Графитовые уплотнения: виды, характеристики, области применения

Графитовые уплотнения — элементы герметизации из углеродных материалов, предназначенные для работы в условиях высоких температур, агрессивных сред и значительных давлений. Применяются в качестве прокладок, сальниковых набивок, колец и втулок в арматуре, насосах, теплообменниках и трубопроводах.

Назначение и принцип работы

Графитовые уплотнительные элементы обеспечивают герметичность разъёмных соединений за счёт особых свойств углеродных материалов: пластичности под нагрузкой, способности заполнять микронеровности сопрягаемых поверхностей и сохранения упругости после обжатия. В отличие от резиновых и полимерных аналогов, графит не теряет свойств при термоциклировании и воздействии большинства химических веществ.

Основной механизм герметизации — заполнение зазора между фланцами или валом и корпусом за счёт деформации материала при затяжке. Графит не прикипает к металлу и позволяет многократно разбирать соединение без повреждения уплотняющих поверхностей.

Где применяются графитовые уплотнительные элементы

Уплотнения из графита используются в следующих отраслях:

• Химическая промышленность — герметизация аппаратов, работающих с кислотами, щелочами, растворителями.
• Нефтепереработка — уплотнение насосов, перекачивающих нефтепродукты, включая горячие фракции.
• Энергетика — фланцевые соединения паропроводов, арматура котлов и турбин.
• Металлургия — оборудование, работающее с расплавами и высокотемпературными газами.
• Судостроение и машиностроение — валы, насосы, компрессоры.

Виды графитовых уплотнений

По конструкции и назначению различают несколько типов изделий.

Сальниковые набивки

Сальниковые набивки представляют собой шнур квадратного или круглого сечения, изготовленный из терморасширенного графита (ТРГ), армированного металлической проволокой или фольгой. Применяются для уплотнения штоков задвижек, валов насосов и компрессоров. Набивка укладывается в сальниковую камеру и обжимается грундбуксой.

Характеристики набивок из ТРГ: рабочая температура от −200 до +650 °С (для пара), давление до 40 МПа, pH среды 0–14.

Уплотнительные прокладки

Прокладки из графита предназначены для фланцевых соединений трубопроводов и арматуры. Изготавливаются из листового ТРГ методом вырубки или резки. Различают:

• Неармированные — для давления до 6 МПа и температуры до 600 °С.
• Армированные гладкой сталью — для давления до 12–16 МПа.
• Армированные перфорированной сталью — для давления до 20 МПа и повышенных термоциклических нагрузок.
• Спирально-навитые (СНП) — для давления до 40 МПа и критически важных соединений.

Прокладки выпускаются по ТУ в соответствии с типами фланцев по ГОСТ 33259-2015.

Кольца и втулки

Уплотнительные кольца изготавливаются методом навивки графитовой ленты с последующим прессованием или вырезаются из заготовок. Применяются для герметизации сальников арматуры, торцевых уплотнений насосов.

Втулки из графита используются в узлах трения в качестве подшипников скольжения или опор вращающихся валов. Материал — антифрикционный графит марок АГ-1500 или силицированный графит СГ-П.

Материалы для изготовления

Выбор материала определяется условиями эксплуатации: температурой, давлением, типом среды, скоростью скольжения (для втулок).

Антифрикционный графит АГ

Марки АГ-1500, АГ-1500-Б83, АГ-1500-СО5 — искусственные графиты, пропитанные металлами (баббитом, свинцом, оловом) для повышения прочности и снижения трения. Применяются в узлах сухого трения: подшипниках, уплотнительных кольцах компрессоров, вкладышах.

Изготовление регламентируется ТУ 48-20-44-74.

Терморасширенный графит (ТРГ)

ТРГ — пористый материал, получаемый термическим расширением интеркалированного природного графита. Не содержит смол и асбеста. Из ТРГ прессуют фольгу, ленту, листы для прокладок и набивок.

Отличительные свойства: химическая инертность, пластичность, восстанавливаемость после снятия нагрузки. Подвержен возгону при температуре выше 3300 °С, поэтому реальный предел эксплуатации определяется средой.

Силицированный графит

Марки СГ-М, СГ-П, СГ-Т — композит из графита, карбида кремния и свободного кремния. Получается пропиткой пористого графита расплавом кремния при 2000 °С. Обладает высокой износостойкостью и стойкостью к абразивам.

СГ-П используется для торцевых уплотнений насосов, работающих в агрессивных жидкостях с твёрдыми частицами. Изготовление по ТУ 48-20-89-90.

Технические характеристики по типам материала

Важно: указанные температурные пределы относятся к длительной эксплуатации. Кратковременно графит выдерживает более высокие значения. В присутствии сильных окислителей (азотная кислота, концентрированная серная кислота) температурный предел снижается.

Формы поставки и типоразмеры

Компания RusskijMetall.ru поставляет графитовые уплотнения в следующих формах:

• Набивки сальниковые — сечение от 3×3 до 50×50 мм, в бухтах.
• Прокладки фланцевые — по размерам фланцев Ду 15–1200 мм, Ру 6–40 МПа.
• Кольца уплотнительные — по чертежам заказчика или стандартным размерам.
• Втулки — стержни и заготовки диаметром 20–300 мм, длиной до 500 мм.
• Листы и фольга ТРГ — толщина 0,3–5,0 мм, листы до 1500×1500 мм.
• Лента графитовая — ширина 10–100 мм, толщина 0,5–1,5 мм.

Изготовление нестандартных изделий по чертежам заказчика. Также доступны сборные узлы: ВТУЛКА-КОЛЬЦО, ВТУЛКА-ВТУЛКА с покрытием алюминием или медью.

Условия эксплуатации и ограничения

При выборе и монтаже графитовых уплотнений необходимо учитывать:

• В окислительных средах (воздух, кислород) рабочая температура ограничена 400–450 °С из-за начала окисления углерода.
• В инертных средах (азот, аргон) или вакууме допускается эксплуатация при более высоких температурах — до 2000 °С в зависимости от марки.
• Графит не рекомендуется для сред с сильными окислителями: концентрированная азотная кислота (более 10 %), концентрированная серная кислота (более 60 %), хромовая кислота, расплавы солей.
• При температуре выше 400 °С для предотвращения прилипания рекомендуется наносить на поверхность графитовую смазку или порошок графита.
• Срок службы уплотнений из ТРГ — 5–10 лет при соблюдении условий эксплуатации.

Как заказать графитовые уплотнения

Для оформления заказа направьте заявку с указанием:

• Тип изделия (прокладка, кольцо, набивка, втулка).
• Размеры или чертёж.
• Рабочая среда, температура, давление.
• Требуемое количество.

Цены рассчитываются индивидуально в зависимости от объёма и сложности изделий. Поставки по всей России. Возможно срочное изготовление.