Прокладочный графитовый армированный материал

Прокладочный графитовый армированный материал (АГПМ) — листовой композит на основе терморасширенного графита (ТРГ), упрочнённый металлической фольгой. Применяется для уплотнения фланцевых соединений трубопроводов, арматуры, насосов, сосудов и аппаратов, головок блоков цилиндров ДВС, газотурбинных двигателей и другого оборудования. Рабочее давление — до 40 МПа. Эксплуатируется в широком диапазоне температур в средах от воздуха и водяного пара до нефтепродуктов и агрессивных жидкостей.

Назначение и области применения АГПМ

АГПМ предназначен для герметизации неподвижных разъёмных соединений в промышленном оборудовании. Из листового материала вырубкой или вырезкой получают плоские прокладки нужного типоразмера. Области применения охватывают:

• фланцевые соединения трубопроводов, запорной и регулирующей арматуры;
• корпуса и крышки насосов;
• головки блоков цилиндров двигателей внутреннего сгорания;
• узлы уплотнения газотурбинных двигателей;
• уплотнительные соединения сосудов и аппаратов, работающих под давлением;
• оборудование нефтеперерабатывающих, химических и энергетических предприятий.

Материал пригоден для эксплуатации во всех макроклиматических районах (исполнение В по ГОСТ 15150).

Рабочие среды и условия эксплуатации

АГПМ работоспособен в разнообразных средах. Допустимые условия эксплуатации определяются как свойствами графитовой основы, так и стойкостью армирующего металла. Ниже приведены основные среды и температурные диапазоны согласно нормативной документации:

Максимальное давление рабочей среды — 40 МПа. При использовании прокладок из АГПМ термическая и химическая стойкость может быть ограничена стойкостью армирующего металла. Прокладки из АГПМ не вызывают коррозии в контакте с хромоникелевыми сплавами и коррозионно-жаростойкими сталями (например, типа 12Х18Н10Т) в среде воздуха, природного и попутного газов, жидких топлив, минеральных и синтетических масел.

Марки прокладочного графитового армированного материала

АГПМ классифицируется по типу армирующего слоя — гладкая или перфорированная фольга, а также по марке стали — нержавеющая или углеродистая. Принята следующая система обозначений:

Марки с перфорированной фольгой (АГПМ-ПН, АГПМ-ПУ) изготавливаются без связующего: механическое сцепление обеспечивается за счёт проникновения графита через перфорацию при совместной прокатке. Марки с гладкой фольгой (АГПМ-ГН, АГПМ-ГУ) скрепляются с помощью клеевого соединения.

Выбор марки по условиям эксплуатации

Марки с нержавеющим армированием (АГПМ-ГН, АГПМ-ПН) предназначены для агрессивных сред, повышенных температур, оборудования атомной энергетики и пищевой промышленности. Марки с углеродистой сталью (АГПМ-ГУ, АГПМ-ПУ) подходят для нейтральных сред — воздуха, природного газа, нефтепродуктов — при умеренных температурах.

Строение материала АГПМ

АГПМ представляет собой трёхслойный композит: армирующая металлическая фольга расположена между двумя слоями графитовой фольги или картона из терморасширенного графита. Графитовая составляющая обеспечивает уплотняющую способность, термостойкость и химическую инертность, а металлический каркас придаёт прочность на разрыв и стабильность формы при монтаже.

Графитовая основа выполняется из фольги ТРГ или картона ТРГ различных марок. Плотность графитовой составляющей находится в диапазоне 0,8–1,5 г/см³.

Армирующая фольга — гладкая или перфорированная. Толщина гладкого армирующего листа составляет 0,10–0,20 мм, перфорированного — 0,10–0,25 мм. По согласованию с заказчиком допускается использование армирующих материалов, отличающихся по составу и толщине.

Геометрические размеры листов АГПМ

Материал поставляется в листах. Стандартные размеры зависят от марки:

Ширина листа определяется шириной армирующего материала. По согласованию с заказчиком возможно изготовление листов других размеров.

Физико-механические свойства АГПМ

Деформационные характеристики АГПМ при нагрузке 35 МПа:

Марки с гладкой фольгой (ГН, ГУ) обладают большей сжимаемостью, что позволяет компенсировать неровности уплотнительных поверхностей фланцев. Марки с перфорированной фольгой (ПН, ПУ) демонстрируют более высокую восстанавливаемость и меньшую потерю массы при нагреве — это обеспечивает стабильность уплотнения при термоциклировании.

Допустимое удельное давление при сжатии

Допустимая нагрузка на прокладку зависит от толщины графитовой составляющей:

Чем тоньше графитовая составляющая — тем выше допустимая нагрузка на прокладку. Это объясняется меньшей склонностью тонкого слоя к пластической деформации и выдавливанию.

Рекомендации по монтажу прокладок из АГПМ

Удельное давление обжатия прокладки должно быть не менее чем в два раза больше давления рабочей среды и не менее 10 МПа. Если невозможно определить удельное давление обжатия, монтаж допускается контролировать по уменьшению толщины прокладки — обжатие должно составлять 30–40 % от исходной толщины.

Прокладки получают из листов АГПМ путём вырубки или вырезки. Применение абразивного инструмента при раскрое не допускается, так как абразивные частицы могут нарушить целостность уплотнительной поверхности.

Требования к уплотнительным поверхностям фланцев

Поверхности фланцев, контактирующие с прокладкой, должны быть чистыми, без забоин, задиров и следов коррозии. Шероховатость уплотнительных поверхностей влияет на герметичность соединения — чем чище обработка, тем надёжнее уплотнение при меньшем усилии затяжки.

Коррозионная совместимость и химическая стойкость

Прокладки из АГПМ не вызывают коррозии в контакте с хромоникелевыми сплавами и коррозионно-жаростойкими сталями по ГОСТ 5949 в средах: воздух, природный и попутный газ, жидкие топлива, минеральные и синтетические масла. Графитовая составляющая химически инертна к большинству кислот, щелочей и органических растворителей. Исключение — сильные окислители (концентрированная азотная кислота, хромовая кислота и их смеси), которые могут разрушать графит.

При выборе марки АГПМ для агрессивных сред следует учитывать стойкость именно армирующей стали: углеродистая фольга в кислотных средах корродирует, поэтому для таких условий применяют марки с нержавеющим армированием (АГПМ-ГН или АГПМ-ПН).

Требования к качеству поверхности листов АГПМ

Поверхность листа АГПМ должна быть ровной и гладкой. Допуск плоскостности не превышает величин, соответствующих 12-й степени точности по ГОСТ 24643. На поверхности не допускаются: надрывы, надломы, участки оголённого армирующего материала, масляные пятна, посторонние включения, трещины, пузыри, расслоения.

Безопасность при работе с АГПМ

Графит относится к веществам 4-го класса опасности (малоопасные) по ГОСТ 12.1.007. Изделия из терморасширенного графита не токсичны, не взрывоопасны, не поддерживают горения. Графит не образует токсичных соединений в воздухе и водных средах.

При механической обработке (раскрое, вырубке) листов АГПМ возможно образование графитовой пыли. Для защиты органов дыхания рекомендуется использование респираторов типа «Лепесток» по ГОСТ 12.4.028.

Утилизация АГПМ после эксплуатации производится вместе с бытовыми отходами. Прокладки, контактировавшие с агрессивными или токсичными средами, перед утилизацией должны быть обезврежены.

Хранение и транспортирование

Листы АГПМ хранят в закрытых складских помещениях, защищённых от прямого воздействия нагревательных приборов и солнечных лучей. При транспортировке листы укладывают на ровную поверхность и защищают от механических повреждений. Срок хранения при соблюдении условий не ограничен — графитовая основа не подвержена старению.

Формы поставки графитового прокладочного материала

АГПМ поставляется в следующих формах:

• листы стандартных размеров (400×500–1500 мм или 525×1000 мм в зависимости от марки);
• листы нестандартных размеров — по согласованию;
• готовые прокладки, вырубленные по чертежам заказчика.

Каждая партия сопровождается паспортом с указанием марки, размеров, плотности и результатов контроля качества.