Графит армированный
- от объёма, заполните заявку
Графит армированный — композитный уплотнительный материал на основе терморасширенного графита (ТРГ), усиленный одним или двумя слоями перфорированной или гладкой нержавеющей стали. Листовой армированный графит применяется для изготовления прокладок, герметизирующих фланцевые, бесфланцевые и подвижные соединения трубопроводов, арматуры, насосов и аппаратов в энергетике, химической, нефтегазовой и пищевой промышленности.
Армирующий стальной каркас придаёт материалу механическую прочность и повышенную упругость, позволяя прокладкам надёжно работать при давлении до 40 МПа и в диапазоне температур от −200 до +550 °C в окислительной среде. В инертных средах и вакууме допускается эксплуатация до +1200 °C.
Технология производства армированного графита
Армированный листовой графитовый материал изготавливается методом совместной прокатки (вальцовки) графитового листа из ТРГ с металлической лентой. В качестве армирующего элемента используется перфорированная или гладкая лента из нержавеющей стали марки 08Х18Н10Т по ГОСТ 5632, толщиной 0,05–0,2 мм. Листовой материал толщиной до 3 мм производится по бесклеевой технологии — слои графита механически скрепляются с металлом при прокатке без применения связующих.
Терморасширенный графит для производства листов получают путём термообработки интеркалированного (окисленного) графита при температуре около 1000 °C с высокой скоростью нагрева (400–600 °C/с). При этом газообразные продукты разложения создают давление до 300–400 атм в межслоевом пространстве кристаллической решётки, что приводит к расширению частиц графита в десятки раз. Полученный ТРГ обладает высокой удельной поверхностью и пластичностью, необходимой для формирования графитовой фольги методом прокатки.
Конструкции листов графитовых армированных по ГОСТ 34708-2021
Действующий межгосударственный стандарт ГОСТ 34708-2021 «Арматура трубопроводная. Уплотнительные материалы на основе терморасширенного графита. Общие технические условия» определяет классификацию, требования к изготовлению и маркировку армированных графитовых листов (обозначение — ЛГА).
Типы конструкций
Стандарт предусматривает несколько конструктивных вариантов ЛГА:
| Тип конструкции | Описание |
|---|---|
| С одним слоем перфорированной стали | Металлическая лента внутри между двумя слоями графита |
| С одним слоем гладкой стали | Гладкая нержавеющая лента без перфорации |
| С двумя слоями перфорированной стали | Два армирующих слоя для повышенных нагрузок |
| С двумя слоями гладкой стали | Два гладких слоя нержавеющей стали |
Армирующие элементы изготавливаются из нержавеющей стали марки 08Х18Н10Т по ГОСТ 5632, отвечающей требованиям ГОСТ 4986. Перфорация обеспечивает механическое сцепление графитовых слоёв через отверстия в стальной ленте.
Система классификации по ГОСТ 34708-2021
Стандарт вводит трёхступенчатую систему классов для ЛГА:
| Параметр классификации | Что определяет |
|---|---|
| Класс прочности | Механические и герметизирующие свойства материала |
| Класс чистоты | Содержание примесей (зольность) |
| Класс термоокислительной стойкости | Устойчивость к окислению при нагреве |
Пример условного обозначения: ЛГА 343-11-1000×1500×4,0 ГОСТ 34708-2021 — лист графитовый армированный, класс прочности 3, класс чистоты 4, класс термоокислительной стойкости 3, с одним слоем гладкой ленты из стали 08Х18Н10Т, размером 1000×1500 мм, толщиной 4,0 мм.
Эксплуатационные характеристики армированного графитового листа
Ниже приведены обобщённые технические параметры армированных графитовых листов, подтверждённые данными производителей и стандартом ГОСТ 34708-2021.
| Характеристика | Значение |
|---|---|
| Толщина листа | 0,6–4,0 мм (армированный); 0,5–4,0 мм (неармированный) |
| Линейные размеры | 1000×1000, 1000×1500, 1500×1500 мм |
| Плотность графитового слоя | 1,0–1,7 г/см³ |
| Рабочая температура (окислительная среда) | от −200 до +550 °C |
| Рабочая температура (водяной пар) | до +650 °C |
| Рабочая температура (инертная среда, вакуум) | от −200 до +1200 °C |
| Максимальное давление рабочей среды | до 40 МПа |
| Сжимаемость (при плотности 1,0 г/см³) | 38–42 % |
| Восстанавливаемость (при плотности 1,0 г/см³) | 10–12 % |
| Толщина армирующей ленты | 0,05–0,2 мм |
| Материал армирования | Нержавеющая сталь 08Х18Н10Т (ГОСТ 5632) |
Высокая сжимаемость армированного графита обеспечивает заполнение микронеровностей уплотнительных поверхностей фланцев и надёжную герметизацию даже при значительном давлении рабочей среды.
Свойства армированного графита на основе ТРГ
Химическая стойкость
Графитовый армированный листовой материал обладает широкой химической стойкостью. Он устойчив к воздействию большинства кислот, растворов щелочей и солей, органических растворителей, нефтепродуктов и топлив. Диапазон pH рабочей среды — от 0 до 14. Не допускается контакт с сильными окислителями (концентрированная азотная кислота, олеум, расплавы щелочей), которые разрушают графитовую матрицу.
Термостойкость и стойкость к термоциклированию
Прокладочный армированный графит сохраняет работоспособность в широком температурном диапазоне. Графит не плавится (возгоняется при ~3600 °C), не становится хрупким при криогенных температурах и не стареет со временем. Отсутствие в составе органических связующих исключает деградацию при длительном нагреве. Это критически важно для уплотнений, работающих в условиях частых пусков и остановок оборудования (термоциклирование).
Герметизирующие свойства
Армирование перфорированным листом значительно повышает упругость и рабочее давление, которое выдерживает прокладка. Пластичность графитового слоя обеспечивает заполнение неровностей и царапин на фланцевых поверхностях, а стальной каркас предотвращает выдавливание материала из зазора. Низкая ползучесть графитового армированного листа гарантирует стабильность обжатия прокладки на протяжении всего срока эксплуатации.
Экологическая безопасность
Армированный графит не содержит асбеста и не оказывает вредного воздействия на здоровье и окружающую среду. Графитовая пыль, которая может выделяться при обработке, относится к веществам 4-го класса опасности (малоопасные) по ГОСТ 12.1.007, ПДК в воздухе рабочей зоны — 10 мг/м³. Материалы ТРГ не взрывоопасны, не воспламеняются и не поддерживают горения.
Область применения прокладочного армированного графита
Согласно ГОСТ 34708-2021, уплотнительные материалы на основе ТРГ предназначены для герметизации подвижных и неподвижных соединений оборудования в следующих отраслях:
| Отрасль | Типичные применения |
|---|---|
| Тепловая и атомная энергетика | Фланцевые соединения паропроводов, арматуры котлов, теплообменников |
| Химическая промышленность | Уплотнения реакторов, сосудов и трубопроводов с агрессивными средами |
| Нефтепереработка и газовая промышленность | Прокладки фланцевых соединений насосов, компрессоров, трубопроводов |
| Автомобильная промышленность | Прокладки под головки блока цилиндров и коллекторов ДВС |
| Авиационная и космическая промышленность | Уплотнения газотурбинных двигателей, высокотемпературных узлов |
| Пищевая промышленность | Герметизация соединений технологического оборудования |
| Коммунальное хозяйство и мелиорация | Уплотнения запорной и регулирующей арматуры тепловых сетей |
Армированный прокладочный графит используется для изготовления плоских фланцевых прокладок, уплотнений аппаратов высокого давления, а также в составе спирально-навитых прокладок (СНП) как наполнитель.
Совместимость с рабочими средами
Армированные графитовые листы применяются при контакте с широким спектром рабочих сред:
| Рабочая среда | Условия применения |
|---|---|
| Воздух | от −200 до +550 °C |
| Водяной пар (насыщенный и перегретый) | до +650 °C |
| Топлива (бензин, дизель, керосин, реактивное) | от температуры замерзания до температуры кипения |
| Минеральные масла | от температуры замерзания до температуры вспышки |
| Нефть и нефтепродукты | в стандартных условиях эксплуатации |
| Природный и попутный газ | в стандартных условиях эксплуатации |
| Инертные газы, вакуум | от −200 до +1200 °C |
Преимущества армированного графита перед паронитом
Армированный графит листовой является безасбестовой заменой паронитовых прокладок с рядом существенных преимуществ для промышленного применения:
| Параметр | Паронит (ПОН-Б) | Армированный графит (ЛГА) |
|---|---|---|
| Макс. температура (окисл. среда) | до +450 °C | до +550 °C |
| Макс. давление | до 6,4 МПа (ПОН-Б) | до 40 МПа |
| Содержание асбеста | Да | Нет |
| Старение при нагреве | Высыхание, охрупчивание связующего | Практически отсутствует |
| Стойкость к термоциклированию | Ограниченная | Высокая |
Формы поставки графита армированного листового
Армированный графит листовой поставляется в следующих формах:
| Форма поставки | Типичные параметры |
|---|---|
| Листы стандартных размеров | 1000×1000, 1000×1500, 1500×1500 мм; толщина 0,6–4,0 мм |
| Листы нестандартных размеров | По согласованию с заказчиком |
| Вырубленные прокладки | По чертежу заказчика, кольца и диски различных Ду |
Листы графитовые армированные упаковываются в деревянные ящики. По согласованию с заказчиком допускается изменение способа упаковки.
Требования к качеству поверхности по ГОСТ 34708-2021
Поверхность листов ЛГА должна быть ровной и гладкой. Стандарт допускает незначительные поверхностные потёртости и царапины, а также вмятины глубиной не более 10 % от номинальной толщины графитовой составляющей. Не допускаются: трещины, вздутия, расслоения, надломы, загрязнения и пятна.
Хранение армированного графитового материала
Листовой армированный графитовый материал следует хранить в закрытых складских помещениях по ГОСТ 15150-69, при температуре не выше +30 °C и относительной влажности 40–70 %. Необходимо исключить воздействие прямых солнечных лучей, теплоизлучающих приборов, озона, выхлопных газов, пыли и механических повреждений.
Нормативная документация на графит армированный
Основные стандарты, регламентирующие производство и применение армированных графитовых материалов:
| Стандарт | Область действия |
|---|---|
| ГОСТ 34708-2021 | Уплотнительные материалы на основе ТРГ — общие технические условия |
| ГОСТ 5632 | Легированные нержавеющие стали и сплавы (марка армирующей стали) |
| ГОСТ 4986 | Лента холоднокатаная из нержавеющей стали |
| ГОСТ 15180-86 | Прокладки плоские эластичные — основные параметры и размеры |
| ГОСТ 12.1.007 | Классификация вредных веществ по степени опасности |
Помимо межгосударственного стандарта, ряд производителей выпускает продукцию по собственным техническим условиям (ТУ), обеспечивающим взаимозаменяемость с продукцией по ГОСТ 34708-2021.
