Уплотнительные, изоляционные и обивочные материалы
При изготовлении и эксплуатации машин возникает необходимость герметизации мест соприкосновения некоторых деталей друг с другом. Кроме того, способность аккумуляторных батарей поддерживать очень большие значения силы тока (сотни ампер), а также наличие высокого напряжения в системе зажигания (20...30 кВ) предопределили высокие требования к изоляционным материалам.
Использование обивочных материалов улучшает вид кабины, салона, кузова, повышает комфортность.
Рассмотрим используемые в автомобилестроении уплотнительные, изоляционные и обивочные материалы.
Уплотнительные материалы разделяют на две группы - прокладочные и набивочные.
Прокладочные материалы используют при необходимости герметизации разъёмных частей двигателя, картеров трансмиссии и других узлов. Прокладками иногда регулируют зазоры или усилия в контактных парах.
Набивочные материалы используют для герметизации зазоров между подвижными парами деталей, а также для защиты узлов трения от пыли, грязи и воды.
Уплотнительные материалы подразделяют на бумажные, асбестовые, резиновые, войлочные, пробковые и пластмассовые. Иногда в качестве уплотнительных материалов используют мягкие материалы: алюминий, свинец и медь.
К бумажным прокладочным материалам относят собственно бумагу, картон, фибру и пергамент. Бумажные материалы толщиной до 0,5 мм и удельной массой до 250 г/м 2 условно относят к бумаге, а большей массы и толщины - к картону. Картоны различают на прокладочные, тарные, строительные, декоративные и др.
Прокладочный картон является сравнительно эластичным, маслобензостойким материалом, выпускается толщиной 0,2...1,5 мм. Поверхность листа картона должна быть ровной, а толщина - постоянной по всей площади.
В качестве заменителя прокладочного картона используют технический картон или чертёжную бумагу. Для повышения пористости их смачивают горячей водой до полного насыщения и затем высушивают. Поры заполняют пропиткой в течение 20...25 минут подогретыми до 60...70 0 С растительным маслом или олифой.
Пергамент - прозрачная масложиронепроницаемая влагостойкая бумага. Получается в результате обработки непроклеенной бумаги серной кислотой с последующей её нейтрализацией раствором щёлочи.
Фибра - прокладочный материал, получаемый при обработке непроклеенной бумаги или картона раствором хлористого цинка, что придаёт материалу высокую прочность, а также маслобензостойкость. При эксплуатации узлов необходимо иметь в виду, что высокая гигроскопичность (до 60...65%) приводит к тому, что фибра при увлажнении коробится.
Фибра выпускается нескольких марок:
ФСВ - специальная, высокопрочная (для изготовления особо прочных изделий);
ФТ - техническая, для изготовления деталей в машиностроении и приборостроении;
ФЭ - электрическая, для изготовления электроизолирующих деталей;
КГФ - касторо-глицериновая, используется в качестве уплотнительного материала, предохраняющего от течи воды, масла, керосина и бензина.
Фибру изготавливают в виде листов шириной 1,1...1,4 м и длиной 1,7...2,3 м, толщиной 0,4...25,0 мм и плотностью не менее 1100 кг/м 3 .
Общий недостаток бумажных прокладочных материалов - невысокая теплостойкость. При температурах более 130...140 0 С бумага и картон теряют гибкость, становятся хрупкими, при 180 0 С начинается обугливание (почернение), а при 240...250 0 С происходит полное разложение бумажных волокон.
Асбест - природный минерал (хризотиласбест). Имеет волокнистую структуру, способен к расщеплению (распушке) на тончайшие гибкие и прочные волокна, представляющие собой нитевидные кристаллы ромбовидной формы. Плотность кускового асбеста 2000...2500 кг/м 3 , а асбестовых изделий без наполнителей - 1000...2000 кг/м 3 . Асбест не горит, теплостоек, хороший диэлектрик. Легко выдерживает нагрев до 300 0 С, а при 386 0 С теряет адсорбированную воду, что снижает его прочность и гибкость (явление обратимое). При нагреве более 450 0 С вода теряется необратимо. Процесс заканчивается при 700...800 0 С, асбест становится непрочным, легко растирается в порошок. Прочность асбеста зависит от температуры: с 315...320 кгс/см 2 при 20 0 С до 70...80 кгс/см 2 при 600 0 С.
В зависимости от длины волокон асбест подразделяют на девять сортов с различным назначением. Так, для изготовления тканей, шнуров, нитей сальниковых набивок, изоляционной ровницы, тканых лент и тому подобных текстильных изделий применяют асбест сортов АК; 1-й, 2-й и 3-ий жёсткой текстуры и 2-й сорт полужёсткой текстуры (с длиной волокон 6...18 мм).
Для изготовления паронита, электронита, асбестового картона и асбестовой бумаги используют сорта 3-ей и 4-ой полужёсткой и мягкой текстуры.
Для производства асбестового картона и других изоляционных изделий используют 6-ой сорт асбеста (длина волокон 1...2 мм), а 7-ой и 8-ой сорта предназначают для изготовления различных асбоцементных изделий и в качестве теплоизоляционного заполнения (длина волокон не более 1 мм).
Асбест, как обладающий высокой теплостойкостью, используют в качестве уплотняющего материала, работающего при повышенных температурах (прокладки выпускного коллектора, глушителя). При использовании асбеста в качестве прокладок головок блока (цилиндров) двигателей его заключают в медную или стальную оболочку (фольгу), чтобы исключить контакт с горячими газами. Повреждение оболочки приводит к контакту, потере конституционной (входящей в состав) воды и быстрому разрушению.
Для различного вспомогательного оборудования используют асбестовый картон, асбестовые шнуры и нити, паронит, а также измельчённый асбест для теплоизоляционных работ.
Асбестовые картон и бумага служат для огнезащиты, термоизоляции, электроизоляции и уплотнения.
Картон асбестовый выпускается в виде листов толщиной 2...10 мм и размерами около одного квадратного метра. Плотность 1000...1300 кг/м 3 , коэффициент теплопроводности (для 20...100 0 С) - 0,13 ккал/м× ч× град.
Бумага асбестовая выпускается в рулонах толщиной 0,25...1,0 мм, шириной 670...1150 мм.
Паронит - прокладочный листовой материал из вальцованного асбеста с каучуковым (с серой) связующим и минеральными наполнителями в соотношении: 60...75% - 12...13%. В качестве минеральных наполнителей используют глину, полевой шпат, тальк и т. п.
Паронит применяют в качестве прокладок крышек распределительных шестерён, фланцев трубок маслоприёмника, водяного насоса, топливного отстойника и др.
Паронит выпускают следующих марок:
ПОН - общего назначения;
ПМБ - маслобензостойкий;
ПА - армированный стальной сеткой.
Толщина листов 0,4...3 мм длина - до 3 м и ширина - до 1,5 м.
Ткани асбестовые служат для теплоизоляции, изготовления огнестойкой спецодежды и одеял, сальниковых набивок, производства асботекстолита. Для повышения прочности в асбестовые ткани добавляют хлопчатобумажные волокна, армируют латунной проволокой или стеклянными нитями. Ширина асбестовых тканей 1040...1550 мм, толщина 1,2...3,8 мм.
Шнуры и нити асбестовые - служат для сальниковых набивок и теплоизоляционных обмоток. Изготовляют шнуры трёх сортов:
шнур асбестовый из скрученных асбестовых нитей;
асбопухшнур из прочёсанных асбестовых и хлопковых волокон, оплетённых асбестовыми шнурами;
шнур асбомагнезиальный с сердечником из магнезии и асбонитей, также оплетённый асбестовыми нитями (для теплоизоляции поверхностей с температурами до 550...600 0 С; коэффициент теплопроводности 0,080...0,150 ккал/м× ч× град).
Ленты асбестовые служат для тепло- и электроизоляции. Толщина 0,4...1,4 мм, ширина 13...250 мм.
Листы асбостальные служат для вырубки фасонных прокладок. Шесть марок, размеры: длина 215...875 мм, ширина 500 и толщина 1,4...1,75 мм.
Необходимо отметить, что в последнее время по соображениям снижения вредного воздействия на человека объём использования изделий из асбеста снижается.
Пробковые прокладочные материалы - получают путём прессования крупы коры пробкового дуба и применяют для уплотнения соединений, работающих при небольшом напряжении в среде воды или нефтепродуктов:
крышки клапанной коробки двигателей;
стаканов фильтров топливного насоса;
фильтра вентиляции картера;
картера двигателя;
крышки головки блока;
крышек коромысла и т. п.,
а также в качестве набивки сальника игольчатого подшипника.
Войлок прокладочный представляет собой листовой материал, изготовленный из волокон шерсти. Технический войлок подразделяют:
тонкошерстный;
полугрубошерстный;
грубошерстный.
Войлок - пористый материал, в котором воздушные поры составляют не менее 75% от объёма. Плотность войлока 200...430 кг/м 3 .
Войлок обладает высокими тепло-, звукоизолирующими и амортизирующими свойствами. Термическая же стойкость войлока не превышает 75 0 С.
Волокна шерсти войлока разрушаются от действия грибков и моли, неустойчивы против щелочей, но стойки против кислот.
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.
Для уплотнения фланцевых соединений применяются плоские эластичные прокладки из паронита, резины, картона, фторопласта-4 и композиционных материалов на их основе. Согласно ГОСТ 15180-86, исполнение прокладок, в зависимости от исполнения уплотнительных поверхностей фланцев, должно соответствовать данным, указанным в табл. 1 и 2.
Таблица 1
| Исполнения прокладок | Исполнения уплотнительных поверхностей по ГОСТ 12815-80 | Чертеж |
|---|---|---|
| А | 1 | |
| Б | 2; 3 |  |
| В | 4; 5 |  |
| Г | 8; 9 |
 |
| Д | 1; 5 |  |
Таблица 2
| Исполнение прокладок | Условное давление Р у, МПа (кгс/см²) | Условный проход Д у, мм |
|---|---|---|
| А | 0,1; 0,25 (1; 2,5) | 10-3000 |
| 0,63(6,3) | 10-2400 | |
| 1,0(10) | 10-2000 | |
| 1,6(16) | 10-1600 | |
| 2,5(25) | 10-1400 | |
| 4,0(40) | 10-1200 | |
| Б, В, Г | 0,1-4,0 (1,0-40) | 10-800 |
| 6,3(63) | 10-600 | |
| 10(100) | 10-400 | |
| 16(160) | 15-300 | |
| Г | 20(200) | 15-250 |
| Д | 0,1-0,63 (1,0-6,3) | 40-800 |
| 1,0-4,0 (10-40) | 25-800 | |
| 6,3(63) | 25-600 | |
| 10(100) | 25-400 | |
| 16(160) | 25-300 | |
| 20(200) | 25-250 |
Прокладочные материалы должны обладать: упругостью, стойкостью к среде, в которой работают, сохранять свои физические свойства при рабочей температуре среды и не подвергаться коррозии. При использовании металлических прокладок металл не должен пластически деформировать уплотняющие поверхности фланца, поэтому металл прокладок должен иметь твердость и предел текучести ниже, чем металл уплотняемых поверхностей фланцев, не должен образовывать с металлом газового оборудования гальваническую пару.
Паронит (ГОСТ 481-80). Изготавливают из асбеста и каучука путем вулканизации и вальцевания под большим давлением. Является универсальным прокладочным материалом для уплотнения плоских разъемов с различными средами (холодных и горячих газов, воздуха, пара, масел и нефтепродуктов и др.). В зависимости от назначения паронит изготавливают семи марок. Для уплотнения соединений на газопроводах природного газа и в установках сжиженных газов рекомендуется применять паронит марки ПМБ (в диапазоне температур от −40 до +60 °С и предельного давления до 1,6 МПа). Паронит ПМБ выпускается листами длиной 500, 1000, 1500 мм и шириной 500, 750, 1000 мм, толщиной 0,4; 0,5; 0,6; 0,8; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5; 3,0; 3,5; 4,0 мм. Размеры прокладок из паронита должны соответствовать требованиям ГОСТ 15180-86. Перед установкой паронитовую прокладку следует покрыть с обеих сторон сухим графитовым порошком для предохранения от «прилипания» к плоскости фланца.
Пластмассы . Для прокладок фланцевых соединений газопроводов могут применяться различные пластмассы: 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.
Резина . Высокая эластичность позволяет легко достичь плотности между металлической поверхностью фланца и прокладкой при малых усилиях затяжки. Резина практически непроницаема для газов и жидкостей, имеет достаточную химическую стойкость. Поскольку чрезмерное сжатие ухудшает свойства резины, деформацию ее необходимо ограничить до 30-50 % от допускаемой. Выпускаемая промышленностью резина техническая листовая без тканевых или иных прокладок по ГОСТ 7338-77 предназначена для изготовления прокладок, клапанов и других деталей и производится пяти типов: кислотно-щелочестойкая, теплостойкая, морозостойкая, маслобензостойкая и пищевая.
В зависимости от твердости техническая резина подразделяется на мягкую (м), средней твердости (с) и повышенной твердости (п).
В зависимости от стойкости к воздействию масла и бензина маслобензостойкая резина подразделяется на марки А и Б.
Для фланцевых соединений систем газораспределения с рабочим давлением до 0,6 МПа рекомендуется применять прокладки, изготовленные из листовой маслобензостойкой резины (МБ) марок А и Б (без тканевой основы) по ГОСТ 17133-83 и ГОСТ 7338-77 толщиной 3-5 мм.
Картон . Если по условиям работы прокладкам требуются огнестойкие свойства, то для их изготовления рекомендуется применять:
- асбестовый картон (ГОСТ 2850-80) марок КАОН-1, КАОН-2. Выпускается листами размерами 900×900, 1000×800, 1000×900 и 1000×1000, толщиной 2; 2,5; 3; 3,5; 4; 5 мм;
- асбестовое армированное полотно (ГОСТ 2198-76) представляет собой прорезиненную и прографитизированную ткань полотняного или саржевого переплетения на основе латунной проволоки, а по утку * — из асбестовой пряжи, армированной латунной проволокой. Листы полотна выпускаются размерами 750×1500, 1000×1500 и толщиной 0,6; 0,7; 1,1 мм.
Металлические прокладки для фланцевых и других видов соединений изготавливают из листового проката в виде плоских колец. Металлические прокладки обеспечивают достаточную плотность при высоких давлениях и температурах среды, имеют коэффициент линейного расширения, близкий к коэффициенту расширения материала фланцев. К недостаткам применения металлических прокладок следует отнести необходимость создания больших усилий для обеспечения плоскости соединения, относительно низкие упругие свойства материала прокладок, высокую стоимость по сравнению с эластичными прокладками. Для уплотнения соединения деталей, оборудования установок сжиженных газов и на газопроводах всех давлений рекомендуемыми материалами для изготовления металлических прокладок являются:
- алюминий листовой отоженный по ГОСТ 13722-78, ленты из алюминия или алюминиевых сплавов (отоженных) по ГОСТ 13726-78, ГОСТ 21361-76, толщиной 1-4 мм;
- медь листовая мягкая марок М1, М2 по ГОСТ 495-77.
- льняную чесаную прядь (по ГОСТ 10330-76), которая в процессе соединения пропитывается суриком (по ГОСТ 19151-73) или свинцовыми белилами (по ГОСТ 12287-77), разведенными олифой (по ГОСТ 7931-76);
- ленты из фторопласта-4 (ФУМ-В), толщиной 0,1-1,5 мм по ТУ 6-05-1388-70;
- другой уплотнительный материал, обеспечивающий герметичность соединения.
В качестве набивочного материала для сальников запорной арматуры наиболее эффективен фторопластовый уплотнительный материал марки ФУМ-В. Выпускается круглого сечения диаметром 2,0-16,0 мм и квадратного сечения от 5×5 мм до 16×16 мм для применения в качестве химически стойкого самосмазывающего набивочного материала (в подвижных соединениях типа сальника) и прокладочного материала (в неподвижных соединениях). Соединения работают в диапазоне температур от −60 до +150 °С и при давлении до 6,0 МПа (предприятие-изготовитель ОАО «Пластополимер», г. Санкт-Петербург).
Характеристики отечественных уплотнительных материалов представлены в таблицах 3 и 4.
* Уток — поперечное направление нити в ткани.
Таблица 3
| Набивка плетеная сальниковая | Конструкция набивки | Размеры (диаметр, сторона квадрата), мм | Масса 1 см³ набивки, г | Условия применения |
|
|---|---|---|---|---|---|
| Предельное давление среды, МПа, не более | Предельная температура среды, °С, не более | ||||
| Пеньковая пропитанная (ПП) | Шнур, сплетенный из льняной (ГОСТ 16078-70 * ), пеньковой или джутовой пряжи (ГОСТ 4668-75 * ), пропитанный антифрикционным составом | Не менее 0,9 | 16,0 | 100 | |
| 4, 5, 6, 8, 10, 13, 16, 22, 25, 28 | |||||
| 8, 10, 13, 16, 19, 22, 25, 28, 32, 35, 38, 42, 46, 50 | |||||
| Асбестовая сухая (АС) | Шнур, сплетенный из асбестовой нити (ГОСТ 1770-74 * ) | Не более 1,1 | 4,5 | 400 | |
| 1) сквозного плетения, квадратный | |||||
| 2) с однослойным оплетением сердечника, круглый или квадратный | |||||
| 3) с многослойным оплетением сердечника | 8, 10, 13, 16, 19, 22, 25, 28, 32, 35, 38, 42 | ||||
| Асбестовая пропитанная (АП) | Шнур, сплетенный из асбестовой нити (ГОСТ 1770-74 * ), пропитанный антифрикционным составом | Не менее 0,9 | 4,5 | 300 | |
| 1) сквозного плетения, квадратный | 4, 5, 6, 8, 10, 13, 16, 19, 22, 25, 28 | ||||
| 2) с однослойным оплетением сердечника, круглый или квадратный | 5, 6, 8, 10, 13, 16, 19, 22, 25 | ||||
| 3) с многослойным оплетением сердечника, круглый или квадратный | 8, 10, 13, 16, 19, 22, 25, 28, 32, 35, 38, 42, 46, 50 | ||||
| Асбестовая маслобензостойкая (АМБ) | Шнур, сплетенный из асбестовой нити (ГОСТ 1779-83 * ), пропитанный антифрикционным маслобензостойким составом | Не менее 0,8 | 3,0 | 300 | |
| 1) сквозного плетения, квадратный | 4, 5, 6, 8, 10, 13, 16, 19, 22, 25, 28 | ||||
| 2) с многослойным оплетением сердечника, квадратный | 4, 5, 6, 8, 10, 13, 16, 19, 22, 25, 28, 32, 35, 38, 42, 46, 50 | ||||
3.1.Прокладочные и уплотнительные материалы
Прокладочные и уплотнительные материалы применяются для герметизации фланцевых, раструбных и иных соединений санитарно-технических устройств.
Нити и шнуры асбестовые используются для уплотнения фланцевых соединений в воздуховодах. Асбестовый шнур применяется для соединения секций котла на безрезьбовых ниппелях., а также для заполнения щелей между ребрами секций. Асбестовый шнур, пропитанный антифрикционным составом, используется в качестве сальниковой набивки. Асбестовые нити и шнуры, пропитанные графитом, замешанным на натуральной олифе, применяются для уплотнения резьбовых соединений при температуре теплоносителя более 105 о С. Нити выпускаются диаметром 0,5-2,5 мм, а шнур толщиной 3-25 мм согласно ГОСТ 1779-72.
Картон асбестовый (ГОСТ 2850-75) используется как прокладочный материал в соединениях аппаратов, приборов и коммуникаций, а также в качестве огнезащитного, термоизоляционного и электроизоляционного материала. Выпускается картон а виде листов толщиной 2; 2,5; 3; 3,5; 4; 4,5; 5, 6,8 и 100 мм, размерами 900х900, 800х100, 900 х 1000, 1000 х 1000 и 980 х 740 мм. Картон толщиной 2-6 мм применяется для уплотнения фланцевых соединений в воздуховодах. Листы картона должны быть ровными, не иметь трещин, вдавленных мест, а также посторонних механических включений.
Картон прокладочный и уплотнительные прокладки из него (ГОСТ 9347-74) изготавливаются в листах и рулонах марок А и Б толщиной: марка А (пропитанный) - 0,3; 0,5; 0,8; 1; 1,5 мм; марка Б (непропитанный) - 0,3; 0,5; 0,8; 1; 1,25 ;1,5 ; 1,75; 2; 2,25; 2,5 мм. Объемная масса картона составляет 0,7 - 0,75 г/см 3 .
Поверхность картона должна быть ровной, без короблений, складок, морщин, пузырей, не волокнистых включений и давленных пятен. В процессе изготовления прокладок картон не должен расслаиваться.
Картон прокладочный используется для прокладок, используемых для уплотнения фланцевых соединений трубопроводов с температурой воды до 100 о С. Перед установкой картонные прокладки следует смочить в воде и проварить в натуральной олифе.
Резина техническая листовая, используемая для изготовления прокладок, клапанов, уплотнителей амортизаторов и других деталей, производится пяти типов: кислотощелочностойкая, теплостойкая, морозостойкая, маслобензостойкая и пищевая длиной 0,25-10 м, шириной 200-1750 мм и толщиной 0,5-60 мм. Теплостойкая техническая резина сохраняет работоспособность при эксплуатации в среде воздуха температурой до + 90 о С и в среде водяного пара температурой до + 140 о С. Морозостойкая техническая резина остается работоспособной в условиях эксплуатации при температуре до - 45 о С. Техническая резина всех типов остается термостойкой при эксплуатации в пределах температур от - 30 о С до + 50 о С.
Листовая техническая резина толщиной 3-4 мм используется в качестве уплотнительных прокладок для фланцевых соединений трубопроводов, транспортирующих холодную воду. Резину с тканевой прокладкой применяют также при транспортировании горячей воды температурой до 100 о С.
В качестве уплотнения фланцевых соединений вентиляционных систем широко используется листовая и профилированная резина, а также эластичные жгуты ПМЖ-1 и ПМЖ-2.
Прокладки из профилированной резины производятся в виде ленты любой длины, шириной 19 мм и 27 мм, толщиной 2 мм с утолщением по краям соответственно до 3 мм и 4 мм.
Жгут ПМЖ-1 - полимерный эластичный жгут круглого сечения диаметром 8-10 мм, для изготовления которого используется полиизобутилен, битум нефтяной, парафин, асбест и масло нейтральное.
Жгут ПМЖ-2 по химическому составу аналогичен жгуту ПМЖ-1 и выпускается в виде ленты шириной 20 мм и толщиной 2 мм с утолщением по краям до 4 мм.
Вследствие эластичности жгуты хорошо прилегают к плоскости фланца. Жгуты перевозятся и хранятся намотанными на катушки и пересыпанными тальком. Общая масса катушки не должна превышать 20 кг.
Паронит (ГОСТ 481-71) - прокладочный материал, изготовляемый из асбеста, каучука и наполнителей. Выпускается в виде листов толщиной 0,4; 0,5; 0,8; 1,5; 3; 4; 5 и 6 мм, размерами 300 х 400; 400 х 500; 500 х 500; 750 х 1000; 1000 х 1500; 1500 х 1500; 3000 х 1500 мм.
Листы паронита должны иметь ровную слегка глянцевую поверхность лицевой стороны; поверхность второй стороны может быть матовой.
Паронит следует хранить в помещении при температуре не более 30 о С на расстоянии не менее 1 м от приборов, излучающих тепло. Его необходимо защищать от действия прямых солнечных лучей, масел, бензина и других разрушающих его веществ.
Паронит или паронитовые кольца применяются в качестве прокладок для фланцевых соединений трубопроводов горячей воды и пара с температурой теплоносителя выше 100 о С. Перед употреблением прокладку из паронита необходимо смочить в горячей воде и смазать графитом, замешанным на натуральной олифе.
Фибра листовая (ГОСТ 14613-69) выпускается нескольких марок. Фибра марки ФПК (прокладочная кислородостойкая), изготовляемая толщиной от 0,6 до 5 мм, применяется в качестве прокладок для нейтральных газовых сред (кислорода, углекислота) при высоких давлениях и нормальных температурах. Перед употреблением фибра должна быть тщательно обезжирена. Фибра марки ФТ (техническая) используется в качестве уплотнителя в вентилях и кранах систем горячего водоснабжения.
Кожа техническая используется для изготовления прокладок, приводных ремней. Лицевая сторона кожи имеет блестящую поверхность, внутренняя - негладкую и неблестящую поверхность, называемую бахтармой.
Лен трепанный (ГОСТ 10330-76) в виде пряди, пропитанной суриком или белилами, разведенными на натуральной олифе, применяется в качестве уплотнителя в резьбовых в соединениях трубопроводов, по которым транспортируется вода температурой до 105 о С.
ФУМ - фторопластовые уплотнительные материалы, изготовляемые в виде ленты шириной 10-25 мм и толщиной 0,08-0,12 мм и шнура. Лента используется для уплотнения резьбовых соединений трубопроводов Ду £ 65 мм, шнур - для уплотнения контргаек, а также в качестве сальниковой набивки в арматуре вентильного и кранового типов. Они должны иметь белый или какой-либо другой светлый цвет. Допускается наличие небольших пятен и отдельных включений. Поверхность ленты и шнура должна быть равной без разрывов и вздутий.
Изготовляют ФУМ из фторопласта - 4Д (80-83%), смягченного вазелиновым маслом (17-20%). Фторопласт - 4Д не растворяется ни в одном из известных растворителей, стоек ко всем щелочам и другим агрессивным средам. Уплотнение из ФУМа водостойко и выдерживает температуру от - 60 о С до + 200 о С.
Лента и шнур поставляются в бухтах массой 300-600 г, упакованных в полиэтиленовые мешки, пленки или пропитанную упаковочную бумагу.
Олифа натуральная льняная и конопляная (ГОСТ 7931-76) используется для приготовления суриковой замазки, разведения грунтовки и густотертых красок, а также для пропитывания картонных уплотнительных прокладок.
Вязкость олифы (при 20 о С) должна быть в пределах 26 -320 по вискозиметру ВЗ-4. После отстаивания в течение 24 ч олифа должна иметь полную прозрачность, а отстой не должен составлять более 1% по объему. Время полного высыхания тонкого слоя олифы, нанесенного кистью на пластинку, при температуре окружающего воздуха 18-22 о С и относительной влажности воздуха 60-70 % не более 24 ч.
Белила свинцовые густотертые (ГОСТ 12287-77) представляют собой пасту, состоящую из смеси свинцовых белил, тяжелого шпата и олифы или сырого льняного или подсолнечного масла, и выпускаются трех марок: МА-011, МА -011 - Н - 1 и МА - 011 - Н - 2. Белила свинцовые, разведенные на натуральной олифе, могут служить для пропитывания льняной пряди, используемой в качестве уплотнителя в резьбовых соединениях трубопроводов отопления с температурой теплоносителя до 105 о С и трубопроводов горячего водоснабжения.
Белила цинковые густотертые (ГОСТ 482-77) представляют собой пасту из сухих цинковых белил, затертых на натуральной льняной олифе или на растительных маслах с добавкой сиккатива, выпускаются 7 марок: М-00 спец; М-00; М-0; В-2-00; В-2-0; В-4-00; В-4-0.
Данные белила предназначены для окраски различных поверхностей и используются после разведения натуральной или полунатуральной олифой до малярной консистенции.
Белила цинковые, разведенные натуральной олифой, применяются для пропитывания льняной пряди, используемой в качестве уплотнителя в резьбовых соединениях трубопроводов холодной воды.
Сурик свинцовый (ГОСТ 19151-73) - тяжелый порошок яркого красно-оранжевого цвета, выпускается пяти марок: М-1, М-2,М-3,М-4,М-5. Сурик, разведенный на натуральной олифе (2 массовых части сурика и 1 массовая часть олифы), служит для пропитывания льняной пряди, используемой в качестве уплотнителя в резьбовых соединениях трубопроводов отопления с температурой теплоносителя до 105 о С, трубопроводов горячего водоснабжения и газоснабжения.
3.2. Набивочные материалы
Для обеспечения плотности отдельных узлов запорной арматуры и различных конструкций используются сальниковые набивки (ГОСТ 5152-77), рассчитанные на работу в широком диапазоне давлений и температур воды, пара, газов, горючих и агрессивных сред.
В зависимости от условий работы используются набивки 3-х видов: плетеные, скатанные и кольцевые.
Плетеные набивки изготавливаются из хлопчатобумажных, пеньковых, джутовых, льняных, асбестовых шнуров различного плетения - с сердечником, армированные или неармированные, сухие иди пропитанные антифрикционным и другими составами (тальк, графит, резина, фторопласт). Они рассчитаны на максимальную температуру 100 о С - 400 о С, давление 4,5-20 МПа и на использование в следующих средах: воздух, вода промышленная и питьевая, растворы солей, водяной пар, инертные пары и газы.
Скатанные набивки изготавливаются путем скатывания шнуров из хлопчатобумажной, прорезиненной, асбестовой ткани. Они рассчитаны на максимальную температуру 100 о С - 400 о С, давление 10-20 МПа и применение для промышленной воды и перегретого и насыщенного пара.
Кольцевые набивки представляют собой кольца цельноскатанные или разрезные многослойные фигурного сечения из асбестовой прорезиненной ткани, вулканизированные и графитизированные. Они рассчитаны на температуру 300 о С, давление 20 МПа, применяются для воздуха, промышленной воды и пара.
Графит (ГОСТ 4596-75) - кристаллическое вещество серо-стального цвета, мягкое и жирное на ощупь, производится в виде токноразмолотого порошка и в виде чешуек. Чешуйчатый графит используется для пропитки сальниковых набивок и паронитовых прокладок. Графит, замешанный на натуральной олифе, называется графитовой пастой. Данная паста применяется для смазки ниппелей и ниппельных гнезд при сборке секционных чугунных котлов.
3.3. Смазочные материалы, олифы и краски
Смазочные материалы применяются для обеспечения нормальной работы, снижения трения и предотвращения износа движущихся и вращающихся частей санитарно-технического оборудования, приборов и арматуры, в частности самосмазывающейся, а также для временной защиты металлических поверхностей от коррозии.
Смазочные материалы подразделяются на смазочные масла (жидкие материалы) и консистентные смазки.
Смазки и смазочные масла выпускаются универсального и специального назначения, при этом область и условия их применения регламентируются соответствующими стандартами и техническими условиями.
Масло индустриальное (веретенное) марок 12 и 20 по ГОСТ 20799-75 применяется для смазывания трущихся частей механизмов и смачивания фильтрующих поверхностей масляных фильтров. Масло компрессорное марки 12 (М) по ГОСТ 1861-73 применяется для смазывания частей компрессоров и воздуходувок. Масла висциновое и парфюмерное используются для поглощения пыли в фильтрах систем вентиляции.
Консистентные смазки (солидолы) представляют собой густую мазь и применяются в случае невозможности или затруднения подвода жидкой смазки для смазывания узлов и деталей. Эти смазки подразделяются на три вида: синтетические (из искусственных жиров), жировые (из натуральных растительных и животных жиров), эмульсионные (из масел, смешанные с канифолью). Солидолы используются для смазки шариковых и роликовых подшипников, для защиты от коррозии и для консервации обработанных металлических поверхностей. Жировой солидол марки УС по ГОСТ 1033-73 используется для смазки вентиляторов и других механизмов при температуре не более 60 о С. Графитная смазка БВН-1 по ГОСТ 5656-60 применяется для смазки сопрягаемых поверхностей стальных труб, подвергающихся в процессе эксплуатации температурным изменениям. Технический вазелин и консервационные смазки К-17 используются с целью консервации и защиты от коррозии металлических поверхностей санитарно-технического оборудования.
Назначение лакокрасочных материалов - защита изделий от коррозии и придание им декоративного вида.
К лакокрасочным материалам предъявляются следующие требования: способность прочно удерживаться на поверхности окрашиваемого изделия, наличие необходимой механической прочности, твердости и эластичности, стойкость по отношению к воздействию воды, нефтепродуктов, солнечных лучей, сохранение своих качеств при низких и высоких температурах, водонепроницаемость, способность быстро высыхать и обеспечивать требуемый цвет.
В зависимости от назначения лакокрасочные материалы разделяются на три группы: грунтовки, предназначенные для обеспечения прочной связи между окрашиваемой поверхностью и лакокрасочным покрытием; шпаклевки, предназначенные для выравнивания окрашиваемой поверхности; краски (лаки, эмали), предназначенные для образования наружного слоя покрытия.
Грунтовки представляют собой либо специально изготовляемые составы (суспензии из пигментов, растворителя и наполнителей), либо смесь краски с олифой. Грунтовка наносится тонким слоем, поэтому ее вязкость (густота) должна быть значительно ниже вязкости самого покрытия.
Шпаклевки представляют собой густую жидкость или пасту, являющуюся смесью грунтовки, растворителя, пигмента и заполнителя (мел, гипс, каолин).
Краски подразделяются на масляные краски, лаки и эмали.
Масляные краски представляют собой пасту, состоящую из красителя, небольшого количества растворителя и специальных примесей. Перед употреблением масляные краски необходимо разводить олифой или растворителем. Лаки представляют собой раствор смолы в масле или легко испаряющемся растворителе с добавлением специальных примесей. Эмали - это тонко растертые красители, разведенные на лаке.
Олифа оксоль (ГОСТ 190-68) - заменитель натуральной олифы, изготовленной уплотнением льняного масла с продуванием его воздухом в присутствии сиккатива и последующим добавлением растворителя (уайт спирита). Применяется для разведения густотертых красок.
Грунтовка ГС-2020 (ГОСТ 4056-63*) представляет собой суспензию пигментов (сурика железного и цинковых белил) и наполнителя (талька) во фталиевом лаке с добавлением растворителей, сиккатива и стабилизатора. Используется для грунтования металлических поверхностей. Пленка грунтовки устойчива к изменению температур от -40 о С до + 60 о С. Время высыхания при температуре 100-110 о С составляет не более 35 минут, при температуре 18-23 о С - не более 48 часов. Наносится краскораспылителем, кистью, окунанием. С целью получения рабочей вязкости грунтовку разбавляют сольвентом, ксилолом или смесью одного из указанных растворителей с уайт-спиритом.
Сурик железный сухой (ГОСТ 8135-74) представляет собой естественный минеральный пигмент, состоящий в основном из окиси железа. В зависимости от назначения производится двух марок: А - для изготовления грунтовок, эмалей и масляных красок; Б - для изготовления клеевых красок, цветной асбофанеры и асбестотехнических изделий.
Краски масляные цветные густотертые (ГОСТ 8292-75) и специальные (ГОСТ 18596-73) представляют собой пасту из смеси сухих пигментов и наполнителя, затертых на натуральной олифе или ее заменителях. Применяются после разведения олифой до рабочей вязкости для покрытия наружных поверхностей изделий в целях предохранения их от коррозии и придания им отличительной окраски. Данные покрытия являются атмосферостойкими. Наносятся краскораспылителем, кистью, окунанием, струйным обливом или распылением в электростатическом поле. В последнем случае в краску добавляется уайт-спирит или скипидар. Сушка краски при температуре 18-22 о С осуществляется в течение 24 часов, при температуре 100 о С - в течение 2 часов.
Лак БТ-577 и краска БТ-177 изготавливается по ГОСТ 5631-70*. Лак БТ-577, представляющий собой раствор черных смол и растительных масел в органических летучих растворителях, используется для покрытия металлических поверхностей, а также при изготовлении краски БТ-177. Последняя является суспензией алюминиевой пудры в лаке БТ-577.
Приготовляется она непосредственно перед нанесением на поверхность путем введения 15-20% алюминиевой пудры в лак БТ-577. Краска предназначена для антикоррозионного и декоративного покрытия металлических поверхностей, на которые ее наносят при помощи краскораспылителя. Время практического высыхания при температуре 18-23 о С лака БТ-577 24 часа, краски БТ-177 - 16 часов, а при температуре 100 о С соответственно не более 20 и 30 мин. Покрытия из лака имеют пониженную атмосферостойкость, однако стойки к длительному воздействию температуры до 20 о С. Введение алюминиевой пудры повышает атмосферостойкость и теплостойкость покрытия. С целью улучшения защитных свойств рекомендуется горячая сушка.
Для разбавления олифы используется скипидар, для разбавления грунтовки и масляных красок - сольвент, уайт-спирит, ксилол.
Для обезжиривания металла перед покрытием лакокрасочным материалом рекомендуется очищать его уайт-спиритом или смесью едкого натра с тринатрийфосфатом, жидким стеклом.
Для покрытия воздуховодов систем вентиляции, функционирующих в агрессивных средах, используются перхлорвиниловые эмали, стойкие к воздействию паров кислот, щелочей и других агрессивных сред. Марки эмалей выбираются в зависимости от условий работы воздуховодов.
3.4. Приводные ремни
Приводные ремни применяются для передачи движения от привода (электродвигателя) к рабочему механизму (вентилятору, насосу) и изменения числа оборотов механизма по отношению к приводу.
В зависимости от материала, из которого они изготовлены, приводные ремни подразделяются на текстильные, кожаные и резинотканевые.
В санитарно-технических устройствах, как правило, используются резинотканевые клиновые ремни.
Ремни приводные клиновые (ГОСТ 1284-68**) состоят из кордткани или кордшнура, оберточной ткани и резины, соединенных в одно целое путем вулканизации. Расчетная длина ремня соответствует длине окружности на уровне расчетной ширины ремня, измеряемой под натяжением, составляет 400-18000 мм. Клиновые ремни выпускаются в виде колец. В поперечном сечении имеет форму трапеции.
3.5. Приемка, транспортирование и хранение вспомогательных материалов
Приемка вспомогательных материалов осуществляется согласно с правилами, приведенными в соответствующих стандартах на каждый материал, там же излагаются рекомендации по их хранению и транспортированию.
Материалы для уплотнения резьбовых соединений целесообразно хранить в мелкотарной расфасовке (0,5-1 кг), а прядь - в специальных металлических или деревянных коробах. Данные условия обеспечивают сохранность и качество используемых материалов и надежность соединений. Упаковка, транспортирование и хранение уплотнительных материалов должны обеспечивать предотвращение загрязнения и увлажнения всех материалов и замораживания некоторых материалов (олифы, густотертых наполнителей) сохранность поверхности; предотвращение загибов, складок и слипания, что обеспечивается промазкой графитом, листовых материалов и готовых прокладок; предохранение паронита и резины от воздействия прямых солнечных лучей и теплового излучения отопительных приборов. При этом не должно происходить скручивание и узлообразование волокнистых материалов.
Т.к. смазочные материалы, олифа и краски огнеопасны, их следует хранить в отдельных помещениях, оборудованных средствами пожаротушения.
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 100–150С) 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:
|
а) дисперсноупрочненные |
б) армированные или волокнистые |
в) слоистые |
|
В них искусственно вводят мельчайшие равномерно распределенные тугоплавкие частицы карбидов, оксидов, нитридов и другие, не взаимодействующие с матрицей и не растворяющиеся в ней вплоть до температуры плавления фаз |
Арматурой в армированных композиционных материалах могут быть волокна различной формы (нити, ленты, сетки разного плетения). Их прочность определяется прочностью армирующих волокон, которые воспринимают основную нагрузку |
Слоистые композиционные материалы набираются из чередующихся слоев волокон и листов матричного материала (типа «сэндвич»). Возможно поочередное использование слоев матрицы из сплавов с различными механическими свойствами |
