(812) 611-08-45
Горячая линия
+7 911 250-12-82
th@armatek.ru

Сальниковая набивка

Материалы, используемые в сальниковых уплотнениях трубопроводной арматуры

В большинстве устройств трубопроводной арматуры герметичность подвижного соединения «крышка─шпиндель (шток)» обеспечивают, применяя сальник (сальниковое уплотнение). Устройство сальникового уплотнения обязательно включает сальниковую набивку, состоящую из одного или нескольких элементов, изготовленных из упругого, легко деформируемого материала.

Способы изготовления сальниковой набивки

Преимущества сальникового уплотнения ─ невысокая стоимость и легкость замены. Кстати, в большинстве случаев, когда говорят «замена сальника», подразумевают именно замену набивки сальниковой.

Сальниковая набивка может изготавливаться различными способами. Одним из наиболее часто применяемых для заполнения сальниковых камер трубопроводной арматуры уплотнительных материалов являются плетеные набивки. Способы их изготовления ─ однослойное оплетение сердечника, многослойное плетение, сквозное плетение. Наряду с плетенными применяют крученные и скатанные сальниковые набивки. Сальниковая набивка может иметь форму не только шнура (прямоугольного (в т. ч. квадратного) или круглого сечения), но и состоять из одного или нескольких соответствующим образом отформованных колец.

Как работает и какие задачи решает сальниковая набивка

Помещенная в специальную полость (камеру сальникового уплотнения, называемую также коробкой), сальниковая набивка под воздействием регулирующего нагрузку устройства сжимается вдоль оси штока или шпинделя. Сила упругости заставляет составляющие ее элементы (или один элемент) расширяться в перпендикулярном этой оси направлении, заполняя зазор между штоком (шпинделем) и стенками отверстия в крышке. Зазор, заполненный сальниковой набивкой, становится герметичным.

Гарантировать максимально высокую герметичность трубопроводной арматуры в течение всего срока эксплуатации ─ не единственная задача сальникового уплотнения. Очень важно, чтобы ее выполнение сопровождалось как можно меньшим трением в зоне контакта сальниковой набивки с подвижными деталями. Так можно избежать быстрого износа штока (шпинделя) и самого сальника, а также сократить затраты энергии при эксплуатации арматуры, управляемой с использованием механизированного привода.

Выбор материалов, используемых для изготовления сальниковой набивки

В решающей степени функциональные возможности и эффективность сальникового уплотнения определяются свойствами материала сальниковой набивки. Чтобы обеспечить успешное решение стоящих перед сальниковым уплотнением задач, она должна обладать целым спектром качеств, важнейшим среди которых наряду с как можно меньшим коэффициентом трения является даже не одна, а сразу несколько «стойкостей». Химическая стойкость к уплотняемым рабочим средам. Термическая стойкость к воздействию высоких и низких температур. Механическая стойкость к износу и различным механическим воздействиям.

Набивка сальниковых уплотнений может выполняться из различных материалов. Из натуральных волокон (хлопка или лубяных культур), волокон минерального происхождения (пряжа из асбеста), химических волокон, а также минеральных порошков, минеральных масел, полимеров, металлов. Необходимые свойства сальниковой набивки акцентируют, применяя пропитки и наполнители. Конкретный выбор материала для сальниковой набивки определяется химическими и физическими свойствами рабочей среды, ее температурой и давлением, степенью ответственности арматуры, ее конструкцией и рядом других факторов.

Сальниковые набивки из хлопчатобумажных материалов и пеньки

Широкое распространение получили хлопчатобумажные набивки, как плетенные (набивка сальниковая ХБП, пропитанная антифрикционным жировым составом, графитированная), так и прорезиненные скатанные ─ ХБР и ХБРС (дополнительно «снаряжена» резиновым сердечником). «Усиленные» резиной, они используются для газов (воздух, CO2, NH3), пара, воды, минеральных масел. Производятся сухие и пропитанные хлопчатобумажные набивки с лубяным сердечником.

Под прилагательным «пеньковые» (например, сальниковая набивка пеньковая) объединены не только набивки из волокон конопли, но и других лубяных культур ─ джутовых, льняных и т. д. Пример ─ сальниковая набивка марки ПП ─ плетенная из лубяных волокон, пропитанная жировым антифрикционным составом, графитированная.

У давно используемых для герметизации различных технических устройств, включая сальниковые уплотнения трубопроводной арматуры, набивок из растительных волокон есть неоспоримое преимущество ─ невысокая цена. «Расплачиваться» за нее приходится относительно невысокой стойкостью к внешним воздействиям, а, значит, принципиальной невозможностью использования при определенных эксплуатационных режимах или, если эксплуатация и допустима, необходимостью частой замены. При воздействии растворов щелочей, кислот, высоких (свыше 100°C) или низких (ниже минус 40°C) температур они становятся менее прочными и могут полностью разрушиться.

Использование пеньковой набивки, создающей достаточно большое трение, способно привести к износу шпинделей и штоков трубопроводной арматуры в местах набивки, если ее функционирование связано с их частым перемещением.

Не выносят сальниковые набивки из растительных волокон и очень высокого давления. Для хлопчатобумажной его верхняя планка составляет порядка 20 МПа, а для пеньковой ─ даже несколько меньше.

Но для трубопроводной арматуры, когда рабочей средой является вода с температурой до 100°C, сухие или пропитанные сальниковые набивки из растительных волокон ─ вариант вполне приемлемый. При «поддержке» таких материалов, как резина и графит, возможности сальниковых набивок из растительных волокон существенно возрастают. Имеющие различную конфигурацию (сечение) уплотненные в пресс-формах, вулканизированные, цельноскатанные, многослойные, графитированные резинотканевые кольцевые манжеты (МХБ ─ из хлопчатобумажной ткани и МЛ ─ из льняной) можно использовать в среде инертных газов, воздуха, воды (не только питьевой), пара, нефтепродуктов при давлении до 40 МПа (400 кгс/см²).

Набивки сальниковые асбестовые

Набивки сальниковые асбестовые используются для герметизации подвижных соединений трубопроводной арматуры, работающей в нейтральных и агрессивных средах. В зависимости от состава пропитки их применяют в арматуре, управляющей потоками воды, щелочей, нефтепродуктов, газообразными средами, паром.

Производители предлагают широкий ассортимент сальниковых асбестовых набивок. Плетенные ─ марок АГИ, АП-31, АСП-31, АПР, АПР-31, АПРПП, АПРПС, АС, АСП, АСС, АФ-1, АФВ, АФТ, ПАФС; скатанные ─ марок АР (скатанная прорезиненная), АРС (скатанная прорезиненная с резиновым сердечником); крученные, например, АПК-31, пропитанная жировым антифрикционным составом на основе нефтяных экстрактов, графитированная.

Широко распространены сальниковые набивки марок АС ─ асбестовая плетенная сухая и АСС ─ то же, только с сердечником из стеклоровинга. Сердечник из стеклоровинга (жгута из стекловолокна) есть у асбестовых набивок марок АСП и АСП-31. Жировым антифрикционным составом на основе нефтяных экстрактов пропитаны графитированные асбестовые сальниковые набивки АП-31, АСП-31, АПР-31. Для пропитки асбестовых сальниковых набивок также используются суспензии фторопласта (АФ-1) или фторопласта и талька (марка АФТ). Плетеные набивки АПРПС и АПРПП дополнительно усилены латунной проволокой.

Сальниковая набивка из асбеста работоспособна в широком диапазоне температур: от −70 до +300°C.

Асбест не очень хорошо переносит воздействие влаги, но пропитка маслом позволяет повысить его влагостойкость. Для набивки сальников также используется смесь чешуйчатого графита и хлопьев асбеста, удерживаемая в сальниковой камере асбестовыми кольцами. Между асбестовыми кольцами могут устанавливаться графитовые втулки, а сами кольца обильно протираться графитом, обладающим уникальной способностью снижать трение.

Сальниковая набивка графитовая

Для изготовления графитовых сальниковых набивок часто используют т. н. терморасширенный графит (сокращенно ТРГ) ─ модификацию природного графита, состоящую из чистого углерода. Чем чище ТРГ, тем выше его эксплуатационные параметры. Его применение позволяет существенно повысить стойкость сальниковых уплотнений при высоких температурах и давлении. Это следствие уникальных свойств материала ─ высокой термостойкости, химической инертности, упругости, низкий коэффициент трения. Терморасширенный графит ─ экологически чистый материал, сохраняющий стабильность свойств на протяжении длительного времени эксплуатации. Например, сальниковое уплотнение из графита может проработать многие годы без замены материала набивки и не требуя его добавления. Графитовая набивка сальникового уплотнения, пожалуй, наиболее надежная среди всех набивок, работающих при высоких температурах.

Графит применяют для набивки сальников в форме мастик, например, графитоцерезиновой или асбестографитоцинковой. Или в виде порошка, например, в смеси порошков графита и фторопласта. Такое сочетание позволяет обеспечить герметичность сальникового уплотнения и минимальный износ штока и шпинделя.

Из графитовой фольги изготавливают плетеную набивку, армированную хлопчатобумажной нитью, стекловолокном, металлической проволокой. В последнем варианте термостойкость сальниковой набивки увеличивается до более чем 600 градусов Цельсия.

Набивка сальниковая фторопластовая

Важный сегмент сальниковых набивок составляют набивки из фторопласта. Фторопласт, он же политетрафторэтилен (Polytetrafluoroethylene, PTFE) или тефлон (торговая марка), был получен перед самым началом Второй Мировой войны, но в действительно широких масштабах его начали использовать уже после ее окончания. Фторопласт стал одним из знаковых изобретений из числа тех, с которыми ассоциируется понятие «научно-технический прогресс». О фторопласте знают почти все, хотя бы по посуде с антипригарным тефлоновым покрытием. Но это, конечно, всего лишь одна из граней его применения. Фторопласт (PTFE) — эффективный материал для сальниковых уплотнений. Его достоинства: высокая устойчивость ко всему спектру внешних воздействий ─ химических (химическая инертность у фторопласта одна из самых высоких у полимеров), механических, термических. Следствие этого ─ долгий срок службы. Важное достоинство фторопласта ─ низкий коэффициент трения, один из наименьших среди материалов, применяемых для уплотнения, поэтому фторопласт ─ гарантия отличного скольжения штока (шпинделя).

В качестве сальниковой набивки фторопласт обеспечивает герметичность при работе с различными рабочими средами: водой, паром, газом, кислотами, маслом, хладагентами. Благодаря низкой теплопроводности его можно использовать при высоких температурах.

Впрочем, есть некоторые факторы, ограничивающие использование фторопласта в качестве материала сальниковых набивок. При высоких температурах он набухает в жидких фторуглеродах, а даже при комнатной незначительно увеличивает свой объем при контакте с фреонами. Не смачиваясь водой при кратковременном погружении в нее, фторопласт все-таки смачивается при продолжительном, измеряемом десятками суток, контакте с дистилированной водой.

Набивка сальниковая фторопластовая может изготавливаться как из чистого политетрафторэтилена, так и из фторопласта с наполнителями, например, графитонаполненного. Насыщение фторопластовой пряжи графитом с формированием связей между ним и фторопластом на молекулярном уровне позволяет изготавливать сальниковые набивки, обладающие уникальными, еще более ярко выраженными, чем у чистого фторопласта, качествами.

Фторопластовая пряжа может состоять из тонкой крученой ленты или из большого числа скрученных длинных тонких волокон. Во втором случае сальниковая набивка получается более плотной.

Широкое распространение сальниковых уплотнений в трубопроводной арматуре обусловлено целым рядом их достоинств. Наряду с невысокой себестоимостью и технологической функциональностью, значимое место в этом ряду занимает возможность выбора материалов для сальниковых набивок. Благодаря развитию науки и промышленных технологий со временем она только расширяется, а, значит, увеличивается потенциал сальникового уплотнения как конструктивного решения, призванного обеспечить, пожалуй, самое главное качество трубопроводной арматуры ─ герметичность.

ОТЗЫВЫ КЛИЕНТОВ

Компания «Взлет» приобрела  фланцевые шаровые краны с рукояткой производства АРМАТЭК.

Трубопроводная арматура