Полимерные седла поворотной арматуры. Современные подходы к выбору и изготовлению
Шрифт:
Сегодня фторопласт (он же - тефлон, политетрафторэтилен, материал уплотнения PTFE (Polytetrafluoroethylene)) получил чрезвычайно широкое распространение при устройстве уплотнительных поверхностей затворов трубопроводной арматуры. Фторопласт обладает высокой химической стойкостью и почти безразличен к воздействию кислот, щелочей и растворителей. Он сохраняет свои физико-механические параметры в широком диапазоне температур, имеет низкий коэффициент трения. И при этом - экологически безвреден. Есть, правда, одно «но» - текучесть даже при сравнительно небольших нагрузках. Для улучшения физико-механических показателей его армируют стекловолокном или т. н. «углеволокном».
Перспективным
Широкое распространение получили эластомеры - материалы, которые при приложении небольших усилий способны значительно деформироваться, а после снятия нагрузки немедленно возвращаться в исходное положение.
В качестве материала для уплотнений затворов трубопроводной арматуры используются различные резины. Высокой прочностью и хорошей сопротивляемостью к истиранию обладают резины на основе СКН (бутадиен-нитрильного каучука).
Достаточно широко для изготовления седловых уплотнений применяется EPDM -материал уплотнения, относящийся к синтетическим эластомерам. Этиленпропиленовый каучук или этилен-пропилен-диен-каучук (аббревиатура EPDM означает Ethylene Propylene Diene Monomer rubber) отличается хорошими механическими свойствами и может работать в широком - от минус 500C до плюс 150OC - температурном диапазоне. Материал устойчив к высокотемпературным и агрессивным рабочим средам - горячей воде, пару, щелочам. Русская аббревиатура - СКЭП (двойной) или СКЭПТ (тройной) этиленпропиленовый каучук.
NBR- материал уплотнения, также являющийся эластомером, только на другой - акрил-нитрил-бутадиен-каучуковой - основе. Обладает высокой твердостью и достаточно высокой износостойкостью. В уплотнениях затворов трубопроводной арматуры также используется H-NBR -гидрированный акрил-нитрил-бутадиен-каучук.
Сополимеризацией фторсодержащих мономеров получают т. н. фторкаучуки (или фторорганические каучуки, фторэластомеры). Присутствие фтора делает их термостойкими и устойчивыми к воздействию многих агрессивных сред. В России применительно к этим материалам используется аббревиатура СКФ. Материал уплотнения FKM (Fluorinated propylene monomer) и FPM (Fluorocarbon) - это разные у различных занимающихся стандартизацией организаций, названия одного и того же продукта. Материал уплотнения Viton- торговая марка. FKM (FPM) - материал уплотнения, имеющий набор важных качеств: высокую теплостойкость, хорошую износостойкость и стойкость к абразивному истиранию, химическую инертность
По материалам сайта www.armatek.ru [5]
Для сравнения приведем материалы, которые использует известная американская компания Jamesbury для своих шаровых кранов и поворотных затворов.
2.5. Кейс. Материалы для уплотнений компании Jamesbury
Компания Jamesbury производит арматуру с полимерными седлами, начиная с 1956 года, и накопила значительный опыт в эксплуатации подобной арматуры.
Ее наиболее используемые типы пластмасс для шаровых кранов показаны ниже, табл.1.
Табл. 1. Материалы для полимерных седел шаровых кранов компании Jamesbury
Компания
Компания учитывает такие важные факторы, определяющие надежность отсечки, как природа рабочей среды. Жизнь седла в большой степени зависит от давления, температуры, степени скачков и флуктуации давления и температуры, скорости потока, скорости работы клапана, частоты циклов открытия-закрытия. Все эти параметры можно обнаружить в реальной эксплуатации. Правильный выбор седла должен противостоять всем этим факторам.
PTFE (T)
Основной тип материала седла шаровых кранов – это чистый PTFE, обеспечивающий работоспособность седла при Т -730С до 2040С и химическую совместимость для множества разнообразных химических сред, также как и для работоспособности в условиях радиации.
Наполненный PTFE (M)
Наполненный или армированный PTFE сочетает в себе все свойства чистого PTFE по химической стойкости, но способен работать при более высоких температурах до 2600С при диаметрах до DN150 мм. Седла для больших номинальных диаметрах работают при температурах до 2320С.
PTFE С НАПОЛНИТЕЛЕМ И МЕТАЛЛИЧЕСКИМ ПРОТЕКТОРОМ (W)
PTFE с наполнителем и металлическим протектором является подвидом наполненного PTFE. Эти седла специально разработаны для условий эксплуатации с частыми гидравлическими ударами. Одно из главных применений – в целлюлозно-бумажных комбинатах на участках выдува варочных котлов.
PEEK (L)
Материал основан на полиэтилентерекетоне и значительно увеличивает способность работы седла в условиях пара. Седла предназначены для качественной отсечки в условиях насыщенного пара до 33Бар. Седла из этой пластмассы расширяют диапазон температурного применения арматуры с полимерными уплотнениями до 2880С с повышением коррозионной стойкости.
DERLIN (R)
Седла из пластмассы DERLIN используются в арматуре, предназначенной для высоких давлений до класса ANSI 600. Это позволяет им полностью соответствовать и классу давления корпусов арматуры.
UHMV Polyethylene (U)
Пластмассы используется для чрезвычайно радиоактивных материалов, где невозможно применить пластики массового применения, такие как полиэтилен. Седла также применяют для табачной промышленности, где запрещено использование PTFE и эффективно применяются там, где рабочей средой являются высокоабразивные среды.
PFA (В)
Седла из этого пластика способны выдерживать влияние деполимеризации, таких, как при взаимодействии с бутадиеном и стерином.
Polyimide (V)
Полиимиды обеспечивают герметичную отсечку при температурах до 3710С при эксплуатации в среде горячих газов, горячих масел, нефтей и органических теплоносителей. Однако, полиимиды непригодны для использования в среде пара или других средах, содержащих воду или водяной пар.
X-TREME (X)