Има много видове уплътнителни уплътнения, а уплътненията, направени от различни материали, имат различни приложения и разлики в производителността. И така, кой материал е по-добър? Как да изберем конкретно? Редакторът е избрал 8 общи уплътнителни уплътнения за анализ и сравнение. Само с разбирането на подробните параметри можем да направим по-точен избор!
1. Индустриален каучуков лист
Естественият каучук е подходящ за среди като вода, морска вода, въздух, инертни газове, основи, разтвори на солена вода и др., но не е устойчив на минерално масло и неполярни разтворители. Температурата му при дългосрочна употреба не надвишава 90 градуса, а представянето му при ниска температура е отлично. Може да се използва над -60 градуса.
Нитрилният каучук е подходящ за петролни продукти като нефт, смазочни масла, мазут и др. Температурата му за дългосрочна употреба е 120 градуса и може да издържи 150 градуса в горещо масло с нисък температурен диапазон от -10 ~-20 степен.
Хлоропреновият каучук е подходящ за морска вода, слаби киселини, слаби основи и солни разтвори. Има отлична устойчивост на кислород и озоново стареене, а устойчивостта му към масло е по-ниска от нитрилната гума, но превъзхожда другите общи гуми. Температурата му за дългосрочна употреба е под 90 градуса, а максималната температура за употреба не надвишава 130 градуса. Ниската температура е -30~-50 градуса.
Има множество разновидности на флуорокаучук, всеки с отлична устойчивост на киселини и окисление, както и устойчивост на масла и разтворители. Може да се използва в почти всички киселинни среди, както и в някои масла и разтворители, с дългосрочна употреба при температура под 200 градуса.
Гуменият лист обикновено се използва като уплътнение на фланеца за тръбопроводи или често разглобяеми шахти и ръчни отвори, с налягане, което не надвишава 1,568MPa. Сред различните видове уплътнения, гумените уплътнения са най-меките и имат добра адхезия, което може да постигне уплътнителен ефект с малка сила на предварително затягане. Следователно, когато е подложено на вътрешно налягане, уплътнението е склонно към екструзия поради дебелината или ниската си твърдост.
Гумените листове, използвани в органични разтворители като бензен, кетони и етери, са склонни към набъбване, увеличаване на теглото, омекване и залепване, което води до повреда на уплътнението. Обикновено, ако степента на набъбване надвишава 30%, не може да се използва.
При ниско налягане (особено под 0.6MPa) и условия на вакуум е по-подходящо да се използват гумени подложки. Гумените материали имат добра плътност и ниска пропускливост на въздух. Например флуорокаучукът е най-подходящото уплътнение за вакуумни контейнери с максимална степен на вакуум от 1,3 × 10-7Pa. Когато използвате гумени подложки във вакуумния диапазон от 10-1~10-7Pa, те трябва да бъдат изпечени и вакуумирани.
2. Лист от азбестов каучук
По-ниска цена в сравнение с други уплътнения, удобни за използване; Най-големият проблем е, че въпреки че каучукът и някои пълнители се добавят към уплътнителния материал, те все още не могат да запълнят напълно малките взаимосвързани пори, което води до инфилтрация на следи. Следователно не може да се използва в силно замърсяващи среди, дори ако налягането и температурата не са високи. Когато се използва в някои високотемпературни маслени среди, обикновено в по-късен етап на употреба, поради карбонизацията на каучука и пълнителите, силата намалява, материалът се разхлабва и се появява инфилтрация на интерфейса и вътре в уплътнението, което води до коксуване и пушене. В допълнение, листовете от азбестов каучук са склонни да залепват към уплътнителната повърхност на фланеца при високи температури, което създава много проблеми при подмяната на уплътненията.
Налягането при използване на уплътненията в различни среди при условия на нагряване зависи от степента на задържане на якостта на материала на уплътнението. Кристална вода и адсорбирана вода съществуват в материали от азбестови влакна. При 110 градуса 2/3 от адсорбираната вода между влакната вече се е утаила и якостта на опън на влакната намалява с около 10%; При 368 градуса цялата адсорбирана вода се утаява и якостта на опън на влакната намалява с около 20%; Над 500 градуса кристалната вода започва да се утаява и силата намалява.
Средата също има значително влияние върху здравината на листовете от азбестов каучук. Листовете от азбестов каучук съдържат хлоридни йони и сулфиди, които могат лесно да корозират оригиналната батерия с метални фланци след абсорбиране на вода. По-специално, съдържанието на сяра в маслоустойчивите листове от азбестов каучук е няколко пъти по-високо от това в обикновените листове от азбестов каучук, така че те не са подходящи за използване в немаслена среда. Уплътненията могат да набъбнат в среда с масло и разтворител, но в определен диапазон това има малък ефект върху ефективността на уплътняването. Например маслоустойчивият азбестов каучуков лист 400 се подлага на 24-часов тест за потапяне в авиационно гориво при стайна температура, с изискване увеличаването на теглото на абсорбция на масло да не надвишава 15%.
3. Политетрафлуоретилен
Политетрафлуоретиленът е склонен към студено течение и пълзене под налягане и висока температура, така че обикновено се използва в ниско налягане, средна температура, силно корозивни и незамърсяващи среди като силни киселини, силни основи, халогени, лекарства и др. работната температура е 150 градуса и налягането е под 1MPa. Въпреки че напълненият с политетрафлуоретилен има по-висока якост, температурата му на използване не надвишава 200 градуса и устойчивостта му на корозия намалява. Максималното работно налягане на политетрафлуоретиленовите подложки обикновено не надвишава 2MPa.
Поради повишаването на температурата, материалът претърпява пълзене, което води до значително намаляване на налягането на уплътняване. Дори и без нагряване, с течение на времето напрежението на натиск върху уплътнителната повърхност ще намалее, което ще доведе до "феномен на релаксация на напрежението". Това явление се среща при различни уплътнения, но феноменът на отпускане на напрежението при PTFE уплътненията е по-сериозен и трябва да се отбележи.
Коефициентът на триене на политетрафлуоретилена е относително малък (с напрежение на натиск, по-голямо от 4MPa и коефициент на триене 0.035-0.04), а уплътнението е склонно да се плъзга навън по време на предварително затягане, така че най-добре е да използвате вдлъбната изпъкнала повърхност на фланеца. Когато използвате плосък фланец, външният диаметър на уплътнението може да бъде в контакт с болта, за да се предотврати плъзгането на уплътнението навън.
Поради факта, че емайловото оборудване е направено чрез пръскане на слой порцеланова глазура върху металната повърхност и изпичането му, слоят глазура е много крехък. В допълнение, неравномерното пръскане и изтичане на слоя глазура водят до лоша плоскост на повърхността на фланеца. Използването на метални композитни уплътнения може лесно да повреди слоя глазура, така че се препоръчва използването на PTFE подложка с азбестов картон и гума като основен материал. Този тип възглавница е лесна за залепване към повърхността на фланеца и е устойчива на корозия, с добра производителност.
Много фабрики използват листове от азбестов каучук, увити с политетрафлуороетиленова лента в силно корозивна среда с ниска температура и налягане, които се използват за шахти и тръбопроводи, които често се разглобяват. Поради удобното си производство и употреба, той е доста популярен.
4. Картон от азбестова смола и уплътнение от импрегниран азбестов картон
Обикновено се използва за тръбопроводи, помпи, клапани, входни и изходни фланци в различни киселинни среди, с температура на използване от 80 градуса и налягане под 0,6MPa.
Азбестовите уплътнения са подходящи за условия на ниско налягане и висока температура с налягане под 0.1MPa и температура, която не надвишава 800 градуса. И според специфичните изисквания на оборудването, той може да бъде вплетен в уплътнения с различни ширини, дебелини и диаметри. Или отрежете азбестовата лента и я нанесете директно върху повърхността на фланеца. Използва се в интерфейса на големи пещи за окисляване на сярна киселина и азотна киселина, както и на някои непреработени съоръжения, и ефектът му далеч надхвърля този на оригиналното азбестово въже.
5. Азбестова подложка с метална обвивка
Покриването на азбестови листове или листове от азбестов каучук с метални листове предотвратява директния контакт със средата, като избягва намаляването на якостта на азбестовите влакна и предотвратява изтичането, като по този начин разширява обхвата на използване на листовете от азбестов каучук.
Общата температура за използване на азбестови подложки с метална обвивка е 450 градуса (някои могат да достигнат 600~700 градуса, като например в димните газове при атмосферно налягане~0,16MPa), а работното налягане е 4MPa, с максимум 6MPa. Ако налягането се увеличи допълнително, уплътнението е склонно към напречен поток и материалът на сърцевината се екструдира от припокриването.
Поради високата сила на затягане на болтовете, необходима за азбестови подложки с метална обвивка, дори когато налягането е под 2,45 MPa, не могат да се използват фланци с тегло под 25 kg. В противен случай твърдостта на фланците и болтовете ще изглежда недостатъчна, което ще доведе до деформация и ще доведе до повреда на уплътнението. Някои хора вярват, че ако материалът на сърцевината се промени на синтетичен каучук с по-добра еластичност, силата му на затягане ще намалее. Всъщност това не е така, тъй като след като материалът на сърцевината е омекотен, силата на закрепване се абсорбира от материала на сърцевината, който не може да осигури необходимата сила на закрепване за прилепване на металната плоча към повърхността на фланеца и уплътнението лесно се поврежда . В допълнение, в среда с висока концентрация на хлоридни йони и кисела среда, припокриването между подложките от неръждаема стомана и железните подложки е предразположено към корозия в пукнатини.
Ако температурата е над 450 градуса, като основен материал могат да се използват керамични влакна или въглеродни влакна. Определен стоманодобивен завод използва уплътнения от керамични влакна с метално покритие за високи температури от 1100 градуса, които не са повредени след две години употреба. Използването на гъвкав графит като материал на сърцевината е по-ефективно от азбестови подложки с метална обвивка.
Металните уплътнения могат да бъдат изработени в различни форми и се използват широко за големи капаци, отвори за товарене и разтоварване, фланци на шахти и др. в различни топлообменници и реактори.
Върху повърхността на металното уплътнение се нанася слой от гъвкав графитен лист. В сравнение с подобни метални уплътнения без повърхностно покритие, това уплътнение има по-малък коефициент на предварително натоварване и по-добро уплътняване
Прилагането на съществуващата гъвкава графитна набръчкана лента върху повърхността на метални подложки, метални плоски подложки, назъбени подложки и дори подложки от азбестова гума реши много проблеми с течове. Например, топлообменникът в дадена фабрика има налягане от 5,88 MPa, температура от 450 градуса и среда от водород/масло и газ. Преди съм използвал метални плоски тампони и назъбени тампони, като и двата имат течове. По-късно върху плоската подложка беше поставена гъвкава графитна набръчкана лента, за да се реши този проблем. Трябва да се отбележи, че тази форма на уплътнение е проста мярка за разрешаване на изтичане на уплътнение на фланеца и качеството на работа на гъвкавата графитна лента пряко влияе дали оборудването може да работи нормално. Ако върху гърба на лентата се нанесе слой лепило, това може да подобри качеството на покритието.
6. Метална подложка за навиване
Подложките с метална обвивка умело използват устойчивостта на топлина, устойчивостта и здравината на металите, както и гъвкавостта на неметалните материали, което води до по-добро уплътняване. Сред тях производителността на гъвкавите графитни подложки, обвити от неръждаема стомана, е най-добра. Неговото съотношение на предварително затягане е по-малко от това на азбестовите опаковъчни подложки и няма недостатък на капилярното изтичане на азбестови влакна. Фигура 2-10 показва кривата на връзката между коефициента на предварително опъване и скоростта на изтичане на двете. В маслените среди 0Cr13 обикновено се използва за метални ленти, докато 1Cr18Ni9Ti се препоръчва за други среди.
Гъвкавата графитна лента за навиване от неръждаема стомана може да се използва в газова среда при налягане от 14,7MPa (до 19,6MPa) и може да се използва до 30MPa в течност. Температура -190~+600 градуса (може да се използва до 1000 градуса при анаеробни условия и условия на ниско налягане).
Политетрафлуоретиленът има добра устойчивост на ниски температури и неговата граница на провлачване при ниски температури е много по-висока от тази при стайна температура. Така че PTFE навиващите подложки могат да се използват за нискотемпературни среди като течни въглеводороди. В същото време добавянето на метални ленти подобрява топлопроводимостта и температурата на използване на политетрафлуоретиленовите подложки за навиване може да достигне 250 градуса, което може да се използва до 9MPa и 200 градуса в кисела среда.
Спиралните опаковъчни подложки са подходящи за топлообменници, реактори, тръбопроводи, клапани и входни и изходни фланци на помпи със значителни колебания в налягането и температурата. За средно до високо налягане и температури над 300 градуса трябва да се обмисли използването на вътрешен пръстен, външен пръстен или вътрешен външен пръстен. Ако се използва вдлъбнат изпъкнал фланец, опаковъчната подложка с вътрешен пръстен ще има по-добър ефект.
Прилагането на гъвкави графитни листове от двете страни на гъвкавата графитна навиваща подложка също може да постигне добър уплътнителен ефект. Котелът за отпадна топлина на голям завод за торове е ключово оборудване за висока температура и високо налягане. Той използва гъвкави подложки, обвити с графит, с външен пръстен, който не пропуска при пълно натоварване, но пропуска при намалено натоварване. От двете страни на уплътнението беше добавена гъвкава графитна плоча с дебелина 0.5 mm, изрязана във формата на кръгла дъга и частта на съединението беше припокрита с наклонен отвор, което работеше добре.
7. Метални плоски подложки, подложки с форма на вълна и подложки с форма на зъби Метални плоски подложки и подложки с метална форма на вълна
Обикновено се използва на фланци на клапани за средно и високо налягане, тръбопроводи и оборудване с по-малък диаметър. Използваното налягане варира в зависимост от температурата, като първото варира от 1,568 до 31,36 MPa, а второто варира от 1,568 до 3,92 MPa. Материалът на уплътнението се избира въз основа на средата и температурата.
8. Осмоъгълни и елипсовидни подложки
Осмоъгълното уплътнение и елипсовидното уплътнение (известни като "пръстен от земна стомана" в рафиниращата промишленост), използвани за фланци с трапецовидни канали, имат добри уплътнителни характеристики. Върху коничната повърхност на жлеба осмоъгълната подложка има повърхностен контакт, докато елиптичната подложка има линеен контакт. Следователно елиптичната подложка има добра адхезия при ниска сила на закрепване, но изисква вторично закрепване; А осмоъгълните подложки обикновено са по-малко склонни към изтичане след веднъж затегнати. Техният недостатък е, че те изискват голяма сила на затягане на болта и когато се използват в ситуации с ниско налягане и висока температура, степента на фланеца трябва да бъде над pg25 kg.