Свинцово-графитовое уплотнение

Свинцово-графитовое уплотнение — деталь узла трения, изготовленная из антифрикционного графита, пропитанного свинцом (или совместно свинцом и оловом). Пропитка заполняет остаточную пористость графитовой основы, повышает газоплотность, механическую прочность и снижает проницаемость для рабочих сред. В результате получается композиционный материал, сочетающий самосмазывающие свойства графита с повышенной герметичностью.

Принцип работы и назначение графитосвинцовых уплотнений

При работе пары «металл — графит» на поверхности контртела формируется тонкая плёнка из ориентированных кристаллов графита. Эта плёнка обеспечивает устойчивый режим скольжения с низким коэффициентом трения без применения внешней смазки. Свинцовая пропитка заполняет поры и микротрещины матрицы, препятствуя проникновению рабочей среды через тело уплотнения.

Свинцово-графитовые уплотнения предназначены для узлов, работающих в условиях сухого, полусухого и жидкостного трения при спокойной или плавно меняющейся нагрузке. К таким изделиям относятся уплотнительные кольца, втулки, вкладыши подшипников скольжения, прокладки и ленты.

Марки антифрикционного графита с пропиткой свинцом

Для изготовления свинцово-графитовых уплотнений используют антифрикционный графит двух основных типов: графитированный (марка АГ) и обожжённый (марка АО). Графитированный материал проходит термообработку при 2400–3000 °C (графитация), обожжённый — при 800–1200 °C (обжиг). Графитированные марки обладают более высокой износостойкостью и предпочтительны для ответственных узлов.

Пропитка свинцом и оловом обозначается индексом СО5 в маркировке: АГ-1500-СО5, АГ-600-СО5, АО-1500-СО5, АО-600-СО5. Число в обозначении (1500 или 600) указывает на объёмную плотность графитовой основы до пропитки. Плотность готового материала АГ-1500-СО5 после пропитки составляет около 2,7 г/см³.

Эксплуатационные характеристики свинцово-графитовых уплотнений

Рабочие параметры свинцово-графитовых уплотнений марок с пропиткой СО5 приведены в таблице.

Параметр	Значение (АГ-СО5 / АО-СО5)
Допустимое удельное давление, кгс/см²	20–25
Допустимая скорость скольжения, м/с	до 25
Рабочая температура (окислительная, восстановительная, нейтральная среда), °C	до +300
Износ за 100 ч при макс. давлении и скорости (сухое трение, воздух, комнатная t), мкм	≤ 30
Плотность после пропитки (АГ-1500-СО5), г/см³	~2,7
Рекомендуемый материал контртела	Сталь, чугун, хромовое покрытие

Верхний предел рабочей температуры (+300 °C) обусловлен температурой плавления свинца (~327 °C): при приближении к этому значению пропитка начинает размягчаться и выплавляться из пор. Для сравнения, непропитанный графит марки АГ-1500 работает в окислительной среде при 400–450 °C, а в восстановительной и нейтральной — до 2300–2500 °C.

Требования к режиму сухого трения

При эксплуатации свинцово-графитовых уплотнений в режиме сухого трения необходим интенсивный отвод тепла — это предотвращает локальный перегрев и разрушение пропитки. В режиме жидкостного и полусухого трения рабочая среда выполняет функцию охлаждения.

Выбор материала контртела

Рекомендуемые материалы контртела: сталь всех марок и твёрдостей, чугун, хромовое покрытие. Работа по цветным металлам и их сплавам не рекомендуется — возможен повышенный износ и задиры на поверхности контртела.

Химическая стойкость графитосвинцовых материалов

Углеграфитовые материалы стойки в большинстве кислот (включая разбавленные серную и соляную), в растворах солей и во всех органических растворителях. Стойкость ограничена в концентрированных окислительных кислотах (азотная, хромовая) и в концентрированных растворах едких щелочей. Свинцовая пропитка дополнительно повышает непроницаемость для жидких и газообразных сред высокого давления.

Области применения

Свинцово-графитовые уплотнения применяются в узлах трения различного оборудования, где требуется работа без внешней смазки в агрессивных средах или при повышенных температурах.

Насосное оборудование

Торцевые уплотнительные кольца и пары трения в центробежных, нефтяных, водяных и бензиновых насосах. Уплотнения валов в химической, нефтеперерабатывающей и энергетической промышленности.

Компрессорное оборудование

Уплотнительные кольца поршневых и центробежных компрессоров, вкладыши и подшипники скольжения.

Газотурбинные двигатели и газовые сепараторы

Уплотнительные кольца турбинных ступеней и газовых сепараторов.

Текстильное и целлюлозно-бумажное оборудование

Подшипники и ролики в аппаратах для обработки и крашения тканей, уплотнительные кольца для целлюлозных машин.

Сравнение пропиток СО5 и Б83

Помимо свинцово-оловянной пропитки (СО5), антифрикционный графит пропитывают баббитом (марки АГ-1500-Б83, АГ-600-Б83). Различия между ними влияют на выбор материала для конкретного узла.

Параметр	Пропитка СО5 (свинец + олово)	Пропитка Б83 (баббит)
Допустимое удельное давление, кгс/см²	20–25	15–20
Допустимая скорость скольжения, м/с	до 25	до 20
Рабочая температура, °C	до +300	до +230
Износ за 100 ч (сухое трение, комнатная t), мкм	≤ 30	≤ 30

Свинцово-оловянная пропитка допускает более высокие рабочие давления, скорости и температуры по сравнению с баббитовой. Ограничение баббитовой пропитки связано с более низкой температурой плавления баббита Б83 (~230 °C).

Формы поставки

Свинцово-графитовые уплотнения поставляются в виде готовых изделий по чертежам заказчика: кольца (в том числе торцевые уплотнительные), втулки, вкладыши, прокладки, ленты, пластины. Возможно изготовление нестандартных конфигураций. Заготовки поставляются также в виде цилиндрических и прямоугольных блоков для последующей механической обработки.

Подробнее о графитовых торцевых уплотнениях и других марках антифрикционного графита — в соответствующих разделах каталога.