Графитовые прокладки

Уплотнительные материалы SSTC

Уплотнительные материалы, не содержащие асбеста, завоевывают всё большую популярность в нашей стране. Происходит это, прежде всего благодаря тому, что безасбестовые материалы экологически чистые. Асбест же признан вредным и запрещен к применению в Европе.

Очевидны и функциональные преимущества безасбестовых материалов: прокладки из таких материалов более долговечны, лучше обеспечивают герметичность.

Существует несколько типов безасбестовых прокладочных материалов: Фторопласт; Вальцованные прокладочные материалы; Материалы на основе терморасширенного графита (ТРГ); Спирально-навитые прокладки; Стальные (специальные) прокладки; Композитные прокладки; Каждый тип обладает своими преимуществами и недостатками.

Выбор материала прокладки зависит от предъявляемых к ней требований. Никто не будет спорить, что самое важное качество прокладки — ее способность обеспечить герметичность уплотняемого стыка.

Необходимо отметить, что обеспечение герметичности зависит от нескольких факторов: воздействие температур, перепады давления, качество поверхности фланцев, тщательность монтажа прокладки. Материалы с волоконной структурой и связующим каучуком имеют преимущество в обеспечении герметичности, однако могут подвести даже при недолговременных воздействиях высокой температуры.

С другой стороны, металлические прокладки прекрасно себя ведут при динамических нагрузках, но могут отказать даже при несущественном нарушении правил установки. Кроме того, установка металлических и спирально-навитых прокладок требует хорошего качества поверхности фланцев, их параллельности.

Всех этих недостатков лишены графитовые прокладки, которые являются действительно универсальными: устойчивы к повышенным температурам, стойки к динамическим нагрузкам, нетребовательны к поверхностям фланцев, их параллельности, и просты при монтаже. Упомянутые преимущества позволили материалам на основе ТРГ занять лидирующие позиции среди уплотнительных материалов. Но не все такие материалы одинаковы, их свойства разнятся и весьма значительно.

Армировка и герметичность графитовых прокладок

Важным фактором для обеспечения герметичности стыка является армировка прокладок. На настоящий момент известны четыре основных типа армировки – перфорированная жесть, гладкая жесть, просечно-вытяжная жесть и стальные сетки различного плетения. Причем армировка просечно-вытяжной жестью получила широкое распространение сравнительно недавно.

Основным материалом с такой армировкой, представленным на рынке, в настоящий момент является Novaphit SSTC. На тестах при поверхностном давлении в 40 Мпа прокладки с просечно-вытяжной жестью показали обеспечение герметизации примерно на 50% выше, чем с перфорированной жестью. Разберемся за счет чего это происходит.

Прокладки толщиной 2 мм с разной армировкой обжимались с усилием по поверхности 25 МПа. С помощью пленки Fuji были сняты зоны различного давления на поверхности прокладки. Фотографии ясно показали, что зоны повышенного давления сосредоточенны на перфорационных коронках. Как следствие, давление между коронками оказывается существенно ниже, следовательно, имеется возможность утечки в слабых местах. Распределение давление на прокладке, армированной просечно-вытяжной жестью равномерное. Сетка образует замкнутые ячейки, не допуская утечки уплотняемой среды. То есть, прокладка как бы оптимизирует сама себя.

Механические свойства графитовых прокладок

При сравнении плотности графитовых материалов (1,0 г/см3) с традиционными паронитами (до1,8 г/см3) может показаться, что графитовые материалы излишне «деликатны» и требуют особых условий эксплуатации. Однако, это не совсем так.

Кажущийся недостаток прокладок из ТРГ на самом деле является преимуществом, т.к. графитовые прокладки более адаптивны к недостаткам поверхности. Результаты теста показывают различное поведение прокладок при усадке. Важный вывод этого теста касается определения необходимой толщины прокладки.

Графитовые прокладки, армированные просечно-вытяжной жестью, намного больше подходят для использования на «грубых» поверхностях фланцев и на непараллельных фланцах. Это позволяет применять прокладки толщиной 1,5—2,0 мм на устаревшем или изношенном оборудовании даже на больших диаметрах.

Происходит это благодаря уникальным свойствам просечно-вытяжной жести, позволяющей графиту через открытые ячейки «перетекать» из одного слоя в другой, заполняя даже глубокие царапины и неровности фланцев.

Графитовые прокладки больших размеров

Поскольку стандартные размеры листов прокладочных материалов не превышают 1500 мм, часто возникают сложности с изготовлением и монтажом прокладок больших диаметров. Ранее на предприятиях химической и нефтехимической отрасли использовались составные прокладки со скошенными напусками, иногда – склеиваемые.

Однако такой метод возможен только с паронитовыми прокладками, и совершенно неприемлем для графитовых. На практике сегменты графитовых прокладок просто укладывают друг рядом с другом.

Этот метод имеет существенный недостаток: так как армировка используемых материалов — просечная жесть, то при монтаже и обжатии прокладки армировка может либо накладываться друг на друга, либо оставлять зазоры.

Сегментированные прокладки из материала Novaphit SSTC лишены данного недостатка, потому что используемая армировка — просечно-вытяжная жесть, имеет открытую структуру, что позволяет графиту закрыть возможные зазоры. Оптимизировать соединение сегментов можно, использовав соединение в виде кнопки в прокладках.

Внутренняя окантовка графитовых прокладок

Существуют различные причины применения прокладок с внутренней окантовкой. Помимо увеличения стойкости прокладки к температурным режимам и режимам эксплуатации с повышенным давлением (более 25 МПа), применение окантовки вызвано стремлением уменьшить газонепроницаемость уплотнения.

Изменение газонепроницаемости материалов на основе перфорированной жести и материала Novaphit SSTC отличается друг от друга. Причина такого явления — разная толщина армирования материала: у Novaphit SSTC он никогда не бывает больше 0,50 мм, перфорированная жесть — до 1,75 мм. Если добавить толщины окантовки, то становится понятно, насколько усилие затяжки прокладок должно быть разным и насколько разным будет удельное давление в местах окантовки прокладок.

При всем вышесказанном следует заметить, что использование прокладок на основе графита в узлах и агрегатах, работающих при температурах до 200 оС, не совсем практично. Ведь прокладки из ТРГ достаточно дорогие по сравнению с асбестовыми аналогами. При низких рабочих температурах эффективнее применять более дешевые материалы, на основе графита либо не содержащие графит.

В России наиболее распространены материалы на основе различных каучуков с различной структурой и наполнителями. Наиболее ярким и популярным представителем этих материалов является ВАТИ-22 (арамидное волокно смешанное с нитрил"бута-диен-каучуком). Он имеет допуски DVGW/HTB/KTW/VP"401 ГосСанЭпидемслужбы РФ, что позволяет ему с успехом заменять в промышленности популярные асбестосодержащие парониты, например ПОН (паронит общего назначения).

В заключении хотелось бы обратить внимание на основные принципы и правила работы с безасбестовыми уплотнениями. Армировка прокладок просечно-вытяжной жестью (Novaphit SSTC) позволяет монтировать их без какого-то особенного оборудования.

При этом не стоит применять вспомогательные антиадгезионные средства. Это может дать как раз обратный эффект, поскольку описанный выше материал уже имеет антиадгезионное покрытие.

Никогда не подтягивайте прокладки из безасбестового, эластомеросодержащего материала, если они уже подвергались воздействию высокой температуры! Каждое подтягивание допустимо лишь при температуре и давлении окружающей среды. И главное, помните: правильный выбор, и применение безасбестовых материалов в значительной степени определяют работоспособность и надежность эксплуатации вашего оборудования!

Статья предоставлена компанией «Графф групп»

Для получения дополнительной информации о нашей продукции и услугах, ценах, условиях, способах доставки обращайтесь в отдел продаж ООО «КОНАР СПб» по следующим телефонам:

+7 (812) 327-34-95
+7 (812) 327-34-96

Также вы можете отправить нам сообщение, заполнив форму.