по ГОСТ 495-77.

• льняную чесаную прядь (по ГОСТ 10330-76), которая в процессе соединения пропитывается суриком (по ГОСТ 19151-73) или свинцовыми белилами (по ГОСТ 12287-77), разведенными олифой (по ГОСТ 7931-76);
• ленты из фторопласта-4 (ФУМ-В), толщиной 0,1-1,5 мм по ТУ 6-05-1388-70;
• другой уплотнительный материал, обеспечивающий герметичность соединения.

В качестве набивочного материала для сальников запорной арматуры наиболее эффективен фторопластовый уплотнительный материал марки ФУМ-В. Выпускается круглого сечения диаметром 2,0-16,0 мм и квадратного сечения от 5×5 мм до 16×16 мм для применения в качестве химически стойкого самосмазывающего набивочного материала (в подвижных соединениях типа сальника) и прокладочного материала (в неподвижных соединениях). Соединения работают в диапазоне температур от −60 до +150 °С и при давлении до 6,0 МПа (предприятие-изготовитель ОАО «Пластополимер», г. Санкт-Петербург).

Характеристики отечественных уплотнительных материалов представлены в таблицах 3 и 4.

* Уток — поперечное направление нити в ткани.

Таблица 3

Набивка плетеная сальниковая	Конструкция набивки	Размеры (диаметр, сторона квадрата), мм	Масса 1 см³ набивки, г	Условия применения
				Предельное давление среды, МПа, не более	Предельная температура среды, °С, не более
Пеньковая пропитанная (ПП)	Шнур, сплетенный из льняной (ГОСТ 16078-70 * ), пеньковой или джутовой пряжи (ГОСТ 4668-75 * ), пропитанный антифрикционным составом		Не менее 0,9	16,0	100
		4, 5, 6, 8, 10, 13, 16, 22, 25, 28
		8, 10, 13, 16, 19, 22, 25, 28, 32, 35, 38, 42, 46, 50
Асбестовая сухая (АС)	Шнур, сплетенный из асбестовой нити (ГОСТ 1770-74 * )		Не более 1,1	4,5	400
	1) сквозного плетения, квадратный
	2) с однослойным оплетением сердечника, круглый или квадратный
	3) с многослойным оплетением сердечника	8, 10, 13, 16, 19, 22, 25, 28, 32, 35, 38, 42
Асбестовая пропитанная (АП)	Шнур, сплетенный из асбестовой нити (ГОСТ 1770-74 * ), пропитанный антифрикционным составом		Не менее 0,9	4,5	300
	1) сквозного плетения, квадратный	4, 5, 6, 8, 10, 13, 16, 19, 22, 25, 28
	2) с однослойным оплетением сердечника, круглый или квадратный	5, 6, 8, 10, 13, 16, 19, 22, 25
	3) с многослойным оплетением сердечника, круглый или квадратный	8, 10, 13, 16, 19, 22, 25, 28, 32, 35, 38, 42, 46, 50
Асбестовая маслобензостойкая (АМБ)	Шнур, сплетенный из асбестовой нити (ГОСТ 1779-83 * ), пропитанный антифрикционным маслобензостойким составом		Не менее 0,8	3,0	300
	1) сквозного плетения, квадратный	4, 5, 6, 8, 10, 13, 16, 19, 22, 25, 28
	2) с многослойным оплетением сердечника, квадратный	4, 5, 6, 8, 10, 13, 16, 19, 22, 25, 28, 32, 35, 38, 42, 46, 50

Электротехнические материалы. Для запитывания электро-технического оборудования, применяемого в сантехнических работах, используют различные силовые кабели.

Кабели силовые гибкие на напряжение до 220 В по ГОСТ 6731-77Е изготовляют следующих марок: РГД — с медными жилами с резиновой изоляцией; РГДО - с медными жилами с резиновой оболочкой; РГДВ - с основной жилой и изолиро-ванными вспомогательными жилами с общей резиновой изо-ляцией, обладающей защитными свойствами. Кабели приме-няют для соединения электрододержателей автоматических или полуавтоматических аппаратов с источником номиналь-ного переменного напряжения до 220 В, частотой 50 Гц или по-стоянного напряжения. Кабели предназначены для работы при температуре окружающей среды от —50 до +50 °С. Строи-тельная длина кабелей не менее 100 м.

Кабели силовые гибкие на напряжение 660 В по ГОСТ 13497-77Е выпускают следующих марок: КРПТ — с медными жилами с резиновой изоляцией в резиновой оболочке; КРПТН — с медными жилами с резиновой изоляцией в рези-новой оболочке, в резиновой маслостойкой оболочке, не рас-пространяющей горение; КРПГ — с медными жилами повы-шенной гибкости с резиновой изоляцией в резиновой оболоч-ке; КРПГН — с медными жилами повышенной гибкости с резиновой изоляцией в резиновой маслостойкой оболочке, не распространяющей горение; КРПС - с медными жилами по-вышенной гибкости с резиновой изоляцией с профилирован-ным сердечником в резиновой оболочке.

Кабели поставляют в бухтах массой бухты не более 50 кг или намотанными на деревянные барабаны.

Резинотехнические изделия. Ремни плоские приводные ткане-вые прорезиненные, используемые в электрогенераторах и элек-тронасосах, изготовляют трех типов в зависимости от назначе-ния и конструкции:

• тип А - нарезные, применяемые для малых шкивов при скоро-стях вращения более 20 м/с; изготовляются шириной 20; 25; 30; 40; 45; 50; 60; 70; 75; 80; 85; 90; 100; 125; 150 мм;
• тип Б - послойно завернутые, применяемые при работе с пре-рывной нагрузкой при скоростях вращения до 20 м/с; изготов-ляются шириной 20; 25; 30; 40; 150; 200; 250 мм;
• тип В - спиральные завернутые, применяемые при работе с не-большими нагрузками при скоростях вращения до 15 м/с; из-готовляются шириной 20; 25; 30; 40; 50; 60; 75; 80; 85; 90; 100; 125; 150 мм.

Ремни шириной до 90 мм выпускаются длиной не менее 8 м; шириной 100 мм и более — длиной не менее 20 м.

Поверхность ремней должна быть гладкой, без оголения тканевых прокладок, без узлов, торчащих нитей и расслоений, без трещин, вмятин и пузырей, язвин, рубцов и механических повреждений.

Ремни приводные клиновые по ГОСТ 1284.1-80 состоят из кордткани или кордшнура, оберточной ткани и резины, соеди-ненных в одно целое путем вулканизации.

Внутренняя длина ремня соответствует длине его внутрен-ней окружности, а расчетная - длине окружности на уровне расчетной ширины ремня, измеренной под натяжением. Предпочтительными расчетными длинами ремней являются: 400; 450; 500; 560; 630; 710; 800; 900; 1000;1120;1250; 1400;1600; 1800; 2000; 2240; 2500; 2800; 3150; 3550; 4000; 4500; 5000; 5600; 6300; 7100; 8000; 9000; 10 000; 11 200; 12 500; 14 000; 16 000 и 18 000 мм.

В эксплуатации ремни должны сохранять работоспособ-ность в интервале температур от -30 до +60 °С.

Рукава резиновые напорные с текстильным каркасом (по ГОСТ 18698-79) применяются в качестве гибких трубопрово-дов для подачи под давлением жидкостей, газов и сыпучих ма-териалов. В зависимости от назначения и условий работы эти рукава изготовляют типов: Б - для подачи бензина, керосина, нефти и минеральных масел; В - для подачи воды и слабых растворов неорганических кислот и щелочей концентрацией до 20%; ВГ —для подачи горячей воды температурой до 100 °С; Г - для подачи воздуха, кислорода, ацетилена, углекислоты, азота и других инертных газов; П - для подачи пищевых ве-ществ; Ш - для подачи растворов при штукатурных работах; Пар-1 и Пар-2 - для подачи насыщенного пара.

Резинотканевые напорные рукава внутренним (номиналь-ным) диаметром 10; 12,5; 16; 20; 25; 31,5; 40; 50 и 63 мм изготов-ляют для рабочего давления до 2,0 МПа (20 кгс/см 2); диамет-ром 80; 100; 125; 160 и 200 мм — для рабочего давления до 0,5 МПа (5 кгс/см 2).

Рукава всех типов должны быть герметичными при испыта-нии гидравлический давлением, равным удвоенному рабочему давлению, а рукава типа Г — при испытании воздушным давле-нием, равным рабочему. Рукава типов Б, В, П и Ш должны иметь не менее чем трехкратный запас прочности, а рукава ти-пов ВГ, Г, Пар-1 и Пар-2 — не менее чем пятикратный.

Рукава всех типов должны сохранять работоспособность в интервале температур от -35 до +50 °С.

Рукава резиновые для газовой сварки и резки металлов (по ГОСТ 9356-75) применяют для подачи под давлением ацети-лена, жидкого топлива и кислорода к аппаратуре для сварки и резки металлов при температуре окружающего воздуха от -35 до +70 °С и от -55 до +70 °С в районах с холодным климатом (таблица ниже).

В зависимости от назначения рукава изготовляют трех ти-пов с отличительным цветом наружного резинового слоя:

• тип I — для подачи ацетилена, бытового газа, пропана и бутана под давлением не более 0,63 МПа - красного цвета;
• тип II - для подачи жидкого топлива (бензина, керосина, уайт- спирита) под давлением не более 0,63 МПа - желтого цвета;
• тип III — для подачи кислорода под давлением не более 2,0 МПа - синего цвета.

Рукава должны иметь не менее чем трехкратный запас прочности при разрыве гидравлическим давлением. На внеш-ней поверхности рукавов не должно быть пузырей, отслоений, вмятин и других дефектов; внутренняя поверхность должна быть ровной, без складок, пузырей и т.п.

Основные параметры резиновых рукавов

Рукава пожарные напорные (по ГОСТ 472-75) из льняной пряжи сухого прядения в зависимости от дефектов делятся на первый и второй сорта.

Рукава скатываются в круги. На наружном конце каждой партии кругов ставят клеймо, на котором указываются: 1) на-именование и адрес предприятия-изготовителя; 2) внутренний диаметр, мм; 3) наименование группы рукавов; 4) длина рукава в круге, м; 5) масса круга и его номер; 6) дата изготовления ру-кава (год, месяц); 7) обозначение каждого стандарта.

Набивочные, уплотнительные и прокладочные материалы. Для производства сантехнических работ промышленностью вы-пускается ряд вспомогательных материалов, необходимых для уплотнения соединений.

Набивки сальниковые (по ГОСТ 5152-77) применяют для уплотнения сальников арматуры, насосов, машин и аппарату-ры и рассчитаны на широкий диапазон давлений и температур. Набивки, пропитанные антифрикционным составом, обетечивают смазку вращающихся валов и штоков, проходящих че-рез сальник.

Шнуры асбестовые (по ГОСТ 1779-72) с пропиткой анти-фрикционным составом или графитом, замешенным на нату-ральной олифе, применяют для набивки сальников арматуры, компенсаторов , уплотнения секций чугунных котлов, резьбо-вых соединений, а также в качестве изоляционного материала.

Картон асбестовый (по ГОСТ 2850-75) марок КАОН-1 и КАОН-2 используют как теплоизолирующий и огнезащитный материал при температуре изолируемой поверхности не более 500 °С, а также в качестве прокладочного материала для обору-дования, приборов и коммуникаций. Картон марки КАП слу-жит прокладочным материалом. Листы картона не должны иметь трещин, вдавленных мест, посторонних механических включений.

Картон прокладочный (по ГОСТ 9347-74) изготовляют в листах и рулонах плотностью 0,7-0,75 г/см 3 двух марок — А (пропитанный) толщиной 0,3; 0,5; 0,8; 1; 1,5 мм; Б (непропитанный) — толщиной 0,3; 0,5; 0,8,; 1; 1,25; 1,5; 1,75; 2; 2,25; 2,5 мм. Из прокладочного картона изготовляют прокладки для уплотнения фланцевых соединений трубопроводов, транспор-тирующих воду температурой до 100°С. Перед установкой про-кладки необходимо смочить в воде и проварить в натуральной олифе. Поверхность картона должна быть ровной, без короб-лений, складок, морщин, пузырей, неволокнистых включений и давленых пятен.

Пластины резиновые и резинотканевые (по ГОСТ 7338-77), применяемые для изготовления прокладок, уплотнителей кла-панов, амортизаторов и других деталей, выпускаются кислото-щелочестойкие, теплостойкие, морозостойкие и маслобензо-стойкие. Длина листов или лент пластин 0,5-10 м, ширина 200-1750 мм, толщина 0,5-50 мм. Теплостойкие резино-вые пластины остаются работоспособными при эксплуатации в среде воздуха температурой до 90 °С и в среде водяного пара температурой до 140 °С. Морозостойкие резиновые пла-стины остаются работоспособными в условиях эксплуатации при температуре до -45° С. Резиновые пластины всех типов остаются термостойкими при эксплуатации в пределах темпе-ратур от -30 до +50 °С. Листовую резиновую пластину приме-няют для изготовления фланцевых прокладок трубопроводов холодной воды. Резинотканевую пластину применяют при температуре воды до 100 °С.

Паронит (по ГОСТ 481-71) изготовляется из смеси асбе-стовых волокон, растворителя, каучука и наполнителей и вы-пускается в виде листов толщиной 0,4; 0,6; 0,8; 1,5; 2; 3; 4; 5 и 6 мм, размерами 300x400, 400x500, 500x500, 750x1000, ЮООх х1500,1500x1500 и 3000x1500 мм. Из паронита общего назначе-ния делают прокладки для фланцевых соединений трубопро-водов горячей воды и пара с температурой выше 100 °С. Перед установкой прокладки смачивают в горячей воде и смазывают графитом, замешенным на натуральной олифе. Паронит нель-зя хранить вместе (в одном помещении) с органическими рас-творителями, смазочными маслами, кислотами и другими ве-ществами, разрушающими его.

Фибра листовая (по ГОСТ 14613-69) выпускается восьми марок. Например, фибра марки ФП К (прокладочная кислоро-достойкая) изготовляется толщиной от 0,6 до 5 мм, применяет-ся в качестве прокладок для нейтральных газовых сред (кисло-рода, углекислоты и т.п.) при высоких давлениях и нормальных температурах; перед употреблением фибра должна быть тща-тельно обезжирена. Фибра марки ФТ (техническая) применя-ется в качестве уплотнителя в вентилях и кранах систем горяче-го водоснабжения.

Лен трепаный (по ГОСТ 10330-76) в виде пряди, пропитан-ной свинцовым суриком или белилами, разведенными на на-туральной олифе, применяется в качестве уплотнителя в резь-бовых соединениях трубопроводов, транспортирующих воду температурой до 105 °С.

ФУМ — фторопластовые уплотнительные материалы в виде ленты шириной 10-25 мм и толщиной 0,08-0,12 мм и шнура (для фланцевых прокладок). Ленту применяют для уплотнения резьбовых соединений трубопроводов D y < 65 мм, шнур — для Уплотнения контргаек, а также в качестве сальниковой набив-ки вентилей и кранов. Уплотнение из ФУМ водостойко и вы-держивает температуру от -60 до +200 °С.

Смоляная прядь (каболка) представляет собой обработан-ные древесной смолой лубяные волокна — отходы производст-ва волокон пеньки и льна. Выпускается прядь двух сортов: пер-вый сорт — из пенькового волокна, второй сорт — из смеси во-локон пеньки и льна. Прядь применяют для заделки раструбов чугунных и керамических труб.

Пеньковый канат (по ГОСТ 483-75), пропитанный смолой (для предохранения от гниения) или без пропитки, применяют для уплотнения раструбов чугунных и керамических труб.

Вспомогательные материалы. Олифа натуральная льняная и конопляная (по ГОСТ 7931-76) применяется для приготовле-ния суриковой замазки, разведения грунтовки и густотертых красок, а также для пропитывания картонных уплотнительных прокладок. Олифа должна храниться в плотно закрытой таре.

Олифа оксоль (по ГОСТ 190-78) в ряде случаев может слу-жить заменителем натуральной олифы. Изготовляется уплот-нением льняного масла и продуванием его воздухом в присут-ствии сиккатива с последующим добавлением растворителя (уайт-спирита).

Сурик свинцовый (по ГОСТ 19151-73) — тяжелый порошок яркого красно-оранжевого цвета, выпускается пяти марок: М-1, М-2, М-3, М-4 и М-5. Суриком, разведенным на нату-ральной олифе (2 масс. ч. сурика й 1 масс. ч. олифы), пропиты-вают льняную прядь, используемую в качестве уплотнителя в резьбовых соединениях трубопроводов отопления с темпера-турой теплоносителя до 105 °С, трубопроводов горячего водо-снабжения и газоснабжения.

Белила свинцовые густотертые (по ГОСТ 12287-77) в виде пасты из смеси свинцовых белил, тяжелого шпата и олифы или сырого льняного или подсолнечного масла выпускают трех ма-рок: МА-011, МА-011-Н-1 и МА-ОИ-Н-2. Служат для тех же целей, что и свинцовый сурик.

Белила цинковые густотертые (по ГОСТ 482-77) представ-ляют собой пасту из сухих цинковых белил (или смеси их с на-полнителем), затертых на натуральной льняной олифе или на растительных маслах с добавкой сиккатива, и выпускаются се-ми марок: ММ-00 спец., М-00, М-0, В-2-00, В-2-0, В-4-00, В-4-0. Эти белила после разведения их натуральной глифтале- вой или пентафталевой олифой до малярной консистенции применяют для окраски поверхностей. Для внутренних работ допускается разведение белил олифой оксоль.

Белила цинковые, разведенные натуральной олифой, служат для пропитывания льняной пряди, применяемой в качестве уплотнителя в резьбовых соединениях трубопроводов холод-ной воды.

Графит тигельный (по ГОСТ 4596-75) применяют как со-ставную часть сальниковых набивок и мастик при соединении труб, сборке чугунных секционных котлов, пропитке паронитовых прокладок и др.

Огнеупорные и теплоизоляционные материалы

Для облицовки (обмуровки) котельных агрегатов применяются кирпич красный, разные огнеупорные и теплоизоляционные материалы.
Кирпич красный изготовляется из смеси каолиновой глины (А1203) И песка (Si02) путем обжига заготовок при высокой температуре. Красный кирпич применяется для кладки фундаментов, боровов, наружных стен обмуровки, сводов и других элементов, подвергающихся действию температуры не выше 700 °С.
К огнеупорным материалам, используемым для кладки в котлах, относятся шамотный кирпич, высокоглиноземистые и хромитовые огнеупоры, огнеупорный шамотобетон. К основным контролируемым свойствам огнеупоров относят: огнеупорность, термическую стойкость, шлакоустойчивость, а также плотность структуры, газопроницаемость, теплопроводность.
Огнеупорность характеризуется температурой размягчения, при которой происходит деформация образца без нагрузки, а также температурой начала деформации при нагрузке, создающей напряжение сжатию 0,2 Н/мм2 (2 кг/см2).
Термическая стойкость определяется изменением механической прочности огнеупора при температурных напряжениях, возникающих при сменах нагрева и охлаждения.
Шлакоустойчивость характеризуется потерей массы огнеупора под действием высокотемпературной газовой среды и шлака.
Шамотный кирпич и шамотные изделия получили наибольшее применение в качестве огнеупорного материала для котельных агрегатов. Они применяются для футеровки топочной камеры и газоходов в местах действия высоких (до 1 400 °С) температур.
Шамотный кирпич изготовляется из огнеупорной глины, состоящей из 50...65 % кремнезема (Si02), 30...45% глинозема (А1203), при суммарном содержании до 5 % извести (СаО), магнезии (MgO) и диоксида титана (ТЮ2).
Высокоглиноземистые огнеупоры изготовляются из высокоглиноземистого сырья на глинистой связке; при обжиге в топке происходит спекание материала. В зависимости от вида изделия содержание А1203 может составлять 45... 75 %. Соответственно содержанию А1203 огнеупорность материала изменяется в пределах 1 750... 2 ООО °С. Высокоглиноземистые материалы обладают высокой термостойкостью, шлакоустойчивостью и высокой сопротивляемостью деформации под нагрузкой. Этот вид огнеупоров широко применяется в качестве защитных обмазок футеровки топок для уменьшения их износа.
Огнеупорный шамотобетон используют для изготовления огнеупорных плит обмуровки стен, а также подвесных сводов.
Изоляционные термостойкие материалы отличаются малыми плотностью и теплопроводностью. К числу таких материалов относятся кирпич диатомитовый - применяется для изоляции горячих частей котельного агрегата, работающих при температурах до 900 °С.
Для изоляции горячих поверхностей трубопроводов, арматуры, газовоздухопроводов, аппаратуры и т.п. применяются легковесные изоляционные материалы: асбест, асбослюда, пенодиатомит, диатомитовый кирпич, стекло и шлаковата, совелит и др. Асбест применяется в виде асбестового волокна, асбестового листа или шнура и используется при рабочих температурах до 500 °С.

Прокладочные и набивочные материалы

Прокладочные материалы применяют при монтаже арматуры для уплотнения фланцевых соединений. В качестве прокладочных материалов используют асбест, резину техническую листовую, па- ранит, картон прокладочный.
Асбест применяют в местах соединения секций чугунных котлов для уплотнения ниппелей, взрывных предохранительных клапанов, сальников арматуры и др.
Резина техническая листовая используется для изготовления прокладок между фланцами водопровода, газопровода, между секциями радиаторов.
Паранит - прокладочный материал на основе асбеста, резины и наполнителей, используется в виде листов толщиной 0,4...6 мм, выдерживает давление до 5 МПа (50 кгс/см2) и температуру до 450 °С. Его используют для уплотнения фланцевых соединений паропроводов, водопроводов горячей воды и газопроводов среднего и высокого давления.
Картон прокладочный применяют для прокладок на водопроводах холодной воды. Перед установкой между фланцами прокладки смачивают водой и проваривают в масле.
Набивочные материалы - различные сальниковые набивки и мастики, которые служат для предотвращения выхода пара или жидкости через зазоры сальников.
Сальниковые материалы должны иметь низкий коэффициент трения, высокую устойчивость против износа при высоких темпе¬ратурах. Сальниковые набивки выполняются в виде плетеного шнура из хлопчатобумажной, льняной или конопляной пряжи, а также асбестового шнура, пропитанных антифрикционной мастикой.

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.