Прокладки для трубопроводной арматуры

Свойства бронз

Бронзами называют сплавы меди с оловом, алюминием, бериллием, кремнием или свинцом. Бронзы дополнительно легируют железом, марган­цем, иногда титаном. В зависимости от основного легирующего элемента бронзы подразделяют, соответственно, на оловянистые, алюминиевые, бериллиевые и т.д. Бронза имеет более высокую прочность и более низкую пластичность, чем латунь. Применяют бронзу для изготовления деталей ар­матуры: шпинделей, ходовых гаек, подшипников, втулок, венцов червячных колец, а также пружин, работающих в коррозионной среде.

Оловянистые бронзы представляют собой сплавы меди с оловом при со­держании олова до 14%.

Бронзу маркируют буквами Бр, затем буквами, обозначающими наличие легирующих элементов (О – олово, А – алюминий, Б – бериллий, К – кремний, Ц – цинк, Мц – марганец, Т – титан, Ф – фосфор, С – свинец, Ж – железо, Н – никель), и цифрами после перечисленных букв, обозначающими процентное содержание легирующих элементов, например, БрОФ6,5-0,15, в которой олова содержится в среднем 6,5%, фосфора – 0,15%.

Наиболее распространены следующие безоловянистые бронзы, обла­дающие за счет легирования высокими механическими, антикоррозионными и технологическими свойствами:

Алюминиевые бронзы содержат 5–11% Аl. Их легируют дополнительно Мn 1–2,5%, Fe 2–6,5%, Ni 3,5–6,5%, Pb 1–1,5%.

Бериллиевые бронзы с содержанием бериллия до 2% обладают вы­сокими упругими свойствами, хорошей коррозионной стойкостью, хорошо свариваются, обрабатываются резанием и подвергаются закалке.

Кремнистые бронзы обладают высокой коррозионной стойкостью и механи­ческими свойствами, чем оловянистые (БрКМцЗ-1; БрКЦ4-4; БрКН1-3 и др.).

К прокладочному материалу предъявляют требования, исходя из рабочих условий эксплуатации трубопроводной арматуры. Для создания надежной плотности материал прокладки должен заполнять неровности уплотняемых поверхностей – чаще всего поверхностей фланцевых соединений. Плот­ность создают при затяжке прокладок между ними с помощью болтов, шпилек и т.п. Материал прокладки должен быть упругим (эластичным), но и достаточно прочным, чтобы при затяжке соединения не происходило раз­давливания прокладки или выжимания ее в сторону между уплотняемыми поверхностями под действием давления среды. Коэффициент линейного расширения материала прокладки должен быть близким к коэффициенту линейного расширения материала арматуры и болтов.

Материал прокладки должен обладать стабильностью физических свойств при рабочей температуре среды, быть коррозионно-устойчивым. Если прокладку изготовляют из металла, то он должен иметь твердость и предел текучести ниже, чем металл уплотняемых поверхностей фланцев или патрубков, чтобы пластически не деформировать уплотняющие поверхности, а также не должен образовывать с металлом арматуры при данной среде гальваническую пару. Для изготовления прокладок применяют различные материалы: резину, картон, асбест, паронит, пластмассы и металлы, обе­спечивающие плотность неподвижных соединений при различных условиях работы арматуры в различных жидких и газовых средах.

Для уплотнения неподвижных соединений наиболее часто применяют резину, которая практически непроницаема для жидкостей и газов, имеет достаточную химическую стойкость, обладает высокой эластичностью (от­носительное удлинение при разрыве составляет до 150%). Для прокладок применяют листовую техническую резину на основе синтетического каучука без тканевых прослоек, так как прослойки иногда приводят к нарушению герметичности соединения (утечки через волокна ткани). По твердости ре­зина подразделяется на мягкую, средней и повышенной твердости. По кор­розионной стойкости резина делится на пять типов: маслобензостойкую – для температур от –30 до 50 °С; кислотощелочностойкую – для температур от –30 до 50°С; теплостойкую для температур – до 140 °С; морозостой­кую – для температур от –45 до 50 °С и пищевую – для температур от –30 до 50 °С. Под действием температуры в резине значительно ускоряются процессы «старения» (при более 50 °С), имеющие место и при нормальной температуре. При этом снижается эластичность резины, увеличивается ее твердость.

Для прокладок используют картон целлюлозный класса II промышленно-технический. Его применяют в арматуре для пара низкого давления, воды при температуре до 120 °С и при рабочем давлении до 0,6 МПа; для масла при температуре не более 80 °С и давлении менее 4 МПа и в других случаях. Картон подразделяется на водонепроницаемый и прокладочный (пропи­танный), используемый для нефтепродуктов при температуре менее 85 °С и давлении менее 0,6 МПа. Для высоких температур целлюлозный картон непригоден, так как он обугливается.

Фибра листовая (ФЛАК) представляет собой бумагу или целлюлозу, обработанную хлористым цинком и затем каландрованием. Применяют ее для прокладок, работающих при температуре до 100 °С и в средах керосина, бензина, смазочного масла, кислорода и углекислоты.

Асбест используют при повышенных и высоких температурах в виде листового картона или шнура. Большее распространение имеет белый хризо-тиловый асбест, обладающий высокой прочностью. При температуре 500 °С его прочность снижается на 33%, а при температуре 600 °С – на 77%. Температура плавления волокна 1 500 °С. Для арматуры, работающей с газовыми средами при температуре до 600 °С применяют непропитан-ный асбестовый картон. Асбестовый картон, пропитанный натуральной олифой, используют для прокладок в среде нефтепродуктов при давлениях до 0,6 МПа и температуре менее 180 °С.

Паронит получают из асбеста и каучука путем вулканизации и вальцева­ния под большим давлением. Состоит он из 60–70% асбестового волокна, 12–15% каучука, 15–18% минеральных наполнителей и 1,5–2% серы.

Паронит – универсальный прокладочный материал – используют 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. Допускаемое давление на паронит достигает 130 МПа. Существуют следующие марки паронита: ПОН (паронит общего назначения), ПМБ (паронит маслобензостойкий), ПА (паронит армирован­ный) и ПЭ (паронит электролизерный).

Паронитовые прокладки общего назначения – асбосодержащий материал, изготовленный из смеси волокон хризотилового асбеста, синтетического и на­турального каучука, наполнителей и вулканизующей группы. Устанавливаются для запорной арматуры при перекачке пресной перегретой воды, насыщенного и перегретого пара, сухих нейтральных и инертных газов, воздуха, водных раство­ров солей, жидкого и газообразного аммиака, спиртов, жидкого кислорода и азо­та, тяжелых и легких нефтепродуктов. Применяются при давлении до 6,4 МПа и температуре от –50 до 450 °С для труб диаметром 10–800 мм.

Полимерные материалы применяют для прокладок при невысоких темпе­ратурах среды. В качестве прокладочного материала применяют пластикат по­лихлорвиниловый, по эластичности близкий к резине. Он легко деформируется и уплотняет фланцевые соединения при относительно небольших усилиях на­тяга. Используют его для арматуры химических производств при температуре от –15 до 40 °С. Полиэтилен, обладающий высокой химической стойкостью, применяют для прокладок при температурах среды от –60 до 50 °С.

Фторопласт-4 служит для сложных прокладок, у которых сердцевину изго­тавливают из асбеста, резины или гофрированной стали, а облицовку – из фто­ропласта. В таких прокладках сердцевина обеспечивает упругость, а облицов­ка – высокую химическую стойкость. Фторопластовые прокладки используют при температуре среды от –250 до 200 °С. Выпускают также фторопластовый уплотнительный материал (ФУМ) марок В, Ф, К для температуры от –60 до 150 °С в виде шнуров различных профилей и размеров. Он обладает высокими антикоррозионными свойствами, как и фторопласт-4, но более удобен для ис­пользования. Допускаемое давление на прокладку из ФУМ до 30 МПа.

Для изготовления прокладок применяют металлы: алюминий марок АО, А, АД1; свинец марки С2; никель марок НП1, НВК; медь марок M1, М2; малоуглеродистую сталь марок 05, 08 и легированную сталь марок ОХ18Н10 и 12Х18Н10Т. Металлические прокладки обеспечивают доста­точную плотность при высоких давлениях и высоких температурах среды. Недостатки таких прокладок – необходимость создания больших усилий для обеспечения прочности соединения, относительно низкие упругие свойства.

Дата добавления: 2015-06-04