Неметаллические и композитные материалы. Прокладочные и набивочные материалы Набивочные и смазочные материалы применяемые в сантехнике

Прокладочные и набивочные материалы

из "Трубопроводы в химической промышленности"

Прокладочные материалы. При соединении деталей трубопроводов между собой (см. гл. 2) требуется обеспечить герметичность этих соединений, чтобы избежать утечки среды на стыке деталей. Неплотности недопустимы во всяком трубопроводе, но особенно опасны при транспортировании агрессивных сред, находящихся под давлением и имеющих высокую температуру, а также огне- и взрывоопасных сред.
Основным типом разъемных соединений производственных трубопроводов является фланцевое, а его обязательным элементом - прокладка. .
Материал прокладки должен обладать эластичностью. При стягивании фланцев прокладка Деформируется и, заполняя мельчавшие неровности поверхностей фланцев, обеспечивает герметичность соединения.
Прокладка должна быть достаточно прочной, чтобы выдержи вать силу давления среды, стремящуюся вырвать ее из пространства между фланцами, и достаточно упругой, чтобы сохранять герметичность соединения при температурных деформациях трубопровода.
Кроме того, от материала прокладки требуется стойкость к действию агрессивных сред и способность сохранять прочность в определенных температурных пределах.
В зависимости от назначения и условий работы трубопровода в качестве материала прокладок применяют картон, листовой асбест, паронит, резину, полиизобутилен, полиэтилен, фторопласт-4, алюминий, свинец, медь, мягкую, (отожженную) сталь.
Ниже приводится краткая характеристика некоторых прокладочных материалов.
Картон листовой, пропитанный в горячей олифе, используют во фланцевых соединениях при передаче нефтепродуктов, воды и многих других нейтральных сред. Предельное допускаемое давление транспортируемой среды 1 МПа (10 кгс/см), предельная температура 40 °С.
Паронит - листовой материал (композиция асбеста, резины и минеральных наполнителей) - широко применяют в качестве прокладочного материала на трубопроводах горячей воды, конденсата, пара (температура до 300°С), спирта, серной кислоты, сжатого воздуха и во многих других случаях. Некоторые сорта паронита устойчивы к действию нефтепродуктов.
Резина листовая. Выпускаются различные ее сорта, различающиеся по стойкости к агрессивным средам и к температуре. Резиновые прокладки широко применяют на трубопроводах для соляной и других кислот, воды, сжатого воздуха и т. д. Имеются резины щелочестойкие, теплостойкие, морозостойкие и маслостойкие.
Полиизобутилен листовой марки ПСГ получают смешением равных частей полиизобутилена (термореактивной пластмассы), графита и сажи. Этот материал отличается очень высокой стойкостью к действию большинства химически активных сред, в том числе кислот - азотной (концентрацией до 32%), серной, соляной, муравьиной, уксусной (до 50%), растворов едкого натра (до 50%) и т. д. Однако полиизобутилен неустойчив в маслах, бензине и некоторых других органических жидкостях. Наибольшей температурой, допустимой для полиизобутилена,. является 100°С (для ряда сред температура должна быть ниже казанной).
Полиэтилен, как и полиизобутилен, используют в виде покрытия (обкладки) резиновых и асбестовых прокладок для повышения их химической стойкости.
Фторопласт-4 часто используют как покрытие для прокладок из других материалов (обычно асбеста) в тех случаях, когда по трубопроводу транспортируются высокоактивные среды при температурах до 250 °С.
Алюминий, свинец, мягкая (отожженная) сталь, отожженная медь. Прокладки из этих материалов применяют в трубопроводах высокого давления (10 МПа, или 100 кгс/см) для сред, имеющих высокую температуру (до700°С). Герметичность соединения обеспечивается очень сильным сжатием прокладок, при котором материал начинает течь, заполняя все неровности привалочных поверхностей фланцев. При этом материал фланцев должен обладать большей прочностью, чем материал прокладок, иначе на поверхности фланцев появляются дефекты, требующие исправления при каждой смене прокладки.
Стальные линзовые прокладки применяют на трубопроводах очень высокого давления (от 10 до 200 МПа, т, е. 100- 2000 кгс/см). Соединение с применением этих прокладок описано в гл. 2.
Набивочные материалы. Для герметизации сальников трубопроводной арматуры и сальниковых компенсаторов применяют набивки в виде шнуров, сплетенных из асбестовых или пенько-вы)1 нитей, пропитанных различными составами, придающими им стойкость к тем или иным средам. Чаще всего для этой цели используют различные антифрикционные, кислото- и маслобензо-стойкие составы, резиновые композиции, графит и тальк. В последнее время с успехом стали применяться набивки из фторопласта-4 в виде колец и шнура. Для набивки можно использовать также стружку, получающуюся при механической обработке фторопласта. Фторопластовая набивка отличается стойкостью ко многим средам и применяется при температурах до 250 °С.

При соединении деталей трубопровода с трубопроводной арматурой требуется обеспечить герметичность этих соединений, чтобы избежать утечки среды.

Неплотность особенно опасна при транспортировании агрессивных и взрывоопасных сред, а также находящихся под давлением и имеющих высокую температуру.

Основным типом разъемных соединений трубопроводов являются фланцевые соединения, а его неотъемлемым элементом – прокладка.

Материал прокладки должен обладать следующими свойствами:

ü эластичностью, чтобы при создании давления заполнить мельчайшие неровности поверхности фланца, обеспечивая герметичность соединения;

ü прочностью, для того чтобы выдержать силу давления среды;

ü стойкостью к действию агрессивных сред.

В зависимости от назначения и условий работы трубопроводной арматуры в качестве материала прокладок применяют картон, паронит, листовой асбест, резину, фторопласт, полиэтилен, алюминий, свинец, медь, мягкую отожженную сталь.

Выбор прокладочных материалов для уплотнения фланцевых соединений зависит от транспортируемой среды и ее рабочих параметров.

Некоторые материалы прокладок в зависимости от параметров среды и типов уплотнительных поверхностей представлены в таблице 9.

Таблица 9 – Материалы прокладок в зависимости от параметров среды и типов уплотнительных поверхностей

Продолжение таблицы 9

Материал прокладок	Рабочая Среда	Предельная темпера- тура, 0 С	Предел рабочего давления, МПа
гладкая поверх -ность	выступ–впадина	шип–паз
3. Паронит маслобензо- стойкий (ПМБ) 4. Резина техническая кислотощелочностойкая (КЩ) 5. Резина техническая маслобензостойкая (МБ) 6. Резина техническая теплостойкая (Т) 7. Картон асбестовый 8. Фторопласт 4 9. Алюминий отожженный (АМЦ) 10. Медь листовая (М 2) 11.Свинец марки С2 12.Гофрированные асбоалюминиевые 13.Спиральные из стали 12Х18Н10Т (наполнитель – асбест)	Легкие нефтепродукты Тяжелые нефтепродукты Кислород, азот газообразный Кислород, азот жидкий Коксовый газ Вода, воздух, нейтральные растворы, нейтральные газы и пары, серная кислота (до 65%), соляная кислота (до 30%) Тяжелые нефтепродукты, керосин, масла, бутиловый спирт Водяной пар, сухие нейтральные и инертные газы Углеводороды жидкие и газообразные, мазут, масла, смолы Кислоты, щелочи, растворители и органические жидкости Углеводороды жидкие и газо- образные, мазут, масла, смолы Вода перегретая, водяной пар, жидкие и газообразные нефтепродукты Растворы серной и уксусной кислот (до 60%), хлор сжиженный Тяжелые и легкие нефтепродукты, углеводородные газы, дымовые газы, диоксид углерода Водяной пар, сухие газы, нефтепродукты	– 182 от минус 30 до 50 от минус 30 до 50 от минус 196 до 250 от минус 196 до 250 от минус 70 до 250	2,5 2,0 2,5 0,25 2,5 1,0 1,0 1,0 0,15 – 1,6 2,5 0,6 2,5 2,5	– – 5,0 – 6,4 – – – – – 4,0 10,0 – 6,4 10,0	вакуум – 5,0 – – – – – – 2,5 вакуум вакуум – – –

Продолжение таблицы 9

Для герметизации сальников трубопроводной арматуры и сальниковых компенсаторов применяют набивки в виде шнуров, сплетенных из асбестовых или пеньковых нитей, пропитанных различными составами, придающими им стойкость к агрессивным средам.

Материал для набивки сальников выбирают в зависимости от условий работы. Асбестовая прожиренная набивка может быть использована при температурах не выше 200 0 С, так как при более высоких температурах жировые вещества вытекают, и плотность сальника снижается.

При температурах выше 200 0 С применяют асбестовую прографиченную набивку или специальные асбометаллические набивки, пропитанные особым составом, стойким к разрушению под влиянием транспортируемых сред и высокой температуры.

Набивку из фторопласта применяют в виде колец или шнура, который обеспечивает высокую стойкость к кислым и щелочным средам при температуре до 250 0 С.

Сальниковая набивка должна быть изготовлена из плетеного шнура квадратного сечения по ширине, равной ширине сальниковой камеры. Из такого шнура нарезают отдельные кольца со скошенными под углом 45 0 концами. Кольца следует укладывать в сальниковую коробку вразбежку линий разреза, с уплотнением каждого кольца в отдельности. Грундбукса при сборке должна входить в камеру не менее чем на 5 мм, но не более 1/7 ее высоты.

Подтяжку сальников следует выполнять равномерно, без перекосов грундбуксы.

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ

1. По каким основным признакам можно классифицировать трубопроводную арматуру?

2. Что такое условный диаметр? Что такое условное давление?

3. Что такое задвижка? Какие бывают задвижки, где и как они устанавливаются?

4. Перечислите основные преимущества и недостатки задвижек по сравнению с другими видами трубопроводной арматуры.

5. Что такое вентиль? Из каких основных элементов он состоит?

6. Перечислите основные преимущества и недостатки вентиля по сравнению с другими видами трубопроводной арматуры.

7. Какие бывают типы уплотнительных поверхностей вентиля?

8. Что такое кран? Какие типы кранов вы знаете?

9. Перечислите основные преимущества и недостатки кранов по сравнению с другими видами трубопроводной арматуры.

11. Что относится к предохранительной и защитной трубопроводной арматуре?

12. Как маркируется трубопроводная арматура?

13. Расшифруйте маркировку следующих видов трубопроводной арматуры: 15кп3п; 11ч3бк; 30с64бр.

14. По каким причинам нарушается нормальная работа трубопроводной арматуры?

15. Что такое ревизия трубопроводной арматуры, в чем она заключается?

16. Как производится ремонт трубопроводной арматуры (вентиля, задвижки, крана)? Какие при этом используются приспособления?

17. Как производится испытание трубопроводной арматуры? Какие бывают виды испытания?

18. Сформулируйте основные принципы выбора трубопроводной арматуры.

19. Какими свойствами должна обладать прокладка?

20. Перечислите основные материалы прокладочных материалов и области их применения.

21. До какой максимальной температуры можно применять фторопласт в качестве прокладочного материала?

23. Как правильно произвести набивку сальника?

Для изготовления прокладок применяются как неметаллические материалы, так и металлы. Металлические прокладки используются для ответственных объектов в тяжелых условий работы арматуры (высокой температуры, высокого давления и т. д.), но они требуют значительно больших усилий затяга соединения, чем мягкие прокладки.

Неметаллические материалы. Резина является наиболее пригодным материалом для уплотнения разъемных соединений. Она эластична, требует небольших усилий затяга уплотнений, практически непроницаема для жидкостей и газов. Резина применяется до температуры 50° С, а теплостойкая резина - до 140° С.

Для прокладок обычно применяется листовая техническая резина по ГОСТ 7338-65 без тканевых прослоек, так как при наличии прослоек иногда создается протечка среды через волокна прослойки. По твердости резину под¬разделяют на мягкую, средней твердости и твердую. Существует пять типов резины: маслобензостойкая (марки А, Б и В в зависимости от степени стойкости), кислотощелочестойкая, теплостойкая, морозостойкая и пищевая.

Прокладки из целлюлозного прокладочного картона широко используются в арматуре для пара низкого давления и воды при рабочей температуре tp < 120° С и рабочем давлении Pp до 0,6 МПа, для масла при tp < 80° С и Pр < 4 МПа и в других случаях. Применяется картон водонепроницаемый и прокладочный (пропитанный), последний используется и для нефтепродуктов при tр <= 85° С и рр < 0,6 МПа. Для картона допускается контактное давление не более 55 МПа. Для высоких температур целлюлозный картон не пригоден, так как обугливается.

Фибра листовая (ФЛАК) представляет собой бумагу или целлюлозу, обработанную хлористым цинком и затем каландрированную. Применяется для прокладок в арматуре при температуре до 100° С. Используется при работе на керосине, бензине, смазочном масле, кислороде и углекислоте. Коэффициент трения между фиброй и сухой сталью μ = 0,33.

Асбест в качестве прокладочного материала используется в арматуре при повышенных и высоких температурах. Материал минерального происхождения в технике используется после переработки в виде листового картона пли шнура. При 500° С прочность асбеста снижается на 33%, а при 600° С - на 77%. К щелочам асбест устойчив, к кислотам устойчив антофилит-асбест.

Асбестовый непропнтанный картон имеет рыхлое строение, низкую прочность, ио высокую жаростойкость, используется для арматуры, работающей при температуре до 600° С; задвижек для горячего дутья, генераторных и дымовых газов и для другой арматуры, не работающей на жидкости. Пропитанный натуральной олифой асбестовый картон может быть использован для нефтепродуктов при давлении до 0,6 МПа и температуре tp < 180° С, однако замена его при смене прокладок или ремонте арматуры затруднена, так как он прилипает к металлическим поверхностям. Для уплотнения средних фланцев газовых больших задвижек используется также асбестовый шнур, который укладывается спиралью на поверхности фланца, предварительно смазанной техническим вазелином. Кроме того, для прокладок используются специальные ткани с пряжей из мягкой латунной или никелевой проволоки. Изготовляют также комбинированные прокладки из колец различной формы и сечений, сердцевина которых выполняется из асбеста, а облицовка из тонкого металлического или пластмассового листа. Такие прокладки имеют хорошие эксплуатационные свойства, но сложны в изготовлении.

Листовой паронит (ГОСТ 481-71) изготовляется из смеси асбестовых волокон (60-70%), растворителя, каучука (12-15%), минеральных наполнителей (15-18%) и серы (1,5-2,0%) путем вулканизации и вальцевания под большим давлением. Теплостойкость паронита зависит от количества в нем резины.

Паронит является универсальным прокладочным материалом и используется в арматуре для насыщенного и перегретого пара, горячих газов и воздуха, растворов щелочей и слабых растворов кислот, аммиака, масел и нефтепродуктов при температуре до 450°С. Коэффициент трения паронита по металлу μ =0,5. Упругость паронита невелика. При контактном давлении свыше 32 МПа все неплотности в материале устраняются. Релаксация напряжений в период, ближайший после затяга, значительна. После обжатия при контактном давлении 70 МПа герметичность соединения сохраняется и при контактном давлении на прокладке, равном рабочему. Наибольшее допускаемое контактное давление на паронит 130 МПа, Чтобы улучшить герметичность соединения и увеличить сопротивление распору прокладки средой, на уплотнительных поверхностях соединения обычно создают две-три узкие канавки треугольного сечения, в которые паронит вдавливается под действием усилия затяга. Такие канавки делаются и при использовании других неметаллических прокладок. Листы паронита изготовляются толщиной до 6 мм. Прокладку целесообразно применять возможно более тонкую» но толщина ее должна быть достаточной для герметизации соединения при данной шероховатости обработанных поверхностей и площади уплотнения. Паронит листовой выпускается следующих марок: ПОН, ПМБ, ПА, ПЭ (см. табл. 4.29), ПС и ПСГ (последние две - специальные).

4.29. Условия применения паронита (по ГОСТ 481-71)

Обозна-		Допустимая		Допу-
чение и		температура,		стимое	Область
наимено­вание				давле­ние.	применения
марок		от	до	МПа
	Вода пресная	_	250	6,4
	Пар водяной	—	450	6,4
	Воздух	-50	+ 100	1
	Сухие нейтральные и инертные газы	__	450	6,4
	Водные растворы	-15	100	2,5
ПОН(паронит назначения)	солей различной кон-
	центрации
	Аммиак жидкий	-40	+ 150	2,5
	Спирты	—	150	1,6
	Парафин	—	150	1,6
	Тяжелые нефтепро­дукты	—	200	6,4
	Легкие нефтепро­дукты	—	150	2,5
	Жидкий кислород	-182	—	0,25	Для уплотнения соединений типов:
					«гладкие» с давле-
	Вода морская	—	50	4	нием рабочей сре-
	Рассолы	-40	+50	10	ды не более
	Аммиак жидкий и газообразный	-40	+ 150	2,5	4 МПа; «шип- паз»; «выступ-
	Коксовый газ	—	490	6,4	впадина»
	Воздух	-50	200	1,6
	Кислород и азот	-182	—	0,25
ПМБ (паронит маслобензостойкий)	жидкий
	Сжиженные и га-	-40	+60	1,6
	зообразные углеводо-
	роды С х -С 6
	Кислород и азот	— .	150	5
	газообразные
	Парафин	—	150	1,6
	Расплав воска	___	150	1
	Легкие нефтепро­дукты	—	200	2,5
	Тяжелые нефтепро-	—	300	2
	дукты
	Минеральные масла	—	150	2.5

Продолжение табл. 4.29

Обозна­чение и наимено­вание марок	Среда	Допустимая температура,		Допу­стимое давле­ние, МПа	Область применения
ПА (паронит, армиро­ванный сеткой)	Вода пресная Водяной пар Воздух, нейтраль­ные и инертные сухие газы Тяжелые нефтепро­дукты Легкие нефтепро­дукты, минеральные масла			10	Для уплотнения соединений типов: «гладкие» с давле­нием рабочей сре­ды не более 4 МПА; «шип- паз»; «выступ — впадина*
ПЭ	Щелочи с концен­трацией 300-400 г/л, водород, кислород Аммиак жидкий и газообразный Азотная кислота, (10%-ный раствор) Нитрозные газы			2,5	Электролизеры, арматура и др. Минимальное кон­тактное давление, необходимое для герметизации 10 МПа для со­единений, рабо­тающих под дав­лением 0,02 МПа, и 30 МПа для со­единений, рабо­тающих под дав­лением 1 МПа
Примечание. Применение паронита в случаях, не предусмотренных данной таблицей, допускается после проведения промышленных испытаний и согласования ре­зультатов с отраслевым научно-исследовательским институтом Министерства нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности СССР.

Паронит марок ПОН и ПА испытывается на уплотнительную способность в среде пара при температуре 450° С и давлении 10 МПа. Прокладка наружным диаметром 120 мм и внутренним 80 мм, смазанная маслографитовой пастой, должна при контактном давлении 22,5 МПа сохранять герметичность в течение 30 мин. Кроме того, паронит этих марок, а также марки ПМБ испытывается на уплотняющую способность в керосине при температуре 20° С и давлении 15 МПа. Прокладка наружным диаметром 120 мм и внутренним 80 мм, смазанная маслографитовой пастой, при контактном давлении 32,4 МПа должна сохранять герметичность в течение 30 мин.

Паронит специальной марки ПС предназначен для этилового спирта, жидкого кислорода, масла Л-1 и воздуха. Применяется для давлений до 7,5 МПа при рабочей температуре от -182 до +400° С в зависимости от типа соединения и рабочей среды. Паронит марки ПСГ (паронит специальный графитированный) предназначается для этилового спирта, водяного пара и парогаза. Применяется для давлений до 7,5 МПа при рабочей температуре до 450° С (для спирта - до 50° С). Листы паронита имеют размеры от 0,3 X 0,4 до 1,5 X 3,0 м, толщина листов паронита марки ПОН - от 0,4 до 6,0 мм. Каждая марка паронита имеет свой диапазон размеров и толщин.

Пластмассы для прокладок арматуры применяются при невысоких темпе­ратурах среды. Пластикат поливинилхлоридный по эластичности наиболее близко подходит к резине, используется для арматуры в химических производствах при сравнительно узком интервале температур (от -15 до 4-40° С). Полиэтилен в ка­честве прокладок может использоваться при температуры среды от -60 до +50° С. Фторопласт-4 и фторопластовый уплотнительный материал (ФУМ), выпускаемый в виде шнуров различных профилей и сечений, применяются для температур от -195до +200°С. Винипласт как прокладочный материал используется ограни­ченно.

Металлические материалы. Металлические прокладки изготовляются в виде плоских колец прямоугольного сечения из листового материала или в виде колец фасонного сечения из труб или поковок. К последним относятся линзовые прокладки чечевичного сечения, прокладки сечением в виде овала, расположен­ного параллельно оси прокладки, и гребенчатые прокладки, имеющие сечение прямоугольника с треугольными выступами в виде гребенки. Помимо этого из­готовляются комбинированные прокладки, состоящие из мягкой сердцевины (асбеста или паронита), облицованной листовым материалом из алюминия, малоуглеродистой стали или коррозионностойкой стали 08Х18Н10Т или 12Х18Н10Т. Достоинства металлических прокладок: достаточная плотность при высоких давлениях и температурах среды, коэффициент температурного расширения близок к коэффициенту температурного расширения материала фланца и шпилек или болтов, возможность повторного использования после соответствующего ремонта. К недостаткам следует отнести: необходимость создания больших усилий для обеспечения герметичности соединения, относительно низкие упругие свойства, значительную релаксацию напряжений и относительно высокую сто¬имость изготовления. В табл. 4.30 приведены некоторые сведения о металлах, применяемых для изготовления прокладок арматуры.

4.30. Металлы, применяемые для изготовления прокладок

			Допустимая
Наимено-	Марка	Среда	температура, *С
вание
			от	до
Сталь низ-	05кп (особая)	Водяной пар	«я.
коуглеро-
дистая ти-
па Армко
То же	05кп (особая)	Щелочи, кислоты, гнзы, содержащие оеру. Не применяет­ся для водных рас­творов кислот и ше лочей	-70
Сталь	0,5; 0,8	Водяной пар, неф­тепродукты	-40
Коррозион-	12Х18Н10Т»	Водяной пар, неф-	-253
ностойкая	08Х18Н10Т	тепродукты, корро-
сталь		зионные среды, кро­ме серной кислоты
Алюминий	АО; А; АД1	Воздух, вода, неф­тепродукты, азот­ная, фосфорная и другие кислоты, су­хой хлор, сернистые газы	-253
Никель	НП1, НВК	Водяной пар, хлор и др.; нейтральные среды	-200
Монель-	НМЖМо.28-2,5-1,5	Морская вода.
металл		коррозионные сре­ды, водяной пар
Медь	М1.М2	Криогенные и другие нейтраль­ные среды	-253
Свинец	С2	Коррозионные среды, в том числе серная	-200

Набивочные материалы

Материалы для сальниковой набивки (табл. 4.31) должны иметь высокую упругость, физическую стойкость при рабочей температуре, химическую стой¬кость против действия рабочей среды и возможно малый коэффициент трения. В качестве набивочных материалов в основном применяются: хлопчатобумажные материалы, пенька, асбестовый шнур, асбест, графит, тальк, стекловолокно и фторопласт. Наиболее часто используется асбест в виде плетеного шнура квадратного или круглого сечения, но могут быть использованы и скатанные шнуры без плетения или чесания волокна (пенька и др.). Наиболее целесообразно применение набивки из заранее приготовленных и отформованных колец.

4.31. Основные материалы для сальниковой набивки (с учетом ГОСТ 5152 — 66)

		Допустимая		Допу-
		температура		стимое давление,
Набивка	Рабочая среда
		до
	Плетеные хлопчатобумажные
ХБС (сухая)	Воздух; питьевая вода, спирты, пишеоые продукты, смазочные мчсла, органиче­ские растворители, углеводо­роды, нейтральные растворы солей	—	100	20
ХБС (сухая)	Жидкий и газообразный ам­миак	-40	—	—
ХБП (пропитан-	Воздух, промышленная во-	—	100	20
ная)	да, нефтяное топливо, смазоч­ные масла, инертные газы и пары, углеводороды Плетеные пеньковые	—
ПС (сухая)	Воздух, промышленная во­да, водяной пар, смазочные масла, нефтяное топливо свет­лое, углеводороды		100	16
ПС (сухая)	Жидкий и газообразный азот	-40	—	—
ПП (пропитанная)	Воздух, промышленная по­да, топливо нефтяное темное, смазочные масла, инертные пары и газы, углеводороды, растворы щелочей, соленая вода	—	100	16

Продолжение табл. 4.31

Продолжение табл. 4.31

Чугун.

Это нековкий сплав железа с углеродом (2,5-3,6%). Он обладает хорошими литейными качествами, низкой стоимостью, но это хрупкий материал (разрушается сразу, в пластичных материалах есть период пластических деформаций, когда можно установить момент наступления разрушения). В связи с этим чугун имеет ограниченную область применения.

Из чугуна изготавливают арматуру, кронштейны, стойки.

Серый чугун СЧ15-32 (цифры означают предел прочности при растяжении и при сжатии соответственно) используется для изготовления арматуры на сети низкого давления.

Ковкий чугун КЧ30-6 (коваться не может, но имеет повышенные пластичные свойства) используется для арматуры сетей среднего и высокого давления.

Жаростойкий чугун ЖЧ-1 используется для арматуры, работающей при температуре до 600 0 С.

Прокладочные материалы.

Их назначение – обеспечить плотность неподвижных соединений. Поэтому они:

1. должны быть дешевыми и доступными (т.к. их необходимо достаточно часто заменять),
2. должны быть упругими (для достижения высокой плотности соединений),
3. должны иметь достаточную прочность (чтобы не разрушиться, не раздавиться и не выдавливаться при затяжке),
4. должны сохранять свои физические свойства при температуре рабочей среды,
5. не должны подвергаться коррозии.

Паронит используют для холодных и горячих газов с температурой до 450 0 С в газопроводах с давлением до 1,2 МПа, в установках СУГ давлением до 1,6 МПа, для нефтепродуктов.

Пластификат, фторопласт для уплотнения фланцевых соединений в газопроводах с давлением до 1,2 МПа, в установках СУГ давлением до 1,6 МПа.

Металлические кольца . Их «-» - создание необходимых усилий для достижения плотности соединений. Алюминий – для уплотнения оборудования, установок СУГ при всех давлениях, а также для сернистых газов. Медь – для уплотнения оборудования, установок СУГ.

Резина обладающая высокой морозо- и маслобензостойкостью используется для уплотнения соединений в газопроводах с давлением до 0,6 МПа.

Для придания прокладкам огнестойких свойств применяют асбест (асбестовый картон, асбестовое армированное полотно).

Льняная прядь промасленная свинцовым суриком используется для уплотнения резьбовых соединений.

Большинство конструкций газового оборудования имеет сальниковое устройство для уплотнения подвижных соединений.

Материалы сальниковых набивок должны иметь:

1. высокие упругие свойства
2. физическую стойкость против действия рабочей среды
3. малый коэффициент трения

Для этих целей применяют: асбест в виде плетеного шнура,

пеньковый шнур,

графит,

тальк,

фторопласт и др.

(В расплавленное говяжье сало опускают шнур, кипятят 5 минут, охлаждают и обваливают в порошке графита.)

Для уплотнения фланцевых соединений применяются плоские эластичные прокладки из паронита, резины, картона, фторопласта-4 и композиционных материалов на их основе. Согласно ГОСТ 15180-86, исполнение прокладок, в зависимости от исполнения уплотнительных поверхностей фланцев, должно соответствовать данным, указанным в табл. 1 и 2.

Таблица 1

Исполнения прокладок	Исполнения уплотнительных поверхностей по ГОСТ 12815-80	Чертеж
А	1
Б	2; 3
В	4; 5
Г	8; 9
Д	1; 5

Таблица 2

Исполнение прокладок	Условное давление Р у, МПа (кгс/см²)	Условный проход Д у, мм
А	0,1; 0,25 (1; 2,5)	10-3000
	0,63(6,3)	10-2400
	1,0(10)	10-2000
	1,6(16)	10-1600
	2,5(25)	10-1400
	4,0(40)	10-1200
Б, В, Г	0,1-4,0 (1,0-40)	10-800
	6,3(63)	10-600
	10(100)	10-400
	16(160)	15-300
Г	20(200)	15-250
Д	0,1-0,63 (1,0-6,3)	40-800
	1,0-4,0 (10-40)	25-800
	6,3(63)	25-600
	10(100)	25-400
	16(160)	25-300
	20(200)	25-250

Прокладочные материалы должны обладать: упругостью, стойкостью к среде, в которой работают, сохранять свои физические свойства при рабочей температуре среды и не подвергаться коррозии. При использовании металлических прокладок металл не должен пластически деформировать уплотняющие поверхности фланца, поэтому металл прокладок должен иметь твердость и предел текучести ниже, чем металл уплотняемых поверхностей фланцев, не должен образовывать с металлом газового оборудования гальваническую пару.

Паронит (ГОСТ 481-80). Изготавливают из асбеста и каучука путем вулканизации и вальцевания под большим давлением. Является универсальным прокладочным материалом для уплотнения плоских разъемов с различными средами (холодных и горячих газов, воздуха, пара, масел и нефтепродуктов и др.). В зависимости от назначения паронит изготавливают семи марок. Для уплотнения соединений на газопроводах природного газа и в установках сжиженных газов рекомендуется применять паронит марки ПМБ (в диапазоне температур от −40 до +60 °С и предельного давления до 1,6 МПа). Паронит ПМБ выпускается листами длиной 500, 1000, 1500 мм и шириной 500, 750, 1000 мм, толщиной 0,4; 0,5; 0,6; 0,8; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5; 3,0; 3,5; 4,0 мм. Размеры прокладок из паронита должны соответствовать требованиям ГОСТ 15180-86. Перед установкой паронитовую прокладку следует покрыть с обеих сторон сухим графитовым порошком для предохранения от «прилипания» к плоскости фланца.

Пластмассы . Для прокладок фланцевых соединений газопроводов могут применяться различные пластмассы: полиэтилен высокой плотности (ВД) по ГОСТ 16338-77 и низкой плотности (НД) по ГОСТ 16337-77Е, толщиной 1-4 мм, фторопласт-4 (ПТФЭ) толщиной 1-4 мм по ГОСТ 10007-80Е.

Резина . Высокая эластичность позволяет легко достичь плотности между металлической поверхностью фланца и прокладкой при малых усилиях затяжки. Резина практически непроницаема для газов и жидкостей, имеет достаточную химическую стойкость. Поскольку чрезмерное сжатие ухудшает свойства резины, деформацию ее необходимо ограничить до 30-50 % от допускаемой. Выпускаемая промышленностью резина техническая листовая без тканевых или иных прокладок по ГОСТ 7338-77 предназначена для изготовления прокладок, клапанов и других деталей и производится пяти типов: кислотно-щелочестойкая, теплостойкая, морозостойкая, маслобензостойкая и пищевая.

В зависимости от твердости техническая резина подразделяется на мягкую (м), средней твердости (с) и повышенной твердости (п).

В зависимости от стойкости к воздействию масла и бензина маслобензостойкая резина подразделяется на марки А и Б.

Для фланцевых соединений систем газораспределения с рабочим давлением до 0,6 МПа рекомендуется применять прокладки, изготовленные из листовой маслобензостойкой резины (МБ) марок А и Б (без тканевой основы) по ГОСТ 17133-83 и ГОСТ 7338-77 толщиной 3-5 мм.

Картон . Если по условиям работы прокладкам требуются огнестойкие свойства, то для их изготовления рекомендуется применять:

• асбестовый картон (ГОСТ 2850-80) марок КАОН-1, КАОН-2. Выпускается листами размерами 900×900, 1000×800, 1000×900 и 1000×1000, толщиной 2; 2,5; 3; 3,5; 4; 5 мм;
• асбестовое армированное полотно (ГОСТ 2198-76) представляет собой прорезиненную и прографитизированную ткань полотняного или саржевого переплетения на основе латунной проволоки, а по утку * — из асбестовой пряжи, армированной латунной проволокой. Листы полотна выпускаются размерами 750×1500, 1000×1500 и толщиной 0,6; 0,7; 1,1 мм.

Металлические прокладки для фланцевых и других видов соединений изготавливают из листового проката в виде плоских колец. Металлические прокладки обеспечивают достаточную плотность при высоких давлениях и температурах среды, имеют коэффициент линейного расширения, близкий к коэффициенту расширения материала фланцев. К недостаткам применения металлических прокладок следует отнести необходимость создания больших усилий для обеспечения плоскости соединения, относительно низкие упругие свойства материала прокладок, высокую стоимость по сравнению с эластичными прокладками. Для уплотнения соединения деталей, оборудования установок сжиженных газов и на газопроводах всех давлений рекомендуемыми материалами для изготовления металлических прокладок являются:

• алюминий листовой отоженный по ГОСТ 13722-78, ленты из алюминия или алюминиевых сплавов (отоженных) по ГОСТ 13726-78, ГОСТ 21361-76, толщиной 1-4 мм;
• медь листовая мягкая марок М1, М2 по ГОСТ 495-77.

• льняную чесаную прядь (по ГОСТ 10330-76), которая в процессе соединения пропитывается суриком (по ГОСТ 19151-73) или свинцовыми белилами (по ГОСТ 12287-77), разведенными олифой (по ГОСТ 7931-76);
• ленты из фторопласта-4 (ФУМ-В), толщиной 0,1-1,5 мм по ТУ 6-05-1388-70;
• другой уплотнительный материал, обеспечивающий герметичность соединения.

В качестве набивочного материала для сальников запорной арматуры наиболее эффективен фторопластовый уплотнительный материал марки ФУМ-В. Выпускается круглого сечения диаметром 2,0-16,0 мм и квадратного сечения от 5×5 мм до 16×16 мм для применения в качестве химически стойкого самосмазывающего набивочного материала (в подвижных соединениях типа сальника) и прокладочного материала (в неподвижных соединениях). Соединения работают в диапазоне температур от −60 до +150 °С и при давлении до 6,0 МПа (предприятие-изготовитель ОАО «Пластополимер», г. Санкт-Петербург).

Характеристики отечественных уплотнительных материалов представлены в таблицах 3 и 4.

* Уток — поперечное направление нити в ткани.

Таблица 3

Набивка плетеная сальниковая	Конструкция набивки	Размеры (диаметр, сторона квадрата), мм	Масса 1 см³ набивки, г	Условия применения
				Предельное давление среды, МПа, не более	Предельная температура среды, °С, не более
Пеньковая пропитанная (ПП)	Шнур, сплетенный из льняной (ГОСТ 16078-70 * ), пеньковой или джутовой пряжи (ГОСТ 4668-75 * ), пропитанный антифрикционным составом		Не менее 0,9	16,0	100
		4, 5, 6, 8, 10, 13, 16, 22, 25, 28
		8, 10, 13, 16, 19, 22, 25, 28, 32, 35, 38, 42, 46, 50
Асбестовая сухая (АС)	Шнур, сплетенный из асбестовой нити (ГОСТ 1770-74 * )		Не более 1,1	4,5	400
	1) сквозного плетения, квадратный
	2) с однослойным оплетением сердечника, круглый или квадратный
	3) с многослойным оплетением сердечника	8, 10, 13, 16, 19, 22, 25, 28, 32, 35, 38, 42
Асбестовая пропитанная (АП)	Шнур, сплетенный из асбестовой нити (ГОСТ 1770-74 * ), пропитанный антифрикционным составом		Не менее 0,9	4,5	300
	1) сквозного плетения, квадратный	4, 5, 6, 8, 10, 13, 16, 19, 22, 25, 28
	2) с однослойным оплетением сердечника, круглый или квадратный	5, 6, 8, 10, 13, 16, 19, 22, 25
	3) с многослойным оплетением сердечника, круглый или квадратный	8, 10, 13, 16, 19, 22, 25, 28, 32, 35, 38, 42, 46, 50
Асбестовая маслобензостойкая (АМБ)	Шнур, сплетенный из асбестовой нити (ГОСТ 1779-83 * ), пропитанный антифрикционным маслобензостойким составом		Не менее 0,8	3,0	300
	1) сквозного плетения, квадратный	4, 5, 6, 8, 10, 13, 16, 19, 22, 25, 28
	2) с многослойным оплетением сердечника, квадратный	4, 5, 6, 8, 10, 13, 16, 19, 22, 25, 28, 32, 35, 38, 42, 46, 50