Металлические уплотнительные прокладки круглого сечения: что важно помнить помимо чертежа 

Когда говорят про металлические уплотнительные прокладки круглого сечения, многие сразу представляют себе простую металлическую проволоку в канавке. Но в этой кажущейся простоте — масса нюансов, из-за которых, кстати, часто и случаются утечки на, казалось бы, правильно собранных фланцах. Сам через это проходил, когда думал, что главное — это точность сечения по ГОСТу. Оказалось, что материал и состояние поверхности часто играют куда большую роль.

Базовое понимание и частый подводный камень

Итак, сама прокладка. Круглое сечение — это ключевое. Оно бывает сплошным или полым, но суть не меняется: уплотнение происходит за счёт пластической деформации металла при затяжке, когда он заполняет микронеровности фланцев. Вот тут первый камень преткновения — многие гонятся за твёрдостью, думая, что чем твёрже, тем надёжнее. Это не всегда так. Слишком твёрдый материал, например, закалённая сталь, может не ?обжать? как следует, особенно если поверхности фланцев неидеальны. Он будет как камень лежать в канавке, создавая иллюзию контакта.

На практике чаще всего идёт работа с мягкими сталями, медью, алюминием, или, для агрессивных сред, с нержавейкой типа 08Х18Н10. Но и нержавейка нержавейке рознь. Помню случай на одном химическом производстве: поставили прокладки из стандартной AISI 304, а среда содержала хлориды. Через полгода — точечная коррозия и потеки. Пришлось переходить на более стойкий сплав, хотя по давлению и температуре вроде бы всё сходилось. Это к вопросу о том, что среда ест не только трубы, но и эти самые, казалось бы, инертные металлические уплотнительные прокладки.

А ещё есть момент с покрытием. Иногда мягкую основу, ту же медь, покрывают тонким слоем серебра или индия. Не для красоты, конечно. Это улучшает пластичность и заполняемость, плюс защищает от фреттинг-коррозии. Но и цена, естественно, растёт. Ставить ли такое — вопрос всегда к технологу и к смете.

Канавка под прокладку: здесь собака зарыта

Можно иметь идеальную прокладку, но если канавка во фланце сделана кое-как, толку не будет. Геометрия — это святое. Ширина, глубина, радиус закругления — всё должно соответствовать сечению проволоки или прутка. Если канавка шире — прокладка просто расплющится без создания необходимого удельного давления. Уже — будет недожата или вовсе не влезет.

Одна из самых распространённых ошибок на местах — это обработка канавки обычным резцом без последующей шлифовки или полировки. На дне остаются микроволны от резца, продольные рисочки. Кажется, что они мелкие, но при высоких давлениях или вакууме именно они становятся каналами для утечки. Металл прокладки должен заполнить эти неровности, а если их глубина соизмерима с деформацией самого металла — жди проблем. Поэтому в ответственных узлах канавку обязательно полируют, причём не вдоль, а поперёк направления обработки, чтобы срезать эти гребешки.

И да, чистота. Банально, но перед установкой канавку нужно обезжирить. Любая стружка, масло, пыль — всё это мешает металлу прокладки плотно прилечь к основе. Это как пытаться склеить жирные поверхности.

Монтаж и его тонкости: момент затяжки

Тут история отдельная. Затягивать фланцы с такими прокладками нужно крест-накрест, это все вроде бы знают. Но главное — контроль момента. Не ?от руки? и не ?до упора?. Есть расчётные моменты затяжки, которые зависят от диаметра, материала прокладки и шпилек. Превысишь — либо шпильки потянешь, либо саму прокладку пережмёшь так, что она потеряет упругость и ?поплывёт?. Недожмёшь — контактное давление будет недостаточным.

На одном из тестовых стендов у нас была серия срывов по вакууму как раз из-за этого. Собирали опытный узел, фланцы небольшие, шпильки М12. Механик, опытный мужик, затянул ?как обычно?, динамометрическим ключом, но без точного расчёта. Вроде село плотно. А при создании глубокого вакуума пошла течь. Разобрали — а прокладка, из мягкой нержавейки, деформировалась только наполовину, контактная полоска узкая. Пересчитали момент, увеличили на 15%, собрали заново — всё держит идеально. Вывод: даже опытные руки нужно сверять с калькулятором.

Ещё один практический совет — после первого цикла нагрева-остывания (если речь о горячих средах) часто требуется подтяжка. Металл ?притёрся?, немного ?осел?. Это нормально. Главное — не пропустить этот этап при пусконаладке.

Выбор поставщика и опыт с Lanfang Lejia

С материалами и готовыми изделиями сейчас, в принципе, проблем нет. Но найти поставщика, который не просто продаст пруток, а понимает, для чего он, и может дать консультацию по применению — это уже удача. Мы, например, часть номенклатуры стандартных прокладок круглого сечения заказываем у ООО Ланфанг Лецзя Механические Запчасти. Наткнулись на них пару лет назад, когда нужна была быстрая поставка медной проволоки точного диаметра.

Что могу отметить — у них на сайте www.lejiajx.ru видно, что это именно производственное предприятие, а не просто торговая контора. В карточках продукции часто указаны не только размеры, но и возможные марки материалов, что уже намекает на некоторую техническую грамотность. Само ООО Ланфанг Лецзя Механические Запчасти, как я понимаю, базируется в промышленном парке в Ланфане и работает с 2019 года, занимаясь и производством, и продажей. Для нас это плюс — меньше цепочек посредников.

Брали у них прокладки из латуни и мягкой нержавейки для ремонта насосного оборудования. По качеству — геометрия выдержана, поверхность без окалины и заусенцев, что важно. Упакованы нормально, не помялись при пересылке. По документам тоже порядок — сертификаты были. Конечно, для критичных применений на АЭС или в аэрокосмической отрасти нужны совсем другие сертификации, но для общего машиностроения, химической или нефтегазовой арматуры среднего класса — вполне надежный вариант. Цены при этом адекватные, что в нынешнее время тоже аргумент.

Когда круглое сечение — не панацея

При всех плюсах — простота, хорошее уплотнение, возможность многократной переборки (иногда), есть ситуации, где от круглого сечения лучше отказаться. Например, при очень больших диаметрах фланцев или при необходимости частых разборок-сборок. Металл ведь не бесконечно пластичен. После двух-трёх циклов сильной деформации он может наклёпываться и терять свойства.

Или если фланцы имеют нежёсткую конструкцию и могут ?играть? под нагрузкой. Тут нужна прокладка с какой-то упругой составляющей, компенсирующей эти микросдвиги. Чистый металл круглого сечения может не справиться, будет постепенно течь.

В таких случаях смотрят в сторону комбинированных или спирально-навитых прокладок. Но это уже совсем другая история. А для статических, прочных соединений с качественными поверхностями металлические уплотнительные прокладки круглого сечения остаются одним из самых проверенных и рабочих вариантов. Главное — считать, смотреть и не забывать про мелочи вроде чистоты и момента затяжки. Тогда и течь не придётся искать мыльной водой.