КЛУБ СУДОВЫХ МЕХАНИКОВ
УЧЕБНИК №1. УПЛОТНЕНИЕ - ПРОКЛАДКА
Задача любого уплотнения ясна из его названия - уплотнить конечно. Не дать среде просочиться из трубопровода, емкости, механизма. Вопрос - как.
В каталогах нередко обращает на себя внимание довольно обширный ассортимент материалов прокладок и набивок - ясно, что для конкретной задачи наилучшим образом подходит определенный материал. Попробуем слегка разобраться что тут к чему.
ПРОКЛАДКА
В идеале прокладки быть не должно. То есть идеальная прокладка - отсутствующая прокладка.
Парадокс? Ничуть нет! Более того - одно из фундаментальных правил теории решения изобретательских задач - ТРИЗ.
Идеальный элемент (устройство, механизм) это отсутствующий элемент, функция которого сохраняется (выполняется).
Применительно к уплотнениям поясню примером - в наиболее ответственных и нагруженых соединениях (например в ТНВД или форсунке, соединениях гидравлики высокого давления) прокладок нет, а уплотнение обеспечено точной подгонкой, притиркой сопрягаемых поверхностей. То есть прокладка как таковая отсутствует!
Но такое соединение довольно сложно изготовить и собрать (требуется высокая точность сопряжения) поэтому и придуманы прокладки. В принципе прокладка компенсирует неточность изготовления сопряжения - шероховатость, искажения геометрии, неточность состыковки, сборки. Все эти микродефекты компенсируются упругим материалом прокладки, который выжимаясь заполняет или выбирает все зазоры.
МАТЕРИАЛ
Выбор материала прокладок довольно широк, особенно сегодня с успешным развитием химии.
В материалах уплотнений (листовые материалы) применяются те же наборы что и в набивках для сальников.
НАПОЛНИТЕЛИ – тонко измельченные волокна: растительные волокна, целлюлозное волокно, синтетические волокна,стекловолокно, углеволокно, арамидное волокно, пробка, (асбест)
Связующие: натуральная резина, нитрил (buna-N), нитрил-бутадиен, неопрен, SBR (styrene butadiene rubber), EPDM, hypalon, Latent Cure Styrene Binder, Silicon rubber
Наибольнее распространение получили паронит, клингерит (разновидность паронита) и резина. Эти материалы успешно стоят практически на всех средах, за исключением химических веществ. Кроме них применяются кожа, пробка, бумага и картон, пластмассы - капрон, капролон, и революционный тефлон(PTFE).
Последний быстро и широко вошел в обиход всех (не только судовых) механиков благодаря своим поистине уникальным свойствам - материал инертен практически ко всем средам (его применяют даже в искусственных суставах - он не отторгается организмом), обладает неплохой упругостью и мягкостью, отлично заполняет неровности и имеет рекордно низкий коэффициент трения. (Поэтому кроме прокладок материал используют в подшипниках и как антифрикционное покрытие). К сожалению не лишен он и недостатков - не выдерживает высоких температур (чуть выше 200 С), высоких давлений (слишком мягок) и трудно поддается склеиванию (инертен к клею!)
Подсказки из пракики.
"такой груз, как Propylene Oxide, например, ест тефлон на раз. "
http://www.morehod.ru/forum/viewtopic.php?t=8811&start=60Возвращаясь к понятию идеальной прокладки, толщина прокладки должна быть по возможности минимальной. Чем тоньше прокладка, тем большее давление она способна выдержать. К идеальным прокладкам можно отнести, например, герметики - они идеально заполняют только неровности и шероховатость не создавая лишнего слоя материала между поверхностями.
Однако неоправданно тонкая прокладка не выполнит еще одной своей функции - компенсации температурных расширений, например на паропроводе. Чтобы уменьшить влияние этих деформаций на материал прокладки, конструкторы предлагают на фланцах подверженых частым температурным перепадам (например на паропроводах) устанавливать подрпужиненые болты - пружинные шайбы скомпенсируют изменение длины болтов, давление на материал прокладки не будет теперь меняться циклически, то сжимая, то ослабляя уплотнение. Прокладка прослужит дольше.
Одной из распространенных ошибок является применение паронитовых прокладок усиленных металлической сеткой на паропроводах. Являясь более прочными к разрушению по сравнению с обычным паронитом, такие прокладки таят в себе один "подводный камень". Пар или вода находит себе дорогу по микроканалам вдоль проволочек сетки, металл начинает ржаветь - и появляется протечка.
Этого недостатка лишены готовые прокладки, в которых армирующая сетка или перфорированая мембрана надежно "укутаны" в материал прокладки (паронит, резину, тефлон) и металл не соприкасается с агрессивной средой.
Производители прокладочных материалов проводят проверки и опыты для того, чтобы найти наилучшую комбинацию для разных условий работы.
УСТАНОВКА
Традиционно считается что чем потуже зажмешь болты на фланцах, тем лучше будет держать прокладка. Однако опыты говорят, что при пережатии материал прокладки разрушается. Фланцы с перетянутыми болтами становятся «волнообразными», иногда это заметно даже на глаз.
Кроме того, болт работает как пружина – происходит его упругая деформация. Если его перетянуть за предел этой деформации, металл «потечет», потеряет упругость, станет растягиваться и потеряется натяг, соединение вместо усиления наоборот ослабнет.Гораздо более важно тщательно подготовить сопрягаемые поверхности - исправить деформации, добиться параллельности фланцев, и подобрать правильный тип и размер (толщину) прокладки.Прокладки на паропроводах следует дожимать после прогрева.
КОЛЬЦО
Несколько иначе, по сравнению с листовыми прокладками, работают резиновые кольца. Если листовая прокладка удерживает давление среды
исключительно за счет выжимания ее в зазоре соединения, то резиновое кольцо устанавливается в выточке или канавке, и практически не выжимается, более того имеет небольшую свободу перемещения. Уплотнение обеспечивается давлением самой среды, которая прижимает кольцо к поверхностям детали. Чем выше давление - тем сильнее кольцо прижимается к поверхности и уплотняет соединение.
Именно благодаря этому резиновые кольца способны выдерживать давления в несколько сотен и даже тысяч атмосфер, в отличии от листовых прокладок.
Тем не менее имеются и листовые прокладки способные удержать достойные давления - металлические. Как правило это или мягкая сталь или медь или алюминий.
Такие прокладки незаменимы на паропроводах с высокими параметрами пара, сопряжениях втулок с крышками на дизелях, на топливопроводах с высокими температурами и давлениями.
Нужно помнить (в принципе это - азбука) что медная прокладка должна быть отожженной - только тогда она будет мягкой. Неотожженная медь, как это не покажется странным, весьма твердый металл.
КОМПРОМИСС
Ну и конечно, как и в любой области, среди прокладок встречаются компромиссные решения. К таким относятся комбинированые прокладки, иначе называемые - навитые. В них совмещены два материала - металл (медь, алюминий, мягкая сталь) и прокладочный материал (паронит, тефлон). Две узкие (1-5 мм) сложеные вместе полоски материалов навиваются подобно бобине изоленты, образуя плоскую "улитку" . Такая прокладка сочетает в себе прочность металлической с плотностью и упругостью неметаллической. Эти прокладки отлично подходят для паропроводов.
И напоследок несколько советов "от дедушки"
прокладку на фланец паровой магистрали смазывайте тонким слоем графита, сухим или разведенным на воде (но не на масле!) - при следующей разборке это облегчит удаление старой прокладки (она не "прикипит" к металлу). А вот масло приклеит прокладку к поверхности накрепко.
а вот "моликотом" увлекаться не следует. Не забывайте что это - коррозионно агрессивная смазка (дисульфат молибден содержит серу), поэтому применять ее на простых сталях (нелегированых) - чревато ржавлением поверхностей. Это смазка для нержавеющих сталей.
ААМ 2003
Quick reference guide for mechanical seal failure
Marine Engineers Club - mainpage
КЛУБ СУДОВЫХ МЕХАНИКОВ
Задача любого уплотнения ясна из его названия - уплотнить конечно. Не дать среде просочиться из трубопровода, емкости, механизма. Вопрос - как.
В каталогах нередко обращает на себя внимание довольно обширный ассортимент материалов прокладок и набивок - ясно, что для конкретной задачи наилучшим образом подходит определенный материал. Попробуем слегка разобраться что тут к чему.
ПРОКЛАДКА
В идеале прокладки быть не должно. То есть идеальная прокладка - отсутствующая прокладка.
Парадокс? Ничуть нет! Более того - одно из фундаментальных правил теории решения изобретательских задач - ТРИЗ.
Идеальный элемент (устройство, механизм) это отсутствующий элемент, функция которого сохраняется (выполняется).
Применительно к уплотнениям поясню примером - в наиболее ответственных и нагруженых соединениях (например в ТНВД или форсунке, соединениях гидравлики высокого давления) прокладок нет, а уплотнение обеспечено точной подгонкой, притиркой сопрягаемых поверхностей. То есть прокладка как таковая отсутствует!
Но такое соединение довольно сложно изготовить и собрать (требуется высокая точность сопряжения) поэтому и придуманы прокладки. В принципе прокладка компенсирует неточность изготовления сопряжения - шероховатость, искажения геометрии, неточность состыковки, сборки. Все эти микродефекты компенсируются упругим материалом прокладки, который выжимаясь заполняет или выбирает все зазоры.
МАТЕРИАЛ
Выбор материала прокладок довольно широк, особенно сегодня с успешным развитием химии.
В материалах уплотнений (листовые материалы) применяются те же наборы что и в набивках для сальников.
НАПОЛНИТЕЛИ – тонко измельченные волокна: растительные волокна, целлюлозное волокно, синтетические волокна,стекловолокно, углеволокно, арамидное волокно, пробка, (асбест)
Связующие: натуральная резина, нитрил (buna-N), нитрил-бутадиен, неопрен, SBR (styrene butadiene rubber), EPDM, hypalon, Latent Cure Styrene Binder, Silicon rubber
Наибольнее распространение получили паронит, клингерит (разновидность паронита) и резина. Эти материалы успешно стоят практически на всех средах, за исключением химических веществ. Кроме них применяются кожа, пробка, бумага и картон, пластмассы - капрон, капролон, и революционный тефлон(PTFE).
Последний быстро и широко вошел в обиход всех (не только судовых) механиков благодаря своим поистине уникальным свойствам - материал инертен практически ко всем средам (его применяют даже в искусственных суставах - он не отторгается организмом), обладает неплохой упругостью и мягкостью, отлично заполняет неровности и имеет рекордно низкий коэффициент трения. (Поэтому кроме прокладок материал используют в подшипниках и как антифрикционное покрытие). К сожалению не лишен он и недостатков - не выдерживает высоких температур (чуть выше 200 С), высоких давлений (слишком мягок) и трудно поддается склеиванию (инертен к клею!)
Подсказки из пракики.
"такой груз, как Propylene Oxide, например, ест тефлон на раз. "
http://www.morehod.ru/forum/viewtopic.php?t=8811&start=60Возвращаясь к понятию идеальной прокладки, толщина прокладки должна быть по возможности минимальной. Чем тоньше прокладка, тем большее давление она способна выдержать. К идеальным прокладкам можно отнести, например, герметики - они идеально заполняют только неровности и шероховатость не создавая лишнего слоя материала между поверхностями.
Одной из распространенных ошибок является применение паронитовых прокладок усиленных металлической сеткой на паропроводах. Являясь более прочными к разрушению по сравнению с обычным паронитом, такие прокладки таят в себе один "подводный камень". Пар или вода находит себе дорогу по микроканалам вдоль проволочек сетки, металл начинает ржаветь - и появляется протечка.
Этого недостатка лишены готовые прокладки, в которых армирующая сетка или перфорированая мембрана надежно "укутаны" в материал прокладки (паронит, резину, тефлон) и металл не соприкасается с агрессивной средой.
Производители прокладочных материалов проводят проверки и опыты для того, чтобы найти наилучшую комбинацию для разных условий работы.
УСТАНОВКА
Традиционно считается что чем потуже зажмешь болты на фланцах, тем лучше будет держать прокладка. Однако опыты говорят, что при пережатии материал прокладки разрушается. Фланцы с перетянутыми болтами становятся «волнообразными», иногда это заметно даже на глаз.
Кроме того, болт работает как пружина – происходит его упругая деформация. Если его перетянуть за предел этой деформации, металл «потечет», потеряет упругость, станет растягиваться и потеряется натяг, соединение вместо усиления наоборот ослабнет.Гораздо более важно тщательно подготовить сопрягаемые поверхности - исправить деформации, добиться параллельности фланцев, и подобрать правильный тип и размер (толщину) прокладки.Прокладки на паропроводах следует дожимать после прогрева.
КОЛЬЦО
Тем не менее имеются и листовые прокладки способные удержать достойные давления - металлические. Как правило это или мягкая сталь или медь или алюминий.
Такие прокладки незаменимы на паропроводах с высокими параметрами пара, сопряжениях втулок с крышками на дизелях, на топливопроводах с высокими температурами и давлениями.
Нужно помнить (в принципе это - азбука) что медная прокладка должна быть отожженной - только тогда она будет мягкой. Неотожженная медь, как это не покажется странным, весьма твердый металл.
КОМПРОМИСС
Ну и конечно, как и в любой области, среди прокладок встречаются компромиссные решения. К таким относятся комбинированые прокладки, иначе называемые - навитые. В них совмещены два материала - металл (медь, алюминий, мягкая сталь) и прокладочный материал (паронит, тефлон). Две узкие (1-5 мм) сложеные вместе полоски материалов навиваются подобно бобине изоленты, образуя плоскую "улитку" . Такая прокладка сочетает в себе прочность металлической с плотностью и упругостью неметаллической. Эти прокладки отлично подходят для паропроводов.
И напоследок несколько советов "от дедушки"
прокладку на фланец паровой магистрали смазывайте тонким слоем графита, сухим или разведенным на воде (но не на масле!) - при следующей разборке это облегчит удаление старой прокладки (она не "прикипит" к металлу). А вот масло приклеит прокладку к поверхности накрепко.
а вот "моликотом" увлекаться не следует. Не забывайте что это - коррозионно агрессивная смазка (дисульфат молибден содержит серу), поэтому применять ее на простых сталях (нелегированых) - чревато ржавлением поверхностей. Это смазка для нержавеющих сталей.
ААМ 2003
Quick reference guide for mechanical seal failure
Вот пример нерационального, неграмотного использования материала. Установленая в разъеме клапана и фланца прокладка выполнена по размеру фланца с отверстиями под болты. Из фотографии очевидно, что в этом не было необходимости, поскольку работает только внутренняя часть прокладки, все остальное – «выброшеный» материал.
Более того, в данном случае вообще не нужно было устанавливать прокладку, поскольку клапанн данного типа (баттерфляй) конструктивно выполнен с уплоьняющими резиновыми поверхностями и при установке такого клапана прокладка не требуется вообще.
Вот интересная находка:
"Институт Мак Налли - специалиста по уплотнениям"
представление его страницы:
I started in the Seal business in 1951, and with the exception of six years I spent as a machinest on submarines in the US Navy, I've been in some part of the seal and pump business my entire working life. If you want to learn a little about my diesel and nuclear submarine experience CLICK HERE
Здесь собрана познавательная коллекция статей об уплотнениях.
обратная связь: novomor{@}freemail.ru
novomor.forum2x2.com
последнее обновление 01.05.2012 Desing and developement: ATMV-E-Project, AAM Graphics, ZUB Computing. Copyright © 2001. All Rights reserved.
Об использовании содержимого сайта. * Реклама на сайте
