Для производства уплотнителей чаще всего используются эластомеры – мягкие эластичные материалы, которые легко приобретают форму сопряженных поверхностей.
В процессе эксплуатации или при длительном хранении уплотнения могут стать непригодными для герметизации. Под воздействием химических сред, высоких нагрузок и температур эластомеры теряют форму (набухают или усаживаются), рассыхаются и разрушаются.
Чтобы этого избежать, применяются специальные смазки для уплотнителей. Назовем основные требования к ним и виды таких смазок.
Эластомерные уплотнения. Основные требования к смазкам для уплотнителей
Наиболее широкое распространение получили резиновые и силиконовые уплотнители. Они применяются везде – начиная от мелкой бытовой техники и заканчивая космической аппаратурой.
Помимо обеспечения герметизации, эластомерные уплотнения выполняют и другие функции: предотвращают коррозию металлических поверхностей, снижают нагрев и потери на трение в узлах различного оборудования.
Они устойчивы к низким и высоким температурам, воздействию солнечных лучей и различным по своей природе веществам (солевым растворам, жирам, минеральным маслам, алифатическим углеводородам и пр.).
Чтобы со временем уплотнители из резины или силикона не теряли прочности и гибкости, их дополнительно смазывают. Причем подходят для этих целей далеко не все смазочные материалы. Главные требования к ним – совместимость с эластомерами и устойчивость к различным внешним факторам.
Смазки для уплотнителей должны выдерживать:
- Воздействие воды, слабокислотных и щелочных растворов
- Низкие и высокие температуры
- УФ-излучение
Смазки для уплотнений производятся на синтетической основе и могут иметь разную консистенцию: наиболее востребованы жидкие, пластичные и аэрозольные материалы.
Материалы на базе обычных минеральных или эфирных масел, как правило, несовместимы с эластомерами (вызывают их набухание или усадку), поэтому непригодны для использования в уплотнительных узлах.
Выбор смазки по типу уплотнителя
По характеру герметизируемых соединений уплотнители подразделяются на три основные группы:
- Для неподвижных соединений (прокладки крышек корпусов, уплотнения фланцев, дверей, багажника автомобиля и т.д.)
- Для соединений с вращательным движением (уплотнения валов)
- Для соединений с возвратно-поступательным движением (уплотнения штоков и поршней)
Эластомерные уплотнения неподвижных деталей под действием высоких температур и агрессивных сред в процессе эксплуатации подвержены схватыванию и прилипанию к сопряженным деталям. Это делает невозможным их последующий демонтаж без нарушения целостности. В тяжелых условиях работы срок их службы существенно сокращается, а герметичность узлов нарушается.
Решение проблемы – специальные, совместимые с эластомерами смазочные материалы. Выбор той или иной формы зависит от специфики конкретного применения. Например, для обработки прокладки крышки корпуса или фланцевых уплотнений лучше подойдут пластичные смазки, для «резинок» дверей, капота и багажника автолюбителям удобнее использовать аэрозоли.
Особенностями работы соединений с вращательным движением являются плохие условия отвода тепла, выделяемого в зоне трения, а также сравнительно быстрый износ уплотнительных элементов – особенно при наличии давления запираемой среды.
Монтаж уплотнений вращающихся валов требует применения специальных смазок. Основными критериями их выбора являются совместимость с конструкционными материалами, широкий диапазон рабочих температур, стойкость к внешней среде и антифрикционные свойства.
При вращательном движении очень опасен фрикционный разогрев уплотнений. При значительном локальном повышении температуры в месте контакта с деталями они могут обугливаться. На соответствующем участке вала изменяется структура металла, появляются цвета побежалости. Именно поэтому снижение трения в соединениях с вращательным движением является весьма актуальной задачей.
Смазки широко применяются также для эластомерных уплотнителей соединений с возвратно-поступательным движением. К данному типу относятся уплотнения гидравлических и пневматических приводов. До недавнего времени им не требовалась дополнительное смазывание, т.к. в качестве рабочей среды применялся воздух с распыленными в нем частицами масла. В настоящее же время часто используется воздух под давлением без масла.
Существенными проблемами при работе уплотнений штоков и поршней является их прилипание к сопряженным металлическим поверхностям в состоянии покоя. Кроме того, на уплотнители оказывают негативное воздействие силы трения, возникающие при страгивании штоков с места. В результате повреждений и местных защемлений уплотнения часто разрываются, в результате чего происходит разгерметизация и утечка рабочей среды.
При температурах ниже -20 °С эластомеры (в большей степени это относится к резинам) могут затвердевать и терять эластичность. При нагреве более +120…+140 °С некоторые уплотнители становятся чрезмерно мягкими и пластичными. В этих случаях разгерметизация узла неминуема.
Чтобы избежать проблем, лучше своевременно смазывать уплотнители. Это позволит расширить диапазон рабочих температур соединений, максимально снизить трение и увеличить срок службы уплотнений.
Для силиконовых уплотнителей подходят смазки на синтетической, но не силиконовой основе. Хороший пример – EFELE SG-311, совместимая с большинством пластмасс и эластомеров. Она защищает уплотнители от старения, растрескивания, повреждения и потери герметичности.
Основными преимуществами данного материала являются морозостойкость (до -60 °С), устойчивость к вымыванию водой, длительный срок службы.
На пищевых производствах лучшим решением для повышения ресурса силиконовых уплотнителей является универсальное масло EFELE MO-843. Наличие у него пищевого допуска NSF 3H делает применение материала абсолютно безопасным даже в случае прямого контакта с продуктами питания.
Уплотнители из несиликоновых эластомеров не меньше других нуждаются в защите. Для них отлично подходят силиконовые смазки – например, специальная Смазка для уплотнителей EFELE.
Смазка-компаунд имеет широкий диапазон рабочих температур (от-40 до +200 °С), устойчива к смыванию холодной и горячей водой, слабокислотными, щелочными растворами и чистящими растворами. Она характеризуется низкой испаряемостью, хорошими уплотнительными и герметизирующими свойствами.
В чем преимущество силиконовых уплотнителей?
Изоляционные свойства силиконовых уплотнителей мало зависят от температуры, поэтому их можно использовать практически в любых термических условиях (в отличие от резины).
Характеристики силиконов не меняются даже при длительном пребывании в воде. Такие уплотнения нетоксичны, не имеют запаха и не пачкаются. Эти свойства позволяют применять их в медицине и пищевой промышленности.
В отличии от уплотнителей из натурального каучука, силиконовые не меняют свое состояние под воздействием ультрафиолета. Атмосферные осадки (дождь, снег), морская вода также не могут их испортить.
Благодаря своей устойчивости к озону и электрической дуге силиконовые уплотнения получили широкое распространение в электротехнической промышленности.
Уход за эластомерными уплотнителями
Осмотр состояния резиновых уплотнителей желательно производить каждые 6 месяцев, силиконовым достаточно внимания 1 раз в год. Вся суть ухода за уплотнениями заключается в их очищении от грязи и последующем смазывании специальными средствами.
Чтобы наиболее качественно очистить уплотнитель, его нужно снять (если это возможно), после чего промыть в мыльном растворе. Второй способ – протереть эластомер влажной тканью прямо на месте крепления.
Смазывают уплотнение только после того, как оно полностью высохнет.
Категорически запрещается использовать для мытья резиновых и силиконовых уплотнителей растворители химического и органического характера. Компоненты, входящие в их состав, способны разрушительно повлиять на эластомеры.
