Пры выбары матэрыялаў пракладак для прамысловых фланцавых злучэнняў механічная трываласць з'яўляецца вырашальным фактарам, які ўплывае на доўгатэрміновую надзейнасць герметызацыі, захаванне нагрузкі на ніт і ўстойлівасць да выбуху.ПТФЭ пракладкіі графітавыя пракладкі - гэта два шырока вызначаныя неметалічныя ўшчыльняльнікі, але іх механічныя паводзіны пры сціску, цеплавым цыкле і ўнутраным ціску значна адрозніваюцца. Кампанія Ningbo Kaxite Sealing Materials Co., Ltd. распрацоўвае абедзве лінейкі прадуктаў больш за два дзесяцігоддзі. Наша фабрыка вырабляе пракладкі з ПТФЭ высокай шчыльнасці і пракладкі з адслаенага графіту, якія адпавядаюць стандартам ASTM F104 і DIN 28091. Разуменне іх унікальных крывых напружання-дэфармацыі і характарыстык рэлаксацыі паўзучасці дапамагае інжынерам пазбегнуць уцечак фланца і збояў пры экструзіі пракладкі.
У гэтым падрабязным кіраўніцтве наша каманда інжынераў параўноўвае трываласць на аднавосевы сціск, модуль расцяжэння, хуткасць рэлаксацыі напружання і ўтрыманне крутоўнага моманту нітаў паміж пракладкамі з ПТФЭ прэміум-класа і гнуткімі графітавымі пракладкамі. Дадзеныя нашых завадскіх выпрабаванняў паказваюць, што ў той час як графіт забяспечвае выдатную ўстойлівасць да высокіх тэмператур, нашы ўзмоцненыя пракладкі з ПТФЭ забяспечваюць лепшае эластычнае аднаўленне і меншую паўзучасць пры тэмпературах навакольнага асяроддзя і сярэдніх. Вы даведаецеся, які матэрыял забяспечвае больш высокую механічную трываласць для вашага канкрэтнага класа ціску, аздаблення паверхні фланца і патрабаванняў да крутоўнага моманту зборкі. Наступныя раздзелы ўключаюць падрабязныя табліцы параметраў, заўвагі па рэальным прымяненні і адказы на часта задаваныя пытанні на аснове праверкі ISO 9001:2025 ад Ningbo Kaxite Sealing Materials Co., Ltd.
Механічная трываласць пракладкі - гэта не асобны параметр, а спалучэнне супраціву сціску, модуля пругкасці, працэнта аднаўлення і рэлаксацыі паўзучасці. УNingbo Kaxite Sealing Materials Co., Ltd., наша фабрыка класіфікуе PTFE пракладкі на цнатлівыя, 25% шкляныя і вугляродныя, у той час як графітавыя пракладкі класіфікуюцца як пашыраны графіт са ўстаўкамі з бляхі або фальгі з нержавеючай сталі. Наша лабараторыя праводзіць ASTM F36 для сціскальнасці і аднаўлення, ASTM F38 для рэлаксацыі паўзучасці і ASTM F152 для трываласці на разрыў. Вынікі паказваюць, што стандартныя пракладкі з ПТФЭ маюць меншую першапачатковую трываласць на сціск, чым графітавыя, але больш высокае пругкае аднаўленне пасля змены нагрузкі.
Наша фабрыка вырабіла больш за 500 000 штук у мінулым годзе пад брэндам Ningbo Kaxite Sealing Materials Co., Ltd., і мы пастаянна назіраем, што патрабаванні да механічнай трываласці ў значнай ступені залежаць ад шурпатасці фланца (Ra 3,2 супраць 6,3 мкм) і метадалогіі крутоўнага моманту нітаў. Для прыкладанняў, якія патрабуюць захавання высокага крутоўнага моманту балта (вышэй за 150 Нм на нітах M16), нашы графітавыя пракладкі дэманструюць меншую пастаянную страту таўшчыні. Тым не менш, для сістэм з частымі цеплавымі цыкламі і вібрацыяй нашы ўзмоцненыя пракладкі з ПТФЭ забяспечваюць цудоўную дынамічную герметызацыю дзякуючы лепшай памяці формы. Ніжэй прыведзена падрабязная табліца параўнання асноўных механічных параметраў, пацверджаных нашым унутраным цэнтрам якасці.
| Уласнасць | Пракладкі з ПТФЭ (Ningbo Kaxite) | 25% пракладкі з PTFE са шклонапаўненнем | Гнуткія графітавыя пракладкі (98% C) |
| Трываласць на сціск (МПа) ASTM D695 | 15-20 | 25 – 32 | 35 - 45 (абмежавана пры высокай нагрузцы) |
| Трываласць на разрыў (МПа) ASTM F152 | 14-18 | 18 – 24 | 4-6 (вельмі нізкі, узмоцнены бал 10-12) |
| Сціскальнасць % (пры 34,5 МПа) | 12-18 | 8-12 | 18-28 |
| % аднаўлення (ASTM F36) | 45 - 60 | 35-50 | 10-20 |
| Рэлаксацыя стрэсу % (1000 гадзін, 100°C) | 35 – 45 | 25-30 | 20-25 |
| Паўзучасць пры 40 Мпа (страта таўшчыні %) | 7 - 9 | 4 - 6 | 3 – 5 |
Нашы завадскія выпрабаванні дэманструюць, што пры выбары механічнай трываласці неабходна ўлічваць не толькі зыходныя дадзеныя, але і старэнне ў залежнасці ад прымянення. Для пракладак з ПТФЭ наш варыянт са шкляным напаўненнем павялічвае модуль пругкасці пры сціску на 60% у параўнанні з першапачатковым ПТФЭ, што робіць яго прыдатным для ціску да 5 МПа. Графітавыя пракладкі, нягледзячы на нізкую трываласць на разрыў, валодаюць высокім супрацівам на сціск з-за слізгацення пласта, але яны патрабуюць асцярожнага звароту, каб пазбегнуць сколаў краю. У Ningbo Kaxite Sealing Materials Co., Ltd., мы заўсёды рэкамендуем разлікі нагрузкі на пасадку пракладкі на аснове ASME PCC-1. Наша каманда інжынераў бясплатна прапануе табліцы крутоўных момантаў нітаў для кожнай маркі матэрыялу.
Паўзучасць і рэлаксацыя напружання - гэта залежныя ад часу механічныя рэакцыі, якія непасрэдна ўплываюць на страту нагрузкі ніта фланца. З часам таўшчыня пракладкі памяншаецца (паўзучасць), а напружанне ўшчыльнення памяншаецца (расслабленне), што прыводзіць да патэнцыйнай уцечкі. Наша фабрыка правяла 2000-гадзіннае выпрабаванне на паўзучасць пры 80°C і пачатковым напружанні 30 МПа, кантралюючы як пракладкі з ПТФЭ, так і графітавыя пракладкі. Мы выявілі, што пракладкі з ПТФЭ дэманструюць першасную паўзучасць на працягу першых 200 гадзін, затым стабілізуюцца, у той час як графіт паказвае лінейную паўзучасць на працягу больш доўгага часу з-за сваёй пласціністай структуры. Для цыклічных эксплуатацый, такіх як цеплаабменнікі, нашы пракладкі з PTFE з 25% шкляным напаўняльнікам зніжаюць агульную паўзучасць на 40% у параўнанні з першапачатковым PTFE.
З пункту гледжання механічнай трываласці, устойлівасць да паўзучасці азначае больш высокую працягласць утрымання нагрузкі пракладкі. Ніжэй прыведзена параўнанне на аснове ўнутраных справаздач Kaxite:
Наша фабрыка выкарыстоўвае шматстанцыйны тэстар рэлаксацыі паўзучасці (ASTM F38) і даказала, што па механічнай трываласці з пункту гледжання захавання доўгатэрміновага напружання графітавыя пракладкі звычайна пераўзыходзяць чысты ПТФЭ. Аднак, калі мы дадаем структурнае ўзмацненне, напрыклад, шкловалакно або металічны стрыжань да пракладак з ПТФЭ, розніца рэзка звужаецца. Кампанія Ningbo Kaxite Sealing Materials Co., Ltd. вырабляе унікальную пракладку з ПТФЭ з унутранай сеткай з нержавеючай сталі, якая зніжае паўзучасць да менш чым 3% пасля 2000 гадзін. Для крытычна важных прыкладанняў, такіх як марскія платформы або хімічныя рэактары, наша каманда інжынераў рэкамендуе сумяшчаць характарыстыкі паўзучасці з калянасцю фланца. Мяккія фланцы патрабуюць пракладак з меншай паўзучасцю для падтрымання герметычнасці, што эфектыўна забяспечваюць нашы пракладкі з ПТФЭ.
У той час як трываласці на сціск надаецца найбольшая ўвага, трываласць на расцяжэнне і гнуткасць аднолькава важныя для механічнай трываласці падчас мантажу і скокаў ціску. Графітавыя пракладкі па сваёй сутнасці маюць нізкую трываласць на расцяжэнне (звычайна 4-6 МПа), што азначае, што яны могуць парвацца пры няправільным звароце або ў выпадку зрушэння фланца. Наадварот, нашы пракладкі з ПТФЭ маюць трываласць на разрыў ад 14 да 24 МПа ў залежнасці ад утрымання напаўняльніка. Такая высокая трываласць на расцяжэнне дазваляе пракладкам з ПТФЭ супрацьстаяць дыферэнцыяльнаму руху фланца і цеплавому пашырэнню труб без расколін. Наша фабрыка апублікавала тэматычнае даследаванне, у якім цеплаабменнік з вуглавым зрушэннем фланца 2 мм выкарыстоўваў нашы пракладкі з ПТФЭ з напаўненнем шклом на 25% і працаваў без уцечак на працягу 4 гадоў; тое ж самае прымяненне не атрымалася на працягу 8 месяцаў з выкарыстаннем графіту, таму што пракладка раскалолася на краі вонкавага дыяметра.
Гнуткасць як механічная ўласцівасць адносіцца да здольнасці пракладкі адпавядаць няроўнасцям паверхні фланца. Наша фабрыка вырабляе мяккія пракладкі з ПТФЭ з падаўжэннем больш за 200%, у той час як графіт мае падаўжэнне ніжэй за 2% (крохкія). Для фланцаў з падрапанымі або карозіяй пракладкі з ПТФЭ ўцякаюць у недасканаласці, ствараючы больш трывалае механічнае ўшчыльненне. Аднак высокая гнуткасць можа паменшыць супраціў экструзіі. Каб дапамагчы нашым кліентам зрабіць правільны выбар, мы распрацавалі наступны спіс рэкамендацый па механічнай трываласці на аснове патрабаванняў да расцяжэння і гнуткасці:
Наша фабрыка вырабляе пракладкі з ПТФЭ таўшчынёй ад 1,5 мм да 6 мм для прымянення з нізкай нагрузкай на балты. Паколькі гнуткасць ПТФЭ дазваляе лепш размеркаваць напружанне па паверхні фланца, нашы кліенты паведамляюць пра 40% меншую колькасць аперацый па зацяжцы нітаў у параўнанні з графітавым. Тым не менш, механічная трываласць з'яўляецца ўласцівасцю сістэмы: нават самая трывалая пракладка можа выйсці з ладу, калі балты закручаны нераўнамерна. Ningbo Kaxite Sealing Materials Co., Ltd. прадастаўляе праграмнае забеспячэнне для разліку крутоўнага моманту па запыце, і наша фабрыка гарантуе, што ўсе пракладкі з ПТФЭ адпавядаюць мінімальнай трываласці на разрыў, надрукаванай у нашым сертыфікаце якасці.
Выдзіманне адбываецца, калі ўнутраны ціск выштурхоўвае матэрыял пракладкі ў зазор фланца (экструзія) або выдзімае пракладку ўбок з злучэння. Устойлівасць да экструзіі залежыць ад трываласці на зрух пракладкі, цвёрдасці і зазору паміж вонкавым вонкам фланца і акружнасцю ніта. У Ningbo Kaxite Sealing Materials Co., Ltd. мы пратэставалі пракладкі з ПТФЭ і графітавыя пракладкі пры павышэнні ўнутранага ціску азоту ад 1 МПа да 15 МПа з пастаянным напружаннем балта 40 МПа. Вынікі: графітавыя пракладкі пачалі экструзію пры 6 МПа (зазор 0,5 мм), у той час як нашы напоўненыя шклом пракладкі з ПТФЭ вытрымлівалі экструзію да 12 МПа. Гэта тлумачыцца тым, што напоўнены шклом PTFE мае цвёрдасць па Шору D 65-70 у параўнанні з цвёрдасцю графіту па Шору каля 40-50 (вельмі мяккі).
Для прымянення пад высокім ціскам (клас 600 і вышэй) наша фабрыка настойліва рэкамендуе выкарыстоўваць напоўненыя вугляродам PTFE пракладкі, якія валодаюць падвышанай устойлівасцю да паўзучасці і экструзіі. Падрабязныя фактары прадукцыйнасці:
Кампанія Ningbo Kaxite Sealing Materials Co., Ltd. распрацавала унікальную гібрыдную пракладку з ПТФЭ з стрыжнем высокай шчыльнасці, якая забяспечвае ўстойлівасць да выбуху, параўнальную з пракладкамі з металічнай абалонкай, але з меншай нагрузкай на балты. Дадзеныя нашых выпрабаванняў на механічную трываласць паказваюць, што нашы пракладкі з ПТФЭ прэміум-класа маюць на 150% большую трываласць на экструзію, чым графіт без напаўнення. Для важных з пункту гледжання бяспекі службаў, такіх як звадкаваны газ або вадарод, наша фабрыка вырабляе індывідуальныя ступенчатыя пракладкі з ПТФЭ, якія дакладна фіксуюцца ў зубцах фланца, забяспечваючы механічную блакіроўку, устойлівую да выбуху. Заўсёды кансультуйцеся з нашай тэхнічнай групай для ацэнкі ўздзеяння ціску і тэмпературы, паколькі акісленне графіту ў паветры пад высокім ціскам вышэй за 450 °C можа прывесці да раптоўнай страты трываласці, у той час як PTFE дэградуе вытанчана.
Тэмпература і хімічнае ўздзеянне могуць з часам змяніць механічную трываласць пракладкі. ПТФЭ-пракладкі захоўваюць стабільныя механічныя ўласцівасці ад -200°C да +200°C (260°C для мадыфікаванага ПТФЭ), але вышэй гэтай тэмпературы ПТФЭ размякчаецца, хутка зніжаючы трываласць на сціск. Графітавыя пракладкі працуюць пры тэмпературы да 500°C у інэртнай атмасферы, але вышэй за 400°C на паветры графіт акісляецца і губляе масу, што прыводзіць да поўнага механічнага разбурэння. Наша фабрыка правяла выпрабаванні на паскоранае старэнне пры 180°C на працягу 3000 гадзін абодвух матэрыялаў. ПТФЭ-пракладкі захавалі 92% першапачатковай трываласці на сціск, у той час як графіт захаваў толькі 65% з-за страты вагі ў выніку акіслення (вымеранае зніжэнне вагі на 8%).
Сумяшчальнасць носьбітаў таксама ўплывае на механічныя паводзіны. Моцныя акісляльныя кіслоты (напрыклад, азотная кіслата) могуць атакаваць графіт, выклікаючы інтэркаляцыю, якая пашырае пракладку і разбурае яе структурную цэласнасць. ПТФЭ-пракладкі не дэградуюць практычна ва ўсіх хімічных рэчывах, акрамя расплаўленых шчолачных металаў. Выпадак з нашай фабрыкі: завод сернай кіслаты штомесяц замяняў графітавыя пракладкі з-за рассыпання пракладак; пасля пераходу на пракладкі з ПТФЭ з напаўненнем шклом на 25% тэрмін службы павялічыўся да 18 месяцаў без страты механічнай трываласці. Мы рэкамендуем наступнае кароткае рэзюмэ для рашэнняў адносна тэмпературы, асяроддзя і механічнай трываласці:
У канчатковым рахунку, даўгавечнасць механічнай трываласці павінна ўлічваць як тэрмічнае старэнне, так і хімічную карозію. Інжынеры па матэрыялах нашай фабрыкі выкарыстоўваюць аналіз канечных элементаў (FEA), каб прагназаваць паўзучасць пракладкі і пагаршэнне трываласці на працягу 10-гадовага тэрміну службы. Для большасці еўрапейскіх і паўночнаамерыканскіх нафтахімічных заводаў нашы пракладкі з ПТФЭ сталі першым выбарам для забеспячэння збалансаванай механічнай трываласці, у той час як графіт прызначаны для нішавых прымянення пры экстрэмальных тэмпературах, дзе не можа выжыць ні адзін клас ПТФЭ. Кампанія Ningbo Kaxite Sealing Materials Co., Ltd. захоўвае запасы абедзвюх сямействаў, і мы можам сумесна распрацоўваць індывідуальныя кампазітныя пракладкі, якія спалучаюць у сабе хімічную ўстойлівасць PTFE і тэрмаўстойлівасць графіту з выкарыстаннем ламінаванай канструкцыі.
Пасля ацэнкі трываласці на сціск, рэлаксацыі пры паўзучасці, уласцівасцей пры расцяжэнні, устойлівасці да выбуху і ўздзеяння на навакольнае асяроддзе наша фабрыка Ningbo Kaxite Sealing Materials Co., Ltd. прыйшла да высновы, што пракладкі з ПТФЭ звычайна забяспечваюць найвышэйшую механічную трываласць для пераважнай большасці фланцавых злучэнняў, якія працуюць пры тэмпературы ніжэй за 200°C і ціску да 10 МПа. Графітавыя пракладкі вылучаюцца толькі ў высокатэмпературных бесперапынных працэсах вышэй за 260°C, але патрабуюць асцярожнага абыходжання з-за нізкай трываласці на разрыў і межаў акіслення. Для прыкладанняў, якія патрабуюць як высокай механічнай трываласці, так і экстрэмальнай хімічнай устойлівасці, нашы ўзмоцненыя PTFE пракладкі з напаўняльнікамі пераўзыходзяць графіт па ўсіх паказчыках, акрамя максімальнай працоўнай тэмпературы. Мы рэгулярна пастаўляем пракладкі з ПТФЭ для афшорных, фармацэўтычных і ядзерных дапаможных ланцугоў, дзе механічная цэласнасць не падлягае абмеркаванню. Каб атрымаць індывідуальныя рэкамендацыі, запытайце наш тэхнічны ліст дазвязаўшыся непасрэдна з Ningbo Kaxite Sealing Materials Co., Ltd.
Пытанне 1: Якая пракладка мае больш высокую трываласць на сціск, PTFE або графіт?
Адказ: у адпаведнасці з тэставаннем ASTM D695 гнуткія графітавыя пракладкі дэманструюць больш высокія значэнні трываласці на сціск (35-45 МПа) у параўнанні з пракладкамі з ПТФЭ (15-20 МПа). Тым не менш, наша фабрыка ў Ningbo Kaxite Sealing Materials Co., Ltd. вырабляе ўзмоцненыя PTFE пракладкі са шклянымі або вугляроднымі напаўняльнікамі, якія дасягаюць трываласці на сціск да 32 МПа, што дастаткова для ціску на фланцах да класа 900. Для большасці балтавых злучэнняў практычная мяжа трываласці на сціск вызначаецца мяжой цякучасці фланца, а не самой пракладкай. Больш высокая сціскальнасць графіту можа прывесці да празмернай страты таўшчыні, памяншаючы доўгатэрміновую сілу ўшчыльнення.
Пытанне 2: ці губляюць пракладкі з ПТФЭ механічную трываласць з часам з-за паўзучасці?
Адказ: Так, усе неметалічныя пракладкі адчуваюць некаторую паўзучасць. Нашы завадскія выпрабаванні на паскоранае старэнне паказваюць, што стандартныя пракладкі з ПТФЭ губляюць 7-9% таўшчыні пасля 1000 гадзін пры нагрузцы 40 МПа. Аднак нашы напоўненыя шклом пракладкі ПТФЭ прэміум-класа зніжаюць паўзучасць да 4-6%, параўнальна з графітавымі (3-5%). Першапачаткова графіт дэманструе меншы працэнт паўзучасці, але яму не хапае пругкага аднаўлення, гэта значыць пасля змены ціску графітавыя пракладкі не спружыняць, у той час як пракладкі з ПТФЭ ад Ningbo Kaxite Sealing Materials Co., Ltd. аднаўляюць да 55% сціску, захоўваючы дынамічную механічную трываласць пры зменнай нагрузцы.
Пытанне 3: Ці могуць графітавыя пракладкі вытрымліваць большы крутоўны момант нітаў без паломкі ў параўнанні з пракладкамі з ПТФЭ?
Адказ: Графітавыя пракладкі маюць вельмі нізкую трываласць на расцяжэнне (4-6 МПа), таму вялікі крутоўны момант ніта можа выклікаць расколіны па краях або радыяльнае расколванне, асабліва на тонкіх пракладках. ПТФЭ-пракладкі маюць трываласць на расцяжэнне ў тры-чатыры разы вышэй (14-24 МПа), што дазваляе ім вытрымліваць большы крутоўны момант нітаў без механічных паломак. Наша фабрыка рэкамендуе максімальнае напружанне ніта ў 50 МПа для графітавых і 90 МПа для нашых шкляных пракладак з ПТФЭ. Для важных прыкладанняў з высокім крутоўным момантам нашы пракладкі з ПТФЭ забяспечваюць большы запас трываласці ад празмернага зацягвання.
Пытанне 4: Як раптоўны скок ціску ўплывае на механічную трываласць PTFE супраць графіту?
Адказ: скокі ціску выклікаюць хуткі зрух і сілы экструзіі. Пласціністая структура графіту робіць яго схільным да расслаення і выдзіманню пры дынамічных перанапружаннях. ПТФЭ-пракладкі дзякуючы больш высокаму модулю зруху і гнуткасці лепш паглынаюць скокі ціску. Наш завод пратэставаў абодва матэрыялы з цыклічнымі скокамі 0-10 МПа за 1 секунду; графітавыя пракладкі выйшлі з ладу пасля 250 цыклаў, у той час як нашы ўзмоцненыя PTFE пракладкі вытрымалі 1500 цыклаў. Такім чынам, для поршневых кампрэсараў або ліній пульсуючага патоку пракладкі з ПТФЭ забяспечваюць выдатную механічную трываласць ва ўмовах перанапружання.
Пытанне 5: Ці існуюць гібрыдныя пракладкі, якія спалучаюць механічную трываласць ПТФЭ і графіту?
Адказ: Так, Ningbo Kaxite Sealing Materials Co., Ltd. вырабляе ламінаваныя пракладкі са слоем PTFE, звернутым да асяроддзя, і графітавым стрыжнем для адводу цяпла. Гэтая канструкцыя сінэргічны выкарыстоўвае трываласць на разрыў і хімічную ўстойлівасць PTFE з устойлівасцю да паўзучасці графіту. Наша фабрыка таксама вырабляе пракладкі канвертаў з ПТФЭ з графітавай устаўкай. Выпрабаванне механічнай трываласці паказвае, што гібрыдныя канструкцыі дасягаюць 85% утрымання нагрузкі чыстага графіту пры 300°C, захоўваючы ўстойлівасць ПТФЭ да выбуху. Звярніцеся да нашай фабрыкі, каб атрымаць індывідуальныя інжынерныя рашэнні, заснаваныя на вашым працоўным цыкле ціск-тэмпература.
