Огнеупорные и теплоизоляционные материалы

Для облицовки (обмуровки) котельных агрегатов применяются кирпич красный, разные огнеупорные и теплоизоляционные материалы.
Кирпич красный изготовляется из смеси каолиновой глины (А1203) И песка (Si02) путем обжига заготовок при высокой температуре. Красный кирпич применяется для кладки фундаментов, боровов, наружных стен обмуровки, сводов и других элементов, подвергающихся действию температуры не выше 700 °С.
К огнеупорным материалам, используемым для кладки в котлах, относятся шамотный кирпич, высокоглиноземистые и хромитовые огнеупоры, огнеупорный шамотобетон. К основным контролируемым свойствам огнеупоров относят: огнеупорность, термическую стойкость, шлакоустойчивость, а также плотность структуры, газопроницаемость, теплопроводность.
Огнеупорность характеризуется температурой размягчения, при которой происходит деформация образца без нагрузки, а также температурой начала деформации при нагрузке, создающей напряжение сжатию 0,2 Н/мм2 (2 кг/см2).
Термическая стойкость определяется изменением механической прочности огнеупора при температурных напряжениях, возникающих при сменах нагрева и охлаждения.
Шлакоустойчивость характеризуется потерей массы огнеупора под действием высокотемпературной газовой среды и шлака.
Шамотный кирпич и шамотные изделия получили наибольшее применение в качестве огнеупорного материала для котельных агрегатов. Они применяются для футеровки топочной камеры и газоходов в местах действия высоких (до 1 400 °С) температур.
Шамотный кирпич изготовляется из огнеупорной глины, состоящей из 50...65 % кремнезема (Si02), 30...45% глинозема (А1203), при суммарном содержании до 5 % извести (СаО), магнезии (MgO) и диоксида титана (ТЮ2).
Высокоглиноземистые огнеупоры изготовляются из высокоглиноземистого сырья на глинистой связке; при обжиге в топке происходит спекание материала. В зависимости от вида изделия содержание А1203 может составлять 45... 75 %. Соответственно содержанию А1203 огнеупорность материала изменяется в пределах 1 750... 2 ООО °С. Высокоглиноземистые материалы обладают высокой термостойкостью, шлакоустойчивостью и высокой сопротивляемостью деформации под нагрузкой. Этот вид огнеупоров широко применяется в качестве защитных обмазок футеровки топок для уменьшения их износа.
Огнеупорный шамотобетон используют для изготовления огнеупорных плит обмуровки стен, а также подвесных сводов.
Изоляционные термостойкие материалы отличаются малыми плотностью и теплопроводностью. К числу таких материалов относятся кирпич диатомитовый - применяется для изоляции горячих частей котельного агрегата, работающих при температурах до 900 °С.
Для изоляции горячих поверхностей трубопроводов, арматуры, газовоздухопроводов, аппаратуры и т.п. применяются легковесные изоляционные материалы: асбест, асбослюда, пенодиатомит, диатомитовый кирпич, стекло и шлаковата, совелит и др. Асбест применяется в виде асбестового волокна, асбестового листа или шнура и используется при рабочих температурах до 500 °С.

Прокладочные и набивочные материалы

Прокладочные материалы применяют при монтаже арматуры для уплотнения фланцевых соединений. В качестве прокладочных материалов используют асбест, резину техническую листовую, па- ранит, картон прокладочный.
Асбест применяют в местах соединения секций чугунных котлов для уплотнения ниппелей, взрывных предохранительных клапанов, сальников арматуры и др.
Резина техническая листовая используется для изготовления прокладок между фланцами водопровода, газопровода, между секциями радиаторов.
Паранит - прокладочный материал на основе асбеста, резины и наполнителей, используется в виде листов толщиной 0,4...6 мм, выдерживает давление до 5 МПа (50 кгс/см2) и температуру до 450 °С. Его используют для уплотнения фланцевых соединений паропроводов, водопроводов горячей воды и газопроводов среднего и высокого давления.
Картон прокладочный применяют для прокладок на водопроводах холодной воды. Перед установкой между фланцами прокладки смачивают водой и проваривают в масле.
Набивочные материалы - различные сальниковые набивки и мастики, которые служат для предотвращения выхода пара или жидкости через зазоры сальников.
Сальниковые материалы должны иметь низкий коэффициент трения, высокую устойчивость против износа при высоких темпе¬ратурах. Сальниковые набивки выполняются в виде плетеного шнура из хлопчатобумажной, льняной или конопляной пряжи, а также асбестового шнура, пропитанных антифрикционной мастикой.

Для изготовления прокладок применяются как неметаллические материалы, так и металлы. Металлические прокладки используются для ответственных объектов в тяжелых условий работы арматуры (высокой температуры, высокого давления и т. д.), но они требуют значительно больших усилий затяга соединения, чем мягкие прокладки.

Неметаллические материалы. Резина является наиболее пригодным материалом для уплотнения разъемных соединений. Она эластична, требует небольших усилий затяга уплотнений, практически непроницаема для жидкостей и газов. Резина применяется до температуры 50° С, а теплостойкая резина - до 140° С.

Для прокладок обычно применяется листовая техническая резина по ГОСТ 7338-65 без тканевых прослоек, так как при наличии прослоек иногда создается протечка среды через волокна прослойки. По твердости резину под¬разделяют на мягкую, средней твердости и твердую. Существует пять типов резины: маслобензостойкая (марки А, Б и В в зависимости от степени стойкости), кислотощелочестойкая, теплостойкая, морозостойкая и пищевая.

Прокладки из целлюлозного прокладочного картона широко используются в арматуре для пара низкого давления и воды при рабочей температуре tp < 120° С и рабочем давлении Pp до 0,6 МПа, для масла при tp < 80° С и Pр < 4 МПа и в других случаях. Применяется картон водонепроницаемый и прокладочный (пропитанный), последний используется и для нефтепродуктов при tр <= 85° С и рр < 0,6 МПа. Для картона допускается контактное давление не более 55 МПа. Для высоких температур целлюлозный картон не пригоден, так как обугливается.

Фибра листовая (ФЛАК) представляет собой бумагу или целлюлозу, обработанную хлористым цинком и затем каландрированную. Применяется для прокладок в арматуре при температуре до 100° С. Используется при работе на керосине, бензине, смазочном масле, кислороде и углекислоте. Коэффициент трения между фиброй и сухой сталью μ = 0,33.

Асбест в качестве прокладочного материала используется в арматуре при повышенных и высоких температурах. Материал минерального происхождения в технике используется после переработки в виде листового картона пли шнура. При 500° С прочность асбеста снижается на 33%, а при 600° С - на 77%. К щелочам асбест устойчив, к кислотам устойчив антофилит-асбест.

Асбестовый непропнтанный картон имеет рыхлое строение, низкую прочность, ио высокую жаростойкость, используется для арматуры, работающей при температуре до 600° С; задвижек для горячего дутья, генераторных и дымовых газов и для другой арматуры, не работающей на жидкости. Пропитанный натуральной олифой асбестовый картон может быть использован для нефтепродуктов при давлении до 0,6 МПа и температуре tp < 180° С, однако замена его при смене прокладок или ремонте арматуры затруднена, так как он прилипает к металлическим поверхностям. Для уплотнения средних фланцев газовых больших задвижек используется также асбестовый шнур, который укладывается спиралью на поверхности фланца, предварительно смазанной техническим вазелином. Кроме того, для прокладок используются специальные ткани с пряжей из мягкой латунной или никелевой проволоки. Изготовляют также комбинированные прокладки из колец различной формы и сечений, сердцевина которых выполняется из асбеста, а облицовка из тонкого металлического или пластмассового листа. Такие прокладки имеют хорошие эксплуатационные свойства, но сложны в изготовлении.

Листовой паронит (ГОСТ 481-71) изготовляется из смеси асбестовых волокон (60-70%), растворителя, каучука (12-15%), минеральных наполнителей (15-18%) и серы (1,5-2,0%) путем вулканизации и вальцевания под большим давлением. Теплостойкость паронита зависит от количества в нем резины.

Паронит является универсальным прокладочным материалом и используется в арматуре для насыщенного и перегретого пара, горячих газов и воздуха, растворов щелочей и слабых растворов кислот, аммиака, масел и нефтепродуктов при температуре до 450°С. Коэффициент трения паронита по металлу μ =0,5. Упругость паронита невелика. При контактном давлении свыше 32 МПа все неплотности в материале устраняются. Релаксация напряжений в период, ближайший после затяга, значительна. После обжатия при контактном давлении 70 МПа герметичность соединения сохраняется и при контактном давлении на прокладке, равном рабочему. Наибольшее допускаемое контактное давление на паронит 130 МПа, Чтобы улучшить герметичность соединения и увеличить сопротивление распору прокладки средой, на уплотнительных поверхностях соединения обычно создают две-три узкие канавки треугольного сечения, в которые паронит вдавливается под действием усилия затяга. Такие канавки делаются и при использовании других неметаллических прокладок. Листы паронита изготовляются толщиной до 6 мм. Прокладку целесообразно применять возможно более тонкую» но толщина ее должна быть достаточной для герметизации соединения при данной шероховатости обработанных поверхностей и площади уплотнения. Паронит листовой выпускается следующих марок: ПОН, ПМБ, ПА, ПЭ (см. табл. 4.29), ПС и ПСГ (последние две - специальные).

4.29. Условия применения паронита (по ГОСТ 481-71)

Обозна-		Допустимая		Допу-
чение и		температура,		стимое	Область
наимено­вание				давле­ние.	применения
марок		от	до	МПа
	Вода пресная	_	250	6,4
	Пар водяной	—	450	6,4
	Воздух	-50	+ 100	1
	Сухие нейтральные и инертные газы	__	450	6,4
	Водные растворы	-15	100	2,5
ПОН(паронит назначения)	солей различной кон-
	центрации
	Аммиак жидкий	-40	+ 150	2,5
	Спирты	—	150	1,6
	Парафин	—	150	1,6
	Тяжелые нефтепро­дукты	—	200	6,4
	Легкие нефтепро­дукты	—	150	2,5
	Жидкий кислород	-182	—	0,25	Для уплотнения соединений типов:
					«гладкие» с давле-
	Вода морская	—	50	4	нием рабочей сре-
	Рассолы	-40	+50	10	ды не более
	Аммиак жидкий и газообразный	-40	+ 150	2,5	4 МПа; «шип- паз»; «выступ-
	Коксовый газ	—	490	6,4	впадина»
	Воздух	-50	200	1,6
	Кислород и азот	-182	—	0,25
ПМБ (паронит маслобензостойкий)	жидкий
	Сжиженные и га-	-40	+60	1,6
	зообразные углеводо-
	роды С х -С 6
	Кислород и азот	— .	150	5
	газообразные
	Парафин	—	150	1,6
	Расплав воска	___	150	1
	Легкие нефтепро­дукты	—	200	2,5
	Тяжелые нефтепро-	—	300	2
	дукты
	Минеральные масла	—	150	2.5

Продолжение табл. 4.29

Обозна­чение и наимено­вание марок	Среда	Допустимая температура,		Допу­стимое давле­ние, МПа	Область применения
ПА (паронит, армиро­ванный сеткой)	Вода пресная Водяной пар Воздух, нейтраль­ные и инертные сухие газы Тяжелые нефтепро­дукты Легкие нефтепро­дукты, минеральные масла			10	Для уплотнения соединений типов: «гладкие» с давле­нием рабочей сре­ды не более 4 МПА; «шип- паз»; «выступ — впадина*
ПЭ	Щелочи с концен­трацией 300-400 г/л, водород, кислород Аммиак жидкий и газообразный Азотная кислота, (10%-ный раствор) Нитрозные газы			2,5	Электролизеры, арматура и др. Минимальное кон­тактное давление, необходимое для герметизации 10 МПа для со­единений, рабо­тающих под дав­лением 0,02 МПа, и 30 МПа для со­единений, рабо­тающих под дав­лением 1 МПа
Примечание. Применение паронита в случаях, не предусмотренных данной таблицей, допускается после проведения промышленных испытаний и согласования ре­зультатов с отраслевым научно-исследовательским институтом Министерства нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности СССР.

Паронит марок ПОН и ПА испытывается на уплотнительную способность в среде пара при температуре 450° С и давлении 10 МПа. Прокладка наружным диаметром 120 мм и внутренним 80 мм, смазанная маслографитовой пастой, должна при контактном давлении 22,5 МПа сохранять герметичность в течение 30 мин. Кроме того, паронит этих марок, а также марки ПМБ испытывается на уплотняющую способность в керосине при температуре 20° С и давлении 15 МПа. Прокладка наружным диаметром 120 мм и внутренним 80 мм, смазанная маслографитовой пастой, при контактном давлении 32,4 МПа должна сохранять герметичность в течение 30 мин.

Паронит специальной марки ПС предназначен для этилового спирта, жидкого кислорода, масла Л-1 и воздуха. Применяется для давлений до 7,5 МПа при рабочей температуре от -182 до +400° С в зависимости от типа соединения и рабочей среды. Паронит марки ПСГ (паронит специальный графитированный) предназначается для этилового спирта, водяного пара и парогаза. Применяется для давлений до 7,5 МПа при рабочей температуре до 450° С (для спирта - до 50° С). Листы паронита имеют размеры от 0,3 X 0,4 до 1,5 X 3,0 м, толщина листов паронита марки ПОН - от 0,4 до 6,0 мм. Каждая марка паронита имеет свой диапазон размеров и толщин.

Пластмассы для прокладок арматуры применяются при невысоких темпе­ратурах среды. Пластикат поливинилхлоридный по эластичности наиболее близко подходит к резине, используется для арматуры в химических производствах при сравнительно узком интервале температур (от -15 до 4-40° С). Полиэтилен в ка­честве прокладок может использоваться при температуры среды от -60 до +50° С. Фторопласт-4 и фторопластовый уплотнительный материал (ФУМ), выпускаемый в виде шнуров различных профилей и сечений, применяются для температур от -195до +200°С. Винипласт как прокладочный материал используется ограни­ченно.

Металлические материалы. Металлические прокладки изготовляются в виде плоских колец прямоугольного сечения из листового материала или в виде колец фасонного сечения из труб или поковок. К последним относятся линзовые прокладки чечевичного сечения, прокладки сечением в виде овала, расположен­ного параллельно оси прокладки, и гребенчатые прокладки, имеющие сечение прямоугольника с треугольными выступами в виде гребенки. Помимо этого из­готовляются комбинированные прокладки, состоящие из мягкой сердцевины (асбеста или паронита), облицованной листовым материалом из алюминия, малоуглеродистой стали или коррозионностойкой стали 08Х18Н10Т или 12Х18Н10Т. Достоинства металлических прокладок: достаточная плотность при высоких давлениях и температурах среды, коэффициент температурного расширения близок к коэффициенту температурного расширения материала фланца и шпилек или болтов, возможность повторного использования после соответствующего ремонта. К недостаткам следует отнести: необходимость создания больших усилий для обеспечения герметичности соединения, относительно низкие упругие свойства, значительную релаксацию напряжений и относительно высокую сто¬имость изготовления. В табл. 4.30 приведены некоторые сведения о металлах, применяемых для изготовления прокладок арматуры.

4.30. Металлы, применяемые для изготовления прокладок

			Допустимая
Наимено-	Марка	Среда	температура, *С
вание
			от	до
Сталь низ-	05кп (особая)	Водяной пар	«я.
коуглеро-
дистая ти-
па Армко
То же	05кп (особая)	Щелочи, кислоты, гнзы, содержащие оеру. Не применяет­ся для водных рас­творов кислот и ше лочей	-70
Сталь	0,5; 0,8	Водяной пар, неф­тепродукты	-40
Коррозион-	12Х18Н10Т»	Водяной пар, неф-	-253
ностойкая	08Х18Н10Т	тепродукты, корро-
сталь		зионные среды, кро­ме серной кислоты
Алюминий	АО; А; АД1	Воздух, вода, неф­тепродукты, азот­ная, фосфорная и другие кислоты, су­хой хлор, сернистые газы	-253
Никель	НП1, НВК	Водяной пар, хлор и др.; нейтральные среды	-200
Монель-	НМЖМо.28-2,5-1,5	Морская вода.
металл		коррозионные сре­ды, водяной пар
Медь	М1.М2	Криогенные и другие нейтраль­ные среды	-253
Свинец	С2	Коррозионные среды, в том числе серная	-200

Набивочные материалы

Материалы для сальниковой набивки (табл. 4.31) должны иметь высокую упругость, физическую стойкость при рабочей температуре, химическую стой¬кость против действия рабочей среды и возможно малый коэффициент трения. В качестве набивочных материалов в основном применяются: хлопчатобумажные материалы, пенька, асбестовый шнур, асбест, графит, тальк, стекловолокно и фторопласт. Наиболее часто используется асбест в виде плетеного шнура квадратного или круглого сечения, но могут быть использованы и скатанные шнуры без плетения или чесания волокна (пенька и др.). Наиболее целесообразно применение набивки из заранее приготовленных и отформованных колец.

4.31. Основные материалы для сальниковой набивки (с учетом ГОСТ 5152 — 66)

		Допустимая		Допу-
		температура		стимое давление,
Набивка	Рабочая среда
		до
	Плетеные хлопчатобумажные
ХБС (сухая)	Воздух; питьевая вода, спирты, пишеоые продукты, смазочные мчсла, органиче­ские растворители, углеводо­роды, нейтральные растворы солей	—	100	20
ХБС (сухая)	Жидкий и газообразный ам­миак	-40	—	—
ХБП (пропитан-	Воздух, промышленная во-	—	100	20
ная)	да, нефтяное топливо, смазоч­ные масла, инертные газы и пары, углеводороды Плетеные пеньковые	—
ПС (сухая)	Воздух, промышленная во­да, водяной пар, смазочные масла, нефтяное топливо свет­лое, углеводороды		100	16
ПС (сухая)	Жидкий и газообразный азот	-40	—	—
ПП (пропитанная)	Воздух, промышленная по­да, топливо нефтяное темное, смазочные масла, инертные пары и газы, углеводороды, растворы щелочей, соленая вода	—	100	16

Продолжение табл. 4.31

Продолжение табл. 4.31

§ 41. ПРОКЛАДОЧНЫЕ, УПЛОТНИТЕЛЬНЫЕ И ИЗОЛЯЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Для придания плотности и герметичности соединениям деталей машин (трубы, различные соединения и др.) и устранения возможного просачивания жидкости и прорыва газов используют прокладочные и уплотнительные материалы.
Изоляционные материалы - это органические и неорганические вещества, обладающие огнестойкостью и малой тепло- и электропроводностью. Они применяются для изоляции находящихся под током деталей машин и электропроводов. Наибольшее распространение получили следующие прокладочные и изоляционные материалы.
Бумага - листовой материал, изготовленный из растительных волокон и целлюлозы. Целлюлоза - растительные волокна, очищенные от смол и других компонентов. Картон – специально обработанная толстая бумага толщиной 0,25-3 мм. В зависимости от способа обработки он приобретает масло- и бензостойкость, электро- и термоизоляционность. Бумагу и картон применяют как прокладочный и изоляционный материал.
Фибра - разновидность бумажного материала, изготовляют ее из бумаги, пропитанной раствором хлористого цинка. Отличается высокой прочностью и хорошо поддается механической обработке, масло- и бензостойка. Недостаток фибры - значительная гигроскопичность (влагопоглощаемость), поэтому при увлажнении она деформируется. Фибры применяются для изготовления шайб, прокладок и втулок.
Асбест - естественный волокнистый белый минерал, состоящий из кремнезема и небольших количеств окиси железа и окиси кальция. Для него характерны высокая огнестойкость, а также малая тепло- и электропроводность, выдерживает температуру до 500°С. Из асбеста делают волокно, нити, шнуры, ткани с примесью хлопка и чисто асбестовые ткани, листовые и прокладочные асбестовые материалы, асбестовую бумагу, картон.
Паронит - листовой материал из асбеста, каучука и наполнителей. Применяют для уплотнения водяных и паровых магистралей (при давлении до 5,0 МПа и при температуре до 450°С), а также для уплотнения трубопроводов и арматуры для нефтепродуктов: бензина, керосина, масла.
Войлок - листовой пористый материал, изготовленный из волокон шерсти. Воздушные поры в нем составляют не менее 75% объема. Он обладает высокими тепло- и звукоизолирующими, а также амортизирующими свойствами. Войлок используют для набивки сальниковых уплотнений и изготовления прокладок.
Важной задачей современного машиностроения является надежная герметизация и уплотнение соединений деталей и сборочных единиц, работающих в жестких условиях. Материал обычно используемых уплотнительных прокладок (паронит, картон и др.) не всегда обеспечивает надежную длительную герметичность соединений. Под действием температуры и вибрации прокладки со временем претерпевают ряд изменений, теряют свои уплотняющие свойства, в них возникают разрывы и трещины. В процессе эксплуатации это приводит к утечке масла, топлива и др. Для этих целей применяют различные герметики . Уплотняющая жидкая прокладка ГИПК-244 предназначена для герметизации неподвижных соединений деталей и сборочных единиц, работающих в водяной, паро-водяной, кислотно-щелочной и масло-бензиновых средах.
Уплотнительная замазка У-20А предназначена для герметизации соединений в воздушной и водяной средах. Герметик Эластосил 137-83 герметизирует неподвижные соединения в водяной, паро-водяной, кислотно-щелочной и масляной средах. Анаэробный клей ДН-1 обеспечивает герметизацию соединений с зазорами до 0,15 мм.
Минеральная вата - продукт переработки металлургических или топливных шлаков. Служит для изоляции поверхностей с низкими и высокими температурами нагрева. Применяются в качестве изоляционного материала также плиты на основе минеральной ваты, проклеенной фенольной смолой или битумной эмульсией.
Изоляционная прорезиненная лента представляет собой суровую тонкую хлопчатобумажную ткань (миткаль), пропитанную с одной или двух сторон липкой сырой резиновой смесью.
Липкая изоляционная лента – это пленочный пластик, покрытый слоем перхлорвинилового клея. Толщина ленты 0,20-0,45 мм, ширина 15-50 мм. Изоляционные ленты выпускаются различных цветов.

Материаловедение - Неметаллические и композиционные материалы

НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ

К традиционным неметаллическим материалам относятся волокнистые материалы (древесина), полимерные органические и неорганические материалы (пластмассы), каучуки и резины, клеи и герметики, лакокрасочные покрытия, стекло, керамика, а также материалы нового поколения – композиционные материалы на неметаллической основе.

ПЛАСТИЧЕСКИМИ МАССАМИ (пластмассами, пластиками) называют многокомпонентные искусственные материалы на основе природных или синтетических высокомолекулярных органических веществ, в состав которых входят: высокомолекулярная основа-связка (синтетические смолы, эфиры, целлюлоза); наполнители (порошкообразные, волокнистые, сетчатые вещества органического или неорганического происхождения), – пластификаторы (олеиновая кислота, стеарин, дибутилфторат), стабилизаторы, красители, отвердители и другие специальные добавки.

Классификация пластмасс

а) по типу связующего (полимера): фенопласты (основа – фенольные и фенолоальдегидные смолы); эпоксипласты (эпоксидная смола); амидопласты (полиамидная смола).

б) по виду наполнителя:

– пресс-порошки – с порошкообразным органическим (древесная мука, целлюлоза, графит) или минеральным наполнителем (тальк, кварцевая мука, микроасбест и др.);

– пресс-материалы :

– волокниты – с волокнистым наполнителем из очесов хлопка и льна;

– стекловолокниты – в виде стеклянных нитей;

– асбоволокниты – в виде нитей асбеста;

– слоистые пластики – с тканым и с листовым наполнителем, в том числе бумажные листы (гетинакс), хлопчатобумажные ткани (текстолит), стеклоткани (стеклотекстолит), асбестовые ткани (асботекстолит);

– газонаполненные пластики – с воздушным наполнителем (пенопласты, поропласты).

в) в зависимости от поведения смолы при нагреве:

– реактопласты

– термопласты

Методы переработки пластмасс: экструзия, прессование, литьевое прессование, литье, вакуумное и пневматическое формование, вальцевание, вспенивание, сварка, горячее напыление, строгание в листы, обработка на станках со снятием стружки

Резинами называют высокомолекулярные материалы, которые получают при вулканизации (нагрев до 100–150С) смеси натурального или синтетического каучука с различными наполнителями (ингредиентами). В процессе вулканизации образуются пространственные «сшитые» (сетчатые) структуры, заменяя линейную или слабоветвистую структуру каучуков. Здесь активную роль играет вулканизирующее вещество – сера (или селен), от количества которого зависит величина ячейки структуры, эластичность и твердость резины: а) мягкие резины (2–4 % S); б) жесткие – полуэбониты (12–13 % S); в) эбониты (30–50 % S). Кроме серы в состав резин входят:наполнители, мягчители, противостарители, антипирены, фунгициды, дезодоранты, красители ипигменты, регенерат.

Резинотехнические изделия получают при вулканизации (термической обработке) прессованных деталей из сырой резины. Резиновые изделия часто армируют тканью или металлической сеткой.

Клеи и Герметики

относятся к пленкообразующим материалам, так как они способны при затвердевании образовывать прочные пленки, хорошо прилипающие к различным материалам.

Клеи применяются для склеивания разнородных материалов (металла, керамики, пластмасса, дерева), а герметики обеспечивают уплотнение и герметизацию клепаных, сварных и болтовых соединений, топливных отсеков и баков, различных металлических конструкций, приборов, агрегатов, швов, стыков и т.д. Клеи и герметики могут быть в виде жидкостей, паст, замазок, пленок.

Лакокрасочные материалы (лкм)

Лакокрасочные материалы представляют собой многокомпонентные составы, в жидком состоянии наносимые на поверхность изделий и высыхающие с образованием пленок, удерживаемых силами адгезии. Назначение лакокрасочных покрытий: а) защита металлов от коррозии, дерева и тканей – от гниения и набухания; б) в декоративных целях – придание изделиям желаемого внешнего вида; в) для достижения специальных свойств – электроизоляционных, теплозащитных, светостойких и др.

Различают лакокрасочные материалы: прозрачные (лак); кроющие (эмаль) и подготовительные (грунтовка). Покрытия наносятся вручную кистью, распылением, окунанием и другими способами. Надежность защиты поверхности изделий обычно достигается использованием многослойных покрытий.

Стекла

Стеклами (или стеклом) называют переохлажденные вещества, получаемые из жидких расплавов неорганических соединений и их смесей.

Основой стекол являются стеклообразуюшие оксиды, по которым стекла разделяют на силикатные (SiO 2), алюмосиликатные (А1 2 О 3 иSiO 2), боросиликатные (В 2 О 3 иSiO 2), алюмоборосиликатные А1 2 О 3 , В 2 О 3 иSiО 2), борофторалюмосиликатные (В 2 О 3 , А1 2 О 3 ,FиSiO 2), алюмофосфатные (А1 2 О 3 и Р 2 О 5), алюмосиликофосфатные (А1 2 О 3 ,SiO 2 и Р 2 О а), силикотитановые (SiO 2 и ТiO 2), силикоциркониевые (SiО 2 иZrО 2) и др.

По назначению стекла классифицируют на химически стойкие, термостойкие, электровакуумные, электрические, оптические и т. п.

Достоинством стекол является их способность к многократному переплаву без изменения свойств.

Жидкую однородную стеклянную массу перерабатывают в изделия различными методами : вытягиванием (листовое стекло, трубки и стержни), прокаткой (листовое стекло, трубки и стержни), прессованием (толстостенные изделия), методом выдувания (тонкостенные изделия сложной конфигурации, например, баллоны ламп, электронно-лучевых трубок и других приборов), методом спекания стеклянных порошков (детали сложной конфигурации, эксплуатируемые в условиях больших тепловых нагрузок). Применяют также методы прямого литья (для низковязких масс и изготовления несложных изделий), литья под давлением и центробежного литья. Техника и технологические приемы идентичны с переработкой металлов. Стеклянные изделия и полуфабрикаты после изготовления подвергают отжигу при 400–600 °С для снятия остаточных напряжений. Длительность отжига зависит от толщины изделия.

Ситаллами называют искусственные материалы микрокристаллического строения, получаемые направленной инициированной кристаллизацией изделий из стекол.

От стекол ситаллы отличаются более высокими физико-механическими свойствами (твердостью, химической стойкостью, низкими диэлектрическими потерями при высоких частотах и температурах, высокой диэлектрической проницаемостью при высоких температурах).

Изделия из ситаллов формуют методами вытягивания и прокатки, прессованием, литья под давлением.

Керамика – неорганический материал, получаемый из отформованных минеральных масс в процессе высокотемпературного обжига (спекание), в результате которого при 1200–2500 °С формируется структура материала, и изделие приобретает необходимые физико-механические свойства. Керамика была первым конкурентоспособным по сравнению с металлами классом материалов для использования при высоких температурах.

Основными компонентами технической керамики являются: а) оксиды (А1 2 O 3 – корунд,ZrO 2 ,MgO,CaO,BeO,ThO 2 ,UO 2), б) бескислородные соединения металлов (карбиды, бориды, нитриды, силициды, сульфиды).

В керамике могут присутствовать фазы: а) кристаллическая (основа в виде химических соединений или твердых растворов), б) стекловидная (в виде прослоек стекла в количестве 1–10 %, связывающих кристаллическую фазу), в) газовая (находится в порах керамики).

Большинство видов специальной технической керамики обладает плотной спекшейся структурой поликристаллического строения, для ее получения применяют специфические технологические приемы. Принципиальными недостатками керамики являются ее хрупкость и сложность обработки.

К основным областям применения керамических материалов относятся режущий инструмент, детали двигателей внутреннего сгорания и газотурбинных двигателей и др.

Прокладочные и уплотнительные материалы

Прокладочные материалы применяются для герметизации соединений корпусных или иных деталей (особенно при высоких давлениях и температурах внутри герметизируемой полости), для теплоизоляции и электроизоляции разъемных частей, устранения возможного просачивания жидкости и прорыва газов.

В качестве прокладочных материалов используют естественные, синтетические или композиционные материалы.

Естественные материалы – кора пробкового дерева, асбест, войлок и отожженная медь. Кора пробкового дерева применяется при небольших давлениях и температурах. Основное ее достоинство – маслобензостойкость. Из-за дефицитности применение коры пробкового дерева ограничено. Часто используют пробковую крошку в синтетическом клеящем составе. Асбест обладает прочностью, эластичностью, диэлектрическими свойствами, он устойчив при температурах до 1 500 °С. Войлок – плотный шерстяной материал. Войлочные прокладки предотвращают попадание в соединения посторонних загрязнений, задерживают смазочные масла, смягчают удары и вибрации, являются хорошим шумоизолятором. При высоких температурах и давлениях применяют красную отожженную медь.

Синтетические материалы – маслобензостойкая резина, различные пластмассы. Эти материалы обычно являются хорошими диэлектриками, но имеют низкие морозостойкость, теплостойкость и малый срок службы. Синтетические материалы применяются в неответственных соединениях или в качестве матрицы композиционных материалов.

Композиционные материалы – это целлюлозосодержащие материалы или композиция синтетический материал–упрочнитель. Целлюлозосодержащие материалы (бумага, плотный картон) применяются в качестве тонких прокладок в узлах, не подвергаемых воздействию влаги. Из бумаги, обработанной хлористым цинком, касторовым маслом и глицерином, получают фибру – прочный и долговечный диэлектрик, стойкий к маслу и воде. Из композиционных материалов чаще всего применяют композиции на основе маслобензостойкой резины. В качестве наполнителя используют распушенный асбест, графитный порошок, стальную фольгу, стальную проволоку или их сочетание. Композиционные прокладочные материалы наиболее универсальны, относительно дешевы, имеют большую долговечность.

Технические жидкости и газы

1) Смазочные материалы – вещества, обладающие смазочным действием, т.е. способностью снижать трение, уменьшать скорость изнашивания и устранять заедание трущихся поверхностей. Большинство смазочных материалов, за исключением твердых смазок (графит, сульфид молибдена и др.), являются жидкими.

2) К технологическим жидкостям относят: а) разделительные составы , предназначенные для снижения адгезии в контакте пресс-форм и литьевых форм с изделиями из резины и пластических масс, б) моющие жидкости (для промывки деталей и узлов машин в процессе их производства и ремонта), в) закалочные среды (приготовляемые на основе масел, водных растворов солей, водорастворимых полимеров).

3) Смазочно-охлаждающие жидкости (СОЖ) совмещают свойства смазочных масел и технологических жидкостей. Они одновременно смазывают поверхность инструмента и обрабатываемой детали, облегчая деформирование и улучшая качество получаемой поверхности, отводят теплоту, смывают стружку, пыль и другие загрязнения, а также защищают поверхность инструмента и деталей от коррозии. Вследствие многофункционального назначения СОЖ для их приготовления используют широкую номенклатуру масел, синтетических жидкостей, водных растворов, присадок и добавок.

4) Жидкие топлива – бензины, дизельные топлива, керосин и мазут, которые являются продуктами перегонки нефти. В машиностроении эти жидкости используют в качестве компонентов моющих жидкостей, СОЖ, растворителей и т.д.

5) При химико-термической обработке сталей применяют специальные газовые среды . Газы (азот, аммиак, аргон, ацетилен, водород, фреон , кислород, криптон и ксенон – в электровакуумной технике для наполнения различных приборов, метан и пропан , углекислый ) и их смеси имеют широкое применение и в качестве топлив при газопламенной резке и закалке, плазмообразующих сред в процессах ионно-плазменной обработки, сварочных газов, хладагентов в холодильных установках и т.д.

6) Различные масла и синтетические жидкости, используемые в качестве рабочих тел в прессах, гидравлических передачах и приводах, вакуумных насосах, амортизаторах, тормозах и других устройствах . К ним относятся амортизационные жидкости, гидравлические масла, вакуумные масла, демпфирующие жидкости, приготовляемые в основном на базе минеральных масел и кремнийорганических жидкостей.

Абразивные материалы

(от латинского abrasio - соскабливание)– зернистые или порошкообразные вещества, предназначенные для оснащения рабочей части режущих инструментов.

Естественными абразивами являются: корунд, наждак, фанат, кремень, полевой шпат, пемза и др. В промышленности наиболее распространены искусственные абразивы: электрокорунд, карборунд и карбид бора.

Из порошков изготовляют шлифовальные круги различной формы, бруски, абразивные головки, сегменты, предназначенные для производства специальных абразивных инструментов.

КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ

– это материалы, состоящие из сильно различающихся по свойствам друг от друга, взаимно нерастворимых компонентов (из сравнительно пластичного матричного материала, который связывает композицию и придает ей нужную форму и более твердых и прочных веществ, являющихся упрочняющими наполнителями). Композиционные материалы используют для производства летательных аппаратов, в машиностроении, приборостроении, энергетике, в электронной, радиотехнической и электротехнической промышленности, а также на транспорте, в строительстве и других отраслях народного хозяйства.

В зависимости от материала матрицы различают композиционные материалы с металлической матрицей или металлические композиционные материалы (МКМ), с полимерной – полимерные композиционные материалы (ПКМ) и с керамической – керамические композиционные материалы (ККМ).

По типу упрочняющих наполнителей композиционные материалы подразделяют:

а) дисперсноупрочненные	б) армированные или волокнистые	в) слоистые
В них искусственно вводят мельчайшие равномерно распределенные тугоплавкие частицы карбидов, оксидов, нитридов и другие, не взаимодействующие с матрицей и не растворяющиеся в ней вплоть до температуры плавления фаз	Арматурой в армированных композиционных материалах могут быть волокна различной формы (нити, ленты, сетки разного плетения). Их прочность определяется прочностью армирующих волокон, которые воспринимают основную нагрузку	Слоистые композиционные материалы набираются из чередующихся слоев волокон и листов матричного материала (типа «сэндвич»). Возможно поочередное использование слоев матрицы из сплавов с различными механическими свойствами

Набивки сальниковые по ГОСТ 5152-77 применяют для уплотнения сальников арматуры, насосов, машин и аппаратуры. Они рассчитаны на широкий диапазон давлений и температур. Будучи пропитаны антифрикционным составом, набивки обеспечивают саль-же смазку вращающихся валов и штоков, проходящих через саль-ник.

Плетеные и скатанные набивки поставляют в бухтах (мотках), упакованными в мешки. Набивкн хранят в таре в закрытом сухом помещении вместе с документом, удостоверяющим соответствие ГОСТ 5152-77 и маркировку (на бирке).

Шнуры асбестовые по ГОСТ 1779-72 с пропиткой антифрикционным составом или графитом, замешанным на натуральной олифе, применяют для набивки сальников арматуры, компенсаторов, уплотнения секций чугунных котлов, резьбовых соединений. Применяют их также в качестве изоляционного материала.

Картон асбестовый по ГОСТ 2850-75 марок КАОН-1 и КАОН-2

применяют как теплоизолирующий и огнезащитный материал при температуре изолируемой поверхности не более 500° С. Его используют также в качестве прокладочного материала для оборудования, приборов и коммуникаций. Картон марки КАП используют как прокладочный материал. Листы картона не должны иметь трещин, вдавленных мест, а также посторонних механических включений.

Картон прокладочный по ГОСТ 9347-74 изготовляют в листах и рулонах толщиной 0,3; 0,5; 0,8; 1; 1,5 мм - марка А (пропитанный), 0,3; 0,5; 0,8; 1; 1,25; 1,5; 1,75; 2; 2,25; 2,5 мм -марка Б (не-пропитанный). Плотность картона 0,7-0,75 г/см3. Поверхность картона должна быть ровной, без короблений, складок, морщин, пузырей, неволокнистых включений и давленых нятен.

Из прокладочного картона изготовляют прокладки, используемые для уплотнения фланцевых соединений трубопроводов, транспортирующих воду температурой до 100° С.

Перед установкой прокладки необходимо смочить в воде и проварить в натуральной олифе.

Пластины резиновые и резинотканевые по ГОСТ 7338-77, применяемые для изготовления прокладок, уплотнителей клапанов, амортизаторов и других деталей, выпускаются кислотощелочестой-кие, теплостойкие, морозостойкие и маслобензостойкие.

Длина листов или лент пластин 0,5-10 м, ширина 200-1750 мм и толщина 0,5-50 мм. Теплостойкие резиновые пластины остаются работоспособными при эксплуатации в среде воздуха температурой до 90° С и в среде водяного пара температурой до 140° С. Морозостойкие резиновые пластины остаются работоспособными в условиях эксплуатации при температуре до -45° С. Резиновые пластины всех типов остаются термостойкими при эксплуатации в пределах температур от -30 до +50° С.

Листовую резиновую пластину применяют для изготовления фланцевых прокладок трубопроводов холодной воды. Резинотканевую пластину применяют при температуре воды до 100° С.

Паронит по ГОСТ 481-71 изготовляется из смеси асбестовых волокон, растворителя, каучука и наполнителей. Выпускается в виде листов толщиной 0,4; 0,6; 0,8; 1,5; 2; 3; 4; 5 и 6 мм, размерами 300X400, 400X500, 500X500, 750ХЮОО, 1000X1500, 1500X1500 и 3000X1500 мм. Из паронита общего назначения (ПОН) делают прокладки для фланцевых соединений трубопроводов горячей воды и пара с температурой выше 100° С.

Перед установкой прокладки смачивают в горячей воде и смазывают графитом, замешанным на натуральной олифе.

Паронит нельзя хранить вместе (в одном помещении) с органическими растворителями, смазочными маслами, кислотами и другими веществами, разрушающими его

Фибра листовая по ГОСТ 14613-69 выпускается восьми марок. Фибра марки ФПК (прокладочная кислородостойкая), изготовляемая толщиной от 0,6 до 5 мм, применяется в качестве прокладок для нейтральных газовых сред (кислорода, углекислоты и т. п.) при высоких давлениях и нормальных температурах. Перед употреблением фибра должна быть тщательно обезжирена. Фибра марки ФТ (техническая) применяется в качестве уплотнителя в вентилях и кранах систем горячего водоснабжения.

Лен трепаный по ГОСТ 10330-76 в виде пряди, пропитанной свинцовым суриком или белилами, разведенными на натуральной олифе, применяется в качестве уплотнителя в резьбовых соединениях трубопроводов, транспортирующих воду температурой до 105° С.

ФУМ - фторопластовые уплотнительные материалы в виде ленты шириной 10-25 мм и толщиной 0,08-0,12 мм и шнура (для фланцевых прокладок). Ленту применяют для уплотнения резьбовых соединений трубопроводов £>у«:65 мм, шнур-для уплотнения контргаек, а также в качестве сальниковой набивки вентилей и кранов. Они должны иметь светлый цвет.

Уплотнение из ФУМа водостойко и выдерживает температуру от-60 до +200° С.

Смоляная прядь (каболка) представляет собой обработанные древесной смолой лубяные волокна, полученные в качестве отходов при изготовлении волокон пеньки и льна. Выпускается прядь двух сортов: первый сорт-из пенькового волокна, второй сорт - из смеси волокон пеньки и льна. Прядь применяют для заделки раструбов чугунных и керамических труб.

Пеньковый канат по ГОСТ 483-75, пропитанный смолой или без пропитки, применяют для уплотнения раструбов чугунных и керамических труб. Прядь пропитывают смолой для предохранения ее от гниения.