Феррула из полиимида с графитом

Феррула из полиимида с графитом — конусное уплотнительное кольцо из композита термореактивного полиимида и графита, обычно с 15 или 40 % графита по массе. Такая феррула плотная, не пропускает газы и не даёт частиц, держит до 350–400 °C и при этом пластично обжимается в конусе фитинга. Её ставят в хроматографах, вакуумных и газовых линиях, в уплотнениях датчиков. Поставляем феррулы стандартных размеров и точим нестандартные по чертежу — запросы на 5052082@mail.ru.

Зачем в полиимид добавляют графит

Чистый полиимид прочный и термостойкий, но для феррулы слишком твёрдый: уплотняет только при большом усилии затяжки, после нагрева усаживается и прилипает к трубке. Графит делает материал податливее, снижает трение и тепловое расширение, уменьшает усадку и прилипание. Чистый графит, напротив, мягкий, но пористый — пропускает кислород и осыпается. Композит берёт лучшее от обоих: плотность и чистоту полиимида и пластичность графита.

Составы: 15 % или 40 % графита

Показатель	15 % графита	40 % графита
Плотность, г/см³	≈1,50	≈1,65
Прочность при растяжении (23 °C), МПа	≈65–95	≈50
Тепловое расширение (23–300 °C), 10⁻⁶ 1/К	≈49	≈38
Предельная температура феррулы в хроматографе, °C	350 (у разных изготовителей 300–400)	400
Как уплотняет	нужно больше усилия	легче
Размерная стабильность	хорошая	выше

Значения типичные; прочность у 15-процентного состава заметно различается у разных изготовителей сырья. Точные свойства — по паспорту на партию прутка.

Как выбрать:

• 40 % графита — для максимальной температуры, частых нагревов и охлаждений и там, где важна стабильность размеров. Меньшее тепловое расширение означает, что при остывании соединение меньше ослабевает.
• 15 % графита — там, где нужна прочность: тонкостенные феррулы, узлы с высоким усилием затяжки.

Для нового узла обычно делают пробную партию из обоих составов и сравнивают на стенде.

Температура: каталог и долговечность — не одно и то же

Предел 350–400 °C, который пишут на упаковке феррул для хроматографов, — это максимальная температура термостата, при которой соединение сохраняет герметичность. Изготовители самого графитонаполненного полиимида указывают для длительной работы на воздухе около 300 °C (часть — 260 °C) и кратковременно — до 480–500 °C. Выше 300 °C полиимид медленно окисляется и ползёт под нагрузкой, и поджатие соединения со временем ослабевает.

Поэтому для узла, который годами работает при 300–400 °C на воздухе и под давлением, ресурс композитной феррулы нужно подтвердить испытанием пробной партии. Если испытания нет, для таких условий надёжнее феррула из ТРГ.

Где полиимид с графитом не работает

• Горячая вода и пар выше 100 °C: полиимид гидролизуется, феррула трескается.
• Растворы щелочей и сильные основания.
• Длительная работа выше 300 °C на воздухе без проверки ресурса.

К маслам, топливам, большинству растворителей, разбавленным кислотам и инертным газам материал стоек.

Варианты изготовления нестандартных феррул

Каталожная феррула

Под фитинги 1/16″, 1/8″, 1/4″ с отверстиями от 0,3 до нескольких миллиметров феррулы выпускают серийно. Если размер есть в каталоге — это самый быстрый путь. Как подобрать размер, рассказано на странице графитовая феррула.

Феррула без отверстия под доработку

Каталожную заготовку без отверстия сверлят под нужный диаметр. Годится, когда наружный конус стандартный, а отверстие нет. Конус при этом не меняется.

Точение из прутка по чертежу — оптимальный вариант для нестандарта

Феррулу точат из прутка полиимида с графитом на токарном или продольно-точёном автомате: наружный конус, отверстие и торцы — за одну установку. Оснастка не нужна, поэтому выгодно и для пробной партии в 20 штук, и для серии в тысячу. Отверстие соосно конусу, размеры выдерживают в сотых долях миллиметра. Этот вариант выбираем по умолчанию.

Прессование в форме

Для серий в десятки тысяч штук феррулы прессуют из порошка в закрытой форме и спекают. Деталь дешевле, но нужна пресс-форма, а сроки подготовки больше. Для небольших партий невыгодно.

Где применяют

• Газовая хроматография: соединение капиллярной колонки с масс-спектрометром, испарителем и детектором.
• Вакуумные и газовые линии, где частицы графита недопустимы.
• Уплотнение трубок, капилляров и стержней датчиков в гермовводах.
• Аналитические и лабораторные приборы с нагревом до 300–400 °C.

Что указать в заявке

• Чертёж или эскиз феррулы: длину, диаметры конуса, отверстие, допуски; лучше и чертёж гнезда с углом конуса.
• Материал трубки или стержня, на который садится феррула.
• Температуру (длительную и максимальную), среду, давление.
• Состав: 15 или 40 % графита, или выбор за нами.
• Количество: пробная партия и серия.

Вопросы и ответы

Чем феррула из полиимида с графитом лучше графитовой?

Она не пропускает кислород и не крошится, поэтому подходит для масс-спектрометра и чистых газовых линий. Графитовая держит больше — до 450 °C — и уплотняется легче.

Почему феррулу нужно подтягивать после нагрева?

Полиимид при первых нагревах немного усаживается. После нескольких циклов нагрева соединение подтягивают, дальше оно стабильно.

Выдержит ли феррула 350 °C постоянно?

В хроматографе — да, это её рабочий предел. Для многолетней работы на воздухе под нагрузкой изготовители материала указывают около 300 °C; выше — только после испытания пробной партии.

Можно ли сделать феррулу нестандартной формы?

Да. Точим по чертежу из прутка, без оснастки: пробные 20 штук и серию — из одного материала.

Заказать феррулы из полиимида с графитом

Изготовим феррулы и конусные кольца из полиимида с графитом по вашему чертежу, поставим каталожные размеры. Пришлите чертёж, условия работы и количество на 5052082@mail.ru.