Виды прокладочных материалов применяемых на фланцевых соединениях

Фланцевое соединение – не просто два металлических диска, стянутых болтами. Это точка критической ответственности, где виды прокладочных материалов, применяемых на фланцевых соединениях и их правильный выбор, определяют герметизацию соединений трубопроводов и безопасность всего объекта. Малозаметная деталь способна предотвратить аварию или стать ее причиной.

Основные виды прокладок для фланцевых соединений: классификация по материалу

Производители предлагают разные виды прокладок для фланцевых соединений. Их классифицируют по материалу изготовления на три категории: неметаллические, металлические, комбинированные.

Неметаллические прокладки

Эта категория включает изделия из эластичных материалов, способных к упругой или пластической деформации для заполнения микронеровностей фланцев:

1. Паронитовые. Отличаются высокой сжимаемостью и способностью повторять рельеф соединяемых деталей. Ремонтные комплекты из паронита применяют в широком диапазоне температур (от -50 до +450 °C) и давлений (до 4-6 МПа) для воды, пара, нефтепродуктов, газов и агрессивных сред.
2. Резиновые или эластомерные. Обеспечиваю герметичность при низких давлениях. EPDM устойчив к горячей воде и пару. NBR – к маслам и топливу, а фторкаучуки (Viton) выдерживают высокие температуры и агрессивные химические среды.
3. Фторопластовые. Обладают низким коэффициентом трения и уникальной химической стойкостью – практически не реагирует ни с чем.
4. Графитовые. Изготавливают из гибкого графита, выдерживающего экстремальные температуры и давления. Обладают высокой теплопроводностью и химической инертностью. Идеальны для пара, высокотемпературных сред.

Металлические прокладки

Это виды фланцевых прокладок, работающих в условиях экстремальных нагрузок. В отличие от эластичных неметаллических аналогов, где герметичность достигается за счет высокой сжимаемости, здесь ключевую роль играет упругая деформация самого металла.

Для изготовления металлических прокладок применяют углеродистую и нержавеющую сталь, цветные металлы и сплавы на их основе. Изделия имеют цельную конструкцию и следующие особенности:

• термостойкость;
• способность выдерживать сверхвысокое давление;
• продолжительный срок эксплуатации;
• стойкость к медленной деформации под нагрузкой;
• инертность ко многим агрессивным средам.

Но, при использовании уплотнительных элементов из металла, предъявляют высокие требования к высокой точности их изготовления, низкой шероховатости поверхностей.

Комбинированные (полуметаллические) прокладки

Это инженерное решение, объединяющее упругость металла и уплотняющую способность неметаллов. Так, какие бывают прокладки для фланцевых соединений комбинированного типа и в чем их особенность.

Конструкция армированной прокладки обычно включает металлическую оболочку (обечайку) с наполнителем из графита, PTFE или других эластомеров. Такая структура дает одновременно упругость, прочность, высокую сжимаемость. Металлическая оболочка полностью или частично закрывает мягкий уплотнитель. Это защищает наполнитель от выдувания давлением и истирания, позволяя использовать уплотнительные элементы для фланца в динамических условиях или при циклическом изменении температуры.

Типы прокладок в зависимости от конструкции фланцев

Выделяют следующие категории уплотнительных элементов для фланцевых соединений:

1. Плоские сплошные или с прорезанными отверстиями под крепеж.
2. Зубчатые на зубчатом металлическом основании.
3. Овальные с овальной формой сечения.
4. Спиральные, состоящие из чередующихся слоев нержавеющей металлической ленты и мягкого наполнителя.
5. Линзовые выпуклой формы.

Как выбрать прокладку для фланцевого соединения: ключевые факторы

Подбирая материал прокладок для фланцевых соединений, учитывают следующее:

1. Диапазон температур и давления в системе. Сравнение резиновых и металлических решений показало, что для высоких показателей подходят прокладки из металла (зубчатые, линзовые, овальные) или комбинированные. Для средних и низких эксплуатационных параметров выбирают неметаллические.
2. Химическую совместимость с транспортируемой средой. Для агрессивных сред используют решения из фторопласта (PTFE), графита, специальных композитов или коррозионностойких сталей. Для нефтепродуктов, газа, пара оптимальны металлические или комбинированные уплотнительные элементы.
3. Тип и состояние фланцев. Плоские фланцы требуют изделий с большой площадью контакта (плоские, гофрированные). Выступ-впадина (RTJ) нуждается в герметизации овальными, восьмигранными прокладками, которые закладываются в специальный паз.
4. Условия эксплуатации и динамика системы. При вибрациях и переменных нагрузках подходят спирально-навитые уплотнители. Частые циклы нагрева/охлаждения требуют материалы с низким коэффициентом релаксации напряжений.

Обзор стандартов и маркировки прокладок

Надежность, безопасность фланцевых соединений в инженерных системах зависят от соблюдения общетехнических стандартов. В Российской Федерации действует разветвленная и весомая нормативная база, которая регламентирует производство, выбор и промышленное применение прокладок, выдвигая к ним четкие требования по материалам, геометрии и эксплуатационным характеристикам.

Ориентиром для инженеров и технических специалистов служат следующие производственные стандарты ГОСТ:

• 28579.8-90.
• 15180-86.
• 10493-81.
• 28759.6-90.

Для однозначной идентификации прокладки и ее соответствия условиям эксплуатации применяется стандартизированная маркировка. Наносимая на изделие или указываемая в документации, она содержит исчерпывающую информацию о его ключевых параметрах.

Пример расшифровки маркировки «Прокладка А-50-10-ПОН-Б»:

• А: тип исполнения (конструктивная особенность).
• 50: условный проход (DN), равный 50 мм.
• 10: рабочее давление (Py), составляющее 1,0 МПа (цифра «10» в маркировке ГОСТ соответствует 1,0 МПа).
• ПОН: материал изготовления – паронит общего назначения.
• Б: исполнение (конкретный вариант исполнения по стандарту).

Эта маркировка определяет прокладку для фланцевого соединения диаметром 50 мм, рассчитанную на давление до 1,0 МПа и изготовленную из стандартного паронита.

Основные ошибки при выборе и установке прокладок

К самым распространенным ошибкам выбора относится:

1. Несоответствие типа прокладок для фланцевых соединений рабочей среде, которое приводит к быстрой деградации прокладки.
2. Неправильный выбор типа прокладки под конструкцию фланца. Из-за этого не будет удерживаться в пазу, и не обеспечит требуемого уплотнения по торцевой поверхности.
3. Повторное использование. Прокладка – одноразовый элемент. При демонтаже она деформируется, из-за чего теряется энергоэффективность соединений.
4. Экономия на качестве. Поддельные или несертифицированные изделия могут иметь нестабильный химический состав, механические свойства. Такие характеристики делают их поведение в реальных условиях непредсказуемым.

При установке прокладки частые ошибки связаны с недостаточной или некачественной подготовкой поверхностей фланцев. Любые частицы, царапины, заусенцы, раковины или следы коррозии нарушают плотность прилегания. Еще одна ошибка – неправильное позиционирование уплотнителя. Это может быть смещение относительно центра, перекрытие дренажных или контрольных отверстий.

К протечке в трубопроводах часто приводит недостаточная или чрезмерная затяжка крепежа. Также считается ошибкой затяжка болтов по кругу (по порядку). Это вызывает перекос фланцев. Нужно использовать «крест-накрест» или другие специальные схемы для обеспечения параллельности фланцев.

Сравнительная таблица видов прокладок для фланцев

Определиться с подходящим вариантом прокладок помогут сотрудники компании «ПК Форм». Предлагаем большой выбор уплотнителей для фланцев, которые находятся на складе в большом количестве и готовы к оперативной отгрузке.

Нужны нестандартные решения? Изготовим продукцию по чертежам заказчика.

Часто задаваемые вопросы