RU2047638C1

RU2047638C1 - Composition material for thickening

Info

Publication number: RU2047638C1
Application number: RU93036137A
Authority: RU
Inventors: Александр Михайлович Морозов; Александр Иванович Полозников
Original assignee: Александр Михайлович Морозов; Александр Иванович Полозников
Priority date: 1993-07-13
Filing date: 1993-07-13
Publication date: 1995-11-10

Abstract

FIELD: thickening pipeline fittings. SUBSTANCE: composition material has, wt. -% scaly graphite 95-99 and ceresine 1-5. Composition material is used for thickening pipeline joints, flange parting. EFFECT: enhanced quality of material. 2 tbl

Description

Изобретение относится к общему машиностроению и может быть использовано при изготовлении уплотнений для трубопроводной арматуры, стыков трубопроводов, фланцевых разъемов. The invention relates to general engineering and can be used in the manufacture of seals for pipe fittings, pipe joints, flange connectors.

Известен композиционный материал для уплотнений на основе минерального масла, парафина, графита и синтетического каучука. Известна также уплотняющая замазка, содеpжащая, мас. канифоль 88-92, церезин 8-12 [2] Замазка позволяет надежно уплотнить аппаратуру, работающую под давлением при низких температурах. Known composite material for seals based on mineral oil, paraffin, graphite and synthetic rubber. Also known sealing putty containing, by weight. rosin 88-92, ceresin 8-12 [2] Putty allows you to reliably seal equipment operating under pressure at low temperatures.

Наиболее близким к изобретению является композиционный материал для уплотнений, содержащий чешуйчатый графит 40-70 мас. и церезин 30-60 мас. [3]
Материал стоек к агрессивным средам и гидрофобен. Однако известный материал предназначен для использования в уплотнениях при относительно невысоких перепадах давления до 1,6 МПа (16 кг/см²) и температурах до 80^оС. Это объясняется тем, что при выбранном соотношении ингредиентов графит является наполнителем, обеспечивающим в основном снижение трения в уплотнении. Основную силовую нагрузку несет церезин, обладающий невысокими прочностными характеристиками и имеющий к тому же низкую температуру плавления (размягчения). Это препятствует использованию химически стойкого ко многим агрессивным средам церезина в высоконагруженной арматуре при рабочих давлениях 24,0 МПа (240 кг/см²) и температурах 150^оС и выше.Closest to the invention is a composite material for seals containing flake graphite 40-70 wt. and ceresin 30-60 wt. [3]
The material is resistant to aggressive environments and hydrophobic. However, the known material for use in seals at relatively low differential pressures up to 1.6 MPa (16 kg / cm ²⁾ and temperatures up to 80 ^C. This is because the ratio of ingredients for the chosen filler is graphite, providing mainly the friction reduction in the seal. The main power load is ceresin, which has low strength characteristics and also has a low melting point (softening). This precludes the use of chemically resistant to many corrosive environments ceresin in highly loaded fixture at operating pressures of 24.0 MPa (240 kg / cm ²⁾ and temperatures of 150 ^C and above.

Целью изобретения является разработка композиционного материала для уплотнений, который будет гидрофобен, стоек к агрессивным средам и сможет воспринимать высокие перепады давления (2,0 МПа и выше) при различных рабочих температурах, в том числе при температурах выше температуры плавления церезина. The aim of the invention is to develop a composite material for seals, which will be hydrophobic, resistant to aggressive environments and will be able to perceive high pressure drops (2.0 MPa and above) at various operating temperatures, including at temperatures above the melting temperature of ceresin.

Это достигается тем, что в композиционном материале для уплотнений, включающем церезин и чешуйчатый графит, согласно изобретению, ингредиенты взяты в следующих соотношениях, мас. церезин 1-5; чешуйчатый графит 95-99. This is achieved by the fact that in the composite material for seals, including ceresin and flake graphite, according to the invention, the ingredients are taken in the following proportions, wt. ceresin 1-5; flake graphite 95-99.

Сущность изобретения заключается в том, что при указанном соотношении ингредиентов чешуйчатый графит образует в композиционном материале упругую силовоспринимающую мелкопористую структуру, а церезин заполняет поры, герметизируя их и предотвращая просачивание уплотняемых газов или жидкостей через уплотнение. При этом уплотнение может работать при температурах, превышающих температуру плавления церезина, так как при малых размерах пор (порядка 1 мкм и меньше) церезин удерживается в них за счет сил поверхностного натяжения и способно выдерживать перепады давления 40,0 МПа и выше. The essence of the invention lies in the fact that, with the indicated ratio of ingredients, scaly graphite forms an elastic force-sensitive finely porous structure in the composite material, and ceresin fills the pores, sealing them and preventing leakage of gas or liquids being sealed through the seal. In this case, the seal can operate at temperatures exceeding the melting temperature of ceresin, since at small pore sizes (of the order of 1 μm or less) ceresin is retained in them due to surface tension forces and is able to withstand pressure drops of 40.0 MPa and higher.

Экспериментально обнаружено, что при содержании церезина менее 1% по массе не удается достичь герметичности уплотнения, так как появляются поры, не заполненные церезином, по которым происходит утечка жидкости или газа. Кроме того, материал становится хрупким, и в нем образуются микротрещины, через которые происходит утечка уплотняемой среды. При содержании церезина выше 5% по массе наблюдается падение уплотняющих свойств материала, так как церезин, находясь в жидкой фазе, выдавливается из пор, т.е. при содержании церезина выше 5% по массе появляются поры, в которых силы поверхностного натяжения недостаточны для удержания церезина в пористой силовой структуре. Эксперименты показали также, что при предлагаемом соотношении церезина и чешуйчатого графита уплотнения из данного материала работоспособны при температурах выше температуры кипения церезина при атмосферном давлении. It was experimentally found that when the ceresin content is less than 1% by weight, it is not possible to achieve tightness of the seal, as pores appear that are not filled with ceresin, through which liquid or gas leak. In addition, the material becomes brittle, and microcracks are formed in it, through which leakage of the sealed medium occurs. When the ceresin content is above 5% by weight, a decrease in the sealing properties of the material is observed, since ceresin, being in the liquid phase, is squeezed out of the pores, i.e. when the ceresin content is above 5% by mass, pores appear in which the surface tension forces are insufficient to retain ceresin in the porous force structure. The experiments also showed that with the proposed ratio of ceresin to flake graphite, seals of this material are operable at temperatures above the boiling point of ceresin at atmospheric pressure.

Технический результат от использования изобретения заключается в повышении герметичности уплотнений, работающих при повышенных давлениях и температурах, в том числе для агрессивных сред, что улучшит также экологическую безопасность арматуры с уплотнениями из предлагаемого композиционного материала. The technical result from the use of the invention is to increase the tightness of seals operating at elevated pressures and temperatures, including for aggressive environments, which will also improve the environmental safety of valves with seals from the proposed composite material.

Для получения композиционного материала и подтверждения его высоких уплотняющих свойств были изготовлены уплотнения из композиционного материала с пятью различными соотношениями ингредиентов, приведенными в табл.1. To obtain a composite material and to confirm its high sealing properties, seals were made of composite material with five different ratios of ingredients, are given in table 1.

Каждую смесь получали, добавляя в расплавленный церезин 80 (ГОСТ 2488-73) мелкодисперсный чешуйчатый графит ГТ-1 (ГОСТ 4596-75) и смешивали ингредиенты при температуре 150^оС до получения однородной массы, из которой были изготовлены сальниковые уплотнения нескольких типоразмеров. Уплотнения были испытаны и в стендовых условиях и проверены на промышленной арматуре теплоэлектростанций в эксплуатационных условиях. Испытания показали, что уплотнения из предлагаемого композиционного материала способны сохранять герметичность без замены при высоких нагрузках в течение регламентного срока эксплуатации 8700 рабочих часов.Each mixture was prepared by adding the molten ceresin 80 (GOST 2488-73) particulate graphite flake HT-1 (GOST 4596-75) and the ingredients mixed at a temperature of ¹⁵⁰ ° C to obtain a homogeneous mass from which have been manufactured from packing several sizes. Seals were tested in bench conditions and tested on industrial valves of thermal power plants under operating conditions. Tests have shown that seals made of the proposed composite material are able to maintain tightness without replacement at high loads during a scheduled life of 8700 working hours.

Результаты испытаний приведены в табл.2. The test results are shown in table.2.

Claims

COMPOSITE MATERIAL FOR SEALS, including flake graphite and ceresin, characterized in that these ingredients are taken in the following proportions, wt.

Flake graphite 95 99
Ceresin 1 5