5ЭФНЛ композиционный материал

5ЭФНЛ — литьевой графитопласт (графитолит) на основе графитового наполнителя и эпоксидного связующего. В отличие от традиционных графитопластов, получаемых горячим прессованием и высокотемпературным спеканием, графитолиты изготавливают методом холодного литья — без давления и термообработки. Промышленно выпускаются три марки графитолитов: НЛ, 2ФНЛ и 5ЭФНЛ, различающиеся по составу связующего и свойствам.

Состав и технология изготовления

Основа материала — графитовый порошок, связанный эпоксидным связующим с отвердителем. Смесь заливают в открытые или закрытые формы и выдерживают при нормальном атмосферном давлении. Отверждение происходит при температуре окружающей среды не ниже +10 °С без дополнительного нагрева.

В процессе литья материал обладает хорошей текучестью: полностью заполняет форму, воспроизводя сложный рельеф, и хорошо сцепляется с металлическими закладными деталями. Именно это делает 5ЭФНЛ применимым там, где изготовление деталей прессованием или механообработкой из стандартной заготовки невозможно — для крупных корпусов, фасонных деталей трубопроводов, ёмкостей.

Физико-механические свойства 5ЭФНЛ

Соотношение прочности при сжатии и растяжении составляет примерно 7:1 — типичное для хрупких графитовых композитов. Конструкция деталей из 5ЭФНЛ должна обеспечивать работу материала преимущественно на сжатие. При наличии растягивающих усилий допускаемые напряжения необходимо существенно занижать относительно табличного предела.

Принципиальное отличие графитолита от пропитанного графита, антегмита (АТМ-1) и электрографитовых марок — крайне низкая теплопроводность. Это прямое следствие технологии холодного литья и структуры эпоксидной матрицы. 5ЭФНЛ не пригоден для теплообменных аппаратов; для оборудования, где требуется отвод тепла, необходимо выбирать другие марки графитовых материалов.

Химическая стойкость

По уровню химической стойкости 5ЭФНЛ соответствует пропитанному графиту и антегмиту АТМ-1. Материал устойчив к неокисляющим кислотам (в том числе к соляной и серной в широком диапазоне концентраций), щелочным растворам умеренной концентрации, спиртам, алифатическим и ароматическим углеводородам, органическим растворителям.

При работе с окисляющими кислотами, горячими концентрированными щелочами или нестандартными химическими средами совместимость необходимо проверять отдельно — по таблицам химической стойкости для эпоксидных композитов применительно к конкретной концентрации и температуре.

Рабочие условия эксплуатации

Изделия из 5ЭФНЛ рассчитаны на следующий диапазон рабочих условий:

• температура рабочей среды: от −18 до +115 °С;
• избыточное давление: до 0,3 МПа.

Верхний температурный предел (+115 °С) определяется теплостойкостью отверждённой эпоксидной матрицы. При длительном воздействии температур выше допустимого значения происходит размягчение связующего, снижение механических характеристик и химической стойкости. Нижний предел (−18 °С) отражает условия эксплуатации в неотапливаемых производственных помещениях.

Формы поставки и механическая обработка

5ЭФНЛ поставляется в виде крупных литых полуфабрикатов. Максимальный линейный размер отливки — до 2 000 мм. Готовые детали нужной геометрии и размеров получают механической обработкой на металлорежущих станках: точением, фрезерованием, сверлением. Материал хорошо обрабатывается и допускает выдерживание относительно жёстких допусков. Подробнее о возможностях изготовления изделий из графита на заказ — на соответствующей странице.

Применение в химической промышленности

Основная область применения 5ЭФНЛ — крупногабаритные детали химического оборудования, контактирующего с агрессивными средами: производство соляной и серной кислот, гальванические линии, химическая переработка. Из графитолита этой марки изготавливают:

• корпуса центробежных насосов;
• запорную и регулирующую арматуру (краны, задвижки);
• технологические ёмкости и резервуары;
• трубопроводные фасонные части.

5ЭФНЛ целесообразен там, где требуется сочетание химической стойкости с крупными размерами или сложной геометрией изделия, исключающей иные технологии. Для аналогичных задач с другими требованиями к свойствам материала может применяться графитолит НЛ — смежная марка того же класса.