40 Вопрос.

 Уплотнительные устройства (прокладки) для фланцевых соединений

Всякое разъемное соединение представляет потенциальную опасность утечки. Поэтому число соединений и их общий периметр уплотнения должны всегда сводиться к возможному минимуму.

Для предотвращения и ограничения утечки сред через фланцевые соединения применяют различные виды уплотнительных устройств (уплотнений).

В качестве количественной оценки герметичности стыка фланцевого соединения принимают допустимые утечки. По принятым в ряде стран нормам допустимая утечка через уплотнения газов не должна превышать 0,02 г/ч на 1 м среднего периметра уплотнения, для жидкостей  0,2 г/(чм).

Основным элементом любого уплотнительного устройства является уплотнитель (прокладка, кольцо и т.п.). Наибольшее распространение получили уплотнители в виде прокладок. Назначение прокладки заключается в том, чтобы уплотнить зазор между привалочными поверхностями фланцев и воспрепятствовать утечке жидкости или газа через этот зазор.

Прокладки должна отвечать следующим основным требованиям:

• быть достаточно эластичными, чтобы при минимальном сжатии надежно заполнять все микронеровности уплотнительных поверхностей

• сохранять герметичность соединения при упругих перемещениях элементов фланцевого соединения или деформации привалочных поверхностей, вызываемой затягом болтов (для этого материал прокладки должен обладать упругими свойствами);

• сохранять свои эластичные свойства и герметичность соединения при его длительной эксплуатации в условиях воздействия коррозионных сред при высоких и низких температурах;

• материал прокладки не должен портить привалочные поверхности и быть достаточно дешевым.

Выбор типа (формы) и материала прокладок необходимо осуществлять на основании нормативных документов (например, ГОСТ 28759.6-90, ГОСТ 28759.7-90 и ГОСТ 28759.8-90 для фланцевых соединений сосудов и аппаратов) с учетом следующих данных:

• рабочего давления в аппарате;

• рабочей температуры в аппарате;

• свойств герметизируемой среды;

• соответствие прокладочного материала уплотнительной поверхности фланцев.

Различные условия работы прокладок обусловливают и многообразие применяемых прокладочных материалов.

По виду прокладочного материала различают прокладки:

• неметаллические (например по ГОСТ 28759.6-90, из пеньки, картона, фторопласта, полиэтилена, полихлорвинилового пластиката, асбеста, паронита, резины и т.п.);

• металлические (например по ГОСТ 28759.8-90, из стали, никеля, алюминия, меди, свинца и т.п.);

• комбинированные (например по ГОСТ 28759.7-90, асбест в металлической обкладке из листового металла, полимеры в сочетании с металлами и т.п.).

По степени эластичности прокладочного материала различают прокладки:

мягкие;	жесткие;
полумягкие;	полужесткие.

Наиболее употребительными материалами для прокладок являются пенька, картон, резина, паронит, асбест, а также металлы и сплавы. Пенька, простой и пропитанный картон применяются только для воды и пассивных сред при давлениях не более 40 кПа и температурах, не превышающих 120°С.

Резина простая и комбинированная  весьма хороший прокладочный материал для уплотнения зазоров во фланцевых соединениях при рабочих средах, не разрушающих и не растворяющих ее. Обычные сорта резины пригодны для давлений до 1,0 МПа и температуры 100°С, специальные  до 200°С.

Паронит является универсальным прокладочным материалом. Он выпускается в виде листов толщиной до 6 мм, легко режется, рубится, из него можно вырезать фигурные прокладки.

Паронит общего назначения (ПОН) используется при давлении до 6,4 МПа и температуре от 50 до +450С. ПОН хорошо стоит в перегретая воде, паре, жидком и газообразный аммиаке, тяжелых и легких нефтепродуктах.

Паропит маслобензостойкий (ПМБ) используется при давлении до 16,0 МПа и температуре от 40 до +490°С. Устойчив к воздействию тяжелых и легких нефтепродуктов, масел и бензина.

Паронит кислотостойкий (ПК) применяется при температуре до 250°С и давлении до 10,0 МПа в системах, транспортирующих воду, пар, нейтральные сухие инертные газы, воздух, тяжелые и легкие нефтепродукты, масляные фракции.

При сильной коррозионной агрессивности среды применяются прокладки из фторопласта-4. Прокладки из фторопласта-4 эксплуатируются под вакуумом или при давлении до 10,0 МПа и температурах от 196°С до +250С. Причем верхний предел ограничивается не потерей химической стойкости материала, а снижением его физико-механических свойств.

В настоящее время все более широкое применение получают прокладки из терморасширенного графита (графлекса). Прокладки из данного материала применяются при температуре до 800°С и давлении до 100 МПа. Они устойчивы к агрессивному воздействию газов с высокой проникающей способностью (водород, гелий и т.п.), минеральных кислот, спиртов, альдегидов, эфиров и других органических продуктов.

Дли решения проблем безопасности работы прочно-плотных соединений был разработан новый вид уплотнительного материала  графито-фторопласт. Этот вид прокладки выдерживает широкий диапазон температур (от 60 до +260°С) и давления (до 25,0 МПа), обладает жаропрочностью, устойчивостью к агрессивному воздействию рабочей среды.

Форма прокладок очень разнообразна (рис. П3.4). В простейшем и наиболее обычном виде прокладка представляет собой кольцо, вырезанное из листа прокладочного материала, и имеющее прямоугольное сечение. Плоские прямоугольные прокладки (рис. П3.4, а) изготовляют из резины, фторопласта, паронита, асбеста, картона, фибры, металлических материалов и др., и рекомендуют применять при P_У ≤ 1,0 МПа и диаметре аппарата D ≤ 2000 мм.

Сечение кольцевой прокладки может быть круглым, овальным, квадратным и др. (рис. П3.4).