Wymiana uszczelek azbestowych rolek dociskowych nadal stanowi wyzwanie techniczne w branży uszczelnień statycznych. Obecnym głównym rozwiązaniem jest traktowanie ich odmiennie w zależności od warunków użytkowania. Uszczelki metalowe i półmetalowe są stosowane w warunkach wysokiej temperatury i wysokiego ciśnienia, uszczelki z żywicy fluorowej są stosowane w sytuacjach korozyjnych, a uszczelki nieazbestowe są stosowane do celów ogólnych.

Artykuł ten pokrótce opisuje naszą wiedzę na temat obecnej sytuacji w zakresie stosowania uszczelek nieazbestowych, aby był pomocny dla użytkowników.

Wszystkie uszczelki nieazbestowe są wytwarzane poprzez tłoczenie i cięcie blachy. Arkusze nieazbestowe powstają poprzez połączenie różnych włókien nieazbestowych, spoiw gumowych i innych wypełniaczy. Zgodnie z klasyfikacją metod wytwarzania, ogólnie dzieli się je na blachy i rolkowe płyty dociskowe.

Proces produkcji arkuszy bezazbestowych jest taki sam jak w przypadku produkcji papieru. Włókna są ubijane w zawiesinę za pomocą ubijarki, równomiernie mieszane z zawiesiną kauczuku syntetycznego, takiego jak NBR, a następnie pobierane przez maszynę do kopiowania na mokro (maszynę papierniczą). Następnie arkusz jest ściskany i formowany za pomocą rolek grzewczych. Grubość płyty kopiującej jest zwykle mniejsza niż 1 mm, a jej materiał uszczelniający jest jednolity, bez problemów z kierunkowością włókien, takich jak płyty dociskowe rolek. Powierzchnia jest gładka i miękka, dlatego nadaje się do uszczelniania uszczelek o skomplikowanych kształtach, takich jak maska silnika, miska olejowa samochodowa, kolektor dolotowy itp., które mają mniejszy nacisk na powierzchnię mocowania.

Problemy wykryte po wymianie uszczelek azbestowych na uszczelki nieazbestowe


Powierzchnia uszczelki wykonanej przy użyciu płytki kopiującej jest gładka i miękka, a wstępne uszczelnienie można uzyskać przy niskim docisku powierzchniowym. Ponadto uszczelka jest stosunkowo cienka, a odprężenie po długotrwałym użytkowaniu jest niewielkie. Stosowany jest najczęściej w obszarach, w których prawie nie ma ciśnienia, dzięki czemu występuje mniej przypadków awarii.


Jednakże nieazbestowa uszczelka płyty dociskowej stosowana w rurociągach ciśnieniowych napotkała problemy. Podczas ciągłej pracy i dodatkowego dokręcania rurociągów parowych łatwo ulega stwardnieniu i pęknięciom na skutek starzenia termicznego, czego początkowo nie oczekiwano. Zastąpił jedynie rodzaj włókna, co spowodowało znaczne różnice w użytkowaniu.


Po analizie stwierdzono, że chociaż proces produkcyjny jest prawie taki sam, zawartość włókien azbestowych w walcowej płycie dociskowej azbestu wynosi aż 65% ~ 80%. Nawet w przypadku stosowania w temperaturze odporności cieplnej znacznie przekraczającej temperaturę spoiwa gumowego, starzenie się gumy może w dalszym ciągu polegać na splątaniu włókien azbestu w celu uzyskania bardzo dużej wytrzymałości. Dlatego istnieje wiele udanych przypadków stosowania włókien azbestowych poza zakresem temperatur odporności cieplnej gumy, a czasami stosuje się je nawet w sytuacjach wysokiej temperatury wynoszącej 500 ℃.

Jednakże skład materiałowy nieazbestowych płyt dociskowych jest inny. Ze względu na słabą kompatybilność między włóknami zastępczymi a gumą, nie jest możliwe dodanie dużej ilości włókien, takich jak azbestowe płyty dociskowe walców, zwykle w ilości mieszanki od 5% do 15%. Dlatego też, gdy guma ulega utwardzaniu termicznemu w wysokich temperaturach, uszczelki nieazbestowe nie mogą polegać na dużej ilości owinięcia włókien w celu utrzymania wytrzymałości, tak jak uszczelki azbestowe. Skurcz termiczny gumy generuje naprężenia wewnętrzne, powodując małe pęknięcia wewnątrz uszczelki niezawierającej azbestu, które następnie rozszerzają się i powodują pękanie. Ponadto, ze względu na hydrolityczny charakter włókien aramidowych, podczas stosowania w środowisku pary o wysokiej temperaturze, w miarę spadku ciśnienia powierzchniowego uszczelki, przenikanie pary przyspieszy starzenie się uszczelek nieazbestowych, ostatecznie prowadząc do awarii.

Rozsądne środki zaradcze w przypadku stosowania uszczelek nieazbestowych

Uszczelki nieazbestowe są w dużym stopniu podatne na starzenie się w wysokiej temperaturze i nawet w powszechnym użyciu często ulegają awariom, co początkowo zaskoczyło twórców i użytkowników. Jednak widoczna jest również ich wszechstronność, niska powolność, niski koszt i prostota obsługi. Po kilku latach dalszych badań Walkar odkrył, że modyfikacja materiałów nieazbestowych nie polega po prostu na modyfikacji włókien, ale wymaga ustalenia nowego zestawu technik oceny właściwości użytkowych uszczelek nieazbestowych, aby je w pełni i poprawnie zrozumieć.


Uważamy, że powinniśmy kontynuować badania i udoskonalać formułę i metody przetwarzania uszczelek bezazbestowych. Jednocześnie w odpowiedzi na problem hartowania w wysokiej temperaturze sugerujemy podjęcie następujących działań:


① Kontrolowanie temperatury użytkowania uszczelek nieazbestowych można zmniejszyć do około 200 ℃ pod względem wykorzystania maszyn do zarządzania dokręcaniem w fabrykach. W przypadku rurociągów ciśnieniowych budowanych na miejscu zaleca się kontrolowanie temperatury użytkowania poniżej 150 ℃. W sytuacjach, gdy wymagane jest dodatkowe dokręcenie, temperatura użytkowania powinna być utrzymywana poniżej 100 ℃;


② Przy temperaturze powyżej 100℃ zaleca się zastosowanie cienkiej uszczelki o mniejszej relaksacji naprężeń (poniżej 1,5mm);


③ Podczas montażu należy zastosować większy docisk powierzchniowy mocowania o wartości 30-40 MPa, aby w późniejszym etapie nie było konieczności dodatkowego dokręcania;


④ Stosowany w miejscach, które nie są łatwo poddawane obciążeniom naprężeniowym rurociągów lub są łatwe do wymiany;


⑤ Nałóż klej na uszczelkę;


⑥ Zaleca się stosowanie okrągłej uszczelki, której średnica zewnętrzna styka się z wewnętrzną stroną śruby, aby zapewnić docisk powierzchniowy.