Электротехнические материалы. Для запитывания электро-технического оборудования, применяемого в сантехнических работах, используют различные силовые кабели.
Кабели силовые гибкие на напряжение до 220 В по ГОСТ 6731-77Е изготовляют следующих марок: РГД — с медными жилами с резиновой изоляцией; РГДО - с медными жилами с резиновой оболочкой; РГДВ - с основной жилой и изолиро-ванными вспомогательными жилами с общей резиновой изо-ляцией, обладающей защитными свойствами. Кабели приме-няют для соединения электрододержателей автоматических или полуавтоматических аппаратов с источником номиналь-ного переменного напряжения до 220 В, частотой 50 Гц или по-стоянного напряжения. Кабели предназначены для работы при температуре окружающей среды от —50 до +50 °С. Строи-тельная длина кабелей не менее 100 м.
Кабели силовые гибкие на напряжение 660 В по ГОСТ 13497-77Е выпускают следующих марок: КРПТ — с медными жилами с резиновой изоляцией в резиновой оболочке; КРПТН — с медными жилами с резиновой изоляцией в рези-новой оболочке, в резиновой маслостойкой оболочке, не рас-пространяющей горение; КРПГ — с медными жилами повы-шенной гибкости с резиновой изоляцией в резиновой оболоч-ке; КРПГН — с медными жилами повышенной гибкости с резиновой изоляцией в резиновой маслостойкой оболочке, не распространяющей горение; КРПС - с медными жилами по-вышенной гибкости с резиновой изоляцией с профилирован-ным сердечником в резиновой оболочке.
Кабели поставляют в бухтах массой бухты не более 50 кг или намотанными на деревянные барабаны.
Резинотехнические изделия. Ремни плоские приводные ткане-вые прорезиненные, используемые в электрогенераторах и элек-тронасосах, изготовляют трех типов в зависимости от назначе-ния и конструкции:
- тип А - нарезные, применяемые для малых шкивов при скоро-стях вращения более 20 м/с; изготовляются шириной 20; 25; 30; 40; 45; 50; 60; 70; 75; 80; 85; 90; 100; 125; 150 мм;
- тип Б - послойно завернутые, применяемые при работе с пре-рывной нагрузкой при скоростях вращения до 20 м/с; изготов-ляются шириной 20; 25; 30; 40; 150; 200; 250 мм;
- тип В - спиральные завернутые, применяемые при работе с не-большими нагрузками при скоростях вращения до 15 м/с; из-готовляются шириной 20; 25; 30; 40; 50; 60; 75; 80; 85; 90; 100; 125; 150 мм.
Ремни шириной до 90 мм выпускаются длиной не менее 8 м; шириной 100 мм и более — длиной не менее 20 м.
Поверхность ремней должна быть гладкой, без оголения тканевых прокладок, без узлов, торчащих нитей и расслоений, без трещин, вмятин и пузырей, язвин, рубцов и механических повреждений.
Ремни приводные клиновые по ГОСТ 1284.1-80 состоят из кордткани или кордшнура, оберточной ткани и резины, соеди-ненных в одно целое путем вулканизации.
Внутренняя длина ремня соответствует длине его внутрен-ней окружности, а расчетная - длине окружности на уровне расчетной ширины ремня, измеренной под натяжением. Предпочтительными расчетными длинами ремней являются: 400; 450; 500; 560; 630; 710; 800; 900; 1000;1120;1250; 1400;1600; 1800; 2000; 2240; 2500; 2800; 3150; 3550; 4000; 4500; 5000; 5600; 6300; 7100; 8000; 9000; 10 000; 11 200; 12 500; 14 000; 16 000 и 18 000 мм.
В эксплуатации ремни должны сохранять работоспособ-ность в интервале температур от -30 до +60 °С.
Рукава резиновые напорные с текстильным каркасом (по ГОСТ 18698-79) применяются в качестве гибких трубопрово-дов для подачи под давлением жидкостей, газов и сыпучих ма-териалов. В зависимости от назначения и условий работы эти рукава изготовляют типов: Б - для подачи бензина, керосина, нефти и минеральных масел; В - для подачи воды и слабых растворов неорганических кислот и щелочей концентрацией до 20%; ВГ —для подачи горячей воды температурой до 100 °С; Г - для подачи воздуха, кислорода, ацетилена, углекислоты, азота и других инертных газов; П - для подачи пищевых ве-ществ; Ш - для подачи растворов при штукатурных работах; Пар-1 и Пар-2 - для подачи насыщенного пара.
Резинотканевые напорные рукава внутренним (номиналь-ным) диаметром 10; 12,5; 16; 20; 25; 31,5; 40; 50 и 63 мм изготов-ляют для рабочего давления до 2,0 МПа (20 кгс/см 2); диамет-ром 80; 100; 125; 160 и 200 мм — для рабочего давления до 0,5 МПа (5 кгс/см 2).
Рукава всех типов должны быть герметичными при испыта-нии гидравлический давлением, равным удвоенному рабочему давлению, а рукава типа Г — при испытании воздушным давле-нием, равным рабочему. Рукава типов Б, В, П и Ш должны иметь не менее чем трехкратный запас прочности, а рукава ти-пов ВГ, Г, Пар-1 и Пар-2 — не менее чем пятикратный.
Рукава всех типов должны сохранять работоспособность в интервале температур от -35 до +50 °С.
Рукава резиновые для газовой сварки и резки металлов (по ГОСТ 9356-75) применяют для подачи под давлением ацети-лена, жидкого топлива и кислорода к аппаратуре для сварки и резки металлов при температуре окружающего воздуха от -35 до +70 °С и от -55 до +70 °С в районах с холодным климатом (таблица ниже).
В зависимости от назначения рукава изготовляют трех ти-пов с отличительным цветом наружного резинового слоя:
- тип I — для подачи ацетилена, бытового газа, пропана и бутана под давлением не более 0,63 МПа - красного цвета;
- тип II - для подачи жидкого топлива (бензина, керосина, уайт- спирита) под давлением не более 0,63 МПа - желтого цвета;
- тип III — для подачи кислорода под давлением не более 2,0 МПа - синего цвета.
Рукава должны иметь не менее чем трехкратный запас прочности при разрыве гидравлическим давлением. На внеш-ней поверхности рукавов не должно быть пузырей, отслоений, вмятин и других дефектов; внутренняя поверхность должна быть ровной, без складок, пузырей и т.п.
Основные параметры резиновых рукавов
Рукава пожарные напорные (по ГОСТ 472-75) из льняной пряжи сухого прядения в зависимости от дефектов делятся на первый и второй сорта.
Рукава скатываются в круги. На наружном конце каждой партии кругов ставят клеймо, на котором указываются: 1) на-именование и адрес предприятия-изготовителя; 2) внутренний диаметр, мм; 3) наименование группы рукавов; 4) длина рукава в круге, м; 5) масса круга и его номер; 6) дата изготовления ру-кава (год, месяц); 7) обозначение каждого стандарта.
Набивочные, уплотнительные и прокладочные материалы. Для производства сантехнических работ промышленностью вы-пускается ряд вспомогательных материалов, необходимых для уплотнения соединений.
Набивки сальниковые (по ГОСТ 5152-77) применяют для уплотнения сальников арматуры, насосов, машин и аппарату-ры и рассчитаны на широкий диапазон давлений и температур. Набивки, пропитанные антифрикционным составом, обетечивают смазку вращающихся валов и штоков, проходящих че-рез сальник.
Шнуры асбестовые (по ГОСТ 1779-72) с пропиткой анти-фрикционным составом или графитом, замешенным на нату-ральной олифе, применяют для набивки сальников арматуры, компенсаторов , уплотнения секций чугунных котлов, резьбо-вых соединений, а также в качестве изоляционного материала.
Картон асбестовый (по ГОСТ 2850-75) марок КАОН-1 и КАОН-2 используют как теплоизолирующий и огнезащитный материал при температуре изолируемой поверхности не более 500 °С, а также в качестве прокладочного материала для обору-дования, приборов и коммуникаций. Картон марки КАП слу-жит прокладочным материалом. Листы картона не должны иметь трещин, вдавленных мест, посторонних механических включений.
Картон прокладочный (по ГОСТ 9347-74) изготовляют в листах и рулонах плотностью 0,7-0,75 г/см 3 двух марок — А (пропитанный) толщиной 0,3; 0,5; 0,8; 1; 1,5 мм; Б (непропитанный) — толщиной 0,3; 0,5; 0,8,; 1; 1,25; 1,5; 1,75; 2; 2,25; 2,5 мм. Из прокладочного картона изготовляют прокладки для уплотнения фланцевых соединений трубопроводов, транспор-тирующих воду температурой до 100°С. Перед установкой про-кладки необходимо смочить в воде и проварить в натуральной олифе. Поверхность картона должна быть ровной, без короб-лений, складок, морщин, пузырей, неволокнистых включений и давленых пятен.
Пластины резиновые и резинотканевые (по ГОСТ 7338-77), применяемые для изготовления прокладок, уплотнителей кла-панов, амортизаторов и других деталей, выпускаются кислото-щелочестойкие, теплостойкие, морозостойкие и маслобензо-стойкие. Длина листов или лент пластин 0,5-10 м, ширина 200-1750 мм, толщина 0,5-50 мм. Теплостойкие резино-вые пластины остаются работоспособными при эксплуатации в среде воздуха температурой до 90 °С и в среде водяного пара температурой до 140 °С. Морозостойкие резиновые пла-стины остаются работоспособными в условиях эксплуатации при температуре до -45° С. Резиновые пластины всех типов остаются термостойкими при эксплуатации в пределах темпе-ратур от -30 до +50 °С. Листовую резиновую пластину приме-няют для изготовления фланцевых прокладок трубопроводов холодной воды. Резинотканевую пластину применяют при температуре воды до 100 °С.
Паронит (по ГОСТ 481-71) изготовляется из смеси асбе-стовых волокон, растворителя, каучука и наполнителей и вы-пускается в виде листов толщиной 0,4; 0,6; 0,8; 1,5; 2; 3; 4; 5 и 6 мм, размерами 300x400, 400x500, 500x500, 750x1000, ЮООх х1500,1500x1500 и 3000x1500 мм. Из паронита общего назначе-ния делают прокладки для фланцевых соединений трубопро-водов горячей воды и пара с температурой выше 100 °С. Перед установкой прокладки смачивают в горячей воде и смазывают графитом, замешенным на натуральной олифе. Паронит нель-зя хранить вместе (в одном помещении) с органическими рас-творителями, смазочными маслами, кислотами и другими ве-ществами, разрушающими его.
Фибра листовая (по ГОСТ 14613-69) выпускается восьми марок. Например, фибра марки ФП К (прокладочная кислоро-достойкая) изготовляется толщиной от 0,6 до 5 мм, применяет-ся в качестве прокладок для нейтральных газовых сред (кисло-рода, углекислоты и т.п.) при высоких давлениях и нормальных температурах; перед употреблением фибра должна быть тща-тельно обезжирена. Фибра марки ФТ (техническая) применя-ется в качестве уплотнителя в вентилях и кранах систем горяче-го водоснабжения.
Лен трепаный (по ГОСТ 10330-76) в виде пряди, пропитан-ной свинцовым суриком или белилами, разведенными на на-туральной олифе, применяется в качестве уплотнителя в резь-бовых 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 D y < 65 мм, шнур — для Уплотнения контргаек, а также в качестве сальниковой набив-ки вентилей и кранов. Уплотнение из ФУМ водостойко и вы-держивает температуру от -60 до +200 °С.
Смоляная прядь (каболка) представляет собой обработан-ные древесной смолой лубяные волокна — отходы производст-ва волокон пеньки и льна. Выпускается прядь двух сортов: пер-вый сорт — из пенькового волокна, второй сорт — из смеси во-локон пеньки и льна. Прядь применяют для заделки раструбов чугунных и керамических труб.
Пеньковый канат (по ГОСТ 483-75), пропитанный смолой (для предохранения от гниения) или без пропитки, применяют для уплотнения раструбов чугунных и керамических труб.
Вспомогательные материалы. Олифа натуральная льняная и конопляная (по ГОСТ 7931-76) применяется для приготовле-ния суриковой замазки, разведения грунтовки и густотертых красок, а также для пропитывания картонных уплотнительных прокладок. Олифа должна храниться в плотно закрытой таре.
Олифа оксоль (по ГОСТ 190-78) в ряде случаев может слу-жить заменителем натуральной олифы. Изготовляется уплот-нением льняного масла и продуванием его воздухом в присут-ствии сиккатива с последующим добавлением растворителя (уайт-спирита).
Сурик свинцовый (по ГОСТ 19151-73) — тяжелый порошок яркого красно-оранжевого цвета, выпускается пяти марок: М-1, М-2, М-3, М-4 и М-5. Суриком, разведенным на нату-ральной олифе (2 масс. ч. сурика й 1 масс. ч. олифы), пропиты-вают льняную прядь, используемую в качестве уплотнителя в резьбовых соединениях трубопроводов отопления с темпера-турой теплоносителя до 105 °С, трубопроводов горячего водо-снабжения и газоснабжения.
Белила свинцовые густотертые (по ГОСТ 12287-77) в виде пасты из смеси свинцовых белил, тяжелого шпата и олифы или сырого льняного или подсолнечного масла выпускают трех ма-рок: МА-011, МА-011-Н-1 и МА-ОИ-Н-2. Служат для тех же целей, что и свинцовый сурик.
Белила цинковые густотертые (по ГОСТ 482-77) представ-ляют собой пасту из сухих цинковых белил (или смеси их с на-полнителем), затертых на натуральной льняной олифе или на растительных маслах с добавкой сиккатива, и выпускаются се-ми марок: ММ-00 спец., М-00, М-0, В-2-00, В-2-0, В-4-00, В-4-0. Эти белила после разведения их натуральной глифтале- вой или пентафталевой олифой до малярной консистенции применяют для окраски поверхностей. Для внутренних работ допускается разведение белил олифой оксоль.
Белила цинковые, разведенные натуральной олифой, служат для пропитывания льняной пряди, применяемой в качестве уплотнителя в резьбовых соединениях трубопроводов холод-ной воды.
Графит тигельный (по ГОСТ 4596-75) применяют как со-ставную часть сальниковых набивок и мастик при соединении труб, сборке чугунных секционных котлов, пропитке паронитовых прокладок и др.
Для герметизации разъемных соединений между фланцами
помещают прокладки из эластичного материала. При затягивании
болтов прокладки деформируются и создается прочноплотное со-
единение.
Прокладки должны быть достаточно прочными и эластич-
ными, чтобы хорошо уплотнять соединение и воспринимать
внутреннее давление и температурные удлинения трубопроводов.
Кроме того, они должны сохранять свои физические характери-
стики под действием агрессивной среды. Материал для прокла-
док выбирают с учетом рабочего давления, концентрации и тем-
пературы агрессивной среды, стоимости и дефицитности.
Для разъемных фланцевых соединений аппаратуры и трубо-
проводов применяют картон, асбест, полипропилен, текстолит,
свинец, медь, алюминий и другие материалы.
Картон в виде листов толщиной от 0,2 до 2,5 мм применяют
для уплотнения фланцевых соединений масло- и рассоло-
проводов. Для предохранения от размокания прокладки из карто-
на предварительно пропитывают горячим машинным маслом или
олифой. Прокладки из листового асбеста применяют на газопро-
водах сухих агрессивных газов с температурой до 600 ÉС. Про-
как они легко разрушаются под давлением.
Паронит, представляющий собой спрессованную смесь из
асбеста (60–70 %), каучука (12–15 %) и минеральных наполни-
телей (в том числе 1,5–2,0 % серы), является основным прокла-
дочным материалом для паропроводов. Его широко применяют
также для уплотнения трубопроводов, транспортирующих мине-
ральные кислоты и щелочные растворы при температурах до
150–170 ÉС и давлении не более 0,3 МПа. Для уплотнения газо-
проводов паронитовые прокладки применяют при гладких флан-
цах до давления 2,5 МПа, а при фланцах с выступом и впадиной –
Для холодной и горячей воды, слабых растворов минераль-
ных кислот и щелочей при температурах до 50–100 ÉС в качестве
прокладочного материала можно использовать соответствующие
сорта резины, в частности на основе полисилоксанового каучука,
которая способна работать в интервале температур от –65 до 250
ÉС. Полиизобутилен ПСГ, выпускаемый в виде листов толщиной
2,5 и 4 мм, применяют для уплотнения трубопроводов слабых ки-
слот и щелочей. Из-за хладотекучести полиизобутилен исполь-
зуют при давлениях не выше 0,05 МПа и температурах Ò40 ÉС.
Улучшенной прочностью обладает композиция полиизобутилена
с полиэтиленом. Такой материал используют в качестве прокла-
док для стеклянных трубопроводов при температурах от –30 до
Прокладкой может служить также «чистый² полиэтилен
(без добавок). Его применяют, например, в производстве реактив-
ной соляной кислоты.
Фторопласт в качестве прокладки используют обычно в ус-
тановках для получения продуктов реактивной квалификации и
особочистых веществ. Прокладки, полученные прессованием
композиции фторопласта-4Д и наполнителей (асбеста, стеклово-
локна, сульфата бария и т. д.), способны работать в интервале
температур от –195 до 250 ÉС и при давлениях до 5 МПа. Фторо-
пласт весьма устойчив, его используют в виде тонкой ленты для
обертывания прокладок из паронита в производстве разбавлен-
ной азотной кислоты.
Пластичные прокладки из свинца, меди и алюминия служат
для уплотнения трубопроводов высокого давления. При этом
следует учитывать их коррозионное поведение в данной среде.
Для обеспечения герметичности сальниковых уплотнений
машин и аппаратов используют набивки и набивочные материа-
лы: хлопковую, пеньковую и льняную пряжу для неагрессивных
сред; асбестовую пряжу, стекловолокно, пластмассы, мягкие ме-
таллы и прессованный графит при высоких давлениях.
Набивки – это сплетенные из пряжи шнуры круглого, квад-
ратного и прямоугольного сечения. Если их используют в саль-
никах валов и штоков, то пропитывают антифрикционными со-
применяют фторопласт Ф-4ДП. Для увеличения прочности шну-
ров их армируют медной или латунной проволокой. В настоящее
время промышленностью освоен эластичный уплотнительный
материал ФУМ из промасленного порошка фторопласта-4Д. Его
применяют в качестве химически стойкого и теплостойкого (150
ÉС) самосмазываемого набивочного материала.
Огнеупорные и теплоизоляционные материалыДля облицовки (обмуровки) котельных агрегатов применяются кирпич красный, разные огнеупорные и теплоизоляционные материалы.
Кирпич красный изготовляется из смеси каолиновой глины (А1203) И песка (Si02) путем обжига заготовок при высокой температуре. Красный кирпич применяется для кладки фундаментов, боровов, наружных стен обмуровки, сводов и других элементов, подвергающихся действию температуры не выше 700 °С.
К огнеупорным материалам, используемым для кладки в котлах, относятся шамотный кирпич, высокоглиноземистые и хромитовые огнеупоры, огнеупорный шамотобетон. К основным контролируемым свойствам огнеупоров относят: огнеупорность, термическую стойкость, шлакоустойчивость, а также плотность структуры, газопроницаемость, теплопроводность.
Огнеупорность характеризуется температурой размягчения, при которой происходит деформация образца без нагрузки, а также температурой начала деформации при нагрузке, создающей напряжение сжатию 0,2 Н/мм2 (2 кг/см2).
Термическая стойкость определяется изменением механической прочности огнеупора при температурных напряжениях, возникающих при сменах нагрева и охлаждения.
Шлакоустойчивость характеризуется потерей массы огнеупора под действием высокотемпературной газовой среды и шлака.
Шамотный кирпич и шамотные изделия получили наибольшее применение в качестве огнеупорного материала для котельных агрегатов. Они применяются для футеровки топочной камеры и газоходов в местах действия высоких (до 1 400 °С) температур.
Шамотный кирпич изготовляется из огнеупорной глины, состоящей из 50...65 % кремнезема (Si02), 30...45% глинозема (А1203), при суммарном содержании до 5 % извести (СаО), магнезии (MgO) и диоксида титана (ТЮ2).
Высокоглиноземистые огнеупоры изготовляются из высокоглиноземистого сырья на глинистой связке; при обжиге в топке происходит спекание материала. В зависимости от вида изделия содержание А1203 может составлять 45... 75 %. Соответственно содержанию А1203 огнеупорность материала изменяется в пределах 1 750... 2 ООО °С. Высокоглиноземистые материалы обладают высокой термостойкостью, шлакоустойчивостью и высокой сопротивляемостью деформации под нагрузкой. Этот вид огнеупоров широко применяется в качестве защитных обмазок футеровки топок для уменьшения их износа.
Огнеупорный шамотобетон используют для изготовления огнеупорных плит обмуровки стен, а также подвесных сводов.
Изоляционные термостойкие материалы отличаются малыми плотностью и теплопроводностью. К числу таких материалов относятся кирпич диатомитовый - применяется для изоляции горячих частей котельного агрегата, работающих при температурах до 900 °С.
Для изоляции горячих поверхностей трубопроводов, арматуры, газовоздухопроводов, аппаратуры и т.п. применяются легковесные изоляционные материалы: асбест, асбослюда, пенодиатомит, диатомитовый кирпич, стекло и шлаковата, совелит и др. Асбест применяется в виде асбестового волокна, асбестового листа или шнура и используется при рабочих температурах до 500 °С.
Прокладочные и набивочные материалы
Прокладочные материалы применяют при монтаже арматуры для уплотнения фланцевых соединений. В качестве прокладочных материалов используют асбест, резину техническую листовую, па- ранит, картон прокладочный.
Асбест применяют в местах соединения секций чугунных котлов для уплотнения ниппелей, взрывных предохранительных клапанов, сальников арматуры и др.
Резина техническая листовая используется для изготовления прокладок между фланцами водопровода, газопровода, между секциями радиаторов.
Паранит - прокладочный материал на основе асбеста, резины и наполнителей, используется в виде листов толщиной 0,4...6 мм, выдерживает давление до 5 МПа (50 кгс/см2) и температуру до 450 °С. Его используют для уплотнения фланцевых соединений паропроводов, водопроводов горячей воды и газопроводов среднего и высокого давления.
Картон прокладочный применяют для прокладок на водопроводах холодной воды. Перед установкой между фланцами прокладки смачивают водой и проваривают в масле.
Набивочные материалы - различные сальниковые набивки и мастики, которые служат для предотвращения выхода пара или жидкости через зазоры сальников.
Сальниковые материалы должны иметь низкий коэффициент трения, высокую устойчивость против износа при высоких темпе¬ратурах. Сальниковые набивки выполняются в виде плетеного шнура из хлопчатобумажной, льняной или конопляной пряжи, а также асбестового шнура, пропитанных антифрикционной мастикой.
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 |
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.