Як підібрати ущільнення для різьбового з’єднання

Різьбове з’єднання — найпоширеніший тип з’єднань у гідравлічних, пневматичних і паливних системах. Його головний недолік — потенційна негерметичність у зоні контакту різьби. Для забезпечення герметичності та стабільної роботи системи застосовують ущільнювальні елементи, які запобігають витоку робочого середовища під тиском, компенсують вібрації та нерівності поверхні.

Правильний вибір ущільнення

Він залежить від:

• Типу різьби — метрична, дюймова, конусна, циліндрична;
• Характеру середовища — масло, вода, паливо, повітря, газ;
• Температури та тиску — робочий та піковий;
• Рухомості вузла — статичне чи динамічне з’єднання;
• Матеріалу з’єднуваних деталей — сталь, латунь, алюміній.
  

Невірно підібране ущільнення для різьбового з’єднання призводить до витоку, розгерметизації, прискореного зносу з’єднання. В гідравлічних системах це означає втрату тиску, перегрів, зниження ресурсу агрегату.

Основні типи ущільнень для різьбових з’єднань

Фторкаучукові кільця (FPM / Viton)

Ці ущільнення виготовляють з фторованого каучуку, стійкого до агресивних хімікатів, високих температур, нафтопродуктів і технічних рідин. Використовуються у високотемпературних гідравлічних і паливних системах, зокрема в авіації, суднобудуванні, нафтопереробці.

Робочий діапазон — від –25 до +200 °C. Витримують тиск до 40 МПа. Витончені до озону, УФ-випромінювання, старіння. Стабільні навіть за тривалого контакту з синтетичними оливами. Недолік — зниження еластичності при температурах нижче –20 °C. Не рекомендуються для застосування в кріогенних або холоднокліматичних умовах без додаткового підігріву системи.

Нітрилові кільця (NBR)

Найпоширеніший тип ущільнень у гідравліці, особливо для масляних і паливних систем у сільському господарстві, будівельній техніці, вантажівках. Виготовлені з бутадієн-нітрильного каучуку, стійкого до мінеральних олив, дизеля, гідравлічних рідин типу HLP.

Робочий температурний діапазон — від –30 до +100 °C. Допустимий тиск — до 25 МПа. Мають добру зносостійкість, прості в монтажі, не вимагають особливих умов зберігання. Не підходять для гальмівної рідини типу DOT, рідин на основі гліколю, а також для озононасиченого середовища або постійного впливу сонячного світла.

Тефлонові ущільнення (PTFE)

Це ущільнення з політетрафторетилену — інертного, високоміцного матеріалу, який витримує екстремальні умови. Застосовуються у високотемпературних, хімічно агресивних середовищах — фармацевтика, хімпром, харчова промисловість.

Діапазон робочих температур — від –60 до +250 °C. Стійкі до кислот, лугів, розчинників, спиртів. Механічно міцні, але нееластичні — потребують правильного монтажу із врахуванням притискного навантаження. Рекомендовано використовувати з опорними кільцями (back-up rings) або в комбінації з гумовими ущільненнями для компенсації деформацій. Підходять для динамічних з’єднань із обмеженою амплітудою руху.

Металеві шайби з гумовим кільцем (Bonded Seal)

Гібридне ущільнення, яке складається з сталевої шайби з вулканізованим кільцем з NBR, FKM або іншого еластомеру. Встановлюються між головкою болта та поверхнею з’єднання, забезпечуючи герметичність навіть за великого навантаження. Основне застосування — високонавантажені гідравлічні з’єднання, різьбові заглушки, клапани. Витримують тиск до 60 МПа і гідроудари. 

Працюють на нерівних або неідеально оброблених поверхнях. Висока надійність при простому монтажі. Стійкі до зсувів, деформацій, зберігають форму при багаторазовому затягуванні. Доступні в діапазоні від М5 до М100. Обов’язково враховувати тип металу основи (сталь, алюміній, мідь) — залежить від агресивності середовища та температурних навантажень.

Приклад вибору

Уявімо ситуацію: потрібно герметизувати різьбове з’єднання в гідравлічній системі самоскида, де використовують мінеральну оливу типу HLP, температура влітку сягає +70 °C, взимку — до –25 °C, а робочий тиск — 20 МПа.

Для такого випадку найкраще підійдуть нітрилові кільця (NBR), оскільки:

• Сумісні з мінеральною гідравлічною рідиною;
• Витримують температурний режим –30…+100 °C;
• Працюють в умовах середнього тиску до 25 МПа;
• Добре компенсують вібрації та допустимі неідеальності поверхонь.

Якщо ж техніка експлуатується у тропічному кліматі, де температура часто перевищує +100 °C, або за наявності агресивних рідин, краще обрати ущільнення з FPM.

Для вузлів, де можливе осьове зміщення чи зсув — наприклад, у розподільниках з рухомими елементами — варто комбінувати тефлон з гумовими кільцями, щоб уникнути деформації і забезпечити стабільну герметичність при змінних навантаженнях. Ну а підібрати якісні ущільнення для різьбового з’єднання шукайте на сайті Hydrohouse.