Неметаллические и композитные материалы. Материалы, используемые домашним сантехником Прокладочные и набивочные материалы для котельной

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.

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

Статьи по теме:

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

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

Прокладочные, уплотнительные и набивочные материалы в бытовой сантехнике

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

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

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

Материалы для уплотнений и прокладок

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

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

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

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

Техническая резина

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

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

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

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

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

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

Лента ФУМ, шнур ФУМ

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

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

Кожа техническая

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

Лен трепаный и льняная пакля

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

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

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


Среди недостатков применения льна для уплотнений отмечают два существенных момента:

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

Набивочные материалы

Домашнему сантехнику набивочные материалы необходимы:

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

Сальниковые набивки

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

Смоляные пряди и канаты

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

Силиконовые герметики

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

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

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.