Набивочные уплотнительные и прокладочные материалы. Прокладочные материалы

Набивки сальниковые по ГОСТ 5152-77 применяют для уплотнения сальников арматуры, насосов, машин и аппаратуры. Они рассчитаны на широкий диапазон давлений и температур. Будучи пропитаны антифрикционным составом, набивки обеспечивают саль-же смазку вращающихся валов и штоков, проходящих через саль-ник.

Плетеные и скатанные набивки поставляют в бухтах (мотках), упакованными в мешки. Набивкн хранят в таре в закрытом сухом помещении вместе с документом, удостоверяющим соответствие ГОСТ 5152-77 и маркировку (на бирке).

Шнуры асбестовые по ГОСТ 1779-72 с пропиткой антифрикционным составом или графитом, замешанным на натуральной олифе, применяют для набивки сальников арматуры, компенсаторов, уплотнения секций чугунных котлов, резьбовых соединений. Применяют их также в качестве изоляционного материала.

Картон асбестовый по ГОСТ 2850-75 марок КАОН-1 и КАОН-2

применяют как теплоизолирующий и огнезащитный материал при температуре изолируемой поверхности не более 500° С. Его используют также в качестве прокладочного материала для оборудования, приборов и коммуникаций. Картон марки КАП используют как прокладочный материал. Листы картона не должны иметь трещин, вдавленных мест, а также посторонних механических включений.

Картон прокладочный по ГОСТ 9347-74 изготовляют в листах и рулонах толщиной 0,3; 0,5; 0,8; 1; 1,5 мм - марка А (пропитанный), 0,3; 0,5; 0,8; 1; 1,25; 1,5; 1,75; 2; 2,25; 2,5 мм -марка Б (не-пропитанный). Плотность картона 0,7-0,75 г/см3. Поверхность картона должна быть ровной, без короблений, складок, морщин, пузырей, неволокнистых включений и давленых нятен.

Из прокладочного картона изготовляют прокладки, используемые для уплотнения фланцевых соединений трубопроводов, транспортирующих воду температурой до 100° С.

Перед установкой прокладки необходимо смочить в воде и проварить в натуральной олифе.

Пластины резиновые и резинотканевые по ГОСТ 7338-77, применяемые для изготовления прокладок, уплотнителей клапанов, амортизаторов и других деталей, выпускаются кислотощелочестой-кие, теплостойкие, морозостойкие и маслобензостойкие.

Длина листов или лент пластин 0,5-10 м, ширина 200-1750 мм и толщина 0,5-50 мм. Теплостойкие резиновые пластины остаются работоспособными при эксплуатации в среде воздуха температурой до 90° С и в среде водяного пара температурой до 140° С. Морозостойкие резиновые пластины остаются работоспособными в условиях эксплуатации при температуре до -45° С. Резиновые пластины всех типов остаются термостойкими при эксплуатации в пределах температур от -30 до +50° С.

Листовую резиновую пластину применяют для изготовления фланцевых прокладок трубопроводов холодной воды. Резинотканевую пластину применяют при температуре воды до 100° С.

Паронит по ГОСТ 481-71 изготовляется из смеси асбестовых волокон, растворителя, каучука и наполнителей. Выпускается в виде листов толщиной 0,4; 0,6; 0,8; 1,5; 2; 3; 4; 5 и 6 мм, размерами 300X400, 400X500, 500X500, 750ХЮОО, 1000X1500, 1500X1500 и 3000X1500 мм. Из паронита общего назначения (ПОН) делают прокладки для фланцевых соединений трубопроводов горячей воды и пара с температурой выше 100° С.

Перед установкой прокладки смачивают в горячей воде и смазывают графитом, замешанным на натуральной олифе.

Паронит нельзя хранить вместе (в одном помещении) с органическими растворителями, смазочными маслами, кислотами и другими веществами, разрушающими его

Фибра листовая по ГОСТ 14613-69 выпускается восьми марок. Фибра марки ФПК (прокладочная кислородостойкая), изготовляемая толщиной от 0,6 до 5 мм, применяется в качестве прокладок для нейтральных газовых сред (кислорода, углекислоты и т. п.) при высоких давлениях и нормальных температурах. Перед употреблением фибра должна быть тщательно обезжирена. Фибра марки ФТ (техническая) применяется в качестве уплотнителя в вентилях и кранах систем горячего водоснабжения.

Лен трепаный по ГОСТ 10330-76 в виде пряди, пропитанной свинцовым суриком или белилами, разведенными на натуральной олифе, применяется в качестве уплотнителя в резьбовых соединениях трубопроводов, транспортирующих воду температурой до 105° С.

ФУМ - фторопластовые уплотнительные материалы в виде ленты шириной 10-25 мм и толщиной 0,08-0,12 мм и шнура (для фланцевых прокладок). Ленту применяют для уплотнения резьбовых соединений трубопроводов £>у«:65 мм, шнур-для уплотнения контргаек, а также в качестве сальниковой набивки вентилей и кранов. Они должны иметь светлый цвет.

Уплотнение из ФУМа водостойко и выдерживает температуру от-60 до +200° С.

Смоляная прядь (каболка) представляет собой обработанные древесной смолой лубяные волокна, полученные в качестве отходов при изготовлении волокон пеньки и льна. Выпускается прядь двух сортов: первый сорт-из пенькового волокна, второй сорт - из смеси волокон пеньки и льна. Прядь применяют для заделки раструбов чугунных и керамических труб.

Пеньковый канат по ГОСТ 483-75, пропитанный смолой или без пропитки, применяют для уплотнения раструбов чугунных и керамических труб. Прядь пропитывают смолой для предохранения ее от гниения.

В системах газоснабжения в местах установки устройств и контрольно-измерительных приборов применяют резьбовые и фланцевые соединения. Для таких соединений характерна недостаточная герметичность. Для уплотнения соединений следует применять прокладочные и уплотнительные материалы, к которым предъявляются следующие требования:

• материал прокладки должен сохранять свои физические свойства и не подвергаться действию коррозии;
• должны отсутствовать деформации уплотняющей поверхности;

• материал должен удовлетворять требованиям механических свойств;
• по возможности он должен быть недорогим и доступным.

Для изготовления прокладок используют большое количество

различных материалов.

Паронит (ГОСТ 481-80). Его изготовляют из асбеста и каучука путем вулканизации и вальцевания под большим давлением; предназначается для уплотнения плоских разъемов с различными средами. Паронит является универсальным прокладочным материалом и используется для холодных и горячих газов, воздуха, масел, нефтепродуктов и др. (табл. 10.1). В зависимости от назначения его изготовляют семи марок. Из них могут быть рекомендованы марки ПМБ (для сжиженных и газообразных углеродов) для предельных давлений до 1,6 МПа и диапазона температуры от -40 до +60 °С. Паронит МПБ выпускается толщиной 0,4; 0,5; 0,6; 0,8; 1; 1,5; 2; 2,5; Змм, листами длиной 500,1000,1500 мм и шириной 500,750,1000 мм. Прокладки из паронита пропитывают цилиндровым маслом и покрывают графитовым порошком. Они должны соответствовать требованиям ГОСТ 15180-70.

Пластмассы. Для фланцевых соединений газопроводов применяются пластмассы различных видов, по эластичности близких к резине: пластикат и полиэтилен высокой плотности. Пластикат применяют полихлорвиниловый, а 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 и прокладочную ленту из фторопласта-4 (ПТФЭ) по ГОСТ 18999-73 применяют для изготовления прокладок плоского и круглого сечения, а также для сложных прокладок, у которых сердцевина выполнена из асбеста, резины или гофрированной стали, а облицовка - из фторопласта.

Резина листовая техническая (ГОСТ 7338-90) поставляется листами и в рулонах. Этот материал обладает высокой эластичностью, что позволяет достичь плотности между металлической поверхностью и прокладкой при малых усилиях зажатия. Резина является материалом химически стойким, непроницаемым для газов и жидкостей. Для прокладок обычно рекомендуется применять листовую техническую резину по ГОСТ 7338-90 без тканевых прокладок, так как при наличии прослоек иногда может происходить просачивание. По твердости ее подразделяют на мягкую (м), средней твердости (с) и повышенной твердости (п). По стойкости на теплостойкую (Т) и морозостойкую (М). Рекомендуется применять маслобен- зостойкую резину (МБ) марок А и Б в зависимости от степени стойкости.

Листы алюминиевые отожженные (ГОСТ 21 631-76), медь листовая мягкая (ГОСТ 495-92). Из этих материалов изготовляют металлические прокладки, которые обеспечивают достаточную плотность при высоких давлениях и температурах среды. К недостаткам следует отнести необходимость создания больших усилий для обеспечения плотности соединения, недостаточно упругие свойства и относительно высокую стоимость изготовления. Для прокладок рекомендуется использовать листы алюминиевые отожженные по ГОСТ 13722-78 и ГОСТ 21631 -76 или ленты из алюминия и алюминиевых сплавов отожженные по ГОСТ 13726-78, медь листовую мягкую марок Ml и М2 по ГОСТ495-92.

Для придания прокладкам огнестойких свойств можно применять:

• асбестовый картон (ГОСТ 2850-80) марок КАОН-1, КАОН-2. Листы картона 900 х 900, 1000 х 800, 1000 х 900 и 1000 х 1000 мм выпускаются толщиной 2; 2,5; 3; 3, 5; 4; 5 мм;
• асбестовое армированное полотно (ГОСТ 2198-76). Оно представляет собой прорезиненную и прографитированную ткань полотняного или саржевого переплетения на основе латунной проволоки, а по утку - из асбестовой пряжи, армированной латунной проволокой. Листы картона шириной 1000 и 750 мм и длиной не менее 1500 мм выпускаются толщиной 0,6; 0,7 и 1,1 мм. Применяют также металлические гофрированные прокладки с

мягкой набивкой, используемые для условного давления от 1,6 до 4,0 М Па и температуры до 450 °С. Для изготовления оболочек гофрированных прокладок с набивкой применяют мягкий отожженный алюминиевый лист (ГОСТ 21631-76 и 13726-97) толщиной 0,3 мм или лист из мягкой отожженной низкоуглеродистой стали толщиной 0,3 мм. Набивку металлических гофрированных прокладок изготовляют из цельнолистового асбеста по ГОСТ 2850-80.

Для уплотнения резьбовых соединений следует применять льняную прядь по ГОСТ 10330-76, которая в процессе соединения обмазывается суриком по ГОСТ 19151-73 или свинцовыми белилами по ГОСТ 12287-77, замешанными на олифе по ГОСТ 7931-76, фторопластовый материал (ФУМ) в виде ленты по ТУ 6-05-1388-70 марки 1 и шнура по МРТУ 6-05-870-66 марок В и К, а также другой уплотнительный материал, обеспечивающий герметичность соединения.

Материаловедение - Неметаллические и композиционные материалы

НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ

К традиционным неметаллическим материалам относятся волокнистые материалы (древесина), полимерные органические и неорганические материалы (пластмассы), каучуки и резины, клеи и герметики, лакокрасочные покрытия, стекло, керамика, а также материалы нового поколения – композиционные материалы на неметаллической основе.

ПЛАСТИЧЕСКИМИ МАССАМИ (пластмассами, пластиками) называют многокомпонентные искусственные материалы на основе природных или синтетических высокомолекулярных органических веществ, в состав которых входят: высокомолекулярная основа-связка (синтетические смолы, эфиры, целлюлоза); наполнители (порошкообразные, волокнистые, сетчатые вещества органического или неорганического происхождения), – пластификаторы (олеиновая кислота, стеарин, дибутилфторат), стабилизаторы, красители, отвердители и другие специальные добавки.

Классификация пластмасс

а) по типу связующего (полимера): фенопласты (основа – фенольные и фенолоальдегидные смолы); эпоксипласты (эпоксидная смола); амидопласты (полиамидная смола).

б) по виду наполнителя:

– пресс-порошки – с порошкообразным органическим (древесная мука, целлюлоза, графит) или минеральным наполнителем (тальк, кварцевая мука, микроасбест и др.);

– пресс-материалы :

– волокниты – с волокнистым наполнителем из очесов хлопка и льна;

– стекловолокниты – в виде стеклянных нитей;

– асбоволокниты – в виде нитей асбеста;

– слоистые пластики – с тканым и с листовым наполнителем, в том числе бумажные листы (гетинакс), хлопчатобумажные ткани (текстолит), стеклоткани (стеклотекстолит), асбестовые ткани (асботекстолит);

– газонаполненные пластики – с воздушным наполнителем (пенопласты, поропласты).

в) в зависимости от поведения смолы при нагреве:

– реактопласты

– термопласты

Методы переработки пластмасс: экструзия, прессование, литьевое прессование, литье, вакуумное и пневматическое формование, вальцевание, вспенивание, сварка, горячее напыление, строгание в листы, обработка на станках со снятием стружки

Резинами называют высокомолекулярные материалы, которые получают при вулканизации (нагрев до 100–150С) смеси натурального или синтетического каучука с различными наполнителями (ингредиентами). В процессе вулканизации образуются пространственные «сшитые» (сетчатые) структуры, заменяя линейную или слабоветвистую структуру каучуков. Здесь активную роль играет вулканизирующее вещество – сера (или селен), от количества которого зависит величина ячейки структуры, эластичность и твердость резины: а) мягкие резины (2–4 % S); б) жесткие – полуэбониты (12–13 % S); в) эбониты (30–50 % S). Кроме серы в состав резин входят:наполнители, мягчители, противостарители, антипирены, фунгициды, дезодоранты, красители ипигменты, регенерат.

Резинотехнические изделия получают при вулканизации (термической обработке) прессованных деталей из сырой резины. Резиновые изделия часто армируют тканью или металлической сеткой.

Клеи и Герметики

относятся к пленкообразующим материалам, так как они способны при затвердевании образовывать прочные пленки, хорошо прилипающие к различным материалам.

Клеи применяются для склеивания разнородных материалов (металла, керамики, пластмасса, дерева), а герметики обеспечивают уплотнение и герметизацию клепаных, сварных и болтовых соединений, топливных отсеков и баков, различных металлических конструкций, приборов, агрегатов, швов, стыков и т.д. Клеи и герметики могут быть в виде жидкостей, паст, замазок, пленок.

Лакокрасочные материалы (лкм)

Лакокрасочные материалы представляют собой многокомпонентные составы, в жидком состоянии наносимые на поверхность изделий и высыхающие с образованием пленок, удерживаемых силами адгезии. Назначение лакокрасочных покрытий: а) защита металлов от коррозии, дерева и тканей – от гниения и набухания; б) в декоративных целях – придание изделиям желаемого внешнего вида; в) для достижения специальных свойств – электроизоляционных, теплозащитных, светостойких и др.

Различают лакокрасочные материалы: прозрачные (лак); кроющие (эмаль) и подготовительные (грунтовка). Покрытия наносятся вручную кистью, распылением, окунанием и другими способами. Надежность защиты поверхности изделий обычно достигается использованием многослойных покрытий.

Стекла

Стеклами (или стеклом) называют переохлажденные вещества, получаемые из жидких расплавов неорганических соединений и их смесей.

Основой стекол являются стеклообразуюшие оксиды, по которым стекла разделяют на силикатные (SiO 2), алюмосиликатные (А1 2 О 3 иSiO 2), боросиликатные (В 2 О 3 иSiO 2), алюмоборосиликатные А1 2 О 3 , В 2 О 3 иSiО 2), борофторалюмосиликатные (В 2 О 3 , А1 2 О 3 ,FиSiO 2), алюмофосфатные (А1 2 О 3 и Р 2 О 5), алюмосиликофосфатные (А1 2 О 3 ,SiO 2 и Р 2 О а), силикотитановые (SiO 2 и ТiO 2), силикоциркониевые (SiО 2 иZrО 2) и др.

По назначению стекла классифицируют на химически стойкие, термостойкие, электровакуумные, электрические, оптические и т. п.

Достоинством стекол является их способность к многократному переплаву без изменения свойств.

Жидкую однородную стеклянную массу перерабатывают в изделия различными методами : вытягиванием (листовое стекло, трубки и стержни), прокаткой (листовое стекло, трубки и стержни), прессованием (толстостенные изделия), методом выдувания (тонкостенные изделия сложной конфигурации, например, баллоны ламп, электронно-лучевых трубок и других приборов), методом спекания стеклянных порошков (детали сложной конфигурации, эксплуатируемые в условиях больших тепловых нагрузок). Применяют также методы прямого литья (для низковязких масс и изготовления несложных изделий), литья под давлением и центробежного литья. Техника и технологические приемы идентичны с переработкой металлов. Стеклянные изделия и полуфабрикаты после изготовления подвергают отжигу при 400–600 °С для снятия остаточных напряжений. Длительность отжига зависит от толщины изделия.

Ситаллами называют искусственные материалы микрокристаллического строения, получаемые направленной инициированной кристаллизацией изделий из стекол.

От стекол ситаллы отличаются более высокими физико-механическими свойствами (твердостью, химической стойкостью, низкими диэлектрическими потерями при высоких частотах и температурах, высокой диэлектрической проницаемостью при высоких температурах).

Изделия из ситаллов формуют методами вытягивания и прокатки, прессованием, литья под давлением.

Керамика – неорганический материал, получаемый из отформованных минеральных масс в процессе высокотемпературного обжига (спекание), в результате которого при 1200–2500 °С формируется структура материала, и изделие приобретает необходимые физико-механические свойства. Керамика была первым конкурентоспособным по сравнению с металлами классом материалов для использования при высоких температурах.

Основными компонентами технической керамики являются: а) оксиды (А1 2 O 3 – корунд,ZrO 2 ,MgO,CaO,BeO,ThO 2 ,UO 2), б) бескислородные соединения металлов (карбиды, бориды, нитриды, силициды, сульфиды).

В керамике могут присутствовать фазы: а) кристаллическая (основа в виде химических соединений или твердых растворов), б) стекловидная (в виде прослоек стекла в количестве 1–10 %, связывающих кристаллическую фазу), в) газовая (находится в порах керамики).

Большинство видов специальной технической керамики обладает плотной спекшейся структурой поликристаллического строения, для ее получения применяют специфические технологические приемы. Принципиальными недостатками керамики являются ее хрупкость и сложность обработки.

К основным областям применения керамических материалов относятся режущий инструмент, детали двигателей внутреннего сгорания и газотурбинных двигателей и др.

Прокладочные и уплотнительные материалы

Прокладочные материалы применяются для герметизации соединений корпусных или иных деталей (особенно при высоких давлениях и температурах внутри герметизируемой полости), для теплоизоляции и электроизоляции разъемных частей, устранения возможного просачивания жидкости и прорыва газов.

В качестве прокладочных материалов используют естественные, синтетические или композиционные материалы.

Естественные материалы – кора пробкового дерева, асбест, войлок и отожженная медь. Кора пробкового дерева применяется при небольших давлениях и температурах. Основное ее достоинство – маслобензостойкость. Из-за дефицитности применение коры пробкового дерева ограничено. Часто используют пробковую крошку в синтетическом клеящем составе. Асбест обладает прочностью, эластичностью, диэлектрическими свойствами, он устойчив при температурах до 1 500 °С. Войлок – плотный шерстяной материал. Войлочные прокладки предотвращают попадание в соединения посторонних загрязнений, задерживают смазочные масла, смягчают удары и вибрации, являются хорошим шумоизолятором. При высоких температурах и давлениях применяют красную отожженную медь.

Синтетические материалы – маслобензостойкая резина, различные пластмассы. Эти материалы обычно являются хорошими диэлектриками, но имеют низкие морозостойкость, теплостойкость и малый срок службы. Синтетические материалы применяются в неответственных соединениях или в качестве матрицы композиционных материалов.

Композиционные материалы – это целлюлозосодержащие материалы или композиция синтетический материал–упрочнитель. Целлюлозосодержащие материалы (бумага, плотный картон) применяются в качестве тонких прокладок в узлах, не подвергаемых воздействию влаги. Из бумаги, обработанной хлористым цинком, касторовым маслом и глицерином, получают фибру – прочный и долговечный диэлектрик, стойкий к маслу и воде. Из композиционных материалов чаще всего применяют композиции на основе маслобензостойкой резины. В качестве наполнителя используют распушенный асбест, графитный порошок, стальную фольгу, стальную проволоку или их сочетание. Композиционные прокладочные материалы наиболее универсальны, относительно дешевы, имеют большую долговечность.

Технические жидкости и газы

1) Смазочные материалы – вещества, обладающие смазочным действием, т.е. способностью снижать трение, уменьшать скорость изнашивания и устранять заедание трущихся поверхностей. Большинство смазочных материалов, за исключением твердых смазок (графит, сульфид молибдена и др.), являются жидкими.

2) К технологическим жидкостям относят: а) разделительные составы , предназначенные для снижения адгезии в контакте пресс-форм и литьевых форм с изделиями из резины и пластических масс, б) моющие жидкости (для промывки деталей и узлов машин в процессе их производства и ремонта), в) закалочные среды (приготовляемые на основе масел, водных растворов солей, водорастворимых полимеров).

3) Смазочно-охлаждающие жидкости (СОЖ) совмещают свойства смазочных масел и технологических жидкостей. Они одновременно смазывают поверхность инструмента и обрабатываемой детали, облегчая деформирование и улучшая качество получаемой поверхности, отводят теплоту, смывают стружку, пыль и другие загрязнения, а также защищают поверхность инструмента и деталей от коррозии. Вследствие многофункционального назначения СОЖ для их приготовления используют широкую номенклатуру масел, синтетических жидкостей, водных растворов, присадок и добавок.

4) Жидкие топлива – бензины, дизельные топлива, керосин и мазут, которые являются продуктами перегонки нефти. В машиностроении эти жидкости используют в качестве компонентов моющих жидкостей, СОЖ, растворителей и т.д.

5) При химико-термической обработке сталей применяют специальные газовые среды . Газы (азот, аммиак, аргон, ацетилен, водород, фреон , кислород, криптон и ксенон – в электровакуумной технике для наполнения различных приборов, метан и пропан , углекислый ) и их смеси имеют широкое применение и в качестве топлив при газопламенной резке и закалке, плазмообразующих сред в процессах ионно-плазменной обработки, сварочных газов, хладагентов в холодильных установках и т.д.

6) Различные масла и синтетические жидкости, используемые в качестве рабочих тел в прессах, гидравлических передачах и приводах, вакуумных насосах, амортизаторах, тормозах и других устройствах . К ним относятся амортизационные жидкости, гидравлические масла, вакуумные масла, демпфирующие жидкости, приготовляемые в основном на базе минеральных масел и кремнийорганических жидкостей.

Абразивные материалы

(от латинского abrasio - соскабливание)– зернистые или порошкообразные вещества, предназначенные для оснащения рабочей части режущих инструментов.

Естественными абразивами являются: корунд, наждак, фанат, кремень, полевой шпат, пемза и др. В промышленности наиболее распространены искусственные абразивы: электрокорунд, карборунд и карбид бора.

Из порошков изготовляют шлифовальные круги различной формы, бруски, абразивные головки, сегменты, предназначенные для производства специальных абразивных инструментов.

КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ

– это материалы, состоящие из сильно различающихся по свойствам друг от друга, взаимно нерастворимых компонентов (из сравнительно пластичного матричного материала, который связывает композицию и придает ей нужную форму и более твердых и прочных веществ, являющихся упрочняющими наполнителями). Композиционные материалы используют для производства летательных аппаратов, в машиностроении, приборостроении, энергетике, в электронной, радиотехнической и электротехнической промышленности, а также на транспорте, в строительстве и других отраслях народного хозяйства.

В зависимости от материала матрицы различают композиционные материалы с металлической матрицей или металлические композиционные материалы (МКМ), с полимерной – полимерные композиционные материалы (ПКМ) и с керамической – керамические композиционные материалы (ККМ).

По типу упрочняющих наполнителей композиционные материалы подразделяют:

Применение резиновых изделий.

Виды резин.

Общие сведения о резине.

Тема 24. Резиновые и прокладочные материалы

Вопросы:

1. Резиной называют продукты химической переработки каучука и вулканизирующих веществ (сера, натрий), осуществляемой при помощи термической обработки (горячая вулканизация) или без неё (холодная вулканизация).

Основные свойства резины: эластичность, вибростойкость, повышенная химическая стойкость, газо- и водонепроницаемость, электроизоляционность.

Резиновые смеси составляют на основе каучука, массовое содержание которого в различных изделиях колеблется от 5 до 95 % смеси содержат также мягчители, наполнители, вулканизирующн вещества, противостарители, красители.

Исходные материалы для резиновых изделий. Каучук бываем натуральный и синтетический. Натуральный каучук получают из млечного сока каучукогенных растений. Синтетический каучук – вещество, по свойствам близкое к натуральному. Его получают путем синтеза органических веществ. Промышленные виды синтетического каучука, которых насчитывается несколько десятков, различают между собой как по исходному сырью и способам производства, так и по составу и физико-механическим свойствам. Производство син­тетического каучука складывается из двух основных процессом: получения каучукогенов (бутадиена, стирола, хлоропрена, акрилонитрила, изобутилена и др.) и их полимеризации в каучукоподобный продукт. Сырьем для получения каучукогеиов являются нефтепро­дукты, природный газ, ацетилен, древесина и др. При полимеризации каучукогены из низкомолекулярных веществ превращаются и высокомолекулярные соединения с типичными для натурального ка­учука физико-механическими и технологическими свойствами. Про­изводство синтетического каучука впервые в мире разработано рус­ским химиком С. В. Лебедевым.

Синтетические каучуки (СК) подразделяются на две основные группы: СК общего назначения, применяемые в производстве изде­лий, с наиболее характерным свойством резины - эластичностью (массовое производство шин, конвейерных лент, амортизаторов, уплотнителей, обуви, игрушек и т. д.) и СК специального назначения, которые наряду с эластичностью должны обладать специфическими свойствами. В качестве СК общего назначения применяют в основ­ном бутадиеновые и бутадиен-стирольные каучуки, в качестве бензо- и маслостойких – бутадиен-нитрильные, тепло- и морозостойких – кремнийорганические, износостойких – уретановые СК.

Мягчители (стеарин, олеиновая кислота) повышают пластичности сырой резины и мягкость резиновых изделий.

Наполнители повышают твердость и прочность резиновых изделий. К ним относятся сажа, оксид цинка, мел, каолин и др., а также рукавные и кордовые ткани и волокна (хлопчатобумажные, вискоз­ные, капроновые, нейлоновые), применяется также корд из стальных проволочек.

При вулканизации линейные макромолекулы каучука взаимодействуют с вулканизатором, в результате обра­зуется трехмерная (сшитая) сетка и каучук превра­щается в резину.

Основным вулканизирующим веществом для СК общего назна­чения, бутадиен-нитрильных и других каучуков является сера. Для вулканизации отформованные заготовки из сырой резины нагревают до температуры 140…180 °С; формование может совмещаться с нагревом.

Ускорители вулканизации (каптакс, тиурам и др.) вместе с окси­дом цинка не только сокращают время вулканизации, но и обеспечи­вают возможность вулканизации при комнатной температуре.

Для изготовления мягкой резины (автомобильные камеры, мячи) и каучук вводят 1…3 % серы; при массовом содержании серы 4…7 % получается твердая резина. Для вулканизации кремнийорганических СК применяют пероксиды бензоила, для уретановых – изоцианиды.

Противостарители (парафин, вазелин и др.) замедляют процесс окисления каучука, повышают устойчивость и сроки службы рези­новых изделий.

Изготовление резиновых изделий. Процесс складывается из при­готовления резиновых смесей, вулканизации и отделки изделий.

Смешивание компонентов обеспечивает равномерное распределе­ние в каучуке всех составных частей, оно производится на вальцах или в закрытых смесителях. Полученная сырая резина представляет собой однородную пластичную массу, которой легко придается нуж­ная форма.

Для получения листовой резины сырую резиновую смесь обраба­тывают на каландрах, рабочим органом которых являются пустоте­лые подогреваемые прокатные валки из отбеленного чугуна. На каландрах производится также обкладка тканей сырой резиной, сдавливание листов резины и промазанных резиной тканей, обра­ботка пропитанного корда. Из листовой заготовки при надобности производят раскрой на резательных машинах или вырубных прессах.

Резиновые профили (трубки, шнуры) получают шприцеванием – выдавливанием сырой резины на червячном прессе через матрицу Изделия сложной формы получают методами прессования и литья под давлением

Полученные полуфабрикаты подвергают вулканизации и от­делке. Плотность различных сортов резины от 0,9 до 2 г/см 3 , предел прочности при растяжении от 3 до 60 МПа, относительное удлинение 200…800 %. Следует подчеркнуть, что для каучуков и резины (а также для некоторых видов пластмасс и других материалов) характерна релаксация (ослабление) напряжений, которая возрастает с увеличением силы и скорости деформации и с повышением температуры.

2. Виды резин.

Резины подразделяются на следующие основные группы:

1) резины общего назначения (температуры эксплуатации от –50 до +150 °С) – могут работать в воде, воздухе, слабых растворах кислот и щелочей (шины, ремни, рукава, транспортные ленты, изоляция электрокабелей);

2)специальные резины:

а) теплостойкие резины – выдерживают температуру до 400°С;

б) морозостойкие резины – выдерживают температуру до –150 °С;

в) масло- и бензостойкие резины – работают в среде массе, топлива, бензина;

г) электротехнические резины – бывают диэлектрические и электропроводящие (состоят до 70 % из сажи и графита);

д) магнитные;

е) фрикционные и др.

3. В машиностроении резиновые изделия применяют для движущихся устройств (шин, приводных ремней, транспортных лент), в магистралях для транспортирования жидкостей, газов (напорные и всасывающие рукава, соединительные шланги, трубки), в каче­стве опор, буферов, изоляции, уплотнителей (сальники, манжеты, прокладочные пластины, кольца) и др.

4. Прокладочные материалы предназначены для создания герметичности сопрягаемых деталей с целью предохранения от попадания пыли, а также выте­кания смазки, газов и др. К прокладочным материалам относятся кожа, фибра, войлок, картон, паронит, клингерит, пробка, асбометаллические прокладки и кольца, фторопласт-4.

Техническую кожу применяют для изготовления ман­жет и уплотнительных прокладок для насосов, компрес­соров, прессов. Она хорошо сохраняется в среде бензина, масла, но имеет слабую химическую стойкость и повы­шенную способность к водопоглощению. В качестве за­менителей кожи используют дермантин (ткань, покрытая специальной пленкой) и фибру.

Фибру прокладочную (марки ФТ) получают из специ­альной бумаги (типа фильтровальной), обработанной концентрированным раствором хлористого цинка. Фибра идет на изготовление уплотнительных прокладок и шайб, а специальная электротехническая фибра используется в качестве изоляционного материала.

Войлок изготовляют уплотнением шерсти. Он имеет высокие теплоизоляционные свойства. Технический вой­лок применяют для изготовления сальников, прокладок между металлическими поверхностями, а также для мас­ляных фильтров.

Бумагу и картон изготовляют из дешевых сортов дре­весины. Их применяют в качестве электроизоляционных материалов и прокладок..

Паронит – листовой материал, изготовленный из ас­беста, каучука и наполнителей. Применяют в виде уплот­нительных прокладок соединений в моторах, паропрово­дах, гидравлических установках и других механизмах, работающих при температуре до 450 °С.

Клингерит – листовой материал, изготовляемый из асбеста, смешанного с графитом, суриком, окисью желе­за и каучуком. Прокладки из клингерита используют в соединениях машин, работающих при температуре до 200 °С.

Пробка изготовляется из коры пробкового или бар­хатного дерева и применяется в качестве изоляционных прокладок и сальников в двигателях электроустановок.

Асбометаллические прокладки и кольца применяют для уплотнения соединений металлических поверхностей, работающих при температуре до 350°С и большом давлении (прокладки головки блока в двигателях внутреннего сгорания).

Фторопласт-4 применяют для изготовления уплотнительных прокладок, манжет, сильфонов.

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.)