Прокладки фторопластовые: применение

Фторопласты - это группа фторсодержащих пластмасс. Аналогами российского фторопласта - 4 являются «Тефлон» в США, «Флюон» в Англии, «Гостафлон» в Германии. Российская промышленность выпускает несколько видов фторопласта:

• фторопласт-4 (Ф-4) Политетрафторэтилен ПТФЭ;

• фторопласт-3 (Ф-3) Политрифторхлорэтилен;

• фторопласт-2 (Ф-2) Поливинилиденфторид;

• сополимеры.

Фторопласт-4 обладает наиболее высокой плотностью, термической и химической стойкостью, его чаще всего используют в промышленности и в быту.

Фторопласт Ф4 по своим характеристикам является самым прочным полимером в мире, который состоит из соединения атомов углерода и фтора. Именно поэтому по многим свойствам фторопласт превосходит даже драгоценные металлы.

Основные физико-химические свойства и характеристики фторопласта

Фторопласт обладает уникальными физико-химическими свойствами и характеристиками:

· Не окисляется и не подвержен коррозии.

· Обладает высокой плотностью и стойкостью.

· Фторопласт-4 отмечен в книге рекордов Гиннеса как самый скользкий материал, что открывает полимеру широчайшие возможности в машиностроительной отрасли и в транспортной промышленности.

· Фторопласт-4 (он же Тефлон, Политетрафторэтилен ПТФЭ) инертен по отношению к химически агрессивным средам.

· Обладает очень низким коэффициентом трения.

· Термостоек - рабочая температура от -269°С до +260°С.

· Отличный диэлектрик.

· Не горит.

· Не впитывает воду.

· Срок службы более 20 лет.

· По видам фторопласт Ф4 является самым востребованным по отношению к маркам Ф-2, Ф-3.

Классификация фторопластовых прокладок

Фторопласт, широко известный под такими торговыми марками, как тефлон, фторопласт-4 (Ф-4) и ПТФЭ (PTFE), является достаточно распространённым материалом для изготовления прокладок. Его использование в качестве уплотнения обусловлено рядом полезных и уникальных эксплуатационных характеристик. Он представляет из себя полимер, состоящий из фторированных углеводородов, который отличается химической стойкостью, термической стабильностью и низким коэффициентом трения.

Типы фторопластовых прокладок в зависимости от их состава и технологии изготовления:

1. Политетрафторэтилен ПТФЭ – состоят полностью из PTFE и лишены добавок. Располагают химической стойкостью и широким диапазоном рабочих температур. Являются универсальными;

2. Модифицированный ПТФЭ – материал PTFE выступает в качестве основы, в которую также включены добавки и наполнители. Они повышают некоторые свойства фторопластовых прокладок, среди них: повышенная механическая прочность, стойкость к ползучести, сохранение крутящего момента и уменьшение холодного потока в сравнении с уплотнениями из 100% PTFE;

3. Расширенный ПТФЭ – уплотнения из материала ЭПТФЭ получают в результате прохождения PTFE технологического процесса расширения. Среди приобретенных свойств: высокофибриллированная структура, отличающаяся лучшей прилегаемостью и упругостью. Такие прокладки наиболее предпочтительны для герметизации неровных, шероховатых или поврежденных фланцевых соединений;

4. FEP и PFA – это фторполимеры, обработанные расплавом. Характеризуются высокой химической стойкостью, термостойкостью и низкой проницаемостью. Востребованы в химической промышленности, а также в сфере электротехники, где требуется надежная электроизоляция компонентов.

Фторопластовые прокладки, изготовленные в соответствии с ГОСТ 15180-86, различаются по следующим основным параметрам: условное давление (Ру) и условный проход (Ду). Проще говоря – это диаметр фланца и рабочее давление. Конкретные значения этих параметров можно увидеть в маркировке, например «прокладка фторопластовая А-10-16-Ф». Цифры в начале говорят о том, что фторопластовое уплотнение подходит для фланцев, диаметром 10 мм. Цифры в конце означают номинальное давление (16 бар | 16 кгс/см2 | 1,6 мПа), при котором эксплуатируется система и, соответственно, уплотнение. Помимо этого, прокладки из фторопласта также различаются по толщине: от 1 до 50 мм.

Основные области применения прокладок из фторопласта

Прокладки из тефлона нашли широкое применение в различных отраслях благодаря их уникальным характеристикам и высокой эффективности в различных условиях эксплуатации. Среди основных сфер выделяются: сантехника, приборостроение и химическая/нефтехимическая промышленность.

Более того, фторопластовая прокладка является востребованной в машино- и автомобилестроении благодаря своей термостойкости, низкой адгезии и антифрикционным качествам. Многие производители транспортных средств используют тефлоновое уплотнение для герметизации соединений в двигателях, трансмиссиях, тормозных системах и других узлах автомобиля в целях предотвращения утечек масла, топлива и гидравлической жидкости.

Отдельно стоит отметить применение фторопластовой прокладки в пищевой промышленности, поскольку материал имеет химическую инертность и никак не влияет на организм человека. Тефлоновые уплотнители служат отличным прокладочным средством при изготовлении оборудования для производства, транспортировки и упаковки пищевых продуктов.

САНТЕХНИКА

Применение прокладок из фторопласта в сантехнике играет ключевую роль в формировании надежных и долговечных санитарно-технических систем. Уплотнения из PTFE используются для герметизации соединений в трубопроводах, фланцах, соединительных муфтах, запорной и сливной арматуре наряду с силиконом, резиной и паронитом. Из фторопласта, благодаря его уникальным свойствам, чаще всего изготавливают седельные кольца, сальниковые прокладки и кольца штоков шаровых кранов, диэлектрические прокладки обжимных и пресс-фитингов и т.п.

Почему сантехники рекомендуют фторопластовые прокладки для герметизации соединений? Во-первых, они имеют широкий диапазон термической стойкости (от -269 до °С +260 °С), поэтому отлично подходят для уплотнения трубопроводов, работающих в условиях экстремальных температур – это системы отопления и охлаждения. Помимо этого, многие производители оснащают ими алюминиевые радиаторы.

Еще одним преимуществом использования уплотнений из фторопласта в сантехнике является их высокая химическая стойкость. Многие промышленные и бытовые коммуникации подвергаются воздействию агрессивных химических сред на постоянной основе. Материал PTFE выдерживает прямой контакт с хлором, солями, щелочами, кислотами и растворителями. Он инертен к большинству веществ, содержащихся в рабочей среде. Уплотнение является востребованным, поскольку оно длительное время сохраняет свои свойства и не подвергается разрушению.

Сами по себе прокладки из фторопласта имеют небольшой коэффициент трения, низкую адгезию и высокую устойчивость к механическим нагрузкам, обеспечивая легкость монтажа и демонтажа. В процессе установки им не нужна смазка, их сложно повредить или перетянуть (прокладка не выдавливается и сохраняет герметичность).

Даже после длительной эксплуатации тефлон не прикипает к поверхности металлического соединения, поэтому замена проходит быстро и без проблем.

ПРИБОРОСТРОЕНИЕ

В приборостроении тефлоновые прокладки используются для создания герметичных соединений в различных приборах, инструментах и механических устройствах. Выбор фторопластового уплотнения в этой сфере обусловлен теми же свойствами материала, что востребованы и в сантехнике.

Во-первых – это термостойкость, неподверженность деградации материала к воздействию повышенных и пониженных температур на протяжении длительного времени. Поэтому он применяется для герметизации термостатов, холодильные установок, обогревателей и радиаторов.

Одним из основных преимуществ прокладок из фторопласта в приборостроении является их высокая химическая инертность. Они подходят для эксплуатации в условиях контакта с агрессивными рабочими средами и не подвержены разрушению или деградации. Среди таких приборов и аппаратных устройств выделяется лабораторное оборудование. Здесь уплотнения из PTFE применяются в устройствах для анализа, синтеза и обработки химических веществ: медицинские приборы, аппараты для хроматографии, дистилляторы и т. д. Они герметизируют прибор и предотвращают химическую реакцию при взаимодействии образцов с материалом прокладки благодаря химической инертности материала.

Еще несколько примеров использования фторопластовых прокладок в сфере приборостроения:

· Вакуумные системы – насосы, камеры и устройства для испытания вакуумом, где важно герметизировать соединение и предотвратить проникновение воздуха;

· Измерительные приборы – в манометрах, микроскопах и приборах для анализа;

· Электронные устройства – фторопластовые прокладки имеют электроизоляционные свойства. Они герметизируют соединения и защищают компоненты электроники от влаги и пыли.

Низкий коэффициент трения фторопластовых прокладок обеспечивает легкость сборки и обслуживания приборов, а также минимизирует риск износа или повреждения оборудования в процессе эксплуатации.

ХИМИЧЕСКАЯ И НЕФТЕХИМИЧЕСКАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ

В нефтехимической промышленности прокладки из фторопласта используются в установках для нефтепереработки, производства пластмасс, резиновых изделий, красок и лаков, а также в других процессах, связанных с переработкой нефти и газа/извлечения углеводородов. PTFE-уплотнения обеспечивают герметичность соединений в условиях, когда контакт с нефтепродуктами и химическими реагентами неизбежен, а также защищают оборудование от коррозии и износа. Благодаря своей химической инертности и термической стабильности, фторопластовые прокладки являются надежным выбором для предотвращения утечек и аварий.

В химической промышленности фторопластовые прокладки применяются в различных узлах оборудования:

· Трубопроводы – для уплотнения сочленений между трубами, фланцами, а также для герметизации мест соединения с насосами и клапанами. С помощью них транспортировка агрессивных жидкостей и газов осуществляется с высокой надежностью и безопасностью;

· Химические реакторы – в соединениях химических реакторов, аппаратов для дистилляции и экстракции;

· Автоматизированные системы для производства, транспортировки и хранения химических веществ – в местах соединения насосов, клапанов, трубопроводов и емкостей для содержания химикатов;

· Оборудование для смешивания – в резервуарах, реакторных смесителях и другом емкостном оборудовании для хранения и смешивания химических реагентов.

Химическая инертность тефлона – важное эксплуатационное качество для отраслей, где основной рабочей средой выступают растворы, кислоты, щелочи, нефтепродукты и масла. Материал служит долгие годы, не вступает в химическую реакцию с транспортируемой жидкостью, газом или паром, поэтому считается наиболее предпочтительным.

Преимущества прокладок из фторопласта

Прокладки из фторопласта обладают рядом уникальных свойств, которые делают их подходящим выбором для широкого спектра применений в различных отраслях промышленности. Перечислим основные достоинства тефлоновых уплотнений:

1. Химическая стойкость – обладают высокой инертностью к химическим веществам, что делает их устойчивыми к агрессивным средам, кислотам, щелочам и растворителям. Это позволяет использовать их в условиях, где другие материалы разрушаются или вступают в химическую реакцию при контакте с рабочей средой;

2. Выдерживает высокое давление – до 160 бар без потери структурных свойств;

3. Термическая стабильность – имеют широкий диапазон рабочих температур, как высоких, так и низких (от -253 до °С +253 °С);

4. Низкий коэффициент трения – предоставляют легкость сборки и обслуживания оборудования. В процессе монтажа риск перетянуть уплотнение сводится к нулю. В течение длительной эксплуатации фторопласт не теряет своих свойств;

5. Электроизоляционные свойства – являются идеальным выбором для изоляции электрических контактов и соединений в различных электротехнических устройствах и системах, а также в качестве диэлектрических прокладок в фитингах.

6. Устойчивость к ультрафиолетовому излучению и окружающей среде – отличаются высокой стойкостью к воздействию УФ-излучения, радикалов, озона и других факторов окружающей среды (влажность, биологические процессы). Прокладки из тефлона выполняют свою функцию стабильно в различных климатических условиях.

Среди всех эластомерных материалов фторопласт характеризуется высокой прочностью и плотностью. По этой причине он является износостойким и долговечным (срок службы от 10-ти лет и более). Тефлон не подвержен воздействию коррозии и старения, имеет низкую адгезию, а также славится антифрикционными качествами, вследствие чего может быть использован повторно. Единственный условный недостаток – высокая стоимость в сравнении с другими уплотнительными материалами.