Уплотнительная шайба — кольцо небольшой толщины (всего 1-2 мм), которое подкладывается под гайки и болты при недостаточно плотном затягивании соединения. Например, если нельзя сильнее затянуть болт, не повредив всю конструкцию. Назначение уплотнительных метизов — устранить все зазоры в крепежном узле, сделав его на 100% герметичным. Поэтому их также называют подгоночными и регулировочными шайбами, прокладками. Применяются в узлах-шпильках, с болтами, винтами, заглушками, крепежами цилиндрической формы с резьбой любого типа.
Три главных фактора при выборе уплотнителя
При выборе уплотнителя важно учесть три критерия:
- Твердость. Материал кольца не должен быть тверже материала подсоединяемых элементов. Уплотнительные шайбы изготавливаются из достаточно мягких материалов, способных при закручивании соединения заполнять зазоры и другие микротрещины поверхности.
- Размер. Уплотнительное кольцо выбирается по диаметру: диаметр должен быть чуть больше диаметра крепежа.
- Условия эксплуатации. В ряде случаев важно, чтобы материал кольца выдерживал температуры, давление и агрессивное воздействие среды, в котором оно будет работать.
В зависимости от сферы применения это могут быть металлы — медь, алюминий, латунь, сталь и неметаллы — фибра, паронит, силикон и др. Рассмотрим подробнее сферы их применения.
Алюминиевые шайбы
Это мягкий металл, поэтому шайбы из алюминия легко заполняют зазоры и уплотняют соединения. Рекомендуется использовать их с болтами, гайками из стали. Отличается меньшей стоимостью относительно медных колец, является одноразовым уплотнителем (после разборки и ремонта узла нужно заменить шайбу).
Преимущества: алюминиевые шайбы отличаются тем, что выдерживают большие и резкие перепады t в рабочей зоне, не боятся атмосферной коррозии, прочные. Их температурный режим эксплуатации — до +200 °С.
Где применяются: в автомобилестроении — в узлах двигателей, гидравлики, трансмиссии, подъемно-транспортных механизмов, топливной арматуры, а также в сборных частях агрегатов, приборо- и машиностроении.
Медные шайбы
Чаще всего медные уплотнители изготавливаются из медного сплава марки М1М или М1 — наиболее пластичных марок, которые на 99,9% состоят из меди и почти не содержат примесей. Это мягкий, гибкий материал, который становится еще более пластичным после отжига.
Медные шайбы применяются в важных соединениях. Поэтому при выборе важно, чтобы шайба соответствовала DIN 7603 А, ГОСТ 19752-84, получила сертификат соответствия, на упаковке должна быть указана партия изготовления. Поверхность кольца должна быть идеально гладкой, без дефектов, шероховатостей.
Чем дольше хранится шайба, тем сильнее отвердевает медь. Поэтому если неизвестен срок хранения, перед применением их нужно обжечь: раскалить докрасна и дать остыть при комнатной температуре.
Преимущества: не боятся высоких температур, вибрации и высокого давления. Главная их особенность — выдерживают серьезные перепады давления. Медь не подвержена коррозии, не боится агрессивных средств, атмосферных условий, сохраняют плотность соединения даже при высоких температурах.
Где применяются: подходят для неподвижных соединений с t эксплуатации в диапазоне -253...+250-300 °C, в том числе трубо- и газопроводов. Также медные шайбы часто применяются в автомобилестроении, для выпуска аграрной и строительной техники — например, для форсунок, компрессоров, нагнетательных клапанов, штуцеров, масляных трубок, тормозных систем, двигателей, в том числе для легковых, грузовых авто (в т.ч. КАМАЗ). А также для различного оборудования, насосов, в том числе подкачивающих тракторных, топливных насосов высокого давления.
Латунные шайбы
Прокладочные шайбы из латуни прочнее алюминиевых и медных, применяются в соединениях с гайками и болтами из латуни или бронзы. Его не стоит использовать в соединениях вместе с алюминием или сталью, особенно при контакте с влагой, поскольку может произойти электрохимическая коррозия.
Преимущества: прочные, твердые, обладают электропроводностью и низкой остаточной намагниченностью (не искрят), не боятся коррозии от воды и низких температур — например, условий Крайнего Севера.
Где применяются: в точных приборах, электроприборах, технике и электротехническом оборудовании, санитарно-технических приборах, в холодильных установках; в автомобилестроении — в двигателях, электрических узлах; в сантехнических узлах, при строительстве судов.
Где НЕ применяются: в местах контакта с кислотами (соляная, серная, азотная), аммиаком, сероводородом, шахтными водами (у которых высокая минерализация).
Читайте также: Все о латунном крепеже и сравнение с другими метизами.
Уплотнительные шайбы из стали
Стальные уплотнительные шайбы изготавливаются из нержавеющей стали А2 и пружинной. Они не могут держать большую опорную нагрузку и служат для регулировки, подгонки расстояния между деталями, заполнения зазоров и полной герметичности соединения. Шайбы помогают устранить стук деталей, утечку газа, жидкостей, сделать конструкцию статичной.
Важно! Сталь должна обладать меньшей твердостью, чем материалы соединения.
Изделия должны соответствовать стандартам DIN 988 или ГОСТ. Также в одном узле можно применять несколько шайб, набирая таким образом нужную толщину.
Преимущества: устойчивы к коррозии, прочные, не боятся ГСМ, водяного пара, t от –200 до +600 °C.
Где применяются: в станках, машинах, приборах, для трубопроводов всех типов, насосов, оборудования для разных отраслей промышленности. Часто такие кольца применяют для снижения износа деталей при трении друг об друга. В автомобилестроении — например, стальные уплотнители особенно подходят для регулировки расстояния между подшипниками, для регулировки зазоров клапанов.
Нейлоновые шайбы
Это уплотнительные шайбы из белого или зеленого нейлона, которые обычно ставят в точки, где кабели соединяются с оборудованием.
Преимущества: имеют широкий диапазон допустимых температур, не боятся t от -60 до +130 °C — при выборе необходимо уточнить тепловой диапазон оборудования.
Где применяются: особенно в условиях, где важна водонепроницаемость, защита от протечек.
Шайбы из фибры
Кольца из фибры — спрессованной прочной ткани из хлопка и целлюлозы — гибкие, отлично герметизируют все зазоры даже при минимальном сжимающем усилии и выдерживают активную эксплуатацию. Кольца из фибры применяются в системах с давлением до 40 бар и в диапазоне t от -40 до +100°.
Преимущества: прочные, эластичные, не боятся агрессивных сред (бензина, керосина, углекислоты, масла, других ГСМ, нефтепродуктов), мало подвержены истиранию. Но сохраняют уплотняющие свойства только при t до +100 °С, не выше.
Где применяются: для герметизации водопроводов, трубопроводов с любыми проходящими веществами, в том числе керосином, бензином, кислородом, нейтральным газом, углекислотой. Часто применяется в системах отопления, водопроводах с горячей и холодной водой, в узлах дизельных и бензиновых насосов.
Кольца из паронита
Паронит — материал из каучука и асбеста — может быть 7 марок.
Преимущества: не боится кислот и щелочей, горячего газа и пара, ГСМ. Выдерживает t до +450 °С, перепады давления и температуры в системе.
Где применяется: подходит для герметизации соединений трубопроводов с разным проходящим веществом, в том числе для нефтегазовой отрасли и тяжелой промышленности. Отлично себя показывают в агрессивных средах на трубопроводах с малым диаметром (импульсные линии) для подключения датчика давления, температуры, приборов КИПиа, другого измерительного оборудования. Также подходит для герметизации соединений водопроводов, смесителей, душа, как уплотнительная шайба между баллоном и редуктором, газовым счетчиком и манометром.
Применение зависит от марки паронита:
- ПОН-А — для систем с давлением до 4МПа, трубопроводов с горячей водой, жидким газом, паром, продуктами нефтепереработки.
- ПОН-Б — для систем с давлением до 6МПа.
- ПОН-В — для систем с давлением 4 МПа, где перекачиваемой жидкостью является скважинная вода и легкое топливо.
- ПМБ — для систем с давлением до 10 МПа и диапазоном рабочей t -40….+490 °С, возможно применение в условиях агрессивных сред. Идеально для газопроводов (природный и сжиженный газ).
- ПМБ-1 — для гладких соединений, работающих под давлением до 16 МПа и в t -2 до +250 °С.
- ПК — для любых трубопроводов (газ, нефтепродукты, масла) под давлением до 10 МПа и при t до +250 °С.
- ПА — универсальные шайбы для гладких соединений и в шип-паз под давлением до 10 МПа и t до +180 °С.
Паронитовые шайбы перед применением покрывают сухим графитовым порошком, чтобы кольцо не прилипало к фланцу.
Резиновые уплотнительные кольца
Преимущества: работают при t от -60 °С и до +250 °С; выдерживают давление до 40 МПа в статичных соединениях и до 10 МПа в подвижных в сжатом воздухе, а в воде, маслах, горючем — до 32 МПа в динамических и до 50 МПа в статических соединениях.
Где применяются: используются в двух типах соединений — в динамических (где сохраняется подвижность) и статических (где нет движения между частями соединения). Динамическими соединениями являются поршни, вращающиеся валы. Также резиновые кольца подходят для гидравлики, топливных, пневматических систем.
Силиконовые уплотнительные кольца
Преимущества: не боятся t от -60 до +200 °С, горячего воздуха, ультрафиолета; обладают способностью к электроизоляции.
Где применяются: часто в медицинском оборудовании, пищевой промышленности.
Где НЕ применяются: не обладают высокой прочностью и стойкостью к истиранию, поэтому редко применяются в тяжелой промышленности, в динамических соединениях. Не подходят для газопроводов, трубопроводов с паром, контакту с кислотами.
Шайба кровельная с EPDM-прокладкой (резинометаллическая)
Узкоспециализированные шайбы под кровельные саморезы нужны для герметизации крепления металлочерепицы или профлиста к обрешетке. По сути, это уплотнительная шайба из стали с резиновым кольцом. Прокладка из EPDM (синтетический каучук) не боится t от -50 до +150°С, обеспечивает максимальную герметичность соединения, но боится минеральных, животных, растительных масел и жиров.
Также шайбы с EPDM подходят для конструкций из поликарбоната (теплиц) и для гидравлики.
С чем применяются уплотнительные шайбы
Шайбы-уплотнители нередко используются с фланцевыми и резьбовыми заглушками и пробками для лучшего сопряжения и как защита от трения всех элементов.
