Руководство по выбору: на что обращать внимание при покупке прокладки с графитом

Прокладки с графитом отличаются уникальными характеристиками. Поэтому они используются в промышленном оборудовании, трубопроводах и системах, которые подвержены воздействию высокой температуры. Но для выбора правильной прокладки нужно понимать ряд параметров, которые влияют на эффективность и долговечность уплотнения. Поэтому следует разобраться, на какие характеристики стоит обращать внимание при покупке прокладок с графитом.

Плотность материала: фундамент надежности

Плотность графитовой прокладки можно сравнить с плотностью губки. Чем плотнее структура, тем меньше в ней пор и тем лучше она сопротивляется проникновению жидкостей и газов. Этот параметр измеряется в граммах на кубический сантиметр и варьируется от 1,0 до 1,8 г/см³.

Нужно представить 2 куска поролона: один рыхлый и легко сжимается, другой плотный и упругий. Первый будет пропускать воду даже при небольшом давлении, второй создаст надежный барьер. Так же работает и плотность в графитовых прокладках. Более плотные прокладки (1,6-1,8 г/см³) обеспечивают герметичность, поэтому используются в системах высокого давления, где каждая микропора может стать путем для утечки.

Менее плотные уплотнения (1,0-1,3 г/см³) более эластичны и лучше адаптируются к неровностям поверхности фланцев. Это делает их оптимальным вариантом для соединений с небольшими дефектами и шероховатостями.

Плотность прокладки с графитом определяется с учетом давления системы. Если оно не превышает 40 бар, то подойдут уплотнения со средней плотностью около 1,4 г/см³. Если давление превышает 60 бар, то лучше использовать более плотные материалы, которые не деформируются под нагрузкой и сохраняют герметичность соединения.

Толщина: баланс между гибкостью и прочностью

Толщина прокладки определяет ее способность компенсировать неровности соединяемых поверхностей и степень усадки при затяжке. Толщина стандартных прокладок с графитом варьируется в диапазоне от 0,5 до 3 мм. Но есть и более толстые уплотнения.

Нужно помнить, что слишком тонкая прокладка не компенсирует неровности основания, а слишком толстая может неравномерно обтягиваться и деформироваться. Тонкие прокладки (0,5-1 мм) требуют ровной поверхности фланцев, но обеспечивают более стабильное уплотнение при перепадах температур. Они меньше расширяются и сжимаются, а также менее подвержены выдавливанию за пределы фланцевого соединения под давлением.

Прокладки средней толщины (1,5-2 мм) – это универсальное решение. Они достаточно гибкие, чтобы заполнить небольшие царапины, компенсировать неровности на фланцах, но при этом остаются стабильными под нагрузкой. Более толстые прокладки (2,5-3 мм) используются там, где нужно компенсировать зазоры и неровности.

Важно помнить, что при затяжке болтов графитовая прокладка сжимается. Это нормальный процесс, который называется усадкой. Качественная прокладка дает усадку в пределах 10-20% от первоначальной толщины. Если производитель не указывает этот параметр или он превышает 25%, это признак низкого качества материала или недостаточной плотности.

Армирование: дополнительная прочность там, где она нужна

Чистый графит – относительно мягкий и хрупкий материал. Он легко ломается. Поэтому прокладки с графитом содержат армирующие элементы. Они повышают механическую прочность и устойчивость к разрыву.

Существует несколько типов армирования, каждый из которых решает определенные задачи: 

1. Армирование металлической сеткой или перфорированным листом из нержавеющей стали создает внутри прокладки каркас, который предотвращает ее разрушение под воздействием высоких нагрузок. Это особенно важно для фланцев большого диаметра, где нагрузки распределяются неравномерно. Такие прокладки можно сравнить с железобетоном. Бетон создает массу и заполняют неровности, а арматура обеспечивает устойчивость к нагрузке на разрыв.
2. Армирование проволочной сеткой из нержавеющей стали обеспечивает гибкость прокладки, позволяет ей лучше адаптироваться к форме фланца. При этом сохраняется прочность уплотнения.
3. Тангенциальное армирование (когда металлические элементы располагаются по окружности прокладки) предотвращает выдавливание материала наружу под действием внутреннего давления.
4. Армирование стекловолокном или углеродными нитями создает гальванические пары с фланцами, что важно в системах с агрессивными средами. Но они менее устойчивы к экстремально высоким температурам, чем уплотнения с металлическим армированием.

При выборе армированной прокладки нужно учитывать условия эксплуатации. В системах, которые подвергаются воздействию вибрации или пульсирующего давления, обязательно используются усиленные уплотнения. Они предотвращают усталостное разрушение материала. Неармированные прокладки стоят дешевле и проще в установке. Это оптимальный вариант для статичных соединений, которые работают при низком давлении.

Какие еще нужно учитывать факторы при выборе прокладок с графитом

Помимо основных характеристик, существует несколько дополнительных параметров, на которые стоит обратить внимание. Диапазон рабочих температур – важный фактор, который нужно учитывать при выборе графитовых прокладок.

Качественные уплотнения выдерживают температуру от минус 200⁰C до плюс 550⁰C окислительной среде и до 3000⁰C градусов в инертной или восстановительной атмосфере. Но при увеличении температуры меняется гибкость материала. Поэтому для систем, которые эксплуатируются под воздействием высокой температуры, лучше использовать прокладки с запасом по характеристикам.

Графит отличается химической стойкостью. Он устойчив к большинству кислот, щелочей, растворителей и нефтепродуктов. Исключение – сильные окислители вроде азотной кислоты или концентрированной серной кислоты нагретые до высоких температур. Если система работает с агрессивными средами, то нужно уточнить у производителя совместимость материала прокладки с определенным веществом или соединением.

Форма и размер прокладки должны точно соответствовать фланцевому соединению. Слишком маленькая прокладка не обеспечит необходимую площадь контакта. Большая может выступать внутрь трубопровода. Это приведет к образованию завихрений потока и зон застоя. Это особенно важно для пищевой или фармацевтической промышленности.

Практические рекомендации по выбору прокладки с графитом

Выбор графитовой прокладки нужно начать с анализа условий эксплуатации. Следует определить максимальное рабочее давление, а также: 

• температурный диапазон; 
• тип рабочей среды; 
• состояние фланцевых поверхностей.

Для стандартных промышленных систем и оборудования, которое работает под давлением до 40 бар, при температуре до 400⁰C и хорошо обработанными фланцами оптимальным выбором будет прокладка плотностью 1,4-1,6 г/см³, толщиной 1,5-2 мм без армирования или с легким усилением стекловолокном. Она обеспечит надежное уплотнение соединений.

Для более сложных условий (высокое давление, экстремальные температуры, агрессивные среды, сильная вибрация) подходят прокладки повышенной плотности (1,6-1,8 г/см³) с металлическим армированием. Их толщина зависит от состояния фланцев. Для хорошо обработанных поверхностей достаточно 1-1,5 мм, при наличии неровностей лучше использовать уплотнения 2-2,5 мм.

Рекомендуется запрашивать у производителя сертификаты и технические паспорта на материал. Ответственные поставщики предоставляют подробную информацию о составе, физико-механических свойствах и результатах испытаний уплотнений.

Нужно обращать внимание на наличие допусков и сертификаций для определенной отрасли. Например, сертификатов пожарной безопасности для нефтегазовой промышленности или гигиенических заключений для пищевого производства.

Правильно подобранные графитовые прокладки прослужат долгие годы, обеспечат надежное уплотнение, повысят безопасность эксплуатации оборудования. Поэтому следует потратить время на тщательный анализ требований и характеристик материала. Это позволит избежать утечек, внеплановых остановок и аварийных ситуаций.