Герметизация фланцевых соединений

Особенности фланцевых соединений

Фланцами называют плоские детали круглого, квадратного или другого сечения, в которых присутствуют отверстия для болтов. С помощью фланцев традиционно выполняется монтаж трубопроводов для холодной и горячей воды, агрессивных и неагрессивных жидкостей и газов. Фланцы используют:

• для взаимного соединения участков трубопровода;
• для подключения кранов, клапанов и другой арматуры;
• для подключения трубопровода к емкостям, насосам, машинам, установкам и другим объектам.

Широкое применение фланцев обусловлено простотой их монтажа и демонтажа, возможностью стандартизации (и следовательно, массового производства и создания оперативного запаса на случай поломок), относительной дешевизной и достаточным уровнем надежности при соблюдении правил монтажа и эксплуатации. Фланцевое соединение может быть собрано и разобрано только с применением ручного или электрического портативного инструмента, что выгодно отличает его от трудоемких сварных соединений.

Типичное фланцевое соединение состоит из таких элементов:

• пара фланцев, подходящих по типоразмеру;
• набор крепежа для соединения;
• герметизационная прокладка (для изготовления этой детали традиционно используют резину, паронит, биконит, фторопласт, графит и сталь).

Герметизация фланцев

Ко фланцевым прокладкам действует комплекс требований, которые иногда противоречат друг другу. С одной стороны, прокладка должна быть достаточно долговечной, выдерживать возможные перепады давления и воздействие агрессивных сред, иметь сравнимый с основным материалом фланца коэффициент термического расширения. Этим требованиям вполне соответствуют жесткие прокладки из стали.

Но с другой стороны, для обеспечения достаточной герметизации материал прокладки должен быть упругим, восстанавливать свою форму после возможных деформаций, а также полностью заполнять все пространство между двумя фланцами. Но даже при обработке на современных станках поверхность металлических деталей никогда не бывает идеально ровной, поскольку все работы имеют тот или иной инженерный допуск. На практике эта неидеальность может проявляться в отклонениях от параллели, заусенцах, кавернах, трещинах, химических неоднородностях и других дефектах. С точки зрения максимального заполнения соединения предпочтение стоит отдавать резиновым, полимерным и другим упругим прокладкам.

На практике такие противоречивые требования приводят к необходимости тщательного подбора материала и геометрии прокладки под конкретные условия. В некоторых случаях предпочтение отдают химически- и термостойким материалам, в других главной характеристикой принимают долговечность, в третьих – выбирают материал с максимальным заполнением объема соединения.

Поэтому в современной индустрии все чаще используются альтернативные способы герметизации фланцев, не связанные с точной подгонкой свойств прокладки под условия работы трубопровода. Самый популярный из этих методов – использование полимеризующихся анаэробных герметиков, которые наносятся на соединение в виде геля и затвердевают внутри него. Несколько десятков назад такие материалы были доступны только в космической и военной промышленности, но сейчас они постепенно завоевывают новые рынки и становятся де-факто стандартом для бытовых и промышленных трубопроводных систем.

Анаэробные герметики для фланцев

Свое название эти материалы получили за свойство затвердевать в бескислородной среде (по аналогии с анаэробными микроорганизмами, предпочитающими отсутствие воздуха). Такие герметики изготавливаются на основе полимеров акриловой и метакриловой кислот. Они обладают рядом важных достоинств, обуславливающих их широкое применение для фланцевых соединений:

• Упругость в полимеризованном виде.
• Стойкость к высокому давлению – до 40 атмосфер (~4,1 МПа).
• Текучесть при нанесении, позволяющая добиться максимального заполнения соединения и практически полной компенсации дефектов поверхности фланцев.
• Химическая и температурная устойчивость.
• Защита металлических поверхностей от коррозии.
• Устойчивость к деформациям, вызванным перепадами температуры.
• Отсутствие усадки при полимеризации.
• Высокая скорость застывания – полимеризация происходит в течение 20 минут, также доступны «медленные составы» со сроком фиксации до 45 минут, что позволяет внести оперативные изменения в конструкцию уже после герметизации соединения.

Единственный заметный недостаток таких герметиков, ограничивающий их бытовое применение – обязательное присутствие металла для процесса полимеризации. Однако даже на химически неактивных металлах такие составы можно использовать – а вот для герметизации полимерных фланцев придется применять силиконовые материалы.

С точки зрения качества и долговечности герметизации хорошо себя зарекомендовали фланцевые анаэробные герметики Loctite, которые сейчас производит мировой химический гигант Henkel. От продукции других брендов составы «Локтайт» выгодно отличает огромный ассортимент, позволяющий подобрать подходящий состав для конкретных условий работы. Большой популярностью пользуются такие виды герметиков «Локтайт»:

• Высокотемпературные (рабочий диапазон до + 200 °C) составы Loctite 510 и Loctite 515.
• Состав для жестких фланцев Loctite 518.
• Уплотнители повышенной эластичности Loctite 5188 и Loctite 5203.
• «Медленные» составы для длительных сборочных работ Loctite 128068 и Loctite 573.

Приобрести герметик для фланцевых соединений от всемирно известного бренда Loctite можно в интернет-магазине «Интер-Комплект-НН».