1. Прокладочные, уплотнительные, набивочные и смазочные материалы

Прокладки играют важную роль в работе газового оборудования. Для изготовления прокладок используется большое число разных материалов, которые должны обеспечить плотность неподвижных соединений при различных условиях работы газового оборудования. К прокладочному материалу предъявляются специфические требования, исходя из условий работы оборудования. По возможности он должен быть дешевым и доступным, так как в процессе эксплуатации приходится заменять прокладки; отсутствие необходимого материала может создать затруднения не только на заводе-изготовителе оборудования, но и на объектах, где оборудование установлено. Для создания надежной плотности материал прокладки должен заполнять неровности уплотняемых поверхностей - чаще всего поверхностей фланцевых соединений. Это достигается затяжкой прокладок при помощи болтов, шпилек или другого резьбового соединения. Чтобы плотность достигалась легко, материал прокладки должен быть упругим, т.е. упруго деформироваться под действием возможно малых усилий. Вместе с тем, прочность прокладочных, материалов должна быть достаточной, чтобы при затяжке среды давлением прокладка не раздавливалась или не выжималась в сторону между уплотняемыми поверхностями.

Упругость прокладки обеспечивает сохранение плотности соединения при возможном искривлении поверхности фланца, что наиболее

вероятно в сварном оборудовании. Упругость прокладки компенсирует также в той или иной степени влияние колебаний или снижение усилий затяжки в связи с колебаниями температуры или в результате действия релаксации напряжений в материале шпилек, болтов и фланцев.

Материал прокладки должен сохранять свои физические свойства при рабочей температуре среды п не должен подвергаться действию коррозии.

При использовании металлических прокладок металл прокладок не должен пластически деформировать уплотняющие поверхности, поэтому металл прокладок должен иметь твердость и предел текучести ниже, чем металл уплотняемых поверхностей фланцев или патрубков. Он не должен образовывать с металлом газового оборудования электролитическую пару. Коэффициент линейного расширения материала прокладки желательно иметь близким к коэффициенту линейного расширения материала оборудования и болтов или шпилек.

Следовательно, прокладочный материал должен быть упругим, пластичным, а также устойчивым против химического воздействия газа.

В зависимости от среды, рабочего давления газа и температуры для изготовления прокладок применяют различные материалы.

Для уплотнения мест соединений следует применять плоские прокладки, изготовленные в зависимости от назначения из следующих материалов.

Паронит (ГОСТ 481-71)

Этот материал изготовляют из асбеста и каучука путем вулканизации и вальцевания под большим давлением. Теплостойкость паронита зависит от содержания в нем резины. Паронит содержит 60-70% асбестового волокна, Г.' 15% каучука, 15-18% минеральных наполнители и 1,5-2,0% серы. Паронит является универсальным прокладочным материалом и используется для холодных и горячих газов и воздуха, насыщенного и перегретого пара, масел и нефтепродуктов и других при температуре до 450ºС. Коэффициент трения паронита по металлу равен 0,5. Упругость паронита невелика. Для улучшения условий обеспечения плотности и увеличения сопротивления распору прокладки средой на уплотняющих поверхностях соединений обычно создают две-три узкие канавки углового сечения, в которые паронит вдавливается под действием затягивающего усилия.

Пластмассы

Пластикат полихлорвиниловый по своей эластичности наиболее близок к резине. Он легко деформируется и уплотняет фланцевые соединения при относительно небольших затягивающих усилиях. Для применения рекомендуется полиэтилен высокой плотности (ВД) по ГОСТ 16338-70 и низкой плотности (НД) по ГОСТ 16337-70. Фторо-пласт-4 (ГОСТ 10007-72) и прокладочную ленту из фторопласта-4 (ГОСТ 18999-73) применяют для изготовления прокладок плоского и круглого сечений, а также для сложных прокладок, у которых сердцевина выполнена из асбеста, резины или гофрированной стали, а облицовка - из фторопласта.

Материалы для металлических прокладок

Металлические прокладки изготовляют из листового материала в виде плоских колец прямоугольного сечения. Металлические прокладки обеспечивают достаточную плотность при высоких давлениях и температурах среды, имеют коэффициент линейного расширения, близкий к коэффициенту линейного расширения материала фланца и шпилек или болтов, а также могут быть использованы несколько раз после соответствующего ремонта. К недостаткам следует отнести необходимость создания больших усилий для обеспечения плотности соединения, относительно низкие упругие свойства и относительно высокую стоимость изготовления. Для изготовления прокладок рекомендуется использовать листы алюминиевые отожженные (по ГОСТ 13722-68) или ленты из алюминия и алюминиевых сплавов отожженные (по ГОСТ 13726-68); медь листовую мягкую марок Ml и М2 (по ГОСТ 495-70).

Резина

Высокая эластичность резины позволяет легко достичь плотности между металлической поверхностью и прокладкой при малых усилиях зажатия. Резина практически непроницаема для газов н жидкостей, имеет достаточную химическую стойкость. Поскольку чрезмерное сжатие ухудшает эксплуатационные свойства резины, высоту деформации необходимо ограничить величиной в 20-40%. Для прокладок обычно рекомендуется применять листовую техническую резину (по ГОСТ 7338-65) без тканевых прокладок, так как при наличии прослоек иногда может просочиться среда. По твердости резину подразделяют на мягкую (м), средней твердости (с) и повышенной твердости (п). По стойкости резину подразделяют на теплостойкую (Т) и морозостойкую (М). Рекомендуется применять маслобензостойкую резину (МБ) марок А и Б в зависимости от степени стойкости.

Для придания прокладкам огнестойких свойств можно применять:

I) асбестовый картон, основным компонентом которого является хризолитовый асбест. Асбестовый картон (ГОСТ 2850-75) выпускается двух сортов: марки А - без наполнителя и связующего, марки

AC - с минеральным наполнителем и связующим. Листы картона 900X1ООО и 1000X1ООО мм выпускаются толщиной 2; 2,5; 3; 3,5; 4 и 5 мм. Картон не должен гореть и обугливаться;

2) асбестовое армированное полотно (ГОСТ 2198-66) представляет собой прорезиненную и прографитированную ткань саржевого или миткалевой переплетения, изготовленную на основе из проволок медно-цинковых сплавов, а по утку - из асбестовой ровницы, скрученной вместе с проволокой медно-цинковых сплавов или медной. Листы картона 500Х1500 мм выпускаются толщиной 0,6, 0,7 и 1,1 мм.

Применяют также металлические гофрированные прокладки с мягкой набивкой, используемые для условного давления от 16 до 40 кгс/см2 и температур до 450º С. Для изготовления оболочек гофрированных прокладок с мягкой набивкой применяют мягки,: отожженный алюминиевый лист (ГОСТ 13722-68 v ГОСТ 13726-68) толщиной 0,3 мм или лист из мягкой отожженной низкоуглеродистой стали толщиной 0,3 мм. Набивку металлических гофрированных прокладок изготовляют из цельнолистового асбеста (ГОСТ 2850-75).

Для уплотнения резьбовых соединений следует применять льняную прядь с обмазкой ее в процесса соединения свинцовым суриком (ГОСТ 19151-73) или свинцовыми белилами (по ГОСТ 12287-66), замешанными на натуральной олифе (ГОСТ 7931-56) Допускается применять фторопластовый уплотнительный материал (ФУМ) в виде ленты (ТУ6-05-1388-70) марки 1 и шнура (МРТУ 6-05-970-66) марок В и К.

Набивочные материалы

Большинство конструкций газового оборудования имеет сальниковое устройство для уплотнения подвижного соединения Число видов изделий, не имеющих сальников (арматура сильфонная, мембранная и электромагнитные вентили) относительно невелико. Сальниковое утлотнение часто выходит из строя. Следовательно, правильный выбор материала для набивки имеет важное значение для обеспечения бесперебойной эксплуатации. Материалы сальниковых набивок должны иметь высокие упругие свойства, физическую стойкость против действия рабочей среды и возможно малый коэффициент трения. В качестве набивочных материалов в основном применяют: хлопчатобумажные материалы, пеньку, асбестовый шнур, 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 (например, пенька). Наиболее целесообразно применять набивки из заранее приготовленных и отформованных колец.

Материал сальниковой набивки выбирается по ГОСТ 5152-66.

Рецепт для набивок сальниковой арматуры и приборов: в 120 г расплавленного говяжьего сала опускают 100 г асбестового шнура и кипятят в течение 5 мин, затем шнур охлаждают и обваливают в 25 г порошкообразного графита.

Смазочные материалы

Смазочные материалы следует подбирать таким образом, чтобы они в рассматриваемых условиях работы обеспечивали сохранение жидкой прослойки, не выдавливались, были бы физически и химически стабильными.

Важнейшей характеристикой смазок является их вязкость. При замене одного вида смазочного материала другим прежде всего подбирают смазки, близкие по вязкости, а затем проверяют другие свойства заменителя. Для оценки свойств смазки важными являются также температура каплепадения и температура вспышки.

По основному назначению смазки можно разделить на антифрикционные, защитные и уплотняющие. По основным свойствам смазки подразделяются на низкоплавкие - с температурой каплепадения до 65ºС; среднеплавкие - с температурой каплепадения до 100º С; тугоплавкие - с температурой каплепадения свыше 100ºС; водостойкие-не растворяющиеся в воде; морозостойкие - сохраняющие работоспособность при температуре ниже -30º С; защитные от коррозии, не растворяющие резину и кислотоупорные.

Для. узлов трения без воды при температуре до 115º С широко применяют универсальную тугоплавкую смазку (консталин жировой) УТ-1 (ГОСТ 1957-73), а при температуре до 135º С - смазку УТ-2.

Для сальников регулирующих клапанов применяют консистентную смазку различного состава (в зависимости от температуры рабочей среды). Эта смазка должна создавать минимальное трение между штоком и набивкой. Сальниковые набивки пропитывают специальными составами с учетом назначения набивки и условий ее работы. В частности, применяют для пропитки масло цилиндровое 6 и смазку МГС, а также смазку бензиноупорную марки БУ. Для работы в контакте с агрессивными средами используют фторирова.нные смазки.

Уплотняющие поверхности чугунных газовых кранов смазывают специальной кальциевой смазкой на касторовом масле. Смазка применима при температуре от -30 до +60º С. Уплотняющие поверхности кранов из цветных сплавов (бронзы и латуни) смазывают смазкой "Карбюр". Смазка пригодна для температуры от -30 до -4-50º С.

Для уплотняющих поверхностей чугунных и стальных задвижек применяют синтетическую смазку типа 1 -13С.

Смазка, содержащая дисульфит молибдена, может значительно улучшить работу кранов и резьбовых соединений, уменьшить силы трения и износ при работе деталей до +250º С. Она может также улучшить условия работы уплотняющих поверхностей арматуры. Смазка представляет собой кремнийорганическую жидкость с дисульфитом молибдена.

Примерно на этой основе Ленинградский нефтемаслозавод им. Шаумяна изготовил смазку ГАЗ-41 для уплотнения поверхностей кранов из цветных металлов при длительных эксплуатационных испытаниях. Смазка хорошо заполняет неравномерности уплотняющих поверхностей кранов и обладает притирочными свойствами благодаря наличию дисульфита молибдена. Она пригодна для температур от -40 до +160oC (температура каплепадения +180ºС). При температуре +160º С смазка может обеспечивать 50000 поворотов крана.

В зависимости от типа, назначения и конструктивных особенностей газовой аппаратуры применяют специальные смазки. Смазки должны храниться в закрытой таре в сухом и проветриваемом помещении.

Для смазки кранов газовых плит, а также других бронзовых пробочных кранов в настоящее время рекомендуется смесь минерального масла и графита, обладающая устойчивостью при повышенной температуре. Состав следующий по массе: 2% молотой слюды, 36±4% мыла натриевого на сало-масле, 58±5% машинного масла.

Прокладки из паронита пропитывают цилиндровым маслом и покрывают графитовым порошком.

Для консервации деталей газового оборудования на время складского хранения наилучшую защиту создает пушечная смазка УНЗ (по ГОСТ 19537-74). Может быть также рекомендован состав, который приготовляется следующим образом: в приборное масло, подогретое до температуры 50-60º С, высыпают измельченный парафин и размешивают до полного растворения. Кроме того, рекомендуется консервационное масло НГ-204у (по ГОСТ 18974-73).

Для предохранения от ржавчины рекомендуются следующие способы:

при слабом нагревании растворяют 55 г воска и 1 г безводного жира в таком количестве скипидара, чтобы получилась паста. При помощи тряпки ее наносят на сухие металлические части;

растворяют 5 г жидкого парафина в 8 г чистого безводного жира. Полученную пасту употребляют, как указано выше.

Заржавленные металлические части рекомендуется очищать керосином. Очищаемую деталь погружают в керосин, а затем протирают тряпкой. Любые металлы можно также чистить порошком, приготовленным из 50 г тонкоизмельченного мела и 50 г трепеля.