содержание .. 22 23 24 25 ..

Parker Руководство по кольцам круглого сечения (2017 год) - часть 24

7 Применения

Среда

Рекомендуемый

NBR HNBR EPDM FKM CR

компаунд Parker

R409b (65 % R22 / 25 % R124 / 10 % R142b)

C0873-70, C0557-70

R410a (50 % R32 / 50 % R125)

C0873-70, C0557-70

R410c

C0873-70, C0557-70

R411a (1,5 % R1270 / 87,5 % R22 / 11 % R152a)

C0873-70, C0557-70

R411b (3 % R1270 / 94 % R22 / 3 % R152a)

C0873-70, C0557-70

R411c+ (3 % R1270 / 95,5 % R22 / 1,5 % R152a)

C0873-70, C0557-70

R412a (70 % R22 / 5 % R218 / 25 % R142b)

C0873-70, C0557-70

R413a (9 % R218 / 88 % R134a / 3 % R600a)

C0873-70, C0557-70

R414a+ (51 % R22 / 28,5 % R124 / 16,5 % R142b / 4 % R600a)

C0873-70, C0557-70

R414b+ (50 % R22 / 39 % R124 / 9,5 % R142b / 1,5 % R600a)

C0873-70, C0557-70

R500 (73,8 % R12 / 26,2 % R152a)

C0873-70, C0557-70

R502 (48,8 % R22 / 51,2 % R115)

C0873-70, C0557-70

R507 / R507a (50 % R125 / 50 % R143a)

C0873-70, C0557-70

R509 / R509a (44 % R22 / 56 % R218)

C0873-70, C0557-70

R600 (н-бутан)

N0674-70

R600a (изобутан)

N0674-70

R611 (Метилформиат)

C0873-70, C0557-70

R717 (аммиак)

C0873-70, C0557-70

R744 / CO₂ (двуокись углерода)

E3804-90

¹⁾Степень совместимости:

рам безопасности. В компании Parker внедрены соответствую-

1 = удовлетворительная,

щие организационные, качественные и технические средства,

2 = слабая,

3 = условная,

благодаря чему компания является одобренным производите-

4 = неудовлетворительная, -= недостаточно данных.

лем для гражданской и военной аэрокосмической промышлен-

Таб. 7.7 Рекомендации по применению компаундов для хладагентов

ности.

(другие данные о совместимости с хладагентами доступны по запросу)

Компания Parker обладает опытом в данном секторе благодаря

работе с различными заказчиками и представительству во мно-

7.11 Пищевая и фармацевтическая

гих комитетах по стандартизации.

промышленности

Наш авиационно-космический сервисный центр поможет полу-

Уплотнения, контактирующие с продуктами пищевой и фар-

чить консультации по поиску решения для ваших конкретных

мацевтической промышленности, должны иметь стойкость к

требований к уплотнению.

процессам «CIP» (очистка на месте) и «SIP» (стерилизация на

месте). Силиконовые материалы подходят для использования

в пищевой отрасли с учетом их физических свойств, так как

7.13 Ядерная энергетика

они инертны, а также не имеют запаха и вкуса. В дополнение к

химической и тепловой стойкости уплотнительные компаунды

Эластомеры, произведенные для работы в условиях радиаци-

должны соответствовать различным национальным, европей-

онного воздействия, должны проходить испытания качества и

ским и международным регламентам. Более подробная инфор-

материала. Помимо пригодности для работы с радиацией эла-

мация приведена в разделе «Компаунды для пищевой и фарма-

стомер должен также быть совместим с контактной средой в

цевтической промышленностей».

условиях эксплуатации (температура, давление и т. д.).

В большинстве применений уровень дозы радиации остается

ниже 10⁶ рад — уровня, который достигается после долгих лет

7.12 Аэрокосмическая отрасль

службы. Практически все эластомеры не испытывают измене-

Аэрокосмическая отрасль предъявляет к эластомерным компа-

ний физических свойств при уровнях радиации до 1 миллиона

ундам самые строгие требования. Для соответствия требовани-

рад (≙10⁶ рад ≙10⁴ Дж/кг). Компания Parker разработала компа-

ям спецификаций зачастую необходима разработка специаль-

унды с радиационной стойкостью на уровне 10⁷ рад (см. раздел

ных материалов. Кроме того, при производстве законченных

8.22 «Радиация»).

изделий должны соблюдаться многие специальные требования

с целью соответствия более строгим техническим нормам и ме-

7 Применения

7.14 Нефтегазовая промышленность

В дополнение к наличию разрешений для использования с пи-

тьевой водой уплотнения для трубной арматуры должны соот-

Применение эластомеров в морской добыче ставит новые за-

ветствовать требованиям, указанным в стандартах EN681-1 и

дачи для производителей уплотнений. Условия эксплуатации

W534. Эти стандарты материалов включают требования к ис-

очень тяжелые:

пытаниям, которые предоставляют наглядную информацию по

• разнообразная агрессивная контактная среда,

долгосрочному поведению в условиях испытаний, приближен-

• высокое давление,

ных к полевым.

• широкий диапазон температур.

Для определенной

Страна

Замечания

страны

Эксплуатация в критических условиях, вызванных следующими

KTW

Германия

факторами:

W270

Германия

Микробиологическое

• агрессивное химическое воздействие вследствие использо-

поведение компаунда

вания присадок для масел,

ACS

Франция

• взрывная декомпрессия (см. «Взрывная декомпрессия» в

KIWA

Нидерланды

разделе 10),

ÖNORM B 5014

Австрия

• выдавливание в зазор при высоком давлении,

• высокие и низкие температуры.

WRAS

Соединенное

Королевство

NSF 61

США

Условия эксплуатации сильно меняются в зависимости от ме-

ста установки и назначения.

Таб. 7.9 Разрешения на применение с питьевой водой для разных стран

Температуры: до +200 °C, с дополнительными пиками.

Рабочее давление: от 100 бар до 1000 бар и выше.

Стандарт

Страна

Замечания

Компаунды:

FKM: V0747-75, V0709-90.

EN 681-1

Германия

Уплотнения должны соот-

NBR: N0674-70, N0552-90.

ветствовать требованиям к

Специальные: FKM: V0858-95.

физическим характеристикам

W534

Германия

Долгосрочное поведение в

Обратитесь к нашим инженерам для получения более подроб-

воде при температуре 110 ˚C.

ной информации в данной области.

Таб. 7.10 Стандарты для использования с питьевой водой

Материал

Жест- Температура¹⁾ Стандарт

кость

7.16 Вакуумные уплотнения

ISO

Parker

[Шор A]

[°C]

NBR N0552-90

90^±5

-30

100

При уплотнении вакуумных систем должны соблюдаться сле-

HNBR KA183-85

85^±5

-50

150

Norsok M-710

дующие рекомендации:

FKM VG109-90

90^±5

-45

205

ISO 23936-2/

Total

• Выбор правильного компаунда уплотнительного кольца.

FFKM F0400-80

80^±5

-40

270

ISO 23936-2/

• Уплотняемые поверхности и посадочные канавки должны

Total

иметь значительно более качественную обработку поверхно-

¹⁾ Относится к статистическому применению с округлением температур.

сти, чем для «обычных» уплотнений (см. таблицу 7.12).

Таб. 7.8 Обзор стандартных компаундов для нефтегазовой промышлен-

• Уплотнительное кольцо должно заполнять посадочную канав-

ности

ку (приблизительно на 100 %). Это означает создание более

широких зон контакта и снижение скорость диффузии через

эластомер.

7.15 Применение в санитарно-гигиенических

• Для повышения эффективности в отдельных канавках могут

условиях / использование в

устанавливаться по два уплотнения одновременно.

отопительных системах

• Суммарная величина утечки уменьшается при использова-

нии вакуумной смазки (например, Parker Super-O-Lube).

Преобладающими уплотнительными материалами, использу-

емыми в санитарной и бытовой технологии, являются EPDM,

NBR и силиконовые компаунды. Если уплотнения входят в кон-

такт с питьевой водой, требуется применение компаундов, раз-

решенных для использования с питьевой водой в стране уста-

Вакуум

новки. Типовыми применениями для уплотнительных колец и

литых изделий являются санитарно-техническая арматура, тер-

мостатические клапаны, насосы, водомерные счетчики или во-

Рис. 7.5 Посадочная канавка кольца круглого сечения в вакуумных

допроводная арматура.

системах

7 Применения

Материал

Коэффициент газо-

Потеря веса ¹⁾

проницаемости ²⁾

F × 10^-8

[%]

ISO

Parker

cm³× cm

[

cm² × s × bar

]

IIR

0,18

C0557-70

0,13

NBR

N0674-70

1,06

HNBR

N3554-75

1,06

Рис. 7.6 Размеры канавки, статическое применение

FKM

V0747-75

0,09

ACM

A0607-70

d₂

h^-0,05

b^±0.05

r₁

/ r₂

EPM

0,39

1,78

1,25

2,10

0,20

0,40

MFQ

L0677-70

143

0,25

2,62

1,85

3,10

0,20

0,40

MVQ

S0604-70

238

0,31

3,53

2,50

4,15

0,20

0,40

¹⁾ Вакуум 10^-6 мм. рт. ст. при комнатной температуре, период испытания

5,33

3,70

6,30

0,20

0,40

14 дней.

6,99

4,90

8,20

0,20

0,40

Постоянная газопроницаемости F (10^-8) основывается на гелии при комнат-

ной температуре и потере в вакууме.

Таб. 7.11 Размеры вакуумной канавки при деформации поперечного

Единица F: (см²)/с × бар

сечения d₂ уплотнительного кольца на величину около 30 %.

Таб. 7.13 Свойства эластомера

Более подробная информация находится в разделе 8.11 «Сте-

Шероховатость обработки поверхности,

пень утечки газа».

процент зоны контакта t_p > 50 %

A контактная поверх- B торцы канавки

ность

R_a

R_max.

R_a

R_max.

7.17 Противогрибковые компаунды

вакуум

0,80

3,20

1,60

6,30

С расширением использования эластомеров возникла необхо-

до 10^-8 Torr

0,40

1,60

6,30

димость проверки компонентов компаунда на грибковое пора-

до 10^-11 Torr

0,10

0,40

1,60

6,30

жение и распространение. Микроорганизмы могут быть обна-

Таб. 7.12 Обработка поверхности вакуумной канавки

ружены не только в тропическом климате, но также, к примеру,

в гидравлических системах. Компаунды проходят испытания в

Требования к компаунду уплотнительного кольца:

соответствии с методом 508 стандарта MIL-STD-810 B. В табли-

це ниже приведены компаунды, которые успешно прошли ис-

• низкая газопроницаемость,

пытания (информация о других компаундах доступна по запро-

• хорошая, т. е. низкая остаточная деформация при сжатии,

су).

• совместимость со средой,

• температурная совместимость,

• низкая потеря веса в вакууме.

NBR

EPDM

VMQ

FKM

FVMQ

FFKM

• N0674-70

• E0540-80

• S0604-70

• V0747-75

• C0557-70

• L0677-70

• V3860-75

• N0741-75

• E0652-90

• V0709-90

• V8545-75

• N0552-90

• N0300-90¹⁾

¹⁾ Компаунд Parbak^®.

Таб. 7.14 Противогрибковые компаунды проходят испытания в соответ-

ствии с методом 508 стандарта MIL-STD-810 B.

8 Терминология уплотнений

8.1 Общие критерии выбора

мы, которые ведут к ухудшению свойств эластомера,

приводятся в действие условиями окружающей среды.

Пользователи зачастую недооценивают количество и разноо-

Уплотнения всегда подвержены влиянию старения, как

бразие критериев, которые влияют на уплотнительный элемент.

при хранении, так и в условиях эксплуатации. Различные

Химические свойства среды и физические условия эксплуата-

эластомеры имеют различную стойкость к старению.

ции являются существенными критериями для выбора эласто-

мера и конструкции посадочной канавки.

8.4 Испытания на старение

Таблица совместимости сред (см. Приложение) содержит ин-

формацию о химическом влиянии среды на все наиболее часто

Образцы каучука искусственно состариваются в печах термо-

используемые эластомеры. В таблице указан наиболее подхо-

обработки в тяжелых условиях, что позволяет получить заклю-

дящий компаунд для различных сред.

чения по естественному старению за короткий интервал време-

ни. Испытания выполняются в соответствии со стандартом DIN

В данном разделе описываются ключевые термины, использу-

53508 с воздействием температуры и времени, характерного

емые в технологии уплотнений. Знание этой общей терминоло-

для определенного типа эластомера и условий эксплуатации,

гии помогает найти подробные ответы за короткое время.

например:

• NBR 70 часов или 7 дней при температуре 70 °C или 100 °C;

• EPDM 70 часов или 7 дней при температуре 100 °C или

8.2 Истирание

150 °C;

Испытания на истирание по стандарту DIN 5316 (с использо-

• FKM 70 часов или 7 дней при температуре 200 °C или 250 °C;

ванием цилиндра, покрытого наждачной бумагой) не отражают

• VMQ 70 часов или 7 дней при температуре 200 °C или

адекватно условия полевого использования. Реальный процесс

250 °C.

механического износа очень сложен, таким образом, сравни-

тельные данные, полученные по стандарту DIN 53516, едва ли

До и после состаривания измеряются следующие физические

являются содержательными по многим причинам. Следова-

свойства: твердость, прочность на разрыв, предельное удлине-

тельно, поведение износа должно испытываться в соответству-

ние и напряжение растяжения (модуль упругости). Минималь-

ющих условиях применения.

ное изменение указывает на лучшую стойкость к старению.

Компаунды HNBR, NBR, EPDM, CR и FKM обладают хорошей

стойкостью к истиранию. TPU (полиуретан) очень стоек к исти-

8.5 Коэффициент теплового расширения

ранию. Силикон и фторсиликон имеют слабую стойкость к

истиранию.

В зависимости от формулы смеси эластомеры обладают коэф-

фициентом теплового расширения в 10 раз более высоким, чем

у стали. Следовательно, в пограничных случаях важно знать

степень усадки уплотнения в холодных условиях или степень

8.3 Старение

расширения при воздействии высоких температур и влияние на

Старение выражается в ухудшении и потере физических

силу упругости на поверхности уплотнения.

свойств и зависит от типа молекулярной цепи каучука. Длинные

молекулярные цепи состоят из многих более мелких присоеди-

При низких температурах уменьшение силы упругости на по-

ненных молекул. Эти сочетания и другие части молекулярных

верхности уплотнения может привести к утечкам при появле-

цепей могут быть уязвимы к химическим реакциям.

нии дополнительной усадки. Данные изменения могут быть

предусмотрены в конструкции паза. При динамическом приме-

К старению относится три типа таких реакций:

нении возможно увеличение трения вследствие теплового рас-

ширения при температуре эксплуатации (при условии обеспе-

1. Разделение — молекулярные связи ломаются и главная

чения отвода тепла).

цепь уменьшается до коротких отрезков. Разделение

является результатом воздействия озона, ультрафиолета и

При использовании высокоэффективных эластомеров, таких

радиации.

как FFKM, при температурах выше 200 °C, особое внимание

2. Сшивание — процесс окисления, который вызывает фор-

при проектировании паза следует уделить тепловому расши-

мирование новых поперечных связей. Этот процесс ведет

рению. Повышение температуры до 300 °C может привести к

к образованию новых молекулярных цепей. Таким измене-

увеличению объема до 30 %. Если уплотнение не в состоянии

ниям способствует нагрев и воздействие кислорода.

произвести такое тепловое расширение, возникающие высо-

3. Изменение боковых групп молекулярной цепи в про-

кие уровни напряженности могут повредить уплотнение и со-

цессе химической реакции — контактная среда оказы-

пряженные с ним элементы.

вает агрессивное воздействие на эластомер и вызывает

изменение в его молекулярной структуре. Все механиз-

содержание .. 22 23 24 25 ..