вид
24 Апреля 2025г, Четверг€ — 94.5723, $ — 82.3637
Благодаря развитию химических технологий мягкие неметаллические материалы сегодня используют в качестве материалов для уплотнения достаточно широко. Хотя нельзя не отметить, что намного раньше появилось мягкое уплотнение затвора трубопроводной арматуры, для этого применяли обыкновенную сыромятную кожу уже в древности.
И сегодня она продолжает служить в качестве материала уплотнительной поверхности затвора, но конкурировать на равных с продуктами современных химических технологий ей очень сложно.
Использование неметаллических уплотнительных материалов с низким модулем упругости позволяет обеспечить требуемую герметичность без значительных усилий уплотнения, сопровождающихся дополнительным нагружением узлов трубопроводной арматуры.
ФТОРОПЛАСТ
Это полимер, обладающий уникальными свойствами, который имеет чрезвычайно высокую устойчивость к воздействию химических сред, обладает отличными прочностными, уплотнительными, антифрикционными, диэлектрическими и антиадгезионными свойствами, имеет способность не терять эти свойства в большом температурном диапазоне.
Теоретический задел для получения полимерных материалов был создан фундаментальной наукой еще в XIX столетии. Но начало продолжающегося до сих пор технологического прорыва приходится на 30-е годы XX столетия. Именно к этому времени относится появление ПВХ (поливинилхлорида) или широко применяемого для изготовления уплотнений трубопроводной арматуры фторопласта (который был получен в 1938 году). Другое название фторопласта – тефлон (является торговой маркой, зарегистрированной компанией DuPont).
Основные свойства фторопласта: твердость, износостойкость, стойкость к деформации, стойкость к теплопроводности, уменьшение коэффициента трения, стойкость к атмосферным и химическим воздействиям, высокая термостойкость, абсолютная инертность к пищевым и биологическим средам.
Высокая стойкость к химическому воздействию, позволяет фторопластовым изделиям длительно противостоять воздействию солнечной радиации, морского тумана, плесневых грибков. Нейтральность по отношению к органическим и неорганическим реагентам.
Фторопластовые уплотнения можно применять в растворах щелочей и кислот, им не страшны протекания керосина, масла, гидравлических жидкостей, повышенные температуры.
Фторопласт не поддерживает горение, и при удалении его из открытого пламени, его горение прекращается. Температура плавления фторопласта – 327 °С.
Фторопласт применяется при изготовлении:
Сегодня фторопласт получил чрезвычайно широкое распространение при устройстве уплотнительных поверхностей затворов трубопроводной арматуры. Фторопласт обладает высокой химической стойкостью и почти безразличен к воздействию кислот, щелочей и растворителей. Он сохраняет свои физико-механические параметры в широком диапазоне температур, имеет низкий коэффициент трения. И при этом экологически безвреден. Есть, правда, один минус – текучесть даже при сравнительно небольших нагрузках. Для улучшения физико-механических показателей его армируют стекловолокном («углеволокном»).
PEEK
Перспективным материалом для изготовления уплотнений является термопласт PEEK (Poly-etheretherketone или Полиэфирэфиркетон), обладающий высокой износостойкостью и сохраняющий механические свойства при температуре до 300 ℃. Важное качество PEEK – устойчивость к воздействию водяного пара. Его использование позволяет получить износоустойчивое и термостойкое уплотнение.
Широкое распространение получили эластомеры – материалы, которые при приложении небольших усилий способны значительно деформироваться, а после снятия нагрузки немедленно возвращаться в исходное положение.
В качестве материала для уплотнений затворов трубопроводной арматуры используются различные резины. Высокой прочностью и хорошей сопротивляемостью к истиранию обладают резины на основе СКН (бутадиен-нитрильного каучука).
EPDM
Преимуществом этого уплотнителя является возможность долгой работы при низких температурах. Диапазон температур среды колеблется от –40 до +130 ℃, при этом сохраняется прочность, воздухопроницаемость и эластичность. Этот уплотнитель может применяться на довольно агрессивных средах, таких как сильные окислители, слабые кислоты и щелочи, при этом устойчив к тепловому старению. При работе с обыкновенной и морской водой, горячей водой, сжатым воздухом, алкоголем, органическими и неорганическими кислотами, щелочами, абразивными субстанциями эксплуатация качественного поворотного затвора возможна с длительным сроком – более 5 лет. Устойчив к кислотам и щелочам.
Предназначен для работы с морской водой, разбавленными органическими и неорганическими кислотами, щелочами. Ограничения: сухой воздух, бензин, бутан, пропан. Не рекомендуется использовать это уплотнение (ЕПДМ) с минеральными маслами, растительными маслами и жирами.
Китайские поставщики часто вкладывают в свои муфты и клампы уплотнения из EPDM (черные), т. е. черное уплотнение – это еще один параметр по которому можно отличить европейскую поставку от китайской.
Достаточно широко для изготовления седловых уплотнений применяется EPDM – материал уплотнения, относящийся к синтетическим эластомерам.
Этиленпропиленовый каучук или этилен-пропилен-диен-каучук (аббревиатура EPDM означает «Ethylene Propylene Diene Monomer rubber») отличается хорошими механическими свойствами и может работать в широком температурном диапазоне (от –500 ℃ до +150 ℃). Материал устойчив к высокотемпературным и агрессивным рабочим средам – горячей воде, пару, щелочам. СКЭП (двойной) или СКЭПТ (тройной) этиленпропиленовый каучук – русская аббревиатура.
PTFE
Уплотнения для соединительной арматуры из PTFE чаще устанавливаются на фармацевтических и спиртовых производствах, т. к. уплотнения ПТФЕ (PTFE) обеспечивают предельную устойчивость к средам и минимальное взаимодействие с жидким продуктом, предназначен для работы во всех средах кроме соединений на основе фтора под высоким давлением и температурой. Уплотнение очень популярно, также используется в шаровых кранах.
Низкопробное уплотнение способно вступить в реакцию с жидким продуктом, в результате этого, продукт может поменять свой исходный цвет, либо запах, соответственно, может стать непригодным для использования.
NBR
NBR – материал уплотнения, также являющийся эластомером, только на другой основе (акрил-нитрил-бутадиен-каучуковой). Обладает высокой твердостью и достаточно высокой износостойкостью. В уплотнениях затворов трубопроводной арматуры также используется H-NBR – гидрированный акрил-нитрил-бутадиен-каучук.
Стойкость к истиранию – наиболее важное преимущество данного уплотнения. Может долговременно использоваться на температурном интервале от –20 до 90 ℃, а кратковременно от –35 до 120 ℃.
Трубопроводная арматура с уплотнителем NBR устанавливается на рабочие среды: некоторые виды углеводородов, в том числе с добавками ароматических веществ, нефть, природный газ, метан, бутан, гликоли, морская и обычная вода, воздух минеральные масла, животные и растительные жиры.
Необходимо учитывать, что газопроницаемость у данного уплотнителя довольно высокая, что может приводить к разрыву уплотнителя.
Уплотнение NBR среди уплотнений для муфт – самое дешевое, а также это самое популярное уплотнение в пищевой промышленности. Является бюджетным вариантом для молочного и пивного производства. Выдерживает непродолжительную обработку паром для стерильности до +130 °C. Хорошая стойкость к морской воде, спирту, бензину, пропану, бутану, маслу минеральному. Ограничения: бензол, эфиры, растворители, углеводороды хлорсодержащие.
Силиконовые уплотнения
Рабочая температура – до +100 ℃, выдерживает кратковременное воздействия водяным паром. Не плохо показывает себя и в холоде. Вполне пригоден в производстве алкоголей. Силиконовые уплотнения сильно расширяются (набухают) в результате взаимодействия с агрессивными жидкостями, например, с эфирами или щелочами.
Среди уплотнений для запорной арматуры (например заслонок) дешевле силикон.
Дешевая цена на силиконовое уплотнение обусловлена его слабой устойчивостью к агрессивным средам.
VITON
Это уплотнитель с большим температурным диапазоном– от –20 °C до +200 °C. Применяется для фармацевтического производства. Выдерживает кратковременную обработку паром для стерилизации до +130°C. Предназначен для работы в среде минеральных и растительных масел, животных жиров, с различными видами топлива. Ограничения: перегретый водяной пар, растворители (ацетон), муравьиная кислота, уксусная кислота, газы и щелочи на основе аммиака.
Применяется для агрессивных сред. Этот уплотнитель устойчив к растворителям, кроме ацетона, кислотам и щелочам, горючим агрессивным жидкостям и газам при высоких температурах.
Viton – это торговая марка фирмы Du Pont, другие известные торговые марки Tecnoflon, Fluorel, DaiEl.
Прочие уплотнители
Кроме названных выше уплотнителей для трубопроводной арматуры различают фторкаучуки (FKM, FPM), которые могут работать при очень высоких температурах – до 160 ℃, а кратковременно до 250 ℃. Но их существенным недостатком является низкая стойкость к растворителям, тормозным жидкостям на гликольной основе, не устойчивость к низким температурам и средняя стойкость на разрыв. Их чаще всего используют на следующие среды: углеводороды, нефть и бензин, минеральные масла и кислоты.
FKM / ФКМ
Фторкаучук обладает исключительной стойкостью к высокой температуре, отличной стойкостью к маслам, бензинам, гидравлическим жидкостям и углеводородным растворителям, имеет очень хорошую газо- и паро- непроницаемость, хорошую стойкость к атмосферным влияниям, кислороду, озону и солнечному свету, обладает высоким коэффициентом огнестойкости.
Сополимеризацией фторсодержащих мономеров получают фторкаучуки (или фторорганические каучуки, фторэластомеры). Присутствие фтора делает их термостойкими и устойчивыми к воздействию многих агрессивных сред. В России применительно к этим материалам используется аббревиатура СКФ. Материал уплотнения FKM (Fluorinated propylene monomer) и FPM (Fluorocarbon) – это разные у различных занимающихся стандартизацией организаций, названия одного и того же продукта. FKM (FPM) – материал уплотнения, имеющий набор важных качеств: высокую теплостойкость, хорошую износостойкость и стойкость к абразивному истиранию, химическую инертность.
Сегодня ведется интенсивная работа по повышению функциональных возможностей уплотнений трубопроводной арматуры. Без этого добиться обеспечения ее высоких эксплуатационных качеств не получится. Важным направлением этой работы является создание конструкций комбинированных уплотнений (например, резинометаллических или резинофторопластовых). Чрезвычайно высокими параметрами отличаются многослойные металлографитовые уплотнения.
Важный акцент ставится на разработку новых материалов. Ведь то, насколько успешно уплотнения справятся со стоящими перед ними задачами, и сколь долго они будут сохранять требуемую работоспособность, во многом зависит не только от конструктивного оформления и качества изготовления уплотнений, но и от используемых для их устройства материалов.
Более подробная информация представлена в следующих видеороликах:
