Назначение и использование резиновых уплотнительных колец

Оборудование для промышленности имеет очень много соединений. Для их герметизации и защиты применяется кольцо уплотнения, предоставленное в разных вариантах с самыми разными параметрами.

Использование

Уплотнительные кольца применяются для покрытию герметиком соединений разного оборудования вроде насосов, систем канализации, газовых магистралей и т. д. Кроме герметизации данные детали выполняют функции гашения шума и вибрации и изоляции от пыли, солнечного света, влаги и т. д.

Уплотнительные кольца в общем рассчитаны на влияние соленой и воды для питья, топлива, смазки и отдельных прочих химически активных веществ. Максимальное давление существенно отличается для вариантов для подвижных и неподвижных соединений. Более того в первом варианте важна скорость движения. Диапазон рабочих температур – от -50 до 130 °C. Некоторые варианты уплотнительных колец отличаются нестандартными значениями названных показателей в зависимости от назначения.

Для уплотнительных колец исходные материалы предоставлены полиуретаном, NBR-резиной, фтор- и силиконовым каучуком.

Среди перечисленных материалов полиуретан в 2-3 раза по стойкости к износу превосходит резину. По этому уплотнительными кольцами из него нередко заменяют обычные резиновые детали. Силикон и фторсодержащая резина также превосходят по долговечности резину.

При этом каждый материал для уплотнительных колец должен подходить нескольким требованиям.

• Во-первых, данные детали должны владеть стойкостью к воздействию химически активных сред.
• Второе, в большинстве случаев требуется термическая устойчивость.
• Третье, нередко нужна устойчивость к морозам, определяющая сохранение уплотнительными кольцами гибкости до конкретного термического порога.
• Четвертое, очень важно понимать влияние их самих на изделия, с которыми они контактируют, другими словами коррозионную активность.
• В-пятых, такие изделия значительно отличаются по твердости в зависимости от назначения.
• В-шестых, важна устойчивость к износу.

Жесткостью называют возможность сопротивления деформации. Она устанавливается на основе соотношения остаточной деформации к силе удара. С ней связана способность к возврату в первое состояние после устранения стрессов.

Особенный вид условий вырисовывается во время использования уплотнительных колец на границе вакуума и воздуха. В этом случае значительно ускоряются окислительные процессы. Для оберегания изделий от них в состав включают дополнительные элементы.

Также, при давлении более 10 МПа вырисовывается кессонный эффект, который может привести к разрушению. Ему отлично сопротивляются уплотнительные кольца из плотного и твёрдого материала.

Выбор уплотнительных колец выполняют на основе их показателей с учетом условий использования. Так, значение имеют температура и давление. Более того благодаря тому, что рассматриваемые детали подвержены сжатию и растяжению, важна их способность к возврату в первое состояние. Также при подборе уплотнительных колец имеет большое значение размер. Нужное значение устанавливается на основе показателей соединения.

Для отображения ключевых параметров уплотнительных колец разработана система маркировки. Полное обозначение продемонстрировано пятизначной цифровой комбинацией. Первые три числа отражают диаметр: первое – штока, второе – цилиндра (диаметр изделия, на который рассчитывается уплотнитель, при этом для хорошего прилегания диаметр его самого чуть меньше), третье –сечения (*10). Четвертое число значит группу точности, пятое – группу материала (0-3 – бутадиен-нитрильный каучук, 4-6 — фторкаучук).

Необходимо брать во внимание, что вид маркировки устанавливается типом кольца для уплотнения. Полные маркировки используются нечасто.

Классификация

Главным критерием дифференциации уплотнительных колец считают форму сечения. По этому параметру их разделяют на круглые, с прямыми углами, x-образные.

Детали круглого сечения служат в качестве герметизирующих компонентов в гидравлических и пневматических устройствах, смазочных и топливных системах. По назначению их отмечают на варианты для подвижных и статичных соединений и изделия исключительно для подвижных соединений. Размеры рассматриваемых изделий обозначают цифровыми маркировками типа 25х35х10, отражающими только диаметр. Первое значение относится к штоку, второе – к цилиндру, третье – к сечению (*10) в мм. Нужно сказать, что зарубежные изготовители применяют двузначные маркировки без диаметра цилиндра.

Кольца сечения с прямыми углами (R-ring) используются преимущественно в статичных соединениях. Это вызвано тем, что в подвижных узлах с прямыми углами кромки изнашуются быстрее вследствие намного большего трения. Ввиду этого допускается использование прямоугольных уплотнительных колец в соединениях со скоростью поступательного движения до 0,5 м/с. Более того, в большинстве случаев с целью снижения износа уменьшают площадь контакта путем снятия фаски. Однако необходимо брать во внимание, что подобные варианты подойдут для рабочего давления до 1 МПа. Обычные с прямыми углами изделия рассчитаны на давление до 50 МПа. Диапазон рабочих температур устанавливается материалом: изделия из бутадиен-нитрильного каучука применимы при -50-150 °C, из силиконового каучука – при -60-200 °C, из фторированного каучука – при -25-200 °C. Более того материал определяет стойкость изделий к влиянию химически активных сред. Так, фторкаучуковые уплотнительные кольца подойдут для спиртов и кетонов, тогда как с бензином и бутаном необходимо применять варианты из бутадиен-нитрильного каучука. Для определения размеров прямоугольных вариантов применяются подобные трехзначные маркировки. В этом случае первые два числа определяет диаметр штока и цилиндра исходя из этого, третье – высоту в мм. Приведенные характеристики обуславливают главные области использования прямоугольных уплотнительных колец. Как правило их применяют в арматурных фланцевых соединениях, в том числе открытых, а еще в трубопроводах. Там они выполняют функции герметизации и защиты от проявления влаги и пыли.

Модели квадратного сечения считаются вариантом прямоугольных изделий с равными значениями высоты и толщины. По показателям и назначению они сходственны.

Изделия X-образного сечения имеют 4-ре закругленных края с переходными дугообразными выемками в поперечном разрезе. Такая конструкция служит для устранения сворачивания. Это модели двухстроннего действия, имеющие просторный рабочий диапазон давления. Их делают из трех типов материала: нитрилового (NBR), фтористого (FKM/FPM) и этиленово-пропиленового (EPDM) каучука. Изделия первого типа отличаются самой большой твердостью (до 90 по Шору). Варианты из фтористого каучука отличительны самой большой рабочей температурой (до 200 °C), а модели из EPDM – наименьшей (до -40 °C). X-образные варианты известны также как x-rings и q-rings.

Дополнительным параметром дифференциации уплотнительных колец считается твердость. По этому условию их отмечают на мягкие, средней твердости, твёрдые, очень твёрдые.

В этой статье рассмотрены преимущественно резиновые уплотнительные кольца. Впрочем есть варианты из более твёрдых материалов.

• Медные уплотнительные кольца, не обращая внимания на называние, делают как из меди, так и из прочих цветных металлов, их сплавов, а еще пластика. Такие изделия служат для покрытию герметиком соединений с резьбой топливной аппаратуры, гидравлических механизмов и т. д.
• Уплотнительные кольца из фторопласта рассчитаны на устранения выдавливания в просвет резиновых моделей.
• Графитовые изделия, служат для покрытию герметиком соединений. Их используют для нефтехимического, энергетического, оборудования которое работает на газу взамен подкладок и шнуров.
• Металлорезиновые варианты представлены шайбами из металла, как и медные, с внутренней устойчивой к износу вставкой из резины. Применяются также для покрытию герметиком соединений с резьбой.

По совокупности показателей выделяют несколько вариантов уплотнительных колец, ключевыми посреди которых являются три.

• Маслобензостойкие кольца делают из нитрил-бутадиенового каучука (резины 0-4 групп). Довольно широкий диапазон рабочих температур от -45 до 130 °C имеют варианты из резинового материала 4 группы.
• Термоустойчивые изделия из фторкаучука (резина 5, 6 групп) рассчитаны на температуры от -20 до 200 °C (резина 6 группы).
• Силиконовые варианты соответствующего состава (резина 7 группы) имеют диапазон рабочих температур от -50 до 250 °C.

Максимальное рабочее давление для названных типов круглых уплотнительных колец составляет 10 МПа для подвижных соединений и 40 для недвигающихся.

Маслобензостойкие варианты, как видно из названия, мало чувствительны к химическому воздействию нефтяных продуктов, например как ДТ, мазут, бензин, смазочных веществ, минеральных и искусственных масел, воды, жиров, газов типа бутана и пропана, спирта, кислот (в разбавленном состоянии), солей, 40% ароматических веществ. Они также отличаются хорошей пластичностью и маленькой остаточной деформацией. Их также называют бензостойкими (на основе параметров) и кольцами NBR (по исходному материалу).

Термоустойчивые изделия являются самыми устойчивыми к влияниям очень разного рода (химическим, термическим, механическим) среди уплотнительных колец. Так, они нечувствительны к воздействию ароматических углеводородов, топливо-смазочных материалов, кислот, щелочей, а еще ультрафиолетового излучения и радиации. Они также отличаются хорошими диэлектрическими параметрами. Впрочем рассматриваемые изделия восприимчивы к ацетону, муравьиной кислоте и нашатырному спирту. Ключевым свойством подобных уплотнительных колец считается стойкость к термическому воздействию. Приведенными параметрами вызвана очень просторная область их использования, но особо важны подобные варианты для узлов с большой рабочей температурой. Они встречаются под наименованиями FKM, FPM (по исходному материалу), Viton (по наименованию марки одного из изготовителей), высокотемпературные (по характеристикам).

Силиконовые варианты относятся к чистым в экологическом плане изделиям. Они также отличаются слишком высокой термостойкостью: рассчитаны на температуру от -60 до 260 °C, краткосрочно могут держать более 300 °C. Данные варианты стойки к влиянию химически активных сред, например как вода (соленая и пресная), кислоты, фенолы, щелочи, спирты, нефть, смазки, соли, масла, перекись водорода, озон, а еще электрических полей ультрафиолетового излучения и вакуума. Обладают диэлектрическими качествами. Названные параметры формируют очень широкую сферу использования силиконовых уплотнительных колец. Особо важны они для отраслей, где нужны чистые в экологическом плане материалы.

Как видно, систематика рассматриваемых изделий очень трудна. Многие варианты соответствуют нескольким классификациям, к примеру, силиконовые уплотнительные кольца сечения с прямыми углами, термоустойчивые круглого сечения и т. д.

Многие характеристики уплотнительных колец регламентируются ГОСТами. Так, для вариантов круглого сечения сделан ГОСТ-18829-2017. Он описывает исходные материалы и их свойства, параметры поверхности, срок эксплуатации, характерности приемки и испытаний, правила маркировки, упаковки, транспортирования и хранения, гарантию. ГОСТ 9833-73 регламентирует размеры. Плюс к этому, есть интернациональный ISO 3601 и ряд государственных параметров (DIN 3771 и др.).

Параметры уплотнительных колец сечения с прямыми углами определяются ГОСТом 15180-86 для плоских эластичных подкладок. Для компонентов квадратного сечения применяется тот же ГОСТ. Межгосудартственного стандарта для них нет. Впрочем в определенных случаях применяют ТУ 38.105376-92 либо ТУ 2500-37600152106-94.

Фторопластовые изделия описываются ГОСТом 23825-79, графитовые – ТУ 38.314-25-6-91, медные – DIN 7603.

Характерности изделий для труб трубных змеевиков диаметром 45 мм описаны ГОСТ 24191-80. Требования в техническом плане для них приведены в ГОСТ 24201-80. ГОСТ 38-52 регламентирует варианты для тормозных рукавов.

В большинстве случаев делают уплотнительные кольца с частными параметрами на заказ.

Если вы нашли погрешность, пожалуйста, выдилите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.