какое давление выдерживает фторопластовая прокладка
Фторопластовые прокладки: свойства, применение, преимущества
Фторопластовые прокладки: свойства, применение, преимущества
Фторопластовые прокладки – одни из лучших уплотнителей, которые подходят для применения в самых разнообразных системах и отраслях. Они отлично выдерживают агрессивные химические и тепловые воздействия, долговечны, безвредны для здоровья человека и окружающей среды. Сейчас такие уплотнители становятся все более популярными, часто ими заменяют привычные изделия из резины и паронита. Рассмотрим подробнее, что же это такое – фторопластовые прокладки, какими характеристиками они обладают и где используются.
Материальное исполнение и размеры
Прокладки изготавливаются по ГОСТ 15180-86 из фторопласта (PTFE). Более известное название этого синтетического полимерного материала – тефлон. Фторопласт впервые разработан в США, в начале 20 столетия, а в России его получили только в 1947 году. Но за такое короткое время существования этот полимер стал очень популярным и востребованным. Дело не только в его уникальной устойчивости к самым жестким условиям. Он обладает еще и ценными эксплуатационными свойствами – низкой адгезией, отличными диэлектрическими показателями, биологической инертностью.
Стандартные размеры фторопластовых прокладок для фланцевых соединений соответствуют параметрам, указанным в ГОСТ 12815-80 (для фланцев исполнения 8 и 9) или в ГОСТ 33259-2015 (исполнения L и M). Рекомендованная толщина изделий – 1–7 мм. Диаметр, как и у стандартных фланцевых соединений, варьируется очень широко – от 10 до 3000 мм. Возможно изготовление нестандартных уплотнителей для соединений другого типа.
Плюсы и минусы
Основные преимущества фторопластовых прокладок:
При всех своих достоинствах фторопластовые уплотнители уступают некоторым другим материалам по механическим свойствам и диапазону рабочих давлений. Также они дороже стандартных резиновых уплотнений.
Физико-химические свойства фторопластовых прокладок
Механические свойства тефлоновых уплотнителей
Предел прочности при растяжении, кгс/см 2
Предел прочности при сжатии, кгс/см 2
Модуль упругости при сжатии, кгс/см 2
Предел прочности при статическом изгибе, кгс/см 2
Модуль упругости при изгибе (при 200 °С), кгс/см 2
Удельная ударная вязкость, кгс·см/см 2
Твердость по Бриннелю, кгс/мм 2
Применение
Из фторопласта можно изготовить уплотнительные прокладки любой формы, так как он легко обрабатывается механически. Тефлоновые уплотнители применяют в системах с разными рабочими средами:
Устанавливают прокладки между элементами трубопроводов, машин, оборудования. Они идеальны для уплотнения соединений в компрессорном оборудовании, электрических двигателях, электронных приборах, гидравлических системах. Вот лишь основные отрасли производства, на которых требуются фторопластовые уплотнители:
Также уплотнители из фторопласта используют в сантехнике, в системах горячего и холодного водоснабжения, отопления и пр. Они не выдавливаются при перетягивании соединения, не размокают, не портятся из-за перепадов температуры, при этом обеспечивают отличную герметичность.
Если хотите выбрать и купить фторопластовые прокладки, обращайтесь к нам. У нас широкий выбор готовых изделий и собственное производство, на котором мы организуем изготовление уплотнителей под заказ по вашим чертежам.
Какие прокладки лучше: резиновые, паронитовые или фторопластовые
Какие прокладки лучше: резиновые, паронитовые или фторопластовые
Проблемы в работе сантехники чаще всего связаны с испорченными уплотнительными прокладками. Они изнашиваются и протекают, а бывает и так, что уплотнитель изначально неправильно подобран или установлен. Чтобы устранить проблему, достаточно заново уплотнить соединение. Но какой уплотнитель для этого выбрать? Какая прокладка будет лучше – паронитовая или фторопластовая, фибра или силикон? Давайте сравним разные виды уплотнителей, которые используются в сантехнике (полотенцесушителях, отопительных радиаторах), при подводке горячей и холодной воды.
Резина
Резиновые прокладки все еще самые популярные, они производятся в широком ассортименте форм и размеров. Круглые уплотнители (o-ring) отливают непосредственно на заводе, плоские – вырезают из резиновых техпластин подходящей толщины. Для производства таких уплотнителей используют твердые или полутвердые марки резины.
Преимущества резиновых прокладок:
Недостатком таких уплотнителей является склонность резины к старению, особенно под воздействием высоких или отрицательных температур. Из-за старения материал теряет эластичность, крошится, и соединение начинает протекать. Также резиновые уплотнители могут «прикипать» к уплотняемым поверхностям, что затрудняет их замену.
Срок службы прокладок из резины небольшой (обычно производители гарантируют 1–2 года). Использовать их повторно также нельзя – даже если уплотнитель относительно новый, при разборе и сборе соединения его обязательно заменяют.
Силикон
Силиконовые уплотнители используются реже из-за более высокой цены. Они похожи на резиновые, но превосходят их по отдельным показателям:
При этом силикон (кремнийорганическая резина) быстрее изнашивается и стареет в закрытых системах, то есть, для длительного срока службы ему необходим воздух.
Паронит
Паронитовые прокладки созданы из специальной смеси на базе каучука с добавлением хризотилового асбеста. Благодаря такому наполнителю материал выдерживает эксплуатацию при температуре до 200 °С. Но при этом паронитовые уплотнители довольно чувствительны к давлению: армированные изделия можно использовать в системах до 64 бар, неармированные – до 40 бар. При более высоком давлении паронит теряет эксплуатационные свойства, и соединение начинает протекать.
И по номинальным характеристикам, и по отзывам паронитовые прокладки подходят для систем подачи холодной и горячей воды. В бытовой сантехнике паронитовые прокладки (из ПОН – паронита общего назначения) используют в смесителях, диверторах, душевых лейках и пр. Они прекрасно работают в системах, перемещающих воду, насыщенный и перегретый пар, воздух и пр.
Парадоксально, но основной недостаток паронита тоже связан с содержанием хризотил-асбеста. Этот материал опасен для здоровья (обладает канцерогенными свойствами), поэтому от него в последнее время отказываются в пользу других, безопасных уплотнителей.
Фторопласт
У фторопластовых прокладок есть ряд преимуществ перед другими вариантами:
Также у фторопласта отличные диэлектрические и антифрикционные свойства. Он безвреден, не выделяет опасных соединений или запахов, поэтому подходит для установки в системах питьевого водоснабжения.
Единственный недостаток фторопластовых прокладок – их более высокая, по сравнению с другими материалами, цена. Но она окупается длительным сроком службы и надежностью уплотнения. Соединение не протечет через несколько лет, как при использовании резиновой прокладки. Эта разница особенно заметна в системах с горячими средами – радиаторах, полотенцесушителях и т.п.
Фибра
Фибровые прокладки изготовлены из монолитного целлюлозного материала, похожего на картон. В производстве таких изделий используют многослойную бумагу-основу. Прокладочная фибра может быть кислородостойкой и касторово-глицериновой.
Также прокладки изготавливают из бумаги, водонепроницаемого картона, целлюлозы. Их можно использовать в системах, работающих под давлением не выше 6 бар и при температуре не выше 120 °С. Но по эксплуатационным свойствам прокладки из фибры заметно проигрывают и парониту, и силикону, и резине и, тем более, фторопласту.
Что выбрать?
Если ориентироваться только на эксплуатационные характеристики, то выбор между резиновой, паронитовой или фторопластовой прокладкой будет в пользу фторопласта. Но следует учитывать и другие параметры:
Если сомневаетесь в выборе сантехнических прокладок, наши технологи готовы вам помочь бесплатной консультацией. Мы производим уплотнительные материалы из фторопласта и силикона, а также из разных марок резины.
1. ТИП И РАЗМЕРЫ
Уплотнение типа «шип-паз»
Уплотнение типа «замок»
Масса 1000 шт., кг, не более
Примечание : При изготовлении прокладок из ленты предельные отклонения по толщине d принимать по ГОСТ 24222-80.
При укладке ФУМа концы его соединяются вместе (скручиваются) как показано на черт. 4.
Диаметр круглого сечения шнура
прокладка исполнения I из фторопласта-4 с наружным диаметром D = 36 мм, внутренним диаметром d = 30 мм, толщиной d = 1 мм.
«Прокладка I 36 ´ 30 ´ 1 ОСТ 26-07-400-84»;
прокладка исполнения I из прокладочной ленты марки ПН из фторопласта-4 наружным диаметром D = 36 мм, внутренним диаметром d = 30 мм, толщиной d = 1 мм.
«Прокладка I ПН 36 ´ 30 ´ 1 ОСТ 26-07-400-84»;
прокладка исполнения II из ФУМа круглого сечения диаметром 2 мм и длиной 172 мм.
«Прокладка II 2 ´ 172 ОСТ 26-07-400-34*.
2. ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ
К t = 1 ¸ 0,9 при 293 К (+20 °С) ¸ 333 К (+60 °С)
К t = 0,9 ¸ 0,5 при 333 К (+60 °С) ¸ 423 К (+150 °С)
К t = 0,5 ¸ 0,35 при 423 К (+150 °С) ¸ 473 К (+200 °С)
С = 1 + 0,224
,
q зап.доп. = 180 МПа (1800 кгс/см 2 ).
3. ПРАВИЛА ПРИЕМКИ
На поверхности прокладок не допускается наличия раковин, вмятин и забоин диаметром более 0,2 ширины и глубиной более 0,3 толщины прокладки общим количеством не более 3 шт., на расстоянии не менее 1 см друг от друга; сквозных радиальных рисок и царапин глубиной более допуска на толщину.
4. МАРКИРОВКА, УПАКОВКА. ТРАНСПОРТИРОВАНИЕ И ХРАНЕНИЕ ПРОКЛАДОК
а) условное обозначение прокладок;
б) количество прокладок;
Допускается наносить надписи на бирке.
а) условное обозначение прокладок;
б) количество прокладок;
в) дату изготовления;
5. ГАРАНТИИ И ПОКАЗАТЕЛИ НАДЕЖНОСТИ
8760 часов (1 года) не менее 0,9995;
17520 часов (2-х лет) не менее 0,9994;
26280 часов (3-х лет) не менее 0,9993;
35040 часов (4-х лет) не менее 0,9992;
43800 часов (5-и лет) не менее 0,9992;
52560 часов (6-и лет) не менее 0,9992;
61320 часов (7-и лет) не менее 0,9990;
70080 часов (8-и лет) не менее 0,9988;
78840 часов (9-и лет) не менее 0,9981;
87600 часов (10-и лет) не менее 0,9974
Уровень доверительной вероятности q = 0,95.
Понимание давления прокладки
Материал прокладки высокого и низкого давления, используемый для создания надежного уплотнения
Плоские и гибкие прокладки, металлические спиральные раны и кольцевые соединения требуют давления, чтобы сформировать надежное уплотнение. Давление или сила, под которой находится прокладка, позволяет ей течь в любые неровности на сопряженной поверхности, чтобы блокировать любые утечки и, таким образом, образовывать уплотнение.
Важно знать, какое давление будет выдерживать прокладка, как от хорошо соединенной поверхности фланца, так и от давления внутренней и внешней среды, от которого должна защищать прокладка.
Класс прокладки или система оценки давления
Наиболее распространенным стандартом, предписывающим геометрию фланцев, является ASME (ранее ANSI ). В системе оценки давления ASME существует семь классов давления:
Общее номинальное давление прокладки в конечном итоге зависит от материала, используемого для прокладки, и рабочей температуры.
Изменения давления и температуры
По мере увеличения давления температура, которую будет поддерживать фланец, падает. И наоборот, когда давление снижается, может поддерживаться более высокая температура.
Выбор подходящих материалов для прокладки должен рассматриваться вместе с болтами конструкции фланца и материалами конструкции.
Конструкция труб и фланцев и давление в прокладках
Прокладки обычно закрепляются болтами под нагрузкой вокруг поверхности фланца. Прокладка либо охватывает болты (называемые « полнолицевыми» прокладками), либо находится внутри болтов (называемых IBC или « кольцевыми прокладками»). Вы можете приобрести прокладки СНП по выгодной цене.
Для поддержания целостности уплотнения давление должно оставаться на поверхности прокладки во избежание утечки. В рабочих условиях это давление сбрасывается внутренним давлением, которое служит для разделения фланцев. Сама прокладка также подвергается боковой нагрузке, когда внутреннее давление жидкости может привести к выдавливанию прокладки через зазор во фланце. Чтобы продолжать поддерживать уплотнение, давление при сжатии на прокладке должно быть больше, чем внутреннее давление, в несколько раз, в зависимости от типа прокладки и требуемого уровня герметичности.
Как прокладки ведут себя под давлением?
Прокладки должны работать в самых разных условиях, поэтому на выбор предлагается огромное количество материалов и конфигураций прокладок. Основными факторами, которые необходимо учитывать при определении прокладки, являются температура, химическая стойкость и давление.
Даже в одной и той же среде прокладки могут быть подвержены различным условиям эксплуатации. Ниже приведены некоторые условия, влияющие на давление, которому будет подвергаться прокладка; и как прокладка может действовать под нагрузкой.
Релаксация напряжения материала прокладки
Характеристики прокладки напрямую связаны с сохранением напряжения материала прокладки. Когда материал распадается или становится хрупким или мягким, релаксация напряжения материала нарушается, как и его способность противостоять давлению. Как правило, материалы на основе каучука имеют срок годности семь лет. При критическом применении важно обеспечить использование материала на основе каучука в течение срока годности. При необходимости мы можем предоставить материал или детали с датами партии и отверждения, так что клиенты могут быть уверены, что установят только те прокладки, которые не выходят из строя из-за гибели материала.
Толщина и давление материала прокладки
Как правило, следует выбирать самый тонкий материал прокладки для применения. Причина этого заключается в том, что более тонкие материалы имеют площадь поверхности (наименьший внутренний диаметр или внутренний диаметр), на которую воздействует давление, и поэтому они с меньшей вероятностью потерпят неудачу. Сказав это, при выборе толщины материала также необходимо учитывать степень сжатия, необходимую для того, чтобы учесть любое искажение или смещение фланца. и это особенно верно при использовании прокладочных материалов на основе волокон.
Качество фланца и давление
Качество отделки металлоконструкций на фланце имеет решающее значение для правильного уплотнения соединения с помощью прокладки. Поверхность не должна быть слишком шероховатой, иначе под прокладкой может образоваться протечка. Стандартные фланцы труб часто имеют канавку на поверхности уплотнения, в которую прокладка деформируется под давлением; и это также помогает ограничить смещение прокладки по поверхности фланца. Любое повреждение фланца должно быть устранено перед установкой прокладки. Сопряженные фланцы должны быть изготовлены из одного и того же материала и обработаны одинаково, чтобы обеспечить равномерное распределение давления по поверхности болта и фланца. Полезное про прокладки СНП.
Предел прочности
Прочность материала прокладки в качестве изолированного элемента не имеет решающего значения для его характеристик уплотнения. Например: графит мягкий, податливый, легко трескается и ломается. Однако при сжатии между фланцами он образует отличное уплотнение, которое может быть подвержено воздействию высоких температур и пара без каких-либо повреждений. Как и в случае с волокнистым прокладочным материалом, чем тоньше графитовая прокладка, тем выше устойчивость к общему давлению.
Способность уплотнения
Все уплотнения протекают в разной степени (даже если утечка настолько мала, что ее можно обнаружить только с помощью масс-спектрометра). Если все прокладки протекают, возникает вопрос: зачем вообще использовать прокладки? Почему бы не просто обработать и сварить все поверхности? Ответ заключается в том, что трубопроводы огромной длины требуют обслуживания. Прокладки хорошо работают для предотвращения утечек в соединениях на участках трубопроводов, в то же время позволяя разъединяться соединениям; и прокладки заменены по мере необходимости.
Если требуется испытание на утечку, например, при изготовлении крыльев самолета, детали часто герметизируются гелием, а скорость утечки проверяется гелиевым детектором (масс-спектрометром). Такие утечки могут считаться необнаружимыми в повседневных практических применениях, но важно измерить их в критических уплотняющих применениях, чтобы проверить качество прокладок и нагрузку на болт соединения. Мы можем поставить сертифицированные образцы прокладок из разных материалов для испытаний.
Минимальное давление в прокладке, установка и проверка Rott
Минимальное сжатие необходимо для уплотнения прокладки на поверхностях фланца. Затягивание болтов на фланце добавляет дополнительное сжатие, которое блокирует любую проницаемость через прокладку. Эта проницаемость варьируется между различными материалами, но, как правило, скорость утечки уменьшается с увеличением сжимающей нагрузки.
Состояние содержимого трубы, такое как размер молекулы (жидкость, газ), будет влиять на напряжение, необходимое для создания уплотнения. Напряжения, необходимые для уплотнения газов, превышают минимальные напряжения, необходимые для того, чтобы прокладка соответствовала поверхности фланца.
Металлические прокладки требуют большего напряжения для сжатия и уплотнения, чем гибкие прокладки. При использовании гибких неметаллических прокладок способность соединения выдерживать внутреннее давление зависит от трения. Минимальное напряжение сжатия должно быть достаточно высоким, чтобы поддерживать трение, необходимое для предотвращения выдувания прокладки из-за внутреннего давления.
Испытание, которое определяет постоянное давление уплотнения, является испытанием ROTT ( герметичность при комнатной температуре). Повышение температуры создает ослабление уплотнения и последующее ослабление при жирной нагрузке (иногда потери при нагрузке болтом могут достигать 50% от начального напряжения прокладки). По этой причине, в зависимости от типа прокладки, рекомендуется повторно затянуть ее после первого цикла нагрева.
В конечном счете, если гибкая прокладка находится под слишком большим давлением, она выталкивается вокруг фланца и в конечном итоге выходит прямо из пространства фланца как внутри, так и снаружи. В этой ситуации, если это старая прокладка, достаточно обслуживания и замены. Если это постоянная проблема, необходимо использовать более жесткий материал, с которым можно справиться: большая релаксация напряжений, более разнообразные рабочие температуры и отсутствие разбухания при контакте с химическими веществами. Если вам нужна поддержка, обратитесь к нам за технической консультацией. Рекомендуем купить прокладки цельнометаллические.
Прокладки низкого давления (вакуумная среда)
Запечатывание вакуума представляет уникальные проблемы. Обычно более мягкие материалы более эффективны при герметизации в вакууме: например, рассмотрите возможность использования натуральных каучуков и бутилов. Полиуретан является еще одним мягким полимером с отличной эластичностью консистенция, которая эффективно деформируется и герметизируется при создании вакуума. Наш технический отдел может поддержать правильный выбор материала для ваших конкретных требований в условиях низкого давления.
Прокладки высокого давления
Можно ожидать, что на диаграмме, показывающей верхнее давление, общие прокладочные материалы будут выполнять следующие действия:
Резина, нитрил, EPDM, бутил, неопрен, витон и силикон.
150 фунтов на квадратный дюйм
Не асбест с SS вставкой
2500 фунтов на квадратный дюйм (172 бар)
+2800 фунтов на квадратный дюйм (193 бар)
2100 фунтов на квадратный дюйм 144 бара
800 фунтов на квадратный дюйм 55 бар
3000 фунтов на квадратный дюйм 206 бар
100 фунтов на квадратный дюйм 6,8 бар
Неопреновая пена, нитриловая пена, пена EPDM, силиконовая пена
Такой же как эластомер
Слюда Hi-Temp (жесткий материал).
2030 фунтов на квадратный дюйм (290 бар)
Приведенная выше информация показывает, что можно ожидать, что материалы для общей прокладки верхнего давления будут работать. Не забудьте учитывать температуру и химическую стойкость, необходимые при выборе материала.
Давление прокладки: коды и стандарты
Уплотнительные кольца и прокладки из фторопласта изготовление
Изготавливаем уплотнительные кольца, прокладки фланцы из фторопласта под заказ по чертежам, образцам. Прокладочные материалы производим из марок фторопласта-4 (Ф4) белый, Ф4К20, Ф4К15М5 (черный) и других модификаций.
В качестве сырья используются пластины из фторопласта толщиной до 60 мм и стержни от 10 мм до 800 мм.
Все уплотнительные изделия изготавливаются из высококачественного фторопласта, на собственном высокоточном оборудовании, станках с ЧПУ.
Также, вы можете заказать конструкционный механизм из фторопласта и составных сегментов из других материалов, в том числе металлов.
Примеры наших работ, фото: уплотнительные кольца, манжеты, фланцы из фторопласта:
Преимущества и особенности фторопласта в качестве уплотнительных и прокладочных материалов.
Устойчив к агрессивным средам: щелочам, органическим и минеральным кислотам, органическим растворителям, газу, окислителям; кроме: расплава щелочных металлов, в том числе в аммиаке, элементарного фтора, трехфтористого хлора при высоких температурах.
Отличный диэлектрик. Выдерживает Вольт дугу при температуре до +200°С;
Имеет наилучшие свойства скольжения;
Доля впитывания влаги нечтожна;
Не подвергается коррозии и не окисляется;
Не модифицированный фторопласт-4 абсолютно экологически безвреден до температуры плавления кристаллов +327°С.
Использование фторопласта-4 в качестве трущегося элемента применяют при малых и средних нагрузках. Необходимо учитывать, что при физическом воздействии без труда можно оставить царапину, вмятину. В качестве антифрикционов применяют модифицированные фторопласты с добавлением кокса или кокса + молибден, а также другие наполнители композиты, о модификациях указано чуть ниже.
Фторопласт-4 относительно мягкий материал, но имеет высокую плотность. Обладает хладотекучестью, в следствии чего подвергается пластической деформации при высоких нагрузках, давлениях в любую положительную температуру. Остаточная деформация возникает при температуре 80 — 100°С при давлении от 3 МПа. Однако, после необратимой деформации (усадки) прокладка, уплотнитель приобретает свою неизменную и герметичную форму и рекристаллизация фторопласта полностью прекращается.
По герметичности фторопласт не уступает резине, а по долговечности превосходит ее. При стягивании прокладки из фторопласта на герметичность, ее невозможно выдавить, а вот резина поддается выдавливанию.
Фторопласт не поддается склеиванию (необходима определенная технология).
Не устойчив к радиационному излучению (гамма, рентген).
Виды фторопласта-4 используемые для изготовления уплотнений, прокладок, колец, фланцев
Фторопласт-4 (Политетрафторэтилен (ПТФЭ) изначально изготавливается на основе ГОСТ 10007-80 в виде порошка, далее на основе утвержденных технических условий (ТУ) выпускается готовое сырье в виде стержней, пластин, труб. Любой вид фторопласта, в том числе модифицированные (с добавками) выпускается для конкретных деталей механизмов в которых они используются по назначению на основании своих свойств.
Наиболее востребованные виды фторопласта для изготовления уплотнителей:
Области применения фторопласта-4 и их модификаций в качестве уплотнений и прокладочных материалов.
Важнейшей областью применения прокладок, уплотнений, колец, манжет из фторопласта-4 в медицинском оборудовании, производстве протезов;
В системах сантехники, водоснабжения, отопления применяются фторопластовая футеровка трубопроводов, фланцевые соединения, прокладки и кольца круглого и квадратного сечения;
Так как материал обладает повышенной стойкостью к химическим, агрессивным средам, фланцы из фторопласта используют в клапанах, насосах, компрессорах, нефтепроводов, газопроводов;
Широко используется в электротехнической и электронной индустриях, является отличным диэлектриком, широко применяется в кабельной продукции в качестве изоляторов;
Кольца из фторопласта используются в топливных системах автомобилей, модифицированный Ф4К20, Ф4К15М5 применяется в механизмах скольжения, изготавливаются манжеты и уплотнительные кольца круглого, квадратного сечения для гидроцилиндров;
Является незаменимым материалом в изготовлении многозначительных деталей для военной, авиа-, космической отраслей.
Срок эксплуатации прокладочных и уплотнительных элементов из фторопласта составляет не менее 10 лет.
Обращаем Ваше внимание, наша компания ЦИН (РТИ) на заказ изготавливает большой ассортимент уплотнительных колец, манжет, фланцев, прокладочных изделий из фторопласта, а также детали из различных пластиков, плстмасс, резины, металлов. Мы имеем возможность изготовить не только отдельную деталь, но и механический узел из фторопласта в комбинации с другими конструкционными материалами.